給水工程課后關(guān)鍵思考題答案1

第十五章混凝

思量題

1、何謂膠體穩(wěn)定性？試用膠粒間互相作用勢(shì)能曲線(xiàn)說(shuō)明膠體穩(wěn)定性的原因。

答：膠體穩(wěn)定性是指膠體粒子在水中長(zhǎng)期保持分散懸浮狀態(tài)的特性.原因P255最后一

段。

2、混凝過(guò)程中，壓縮雙電層和吸附一電中和作用有何區(qū)別？簡(jiǎn)要敘述硫酸鋁混凝作用機(jī)理

及其與水的pH值的關(guān)系.

答：壓縮雙電層機(jī)理：由膠體粒子的雙電層結(jié)構(gòu)可知,反離子的濃度在膠粒表面處最大，

并沿著膠粒表面向外的距離呈遞減分布，最終與溶液中離子濃度相等。當(dāng)向溶液中投加電解

質(zhì)，使溶液中離子濃度增高，則擴(kuò)散層的厚度減小。該過(guò)程的實(shí)質(zhì)是加入的反離子與擴(kuò)散層

原有反離了?之間的靜電斥力把原有部份反離了擠壓到吸附層中，從而使擴(kuò)散層厚度減小。

由于擴(kuò)散層厚度的減小，電位相應(yīng)降低，因此膠粒間的相互排斥力也減少。另一方面，

由于擴(kuò)散層減薄，它們相撞時(shí)的距離也減少，因此相互間的吸引力相應(yīng)變大。從而其排斥力

與吸引力的合力由斥力為主變成以引力為主(排斥勢(shì)能消失了)，膠粒得以迅速凝結(jié)。

吸附-電中和機(jī)理：膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠粒、鏈狀離子或者份子帶異號(hào)電荷的

部位有強(qiáng)烈的吸附作用，由于這種吸附作用中和了電位離子所帶電荷，減少了靜電斥力，

降低了，電位，使膠體的脫穩(wěn)和凝結(jié)易于發(fā)生。此時(shí)靜電引力常是這些作用的主要方面。

上面提到的三價(jià)鋁鹽或者鐵鹽混凝劑投量過(guò)多，凝結(jié)效果反而下降的現(xiàn)象，可以用本機(jī)理解

釋。因?yàn)?/p>

膠粒吸附了過(guò)多的反離子，使原來(lái)的電荷變號(hào)，排斥力變大，從而發(fā)生了再穩(wěn)現(xiàn)象。

硫酸鋁混凝作用機(jī)理及其與水的pH值的關(guān)系：Phv3時(shí)，壓縮擴(kuò)散雙電層作用。

Ph)3時(shí),吸附一電中和作用。Ph>3時(shí)水中便浮現(xiàn)聚合離子及多核羥基配合物，這些物

質(zhì)會(huì)吸附在膠核表面，份子量越大，吸附作用越強(qiáng)。

3,高份子混凝劑投量過(guò)多時(shí),為什么混凝效果反而不好？

答：在廢水處理中，對(duì)高份子絮凝劑投加量及攪拌時(shí)間和強(qiáng)度都應(yīng)嚴(yán)格控制，如投加量

過(guò)大時(shí)，一開(kāi)始微粒就被若干高份子鏈包圍，而無(wú)空白部位去吸附其他的高份子鏈，結(jié)果造

成膠粒表面飽和產(chǎn)生再穩(wěn)現(xiàn)象。已經(jīng)架橋絮凝的膠粒，如受到劇烈的長(zhǎng)期的攪拌，架橋聚

合物可能從另一膠粒表面脫開(kāi)，重又卷回原所在膠粒表面，造成再穩(wěn)定狀態(tài)。

4、目前我國(guó)常用的混凝劑有哪兒種？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？

答：鋁系：硫酸鋁明磯聚合氯化鋁(PAC)聚合硫酸鋁(PAS)

鐵系：三氯化鐵硫酸亞鐵聚合硫酸鐵(PFS)聚合氯化鐵(PFC)

有機(jī)高份子混凝劑:聚丙烯酹胺(PAM)

優(yōu)缺點(diǎn)：

1

優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

硫酸鋁價(jià)格較低，使用便利，混凝效果較好，不當(dāng)水溫低時(shí)硫酸鋁水解艱難，形成的紫

會(huì)給處理后的水質(zhì)帶來(lái)不良影響體較松散;不溶雜質(zhì)含量較多。

聚合氯化鋁1應(yīng)用范圍廣；2易快速形成大的磯花，

(PAC)沉淀性能好，投藥量:普通比硫酸鋁低；3、

1

適宜的PH值范圍較寬（在5~9間）；4、

水溫低時(shí),仍可保持穩(wěn)定的混凝效果：5、

其堿化度比其他鋁鹽、鐵鹽為高，因此藥

液對(duì)設(shè)備的侵蝕作用小

三氯化鐵極易溶于水；沉淀性好，處理低溫水或者氯化鐵液體、晶體物或者受潮的無(wú)水物

低腐

濁水效果比鋁鹽的好蝕性極大，調(diào)制和加藥設(shè)備必須考慮用

耐腐蝕材料

硫酸亞鐵不如三價(jià)鐵鹽那樣有良好的混凝效果；

殘留在水中的Fe2+會(huì)使處理后的水帶

聚合硫酸鐵投加劑量少；絮體生成快；對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)

氾國(guó)廠(chǎng)以及ZK解時(shí)常和ZK卬懶,度少

聚丙烯酰胺常作助凝劑以配合鋁鹽和鐵鹽作用，效果

在鉀么叫助高熊日濟(jì)若常用的助凝劑有哪幾種?在什么情況下需要投加助凝劑?

