给水综合项目工程课后思考题答案章.doc

十四章：1、水中杂质按尺寸大小可提成几类？理解各类杂质重要来源、特点及普通去除办法。答：水中杂质按尺寸大小可提成三类：）悬浮物和胶体杂质：悬浮物尺寸较大，易于在水中下沉或上浮。但胶体颗粒尺寸很小，在水中长期静置也难下沉，水中所存在胶体普通有粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。有机高分子物质普通也属于胶体一类。天然水中胶体普通带有负电荷，有时也具有少量正电荷金属氢氧化物胶体。粒径不不大于.1mm泥砂去除较易，普通在水中不久下沉。而粒径较小悬浮物和胶体物质，须投加混凝剂方可去除。）溶解杂质，分为有机物和无机物两类。它们与水所构成均相体系，外观透明，属于真溶液。但有无机溶解物可使水产生色、臭、味。无机溶解杂质重要某些工业用水去除对象，但有毒、有害无机溶解物也是生活饮用水去除对象。有机溶解物重要来源于水源污染，也有天然存在。3、理解生活饮用水卫生原则中各项指标意义。(7)答：在原则中所列水质项目可提成如下几类。一类属于感官性状方面规定，如不水度、色度、臭和味以及肉眼可见物等。第二类是对人体健康有益但不但愿过量化学物质。第三类是对人体健康无益但普通状况下毒性也很低物质。第四类有毒物质。第五类细菌学指标，当前仅列细菌总数、总大肠菌数和余氯三项。4、反映器原理用于水解决有何作用和特点？(7)答：反映器是化工生产过程中核心某些.在反映器中所进行过程,既有化学反映过程,又有物理过程,影响因素复杂。在水解决方面引入反映器理论推动了水解决工艺发展。在化工生产过程中，反映器只作为化学反映设备来独立研究，但在水解决中，含义较广泛。许多水解决设备与池子都可作为反映器来进行分析研究，涉及化学反映、生物化学反映以至物理过程等。例如，不氯化消毒池，除铁、除锰滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自净过程都可应用反映器原理和办法进行分析、研究。9、PF型和CMB型反映器为什么效果相似？两者优缺陷比较。答：在推流型反映器起端（或开始阶段），物料是在C0高浓度下进行，反映速度不久。沿着液流方向，随着流程增长（或反映时间延续），物料浓度逐渐减少，反映速度也随之逐渐减小。这也间歇式反映器反映过程是完全同样。介它优于间歇式反映器在于：间歇式反映器除了反映时间以外，还需考虑投料和卸料时间，而推流型反映器为持续操作。11、何谓“纵向分散模型”？纵向分散模型对水解决设备分析研究有何作用？(7)答：纵向分散模型就是在推流型基本上加上一种纵向混合，而这种混合又可设想为一种扩散所引起，其中既涉及分子扩散、紊流扩散，又涉及短流、环流、流速不均匀等。这种模型与实际所研究对象基本等效，不必去深究扩散机理及其他细节，因此在对水解决设备分析研究中采用此模型更简朴以便。第十五章混凝思考题1、何谓胶体稳定性？试用胶粒间互相作用势能曲线阐明胶体稳定性因素。答：胶体稳定性是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态特性。因素P255最后一段。4、当前国内惯用混凝剂有哪几种？各有何优缺陷？答：铝系：硫酸铝明矾聚合氯化铝（PAC）聚合硫酸铝（PAS）铁系：三氯化铁硫酸亚铁聚合硫酸铁（PFS）聚合氯化铁（PFC）有机高分子混凝剂：聚丙烯酰胺（PAM）优缺陷：长处缺陷硫酸铝价格较低，使用便利，混凝效果较好，不会给解决后水质带来不良影响当水温低时硫酸铝水解困难，形成絮体较松散；不溶杂质含量较多。