(完整word版)水質(zhì)工程學(xué)(上)

1、1. 原水中雜質(zhì)按顆粒大小分為哪幾類？特征是什么？答：分為溶解物、膠體顆粒、懸浮物 ；溶解物特征：穩(wěn)定、均勻的溶于水中，透明。懸浮物特征：在動(dòng)水中呈懸浮狀態(tài)，在靜水中易于分離，從外觀看是渾濁的，通常用重力沉 降法去除。 膠體特征：在水中相當(dāng)穩(wěn)定，加混凝劑去除2. 生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)有哪四大類指標(biāo)？答：微生物指標(biāo)，水的感官性狀指標(biāo)和一般化學(xué)指標(biāo)，毒理學(xué)指標(biāo)，放射性指標(biāo)4. 寫出完全混合間歇式反應(yīng)器、推流型反應(yīng)器和完全混合連續(xù)式反應(yīng)器的特點(diǎn)。答：間歇式反應(yīng)器的特點(diǎn)：反應(yīng)物濃度、反應(yīng)速度不隨位置而變；反應(yīng)物濃度和反應(yīng)速度隨時(shí)間而變；反應(yīng)物的停留時(shí)間完全一樣推流型反應(yīng)器的特點(diǎn)：反應(yīng)物濃度、反應(yīng)速度是位

2、置的函數(shù)，反應(yīng)物濃度和反應(yīng)速度不隨時(shí)間而變；停留時(shí)間是位置的函數(shù)連續(xù)式反應(yīng)器的特點(diǎn)：反應(yīng)物濃度、反應(yīng)速度是確定的數(shù)值，不隨地點(diǎn)而變，各點(diǎn)的反應(yīng)物濃度和反應(yīng)速度不隨時(shí)間而變，停留時(shí)間由0t 都有可能5. 何為膠體的穩(wěn)定性？分析膠粒具有穩(wěn)定性的原因。如何使膠體脫穩(wěn)？答：膠體的穩(wěn)定性指膠體顆粒在水中長(zhǎng)期保持分散狀態(tài)的特性。原因：1 )膠體的動(dòng)力穩(wěn)定性 2)膠體的帶電穩(wěn)定性3 )膠體的溶劑作用穩(wěn)定性。通過投加混凝劑產(chǎn)生的凝聚和絮凝作用使膠體脫穩(wěn)6. 膠體的混凝機(jī)理有哪些？試以硫酸鋁為例分析其混凝特性。答：壓縮雙電層作用、吸附一電中和作用、吸附一架橋作用、網(wǎng)捕一卷掃作用Al2(SQ)3是一種電解質(zhì)，溶于

3、水后電離：A12(SO4)32Al 33S0：水解: Al H2O Al(OH) H , Al (OH)2 巴0 AI(OH)2 H， 在生成Al (OH )3以前，水中主要是 Al3、Al (OH )2、Al (OH )2，它們是帶正電荷的 離子，能壓縮擴(kuò)散層，降低電位，使膠粒脫穩(wěn)、凝聚；聚合與水解交錯(cuò)進(jìn)行，生成各種形態(tài)的高聚物，如Al6(OH )53、 AL(OH )44等，這種高分子聚合物是線性分子，有 很強(qiáng)的吸附架橋作用，能將膠粒逐步粘結(jié)為粗大的磯花。7. 分析影響混凝的因素有哪些？答：1混凝劑的種類和投加量2水力條件和作用時(shí)間3水溫的影響 4水的PH值影響5水中濁質(zhì)顆粒濃度影響6水中

4、雜質(zhì)影響7混凝劑投加方式影響8水中有機(jī)物污染物影響 9水的堿度影響8. 混凝過程中顆粒碰撞的動(dòng)力來源是什么？答：布朗運(yùn)動(dòng)、水力機(jī)械攪拌9. 簡(jiǎn)述混合與絮凝工藝的工藝要求答：混合工藝要求1）作用：使藥劑迅速、均勻擴(kuò)散于水中，使其快速水解，聚合及顆粒脫 穩(wěn)，借助于布朗運(yùn)動(dòng)，異向凝聚一一微絮體；2）要求：對(duì)水力條件要求是：紊動(dòng) .快速：t=1030s，至多2min劇烈：G=7001000s碰撞凝聚絮凝工藝要求1）作用：在合適的水力條件下，同向絮凝，使絮凝體粗大的磯花（d 0.6mm）2）要求：1提供足夠的碰撞次數(shù)2攪拌強(qiáng)度遞減3磯花不能在絮凝池中沉淀10. 沉淀分為哪幾類，各類特點(diǎn)是什么答：1、自由