答：在單獨(dú)使用混凝劑不能取得預(yù)期效果時(shí)，需投加某種輔助藥劑以提高混凝效果，這種藥

劑稱(chēng)為助凝劑。助凝劑通常是高份子物質(zhì)，作用機(jī)理是高份子物質(zhì)的吸附架橋.

常用的助凝劑有:骨膠、聚丙烯酰胺及其水解物、活化硅酸、海藻酸鈉等。

當(dāng)單獨(dú)使用混凝劑效果不佳時(shí)采用助凝劑，例如：對(duì)于低溫、低濁度水采用鋁鹽或者鐵

鹽混凝時(shí)，形成絮粒往往細(xì)小松散，不易沉淀.當(dāng)加如少量活化硅酸時(shí)，絮凝體的尺寸和

密度

就會(huì)增大，沉速力口快。

6、為什么有時(shí)需將PAM在堿化條件下水解成HPAM?PAM水解度是何涵義？普通要求水

解度為多少？

答:PAM聚丙烯酰胺，混凝效果在于對(duì)膠體表面具有強(qiáng)烈的吸附作用，在膠粒之間形成

橋聯(lián)。由于酰胺基之間的氫鍵作用，線(xiàn)性份子往往不能充分伸展開(kāi)來(lái)，導(dǎo)致橋架作用消弱。

為此,通常將PAM在堿性條件下，:pH>10）進(jìn)行部份水解，生成陰離子型水解聚合物（HPAM）

PAM水解度：由酰胺基轉(zhuǎn)化為羥基的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)水解度。

普通控制水解度在30%一~40%較好。

7.何謂同向絮凝和異向絮凝？?jī)烧咝跄俾剩ɑ蛘吲鲎矓?shù)率）與哪些因素有關(guān)？

同向絮凝：由流體運(yùn)動(dòng)所造成的顆粒碰撞會(huì)萃稱(chēng)為同向絮凝.其數(shù)率與顆粒直徑的三次

方成正比，與顆粒數(shù)量濃度平方成正比，以及速度梯度一次方成正比。

異向絮凝油布朗運(yùn)動(dòng)所造成的顆粒碰撞會(huì)萃稱(chēng)異向絮凝。其數(shù)率與水溫成正比，與顆

粒的數(shù)量濃度平方成反比.

8.混凝控制指標(biāo)有哪兒種？為什么要重視混凝控制指標(biāo)的研究？你認(rèn)為合理的控制指標(biāo)應(yīng)

如何確定？

在絮凝階段通常以G和GT值作為控制指標(biāo).可以控制混凝效果，即節(jié)省能源，取得好的混凝

效果。

9.翥餐過(guò)程中,G值的真正涵義是什么？沿用依舊的G值和GT值的數(shù)值范圍存在什么缺

陷？請(qǐng)寫(xiě)出機(jī)械絮凝池和水力絮凝池的G值公式。

2

速度梯度，控制混凝效果的水力條件,反映能量消耗概念。

2

G值和GT值變化幅度很大，從而失去控制意義。

10根據(jù)反應(yīng)器原理，什么形式的絮凝池效果較好？折板絮凝池混凝效果為什么優(yōu)于隔板絮

凝池？

折板絮凝池的優(yōu)點(diǎn)是：水流在同波折板之間蜿蜒流動(dòng)或者在異波折板之間間縮放流動(dòng)

且連續(xù)不斷，以至形成眾多的小渦旋，提高了顆粒碰撞絮凝效果.與隔板絮凝池相比，水流條

件大大改善，亦即在總的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝時(shí)間可以縮

短，池子

體積減小。

11影響混凝效果的主要因素有哪幾種？這些因素是如何影響混凝效果的？

影響混凝效果的主要因素有水溫，水的PH值和堿度及水中懸浮物濃度。

水溫:a無(wú)機(jī)鹽的水解是吸熱反應(yīng)低溫水混凝劑水解艱難。

b低溫水的粘度大，使水中雜質(zhì)顆粒布朗運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度減弱，碰撞機(jī)會(huì)減少，不利于膠粒脫穩(wěn)混

凝

c水溫低時(shí)膠體顆粒水化作用增強(qiáng)，妨礙膠體混凝

d水溫與水的PH值有關(guān)

PH值：對(duì)于硫酸鋁而言，水的PH值直接影響鋁離子的水解聚合反應(yīng)，亦即影響鋁鹽

水解產(chǎn)物的存在形態(tài)。

對(duì)三價(jià)鐵鹽混凝劑時(shí)PH在6.0-8o4之間最好

高份子混凝劑的混凝效果受水的PH值影響比較小

懸浮物濃度:含量過(guò)低時(shí)，顆馬碰撞速率大大減小，混凝效果差.含量高時(shí)，所需鋁鹽或

者

鐵鹽混凝劑量將大大增加。

12o混凝劑有哪幾種投加方式？備有何優(yōu)缺點(diǎn)及其合用條件？

常用的有：

1）、泵前投加該投加方式安全可靠，普通合用于取水泵房距水廠(chǎng)較近者

2）、高位溶液池重力投加該投加方式安全可靠，但溶液池位置較高.合用于取水泵房距

水廠(chǎng)較遠(yuǎn)者

3）、水射器投加該投加方式設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便，溶液池高度不受太大限制，但水射器效

率較低，且易磨損.