聚合氯化铝（PAC）1应用范畴广;2易迅速形成大矾花，沉淀性能好，投药量普通比硫酸铝低;3、适当PH值范畴较宽(在59间)；4、水温低时，仍可保持稳定混凝效果；5、其碱化度比其她铝盐、铁盐为高，因而药液对设备侵蚀作用小三氯化铁极易溶于水；沉淀性好，解决低温水或低浊水效果比铝盐好氯化铁液体、晶体物或受潮无水物腐蚀性极大，调制和加药设备必要考虑用耐腐蚀材料硫酸亚铁不如三价铁盐那样有良好混凝效果；残留在水中Fe2+会使解决后水带色；聚合硫酸铁投加剂量少；絮体生成快；对水质适应范畴广以及水解时消耗水中碱度少聚丙烯酰胺（PAM）常作助凝剂以配合铝盐和铁盐作用，效果明显7.何谓同向絮凝和异向絮凝？两者絮凝速率（或碰撞数率）与哪些因素关于？同向絮凝：由流体运动所导致颗粒碰撞汇集称为同向絮凝。其数率与颗粒直径三次方成正比，与颗粒数量浓度平方成正比，以及速度梯度一次方成正比。异向絮凝：由布朗运动所导致颗粒碰撞汇集称异向絮凝。其数率与水温成正比，与颗粒数量浓度平方成反比。11.影响混凝效果重要因素有哪几种？这些因素是如何影响混凝效果？影响混凝效果重要因素有水温，水PH值和碱度及水中悬浮物浓度。水温：a无机盐水解是吸热反映低温水混凝剂水解困难。b低温水粘度大，使水中杂质颗粒布朗运动强度削弱，碰撞机会减少，不利于胶粒脱稳混凝c水温低时胶体颗粒水化作用增强，妨碍胶体混凝d水温与水PH值关于PH值：对于硫酸铝而言，水PH值直接影响铝离子水解聚合反映，亦即影响铝盐水解产物存在形态。对三价铁盐混凝剂时PH在6.0-8.4之间最佳高分子混凝剂混凝效果受水PH值影响比较小悬浮物浓度：含量过低时，颗粒碰撞速率大大减小，混凝效果差。含量高时，所需铝盐或铁盐混凝剂量将大大增长。15当前水厂中惯用絮凝设备有哪几种？各有何优缺陷？在絮凝过程中，为什么G值应自进口值出口逐渐减少？1）、隔板絮凝池涉及往复式和回转式两种。长处：构造简朴，管理以便。缺陷：流量变化大者，絮凝效果不稳定，絮凝时间长，池子容积大。2）、折板絮凝池长处：与隔板絮凝池相比，提高了颗粒碰撞絮凝效果，水力条件大大改进，缩短了絮凝时间，池子体积减小。缺陷：因板距笑，安装维修较困难，折板费用较高。3）、机械絮凝池长处：可随水质、水量变化而随时变化转速以保证絮凝效果，能应用于任何规模水厂缺陷：需机械设备因而增长机械维修工作。絮凝过程和那个中，为避免絮凝体破碎，絮凝设备内流速及水流转弯处流速应沿程逐渐减少，从而G值也沿程逐渐减少。16.采用机械絮凝池时，为什么要采用34档搅拌机且各档之间需用隔墙分开？由于单个机械絮凝池接近于CSTR型反映器，故宜分格串联。分格愈多，愈接近PF型反映器，絮凝效果愈好，但分格过多，造价增高且增长维修工作量。各档之间用隔墙分开是为防止水流短路。16章沉淀和澄清1.什么叫自由沉淀，拥挤沉淀和絮凝沉淀？答：在沉淀过程中，彼此没有收到干扰，只收到颗粒自身在水中重力和水流阻力作用，称为自由沉淀。颗粒在沉淀过程中，彼此互相干扰，或者收到容器壁干扰，虽然其粒度和第一种相似，但沉淀速度却较小，称为絮凝沉淀。拥挤沉淀：颗粒沉降受到周边其她颗粒影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一种整体共同下沉，与澄清水之间有一种清晰泥水界面。4抱负沉淀池应符合哪些条件？依照抱负沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度和表面积关系如何？答：1）颗粒处在自由沉淀状态。2）水流沿着水平方向流动，流速不变。3）颗粒沉到池底即以为已被去除，不再返回水流中。由式子可知：悬浮颗粒再抱负沉淀池中去除率只与沉淀池表面负荷关于，而与其她因素如水深，池长，水平流速和沉淀时间均无关。5影响平流沉淀池沉淀效果重要因素有哪些？沉淀池纵向分格有何作用？答1)沉淀池实际水流状况对沉淀效果影响。（雷诺数Re和弗劳德数Fr）2）凝聚作用影响。沉淀池纵向分格可以减小水力半径R从而减少Re和提高Fr数，有助于沉淀和加强水稳定性，从而提高沉淀效果。