5、沉淀離散顆粒在沉淀過程中沉速不變（沉砂池，初沉池前期）。2、 絮凝沉淀絮凝性顆粒在沉淀過程總沉速增加（初沉池后期，二沉池前期；給水混凝沉淀）。3、 擁擠沉淀顆粒濃度大，相互間發(fā)生干擾，分層（高濁水，二沉池，污泥濃縮池）4、壓縮沉淀顆粒間相互擠壓，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力下擠出，污泥得到濃縮。11.以平流沉淀池為例分析理想沉淀池的工況直線n代表從池頂點(diǎn) A開始下沉而不能沉到池底的顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡；直線川代表從池頂a點(diǎn)開始下沉而剛好沉到池底最遠(yuǎn)處B點(diǎn)的顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡12. 解釋沉淀池總?cè)コ使街懈鞑糠趾x答：理想沉淀池總的去除率p （1Po)dp 匚，poUo沉速小于截留沉速u0的顆粒重量占

6、原水中全部顆粒重量的百分率；（1p0）沉速u0的顆粒已經(jīng)全部下沉所占的百分率pi 沉速小于 Ui的所有顆粒重量占全部顆粒重量的百分率dp i 具有沉速為 Uj的顆粒所占的百分率idpi 能夠下沉的具有沉速Uj的顆粒所占的百分率UoPo0巴dp.所有能夠下沉的沉速小于Uj的顆粒所占的百分率Uo13. 分析影響平流沉淀池沉淀效果的因素答：1）水流狀態(tài) 2）顆粒的絮凝作用的影響3）平流沉淀池的構(gòu)造14. 斜板斜管沉淀池的工作原理、工作特點(diǎn)、工作過程答：原理：在保持截流沉速和水平流速都不變的條件下，減小沉淀池的深度，就能相應(yīng)的減少沉淀時(shí)間和縮短沉淀池長(zhǎng)度。工作特點(diǎn)：1）沉淀效率高，表面負(fù)荷大，停留時(shí)間

7、短 2）水力條件改善3）斜管下部的再絮凝作用。15. 澄清池中的活性泥渣層為何具有凈水作用能夠繼續(xù)吸附和粘答：由于混凝劑混凝渾水后新生成的泥渣尚有大量的未飽和活性集團(tuán), 附水中的懸濁物質(zhì)16. 澄清池的分類，了解各種澄清池的工作過程答：泥渣懸浮型澄清池：懸浮澄清池，脈沖澄清池；泥渣循環(huán)型澄清池：機(jī)械攪拌澄清池, 水力循環(huán)澄清池17. 幅流沉淀池的分類答：中央進(jìn)水輻流式、周邊進(jìn)水-中心出水、周邊進(jìn)水-周邊出水18. 何為氣浮法，氣浮法中要注意什么答：在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)固液分離。懸浮物與氣泡的附著條件，氣泡的穩(wěn)定性19. 何為過濾工藝。答：以具有孔隙的粒狀介質(zhì)截留水中雜質(zhì)，從而使水得到澄清的過程20

8、. 慢濾池和快濾池各有何特點(diǎn)。答：慢濾池：濾速慢；投產(chǎn) 1-2個(gè)星期后，濾層表面會(huì)生長(zhǎng)一層濾膜；生成濾膜所需的時(shí)間為濾膜的成熟期快濾池：濾速可達(dá) 5-10m/h，出水濁度可降至比較低的程度21. 濾料的要求有哪些；濾料的級(jí)配指的是什么。答：要求：1）足夠的機(jī)械強(qiáng)度2）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定3）具有用戶要求的顆粒尺寸和粒度組成4）就地取材，貨源充足，價(jià)錢低廉22. 承托層的作用答：濾料承托層的作用主要是防止濾料從配水系統(tǒng)中流失；均布分配沖洗水。23. 分析過濾的機(jī)理答：微生物吞食細(xì)菌；微生物分泌出起凝聚作用的酶；藻類產(chǎn)生氧氣，起氧化作用24. 何謂反粒度過濾，舉例說明答：濾料粒徑沿水流由小到大。小粒徑、大

9、重度的重質(zhì)濾料（磁鐵砂）25. 等速過濾和變速過濾分別指什么答：等速過濾是指濾池過濾速度保持不變，亦即濾池流量保持不變。變速是指濾速隨時(shí)間而逐漸減小的過濾。26. 寫出濾池的沖洗要求、沖洗機(jī)理、沖洗方法答： 要求： 1）配水均勻 2）適當(dāng)?shù)臎_洗強(qiáng)度3）足夠的沖洗時(shí)間4）迅速排出廢水方法：按工作條件分 1）水利沖洗機(jī)理： 1）剪力作用 2）碰撞摩擦作用3）振動(dòng)作用2）水利沖洗 +輔助沖洗（機(jī)械沖洗、表面沖洗）3）氣水沖洗按沖洗流速分 1）高速?zèng)_洗 2）中速?zèng)_洗 3）低速?zèng)_洗途徑： 1）增大孔眼出水水力阻S1小阻力配水系統(tǒng)3）先氣沖，再氣水同時(shí)沖，最后27. 寫出配水系統(tǒng)的作用，滿足配水均勻要求的