4）、泵投加有兩種方式：一是采用計(jì)量泵，一是采用離心泵配上流量計(jì).采用計(jì)量泵不

必另備計(jì)量設(shè)備，泵上有計(jì)量標(biāo)志,最適合用于混凝劑自動(dòng)控制系統(tǒng)。

13.何謂混凝劑“最佳劑量”？圻何確定最佳劑量并實(shí)施自動(dòng)控制？

混凝劑“最佳劑量”，即混凝劑的最佳投加量,是指達(dá)到既定水質(zhì)目標(biāo)的最小混凝劑投加

量.目前問(wèn)過(guò)大多數(shù)水廠(chǎng)還是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室混凝攪拌試驗(yàn)確定混凝劑最佳劑量，然后進(jìn)行人工

調(diào)整。這種方法雖然簡(jiǎn)單易行,但實(shí)驗(yàn)結(jié)果到生產(chǎn)調(diào)節(jié)往往滯后，且試驗(yàn)條件與生產(chǎn)條件也

很難一致，故試驗(yàn)所得最佳劑量未必是生產(chǎn)上的最佳劑量.P274—276

14。當(dāng)前水廠(chǎng)中常用的混合方法有哪幾種？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？在混合過(guò)程中，控制G值的作

用是什么？

1）＞水泵混合混合效果好，不需另建混合設(shè)施，節(jié)省動(dòng)力，大、中、小型水廠(chǎng)均可

采用。但但采用FeCI3混凝劑時(shí)，若投量較大，藥劑對(duì)水泵葉輪可能有輕微腐蝕作用。合用

于取水泵房挨近水廠(chǎng)處理構(gòu)筑物的場(chǎng)合，兩者間距不宜大于150m。

2）、管式混合簡(jiǎn)單易行。無(wú)需另建混合設(shè)備，但混合效果不穩(wěn)定，管中流速低，

混合不充分。

3）、機(jī)械混合池混合效果好，且不受水量變化影響，缺點(diǎn)是增加機(jī)械設(shè)備并相應(yīng)

3

增加維修工作。

控制G值的作用是使混凝劑快速水解、聚合及顆粒脫穩(wěn).

3

15.當(dāng)前水廠(chǎng)中常用的絮凝設(shè)備有哪幾種？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？在絮凝過(guò)程中，為什么G值應(yīng)自

進(jìn)口值出口逐漸減少？

1）、隔板絮凝池包括往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩種。優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便。缺點(diǎn):流量

變化大者，絮凝效果不穩(wěn)定,絮凝時(shí)間長(zhǎng)，池子容積大.

2）、折板絮凝池優(yōu)點(diǎn)：與隔板絮凝池相比，提高了顆粒碰撞索凝效果，水力條件大

大改善，縮短了絮凝時(shí)間，池子體積減小。缺點(diǎn)：因板距笑，安裝維修較艱難，折板費(fèi)用較

高。

3）、機(jī)械絮凝池優(yōu)點(diǎn):可隨水質(zhì)、水量變化而隨時(shí)改變轉(zhuǎn)速以，呆證絮凝效果，能應(yīng)用

于任何規(guī)模水廠(chǎng)缺點(diǎn)：需機(jī)械設(shè)備于是增加機(jī)械維修工作.

絮凝過(guò)程和那個(gè)中,為避免絮凝體破碎，絮凝設(shè)備內(nèi)的流速及水沆轉(zhuǎn)彎處的流速應(yīng)沿程

逐漸減少，從而G值也沿程逐漸減少。

16。采用機(jī)械絮凝池時(shí)，為什么要采用3~4檔攪拌機(jī)且各檔之間需用隔墻分開(kāi)？

因?yàn)閱蝹€(gè)機(jī)械絮凝池接近于CSTR型反應(yīng)器,故宜分格串聯(lián)0分咯敗多,愈接近PF型

反應(yīng)器，絮凝效果愈好，但分格過(guò)多，造價(jià)增高且增加維修工作量。

各檔之間用隔墻分開(kāi)是為防止水流短路.

16章沉淀和澄清

1什么叫自由沉淀，擁擠沉淀和絮凝沉淀？

答:在沉淀過(guò)程中，彼此沒(méi)有收到干擾，只收到顆粒本身在水中的重力和水流阻力的作

用，稱(chēng)為自由沉淀。

顆粒在沉淀的過(guò)程中，彼此相互干擾，或者收到容器壁的干擾，雖然其粒度和第一種相

同，但沉淀速度卻較小，稱(chēng)為擁擠沉淀。

擁擠沉淀：顆粒的沉降受到周?chē)渌w粒的影響，顆粒間相對(duì)位置保持不變，形成一個(gè)

整體共同下沉，與澄清水之間有一個(gè)清晰的泥水界面。

2已知懸浮顆粒密度和粒徑，可否采用公式（16—4）直接求得顆粒沉速？為什么？

答：不能夠。

因?yàn)閺模?6—4）式可以知道，要求得顆粒的沉速，出了要知道懸浮顆粒密度和粒徑外，

還需要知道阻力系數(shù)Cd0

3了解肯奇沉淀理論的基本概念和它的用途。

答：肯奇理論：Ct=CoHo/Ht

涵義：高度為Ht,均勻濃度為Ct沉淀管中所含懸浮物量和原來(lái)高度為Ho,均勻濃度為

Co的沉淀管中所含懸浮物量相等。

4.理想沉淀池應(yīng)符合哪些條件？根據(jù)理想沉淀?xiàng)l件，沉淀效率與池子深度、長(zhǎng)度和表面積

關(guān)系如何？

答：1）顆粒處于自由沉淀狀態(tài)。

2）水流沿著水平方向流動(dòng)，流速不變.