6沉淀池表面负荷和颗粒截留沉速关系如何？两者涵义有何区别？答：表面负荷在数值上等于截留沉速，但涵义不同。前者是指单位沉淀池表面积产水量，后者代表自池顶开始下沉所能所有去除颗粒中最小颗粒沉速。10.澄清池基本原理和重要特点是什么？答：基本原理：原水加药后进入澄清池，使水中脱稳杂质与澄清池中高浓度泥渣颗粒充分接触碰撞凝聚，并被泥渣层拦截下来，水得到澄清。重要特点：澄清池将絮凝和沉淀两个过程综合与一种构筑物内完毕，重要运用活性泥渣层达到澄清目。当脱稳杂质随水流与泥渣层接触时，便被泥渣层阻留下来，使水获得澄清。十七章过滤1、为什么粒径不大于滤层中孔隙尺寸杂质颗粒会被滤层拦截下来？答：颗粒较小时，布朗运动较激烈，然后会扩散至滤粒表面而被拦截下来。3、直接过滤有哪两种方式？采用原水直接过滤应注意哪些问题？答：两种方式：1、原水经加药后直接进入滤池过滤，滤前不设任何絮凝设备，这种过滤方式普通称“接触过滤”2、滤池前设一简易微絮凝池，原水加药混合后先经微絮凝池，形成粒径相近微絮凝池后（粒径大体在4060m左右）即刻进入滤池过滤，这种过滤方式称“微絮凝过滤”。注意问题：1、原水浊度和色度较低且水质变化较小。2、普通采用双层、三层或均质材料，滤料粒径和厚度恰当增大，否则滤层表面孔隙易被堵塞。3、原水进入滤池前，无论是接触过滤或微絮凝过滤，均不应形成大絮凝体以免不久堵塞滤层表面孔隙。4、滤速应依照原水水质决定。5、什么叫“等速过滤”和“变速过滤”？两者分别在什么状况下形成？分析两种过滤方式优缺陷并指出哪几种滤池属“等速过滤”。答：当滤池过滤速度保持不变，亦即滤池流量保持不变时，称“等速过滤”。滤速随过滤时间而逐渐减小过滤称“变速过滤”随着过滤时间延长，滤层中截留悬浮物量逐渐增多，滤层孔隙率逐渐减小，由公式可懂得，当滤料粒径、形状、滤层级配和厚度以及水温已定期，如果孔隙率减小，则在水头损失保持不变条件下，将引起滤速减小；反之，当滤速保持不变状况下，将引起水头损失增长。这样就产生了等速过滤和变速过滤两种基本过滤方式。虹吸滤池和无阀滤池即属等速过滤滤池。移动罩滤池属变速过滤滤池，普通快滤池可以设计成变速过滤也可设计成等速过滤8.双层和多层虑料混杂与否与那些因素关于?虑料混杂对过滤有何影响?重要决定于虑料密度差,粒径差及虑料粒径级配,虑料形状,水温及反冲洗强度等因素.虑料混杂对过滤影响如何,有两种不同观点.一种意见以为,虑料交界面上适度混杂,可避免交界面上积聚过多杂质而是水头损失增长较快,故适度混杂是有益;另一种意见以为虑料交界面不应有混杂现象.由于上层虑料起截留大量杂质作用,下层则起精虑作用,而界面分层清晰,起始水头损失将较小.事实上,虑料交界面不同限度混杂是很难避免.生产经验表白,虑料交界混杂厚度在一定期,对虑料有益无害.10.虑池反冲洗强度和虑层膨胀度之间关系如何?当虑层所有膨胀起来后来,反冲洗强度增大,水流通过虑层水头损失与否同步增大?为什么?当冲洗流速超过mf后来,虑层中水头损失不变,但虑层膨胀起来.冲洗强度愈大,膨胀度愈大.不会,由于当冲洗流速超过最小流态化冲洗流速mf时,增大冲洗流速只是使虑层膨胀度增大,而水头损失保持不变.14大阻力配水系统和小阻力配水系统涵义是什么？各有何优缺陷？掌握大阻力配水系统基本原理和公式（17-32）推导过程。答：普通规定：配水系统开孔比为=0.20%0.25%为大阻力配水系统；=0.60%0.80%为中阻力配水系统；=1.0%1.5%为小阻力配水系统。大阻力配水系统长处是配水均匀性好，但构造复杂，孔口水头损失大，冲洗时动力消耗大；管道易结垢，增长检修困难，此外，对冲洗水头有限虹吸滤池和无阀滤池，大阻力配水系统不能采用。小阻力配水系统可以克服上述缺陷。原理和推导过长，见书P337-339。15、小阻力配水系有哪些形式？各有何优缺陷？