10、途徑 答： 作用： 1）均勻分布沖洗水2）均勻收集過濾水抗S2大阻力配水系統(tǒng)2）降低配水系統(tǒng)水力阻抗28. 氣水反沖的方式有哪些答： 1 ）先氣沖，再水沖2）先氣水同時(shí)沖，再用水沖用水沖29. 寫出濾池反沖洗水塔的高度如何確定；寫出濾池反沖洗水泵的揚(yáng)程如何確定。答：高度H0h,h2 h3h4 h5 , h,水塔至濾池的管道總水頭損失，h2配水系統(tǒng)水頭損失，h3 承托層水頭損失，h3=0.022qz，q反沖洗強(qiáng)度，z承托層厚度，m，h4 濾層水頭損失，h5 備用水頭，取1.52.0m30. 了解各種濾池的運(yùn)行過程，特點(diǎn)答： 虹吸濾池特點(diǎn)：虹吸濾池系采用真空系統(tǒng)控制進(jìn)、排水虹吸管，以代替進(jìn)、排水閥

11、門， 每座濾池由若干格組成， 采用小阻力配水系統(tǒng)， 利用濾池本身的出水及其水頭進(jìn)行沖洗， 以 代替高位沖洗水箱和水泵； 濾池的總進(jìn)水量能自動(dòng)均衡的分配到各格， 當(dāng)進(jìn)水量不變時(shí)各格 均為恒速過濾。濾后水位高于濾層，濾料內(nèi)不致發(fā)生負(fù)水頭現(xiàn)象移動(dòng)罩濾池、 V 形濾池31. 消毒的目的答： 給水處理中消毒的目的是殺滅致病菌，廢水處理中消毒的目的是防止致病菌傳播。32. 分析氯消毒的消毒原理答：氯氣溶解在水中后，水解為 HCI和次氯酸HOCI，次氯酸再離解為 H+和OCI 。HOCI比 OCl 一的氧化能力要強(qiáng)得多。另外，由于 HOCl 是中性分子，容易接近細(xì)菌而予以氧化，而 OCI 一帶負(fù)電荷，難以靠

12、近同樣帶負(fù)電的細(xì)菌，雖然有一定氧化作用，但在濃度較低時(shí) 很難起到消毒作用。因此，消毒主要是 HOCI 起的作用，而且在酸性條件下更為有利。33. 圖示折點(diǎn)加氯的原理答：當(dāng)水中存在有機(jī)物且有機(jī)物主要是氨和氮化合物時(shí)， 水中起始需氯量滿足后， 加氯 量增加，剩余氯也增加，當(dāng)繼續(xù)加氯時(shí)，雖然加氯量增加，余氯量反而下降，隨著加氯量的 進(jìn)一步增加，剩余氯又上升了。這就稱為折點(diǎn)加氯。1 區(qū)：無余氯，消毒效果不可靠；2 區(qū)：氯與氨反應(yīng)，有余氯的存在，所以有一定的消毒效果，但是主要是化合性氯，主要是 NH2CI ；3 區(qū)： 2NH2CI+HOCI N2 +HCI+H2O ，有效氯減少， NH2CI 被氧化成沒

13、有消毒作用的化 合物，最后到達(dá)折點(diǎn) B ；4 區(qū)：胺與 HOCI 反應(yīng)完，自由性余氯增加34.列舉出3-4種其他消毒方法，說出消毒原理、特點(diǎn) 答：臭氧消毒、二氧化氯、高錳酸鉀35. 寫出高濁度水的水質(zhì)特點(diǎn)及處理工藝流程答：水質(zhì)工程學(xué)（李圭白，張杰主編）P639,P64036. 寫出地下水除鐵的工藝流程答：水質(zhì)工程學(xué)P64237. 寫出地下水除錳的工藝流程答：水質(zhì)工程學(xué)P64638. 寫出地下水除鐵除錳的工藝流程答：水質(zhì)工程學(xué)P64739. 氧垂曲線一一有機(jī)物排入河流后，經(jīng)微生物降解而大量消耗水中的溶解氧，使河水虧氧；另一方面，空氣中的氧通過河流水面不斷地溶入水中，使溶解氧逐步得到恢復(fù)。所以耗氧