3）顆粒沉到池底即認(rèn)為已被去除,再也不返回水流中。

由式子可知：懸浮顆粒再理想沉淀池中的去除率只與沉淀池的表面負(fù)荷有關(guān)，而

與其他因素如水深，池長(zhǎng)，水平流速和沉淀時(shí)間均無(wú)關(guān).

5.影響平流沉淀池沉淀效果的主要因素有哪些？沉淀池縱向分格有何作用？

答1）沉淀池實(shí)際水流狀況對(duì)沉淀效果的影響。（雷諾數(shù)Re和弗勞德數(shù)Fr）

2）凝結(jié)作用的影響。

沉淀池縱向分格可以減小水力半徑R從而降低Re和提高Fr數(shù)，有利于沉淀和加強(qiáng)水的穩(wěn)

定性，從而提高沉淀效果。

4

6.沉淀池表面負(fù)荷和顆粒截留沉速關(guān)系如何？?jī)烧吆x有何區(qū)別？

答：表面負(fù)荷在數(shù)值上等丁截留沉速，但涵義不同.前者是指單位沉淀池表面積的產(chǎn)水

量,后者代表自池頂開(kāi)始下沉所能全部去除的顆粒中的最小顆粒的沉速。

7。設(shè)計(jì)平流沉淀池是根據(jù)沉淀時(shí)間、表面負(fù)荷還是水平流速？為什么？

答：設(shè)計(jì)平流沉淀池是根據(jù)表面負(fù)荷.因?yàn)楦鶕?jù)E=可知，懸浮顆粒在理想沉淀池中的去

除率只與沉淀池的表面負(fù)荷有關(guān)，而與其他因素如水深、池長(zhǎng)、水平流速和沉淀時(shí)間均無(wú)關(guān)。

8。平流沉淀池進(jìn)水為什么要采用穿孔隔墻？出水為什么往往采用出水支渠？

答：平路沉淀池進(jìn)水采用穿孔隔墻的原因是使水流均勻地分布在整個(gè)進(jìn)水截面上，并盡

量減少擾動(dòng).增加出水堰的長(zhǎng)度,央用出水支渠是為了使出水均勻流出,緩和出水區(qū)附近的流

線(xiàn)過(guò)于集中，降低堰口的流量負(fù)荷。

9.斜管沉淀池的理論根據(jù)是什么？為什么斜管傾角通常采用60度？

答：斜管沉淀池的理論根據(jù):根據(jù)公式E=，在沉淀池有效容積一定的條件下，增加沉淀

面積，可使顆粒去除率提高°因?yàn)樾惫軆A角越小，沉淀面積越大，沉淀效率越高，但對(duì)排泥

不利，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，故傾角宜為60度。

10,澄清池的基本原理和主要特點(diǎn)是什么？

答：基本原理：原水加藥后進(jìn)入澄清池，使水中的脫穩(wěn)雜質(zhì)與澄清池中的高濃度泥渣顆

粒充分接觸碰撞凝結(jié)，并被泥渣層攔截下來(lái)，水得到澄清。

主要特點(diǎn)：澄清池將絮凝和沉淀兩個(gè)過(guò)程綜合與一個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)完成，主要利用活性泥渣

層達(dá)到澄清的目的。當(dāng)脫穩(wěn)雜質(zhì)隨水流與泥渣層接觸時(shí)，便被泥渣層阻留下來(lái)，使水獲得澄

清。

11簡(jiǎn)要敘述書(shū)中所列四種澄清池的構(gòu)造，工作原理和主要特點(diǎn)？

主要構(gòu)造工作原理主要特點(diǎn)

懸浮澄氣水分離器，加藥后的原水經(jīng)汽水分離（作用：分離普通用于小型水

清池澄清室，泥渣濃空氣,以免進(jìn)入澄清池?cái)_動(dòng)泥渣層）從廠(chǎng)，處理效果受水

縮室等配水管進(jìn)入澄清室，水自下而上通過(guò)泥質(zhì)，水量等變化影

港層，水中雜質(zhì)被泥渣層截留，清水從響大，上升流速較

矣水槽流出，泥渣進(jìn)入濃縮室濃縮外小。

運(yùn)。

脈沖澄脈沖發(fā)生器，原水由進(jìn)水管進(jìn)入進(jìn)水室，由于真空泵澄清池的上升流

清池進(jìn)水室，真空造成的真空使進(jìn)水室水位上升，此為進(jìn)速發(fā)生周期性的

泵，進(jìn)水管，水過(guò)程，當(dāng)水位達(dá)到最高水位時(shí)，進(jìn)氣變化，處理效果受

穩(wěn)流板閥打開(kāi)通入空氣，進(jìn)水室的水位迅速下水量水質(zhì)水溫影

降，此為澄清池放水過(guò)程。通過(guò)反復(fù)循響較大，構(gòu)造也較

環(huán)地進(jìn)水和放水實(shí)現(xiàn)水的澄清。復(fù)雜。

機(jī)械攪第一絮凝加藥后的原水進(jìn)入第一絮凝室和泥渣的循環(huán)利用

拌澄清室，第二絮凝第二絮凝室內(nèi)與高濃度的回流泥渣相機(jī)械進(jìn)行抽升

池室，分離室接觸，達(dá)到較好的絮凝效果，結(jié)成大而

重的絮凝體，在分離室中進(jìn)行分離。

水第一絮凝原水從池底進(jìn)入，先經(jīng)噴嘴高速?lài)娊Y(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，無(wú)需