答：小阻力配水系形式有：钢筋混凝土穿孔（或缝隙）滤板；穿孔滤砖；滤头。用时重要考虑因素有：造价、配水均匀性、孔口易堵塞性、强度、耐腐蚀性20、无阀滤池虹吸上升管中水位变化是如何引起？虹吸辅助管管口和出水堰口标高差表达什么？答：虹吸辅助管中落水使上升管中水位上升，始终到达最高位；到达最高位后，下落水流随着下降管水流一起下落，导致真空度陡增，产生持续虹吸水流；水箱水位降至虹吸破坏口时，水位开始下降。虹吸辅助管管口和出水堰口标高差表达终期容许水头损失值H。28、所谓V型滤池，其重要特点是什么？简要地综合评述普通快滤池、无阀滤池、移动罩滤池、V型滤池及压力滤池重要优缺陷和合用条件答：V型滤池因两侧（或一侧也可）进水槽设计成V字形而得名，池底设有一排小孔，既可以作过滤时进水用，冲洗时又可供横向扫洗布水用，这是V型滤池一种特点。V型滤池重要特点是：（1）可采用较粗滤料较厚滤层以增长过滤周期。由于反冲洗时滤层不膨胀，故整个滤层在深度方向粒径分布基本均匀，不发生水力分级现象。即所谓“均质滤料”，使滤层含污能力提高。普通采用砂滤料，有效粒径0.95-1.50mm，不均匀系数(1)2-1.5，滤层厚约0.95-1.5m。（2）气、水反冲再加始终存在横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。第十八章消毒1当前水消毒办法重要有哪几种？简要评述各种消毒办法优缺陷。当前水消毒办法重要有：氯消毒、二氧化氯消毒、氯胺消毒、漂白粉消毒、次氯酸钠消毒、臭氧消毒、紫外线消毒。氯消毒长处是经济有效，使用以便。缺陷是受污染水经氯消毒后往往产生某些有害健康副产物，例如三氯甲烷。ClO2对细菌、病毒等有很强灭活能力。ClO2最大长处是不会与水中有机物作用生成三氯甲烷。ClO2消毒尚有如下长处：消毒能力比氯强，故在相似条件下，投加量比cl2少；ClO2余量能在管网中保持很长时间。消毒效果受水ph值影响极小。作为氧化剂，ClO2能有效地去除或减少水色、嗅及铁、锰、酚等物质。它与酚起氧化反映，不会生成氯酚。缺陷是：ClO2自身和ClO2对人体红细胞有损坏，有报导以为，还对人神经系统及生殖系统有损害。氯胺消毒长处是：当水中具有有机物和酚时，氯胺消毒不会产生氯臭和氯酚臭，同步大大减少THMs产生也许；能保持水中余氯较久，合用与供水管网较长状况。缺陷是：杀菌力弱。次氯酸钠消毒长处是：用海水或浓盐水作为原料，产生次氯酸钠，可以现场配备，就地投加，合用以便，投量容易控制。缺陷是需要有次氯酸钠发生器与投加设备。臭氧消毒长处：不会产生三卤甲烷等副产物，其杀菌和氧化能力均比氯强。缺陷是：中间产物也许存在毒性物质或致突变物。漂白粉优缺陷没找到。2.什么叫自由性氯？什么叫化合性氯？两者消毒效果有何区别？简述两者消毒原理。水中所含氯以氯胺存在时，称为化合性氯。自由性氯消毒效能比化合性氯高得多。19章水其她解决办法思考题1、 水中含铁、锰、高氟等会有什么危害？答：含铁、锰会使水有色、臭、味，水质影响工业产品质量，使用品染色，洗涤染渍。含高氟水会引起慢性氟中毒。2、 为了加快铁氧化速率，可以采用什么办法并阐明理由。答：办法PH5.5时，氧化速率与OH2成正比，故增大PH值可加迅速率；PH5.5时，氧化速率是非常缓慢。有催化剂如氢氧化铁覆盖膜可以加快氧化速率。3.地下水除铁时惯用什么工艺？为什么地下水除锰比除铁困难？答：地下水常采用曝气氧化工艺。由于铁氧化还原电位低于锰，容易被O2氧化，相似PH时二价铁比二价锰氧化速率快，以致影响二价锰氧化，因而地下水除锰比除铁困难。5.除铁、除锰滤料成熟期是指什么？任何滤料与否需到成熟期后才浮现催化氧化作用？答：滤料从开始使用到其表面覆盖有氧化物，形成氢氧化物膜所需时间称为成熟期。滤料在形成氢氧化物膜后即有催化作用，故在达到成熟期之前已有催化氧化作用。