14、與復(fù)氧是同時(shí)存在的，污水排入后，DO曲線呈懸索狀態(tài)下垂，故稱為氧垂曲線 .BOD5曲線呈 逐步下降態(tài)，直至恢復(fù)到污水排入前的基值濃度。40，BOD5水溫為20條件下，5天的時(shí)間內(nèi)，由于微生物的生活活動(dòng)，將有機(jī)物氧化成 無機(jī)物所消耗的溶解氧。41，MLVSS 本項(xiàng)指標(biāo)所表示的是混合液活性污泥中的有機(jī)性固體物質(zhì)部分的濃度，是 混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度42,反映有機(jī)物污染的指標(biāo)有哪幾項(xiàng)？它們相互之間的關(guān)系如何？答：有機(jī)物及其指標(biāo)生物化學(xué)需氧量或生化需氧量（BOD）化學(xué)需氧量（COD）總需氧量（TOD）總有機(jī)碳（TOC）BOD :在水溫為20度的條件下，由于微生物（主要是細(xì)菌）的生活活動(dòng)，將有機(jī)物氧化

15、 成無機(jī)物所消耗的溶解氧量，稱為生物化學(xué)需氧量或生化需氧量。COD :在酸性條件下，將有機(jī)物氧化成CO2與H2O所消耗的氧量。TOD :由于有機(jī)物的主要元素是 C、H、O、N、S等。被氧化后，分別產(chǎn)生 CO2、缶0、N02和S02,所消耗的氧量稱為總需氧量。TOC :表示有機(jī)物濃度的綜合指標(biāo)。先將一定數(shù)量的水樣經(jīng)過酸化，用壓縮空氣吹脫其中的無機(jī)碳酸鹽，排除干擾，然后注入含氧量已知的氧氣流中，再通過以鉑鋼為觸煤的燃燒管，在900度高溫下燃燒，把有機(jī)物所含的碳氧化成CO2,用紅外氣體分析儀記錄 CO2的數(shù)量并折算成含碳量即等于總有機(jī)碳TOC值。它們之間的相互關(guān)系為：TOD COD BOD TOC4

16、3,硝化在消化細(xì)菌的作用下， 氨態(tài)氮進(jìn)行分解氧化，就此分兩個(gè)階段進(jìn)行，首先在亞消化菌的作用下，使氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮，然后亞硝酸氮在硝酸菌的作用下， 進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝 酸氮。44，地表水源和地下水源各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：大部分地區(qū)的地下水由于受形成、埋藏和補(bǔ)給等條件的影響，具有水質(zhì)澄清、水溫穩(wěn)定、分布面廣等特點(diǎn)。但地下水徑流量較小，有的礦化度和硬度較高。大部分地區(qū)的地表水源流量較大，由于受地面各種因素的影響，通常表現(xiàn)出與地下水相反的特點(diǎn)。如，河不渾濁高，水溫變幅大，有機(jī)物和細(xì)菌含量高，有時(shí)還有較高的色度。地表水 受到污染。但是地表不一般具有徑流量大，礦化度和硬度低，含鐵錳量等較低的優(yōu)點(diǎn)。地表水水質(zhì)水量有

17、明顯的季節(jié)性。采用地表水源時(shí)，在地形、地質(zhì)、水文、衛(wèi)生防護(hù)等方面復(fù)雜45,河水總堿度0.1mmol/L （按CaO計(jì)）。硫酸鋁（含 Al 2O3為16% ）投加量為25mg/L ,問 是否需要投加石灰以保證硫酸鋁順利水解？設(shè)水廠日生產(chǎn)水量50000m3,試問水廠每天約需要多少千克石灰（石灰純度按50%計(jì)）。（處理水剩余堿度要求不得低于0.47 mmol/L （按CaO 計(jì)）解：投入藥劑量折合 Al 2O3為25mg/l x 16%=4mg ,Al 2O3的分子量為102。故投入藥劑量相當(dāng)于 4/102=0.039mmol/l ，剩余堿度取0.37mmol/l ，則得CaO=3a-x+=3 x

18、0.039-0.1+0.37=0.387(mmol/l),CaO 的分子量為 56,則石灰投量為 0.387 x 56 x 50000/0.5=2.17 x 106（g）=2.17 x 103（kg）曝氣池有效容積為4000m3，混合液濃度2000mg/ L （其中揮發(fā)性污泥濃度為1500mg/ L）,半小時(shí)沉降比為 30%，當(dāng)進(jìn)水 BOD5為220mg/ L ,每日處理1000m3/d生 活污水時(shí)，處理后水的溶解性BOD5為20mg/ L，試驗(yàn)測(cè)得污泥產(chǎn)率系數(shù)為0.65g/g,自身氧化率為0.05d-1。計(jì)算污泥負(fù)荷率、污泥指數(shù)、剩余污泥量、污泥齡、回流污泥濃度 及污泥回流比。解：由已知條件 V=4000m3 X=MLSS=2000mg / LMLVSS=1500mg /L SV=30%Sa=220mg/L , Q=1000 m3/d Se=20mg/LY=0.65g / g Kd=0.05d-1(1)污泥