力循室，第二絮凝入喉管，在喉管下部喇叭口造成真空而機(jī)械設(shè)備，但泥渣

環(huán)室，泥渣濃縮吸入回流泥渣。原水和泥渣在喉管劇烈回流量難以控制

室，分離室，混合后被送入兩絮凝室,從絮凝室出來(lái),且因絮凝室容

噴嘴的水進(jìn)入分離室進(jìn)行泥水分離。泥渣一積較小，絮凝時(shí)

部份進(jìn)入濃縮室，一部份進(jìn)行回流。間較

5

械澄清池差

十七章過(guò)濾

1、為什么粒徑小于濾層中孔隙尺寸的雜質(zhì)顆粒會(huì)被濾層攔截下來(lái)？

答：顆粒較小時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)較劇烈，然后會(huì)擴(kuò)散至濾粒表面而被攔截下來(lái)。

2、從濾層中雜質(zhì)分布規(guī)律，分析改善快濾池的幾種途徑和濾池發(fā)展趨勢(shì)。

答：使用雙層濾料、三層濾料或者混合濾料及均質(zhì)濾料等濾層組成以改變上細(xì)下粗的濾

層中雜質(zhì)分布嚴(yán)重的不均勻現(xiàn)象，提高濾層含污能力。發(fā)展趨勢(shì)略

3、直接過(guò)濾有哪兩種方式？采用原水直接過(guò)濾應(yīng)注意哪些問(wèn)題？

答：兩種方式：1、原水經(jīng)加藥后直接進(jìn)入濾池過(guò)濾，濾前不設(shè)任何絮凝設(shè)備，這種過(guò)濾

方式普通稱(chēng)“接觸過(guò)濾”2、濾池前設(shè)一簡(jiǎn)易微絮凝池，原水加藥混合后先經(jīng)微絮凝池，形成

粒徑相近的微絮凝池后（粒徑大致在40?60即擺布）即刻進(jìn)入濾池過(guò)濾，這種過(guò)濾方式稱(chēng)“微

絮凝過(guò)濾”。

注意問(wèn)題：1、原水濁度和色度較低且水質(zhì)變化較小。2、通常采用雙層、三層或者均質(zhì)

材料，濾料粒徑和厚度適當(dāng)增大，否則濾層表面孔隙易被阻塞。3、原水進(jìn)入濾池前，無(wú)

論是接觸過(guò)濾或者微絮凝過(guò)濾，均不應(yīng)形成大的絮凝體以免很快阻塞濾層表面孔隙.4、濾

速應(yīng)根據(jù)

原水水質(zhì)決定。

4、清潔濾層水頭損失與哪些因素有關(guān)？過(guò)濾過(guò)程中水頭損失與過(guò)濾時(shí)間存在什么關(guān)系？可

否用數(shù)學(xué)式表達(dá)？

答：因素：濾料粒徑、形狀、濾層級(jí)配和厚度及水溫。隨著過(guò)濾時(shí)間的延長(zhǎng)，濾層中截

留的懸浮物量逐漸增多，濾層孔隙率逐漸減小,當(dāng)濾速保持不變的情況下，將引起水頭損失的

增加。數(shù)學(xué)表達(dá)式：

5、什么叫“等速過(guò)濾”和“變速過(guò)濾”？?jī)烧叻謩e在什么情況下形成？分析兩種過(guò)濾方式

的優(yōu)缺點(diǎn)并指出哪幾種濾池屬”等速過(guò)濾工

答：當(dāng)濾池過(guò)濾速度保持不變，亦即濾池流量保持不變時(shí)，稱(chēng)“等速過(guò)濾"。濾速隨過(guò)濾

時(shí)間而逐漸減小的過(guò)濾稱(chēng)“變速過(guò)濾”

隨著過(guò)濾時(shí)間的延長(zhǎng)，漉層中截留的懸浮物量逐漸增多，濾層孔隙率逐漸減小，由公式

可知道，當(dāng)濾料粒徑、形狀、濾層級(jí)配和厚度以及水溫已定時(shí)，如果孔隙率減小，則在水頭

損失保持不變的條件下，將引起濾速的減?。环粗?，當(dāng)濾速保持不變的情況下，將引起水頭損

失的增加。這樣就產(chǎn)生了等速過(guò)濾和變速過(guò)濾兩種基本過(guò)濾方式.

虹吸濾池和無(wú)閥濾池即屬等速過(guò)濾的濾池.

挪移罩濾池屬變速過(guò)濾的濾池，普通快濾池可以設(shè)計(jì)成變速過(guò)濾也可設(shè)計(jì)成等速過(guò)濾

6。什么叫“負(fù)水頭”？它對(duì)過(guò)濾和沖洗有何影響？如何避免慮層中“負(fù)水頭”的產(chǎn)生？

在過(guò)慮過(guò)程中，當(dāng)慮層截留了大量的雜質(zhì)以致砂面以下某一深度處的水頭損失超過(guò)該處水

深時(shí),便浮現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象.

負(fù)水頭會(huì)導(dǎo)致溶解于水中的氣體釋放出來(lái)而形成氣囊.氣囊對(duì)過(guò)濾有破壞作用，一是減少

有效過(guò)濾面積，使過(guò)濾時(shí)的水頭損失及慮層中孔隙流速增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響慮后水質(zhì);二是氣

囊會(huì)穿過(guò)慮層上升,有可能把部份細(xì)慮料或者輕質(zhì)慮料帶出，破壞慮層結(jié)構(gòu).反沖洗時(shí)，氣囊

更

易將慮料帶出慮池。

避免浮現(xiàn)負(fù)水頭的方法是增加砂面上水深，或者令慮池出口位置等于或者高于慮層表面，

虹吸慮池和無(wú)閥慮池所以不會(huì)浮現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象即是這個(gè)原因.

7。什么叫慮料“有效粒徑”和“不均勻系數(shù)”？不均勻系數(shù)過(guò)大對(duì)過(guò)濾和反沖洗有何影響？

6

“均質(zhì)慮料”的涵義是什么？

慮料的有效徑粒是指通過(guò)慮料分量的篩孔孔徑，不均勻系數(shù)表示慮料粒徑級(jí)配.不均勻系

6

數(shù)愈大，表示粗細(xì)尺寸相差愈大，顆粒愈不均勻，這對(duì)過(guò)濾和沖洗都很不利.因?yàn)椴痪鶆蛳禂?shù)較

大時(shí)，過(guò)濾時(shí)慮層含污能力減小;反沖洗時(shí)，為滿(mǎn)足粗顆粒膨脹耍求，細(xì)顆粒可能被沖出慮

池，若為滿(mǎn)足細(xì)顆粒膨脹要求，粗顆粒將得不到很好清洗，如果徑粒系數(shù)愈接近1,慮料愈均勻,

過(guò)濾和反沖洗效果愈好，但慮料價(jià)格提高。

80雙層和多層慮料混雜與否與那些因素有關(guān)？慮料混雜對(duì)過(guò)濾有何影響？

主要決定于慮料的密度差，粒徑差及慮料的粒徑級(jí)配，慮料形狀，木溫及反沖洗強(qiáng)度等因

素.

慮料混雜對(duì)過(guò)濾影響如何，有兩種不同的觀(guān)點(diǎn)。一種意見(jiàn)認(rèn)為，志料交壤面上適度混雜,

可避免交壤面上積聚過(guò)多雜質(zhì)而是水頭損失增加較快，故適度混雜是有益的；另一種意見(jiàn)認(rèn)

為慮料交壤面不應(yīng)有混雜現(xiàn)象。因?yàn)樯蠈討]料起截留大量雜質(zhì)作用，下層則起精慮作用，而

界面分層清晰，起始水頭損失將較小.實(shí)際上，慮料交壤面不同程度的混雜是很難避免的.生

產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，慮料交壤混雜厚度在一定時(shí)，對(duì)慮料有益無(wú)害.

9.慮料承托層有何作用？粒徑級(jí)配和厚度如何考慮？

承托層作用，主要是防止慮料從配水系統(tǒng)中流失，同時(shí)對(duì)均布沖洗水也有一定作用。

為防止反沖洗時(shí)承托層挪移，對(duì)慮料慮池常采用”粗一細(xì)一粗”的礫石分層方式。上層粗

礫石用以防止中層細(xì)礫石在反沖洗過(guò)程中向上挪移；中層細(xì)礫石用以防止砂慮料流失。下層

粗礫石則用以支撐中層細(xì)礫石.具體粒徑級(jí)配和厚度，應(yīng)根據(jù)配水系統(tǒng)類(lèi)型和慮料級(jí)配確定.

對(duì)于普通的級(jí)配分層方式,承托層總厚度不一定增加，而是將每層厚度適當(dāng)減小.

10.慮池反沖洗強(qiáng)度和慮層膨脹度之間關(guān)系如何？當(dāng)慮層全部膨脹起來(lái)以后，反沖洗強(qiáng)度增

大,水流通過(guò)慮層的水頭損失是否同時(shí)增大？為什么？

當(dāng)沖洗流速超過(guò)mf以后，慮層中水頭損失不變，但慮層膨脹起來(lái).沖洗強(qiáng)度愈大，膨脹

度愈大。

不會(huì)，因?yàn)楫?dāng)沖洗流速超過(guò)最小流態(tài)化沖洗流速mf時(shí)，增大沖洗流速只是使慮層膨脹度

增大，而水頭損失保持不變。

11公式（17—2）與公式（17-11）有何異同？后者是否可用于過(guò)濾，前者是否可用于反沖洗？

為什么？

答:公式（17-11）與（17-2）的差別在于:公式右邊多了紊流項(xiàng)（第二項(xiàng)），而層流項(xiàng)（第一

項(xiàng)）的常數(shù)值稍小.故前式合用于層流、過(guò)渡區(qū)和紊流區(qū).后者可用于過(guò)濾：前者不用于反沖洗。

12什么叫“最小流態(tài)化沖洗流速”？當(dāng)反沖洗流速小于最小流態(tài)化沖洗流速時(shí)，反沖洗時(shí)

的濾層水頭損失與反沖洗強(qiáng)度是否有關(guān)？

答:當(dāng)濾料粒徑、形狀、密度、濾層厚度和空隙率以及水溫等已知時(shí)，將式（17-11）和

（17-13）繪成水頭損失和沖洗流運(yùn)關(guān)系圖，得圖17-13o圖中的Vmf是反沖時(shí)濾料剛剛開(kāi)

始流態(tài)化的沖洗流速，稱(chēng)“最小流態(tài)化沖洗流速:有歐根公式和圖1773易知，反沖洗流速

小于最小流態(tài)化沖洗流速時(shí)，反沖洗時(shí)的濾層水頭損失與反沖洗強(qiáng)度有關(guān)。

13氣一水反沖洗有哪幾種操作方式？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？

答：操作方式有以下3種：

1）先用空氣反沖，然后再用水反沖。

2）先用氣一水同時(shí)反沖，然后再用水反沖。

3）先用空氣反沖，然后用氣-水同時(shí)反沖，最后再用水反沖。

高速水流反沖雖然洗操作方便,池子和設(shè)備較簡(jiǎn)單，但是沖洗耗水量大,沖洗結(jié)束后，濾

料上細(xì)下粗分層明顯。采用氣、水反沖洗方法既提高沖洗效果，有節(jié)省沖洗水量。同時(shí)，沖

洗時(shí)濾層不一定需要膨脹或者僅有輕微膨脹，沖洗結(jié)束后，濾層不產(chǎn)生或者不明顯產(chǎn)生上吸

下粗分層現(xiàn)象，即保持原來(lái)濾層結(jié)構(gòu)，從而提高濾層含污能力.

14大阻力配水系統(tǒng)和小阻力配水系統(tǒng)的涵義是什么？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？掌握大阻力配水系統(tǒng)

7

的基本原理和公式(17—32)的推導(dǎo)過(guò)程.

答:普通規(guī)定：配水系統(tǒng)開(kāi)孔比為=0。20%?0。25%為大阻力配水系統(tǒng);=0。60%?0.80%

為中阻力配水系統(tǒng)；=1o0%?1。5%為小阻力配水系統(tǒng)。大阻力配水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是配水均

勻性好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔口水頭損失大，沖洗時(shí)動(dòng)力消耗大；管道易結(jié)垢，增加檢修艱難，

此外，對(duì)沖洗水頭有限的虹吸濾池和無(wú)閥濾池，大阻力配水系統(tǒng)不能興用。小阻力配水系統(tǒng)

可以克服上述缺點(diǎn)。原理和推導(dǎo)過(guò)長(zhǎng)，見(jiàn)書(shū)P337-339.

15、小阻力配水系有哪些形式？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？

答:小阻力配水系的形式有:鋼筋混凝土穿孔(或者縫隙)濾板；穿孔濾磚；濾

頭。用時(shí)主要考慮的因素有：造價(jià)、配水均勻性、孔口易阻塞性、強(qiáng)度、耐腐蝕

性16、灌池的沖洗排水槽設(shè)計(jì)應(yīng)符合哪些要求，并說(shuō)明理由。

答:為達(dá)到及時(shí)均勻地排出廢水，沖洗排水槽設(shè)計(jì)必須符合以下要求：

(1)沖洗廢水應(yīng)自由跌落入沖洗排水槽。槽內(nèi)水面以上普通要有7cm擺布的保護(hù)高度

以免槽內(nèi)水面和濾池水面連成一片，使沖洗均勻性受到影響。

(2)沖洗排水槽內(nèi)的廢水，應(yīng)自由跌落進(jìn)入廢水渠，以免廢水渠干擾沖洗排水槽出流，

引起壅水現(xiàn)象。

(3)每單位長(zhǎng)的溢入流量應(yīng)相等。

(4)沖洗排水槽在水平面上的總面積普通不大于濾池面積的25%,以免沖洗時(shí)，槽與槽

之間水流上升速度會(huì)過(guò)分增大，以致上升水流均勻性受到影響。

(5)槽與槽中心間距普通為1.5-2o0m。間距過(guò)大，從離開(kāi)槽口最遠(yuǎn)一點(diǎn)和最近一點(diǎn)流

入排水槽的流線(xiàn)相差過(guò)遠(yuǎn),也會(huì)影響排水均勻性。

(6)沖洗排水槽高度要適當(dāng)。槽口太高，廢水排除不凈；槽口太低，會(huì)使濾料流失.

17、公式(17-38)是經(jīng)驗(yàn)公式還是根據(jù)水力學(xué)導(dǎo)出？

答：根據(jù)水力學(xué)導(dǎo)出

18、沖洗水塔或者沖洗水箱高度和容積如何確定？

答溶積V=0.09qFt

V-水塔或者水箱容積印F一單格濾池面積昨t一沖洗歷時(shí)min

水塔或者水箱底高出濾池沖洗排水槽頂距離：H=h+h+h+h+h

h「從水塔或者水箱至潼池的管道中總水頭損失：)"''

h：-濾池配水系統(tǒng)水頭損失，m

h=(q/10ag)2(l/2g)

h：-承托層水頭損失，m

h'=0.022qZq一反沖洗強(qiáng)度L/(s-m2)Z一承托層厚度，m

h-濾料層水頭損失。m

h’-備用水頭，普通取1.5-2.0m

19、W濾池管廊布置有哪幾種形式？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？

答:管廊布置有多種形式：

(1)進(jìn)水、清水、沖洗水和排水渠，全部布置于管廊內(nèi).優(yōu)點(diǎn)是：渠道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方

便，管渠集中緊湊。缺點(diǎn)是：管廊內(nèi)管件較多，通行和檢修不太方便。

(2)沖洗水和清水渠布置于管廊內(nèi)，進(jìn)水和排水以渠道形式布置于濾池另一側(cè).優(yōu)點(diǎn)是：

節(jié)省金屬管件及閥門(mén)；管廊內(nèi)管件簡(jiǎn)單；施工和檢修方便。缺點(diǎn)是:造價(jià)稍高。

(3)進(jìn)水、沖洗水及清水管均采用金屬管道，排水渠單獨(dú)設(shè)置。

(4)對(duì)于較大型濾池，為節(jié)約閥門(mén)，可以虹吸管代替排水和進(jìn)水支管；沖洗水管和清水

管仍用閥門(mén)。

20、無(wú)閥濾池虹吸上升管中的水位變化是如何引起的？虹吸輔助管管口和出水堰口標(biāo)高差表

8

十么？

答：虹吸輔助管中落水使升管中水位_L升，向來(lái)到達(dá)最高位;到達(dá)最高位后，下落水流

伴有下降管的水流一起下落，導(dǎo)致真空度陡增，產(chǎn)生連續(xù)虹吸水流；水箱水位降至虹吸

破壞口時(shí)，水位開(kāi)始下降。

虹吸輔助管管口和出水堰口標(biāo)高差表示終期允許水頭損失值H。

21、無(wú)閥濾池反沖洗時(shí)，沖洗水箱內(nèi)水位和排水水封井上堰口水位之差表示什么？若有地形

可以利用，降低水封井堰口標(biāo)高有何作用？

答：表示沖洗水頭

可增加可利用的沖洗水頭，減小虹吸管徑，節(jié)省建設(shè)費(fèi)用

22、為什么無(wú)閥濾池通常采用2格或者3格濾池合用1個(gè)沖洗水箱?合用沖洗水箱的濾池格

數(shù)過(guò)多對(duì)反沖洗有何影響？

答：合用一個(gè)沖洗水箱的濾池愈多，沖洗水箱深度愈小，濾池總高度得以降低.這樣，不

僅降低造價(jià)，也有利于與濾前處理的夠筑物在高程上的銜接.

合用水箱濾池?cái)?shù)過(guò)多時(shí)，將會(huì)造成不正常沖洗現(xiàn)象。沖洗行將結(jié)束時(shí)，虹吸破壞管剛露

出水面，由于期于數(shù)格濾池不斷向沖洗水箱大量工供水，管口很快又被水封，導(dǎo)致虹吸破

壞不徹底，造成該格濾池時(shí)斷時(shí)續(xù)地不停沖洗。

23、進(jìn)水管U形存水彎有何作用？

答：進(jìn)水管設(shè)置U形存水彎的作用，是防止濾池沖洗時(shí)，空氣通過(guò)進(jìn)水管進(jìn)入虹吸管從

而破壞虹吸。當(dāng)濾池反沖洗時(shí)，如果進(jìn)水管住手進(jìn)水，U形存水彎即相當(dāng)于一根測(cè)壓管，

存水彎中的水位將在虹吸管與進(jìn)水管連接三通的標(biāo)高以下。這說(shuō)明此處有強(qiáng)烈的抽吸作

用。如果不設(shè)U形存水彎，無(wú)論進(jìn)水管住手進(jìn)水或者繼續(xù)進(jìn)水，都會(huì)將空氣吸入虹吸管.

24、虹吸管管徑如何確定?設(shè)計(jì)中，為什么虹吸上升管管徑普通要大于下降管管徑？

答：按平均沖洗水頭和計(jì)算流量即可求得虹吸管管徑。管徑普通采用試算法確定：即初

步選定管徑，算出總水頭損失Zh,當(dāng)Zh接近Ha時(shí)，所選管彷適合，否則重新計(jì)算.

25、虹吸濾池分格數(shù)如何確定？虹吸濾池與普通快濾池相比有哪些主要有缺點(diǎn)？

答：qWnQ/F

q一沖洗強(qiáng)度，L/(s?ma)Q■每格濾池過(guò)濾流量,L/sF一單格濾池面積，皿n—組

濾池分格數(shù).

n23。6q/v

v-濾速，m/h

虹吸濾池的主要優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)需大量閥門(mén)及相應(yīng)的開(kāi)閉控制設(shè)備：無(wú)需沖洗水塔(箱)或

者沖洗水泵；出水堰頂高于濾料層，過(guò)濾時(shí)不會(huì)浮現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象c主要缺點(diǎn)是：由于濾

池構(gòu)造特點(diǎn)，池深比普通快濾池大，普通在5m擺布；沖洗強(qiáng)度受其余幾格濾池的過(guò)

濾水量影響，故沖洗效果不像普通快濾池那樣穩(wěn)定。

26、設(shè)計(jì)和建造挪移罩濾池，必須注意哪些關(guān)鍵問(wèn)題？

答:沖洗罩挪移、定位和密封是濾池正常運(yùn)行的關(guān)鍵.挪移速度、停車(chē)定位和定位后的密

封時(shí)間等，均根據(jù)設(shè)計(jì)要求月程序控制或者機(jī)點(diǎn)控制，密封可借彈性良好的橡皮翼板的

貼附作用或者能后升降的罩體本身的壓實(shí)作用。設(shè)計(jì)中務(wù)求罩體定位準(zhǔn)確、密封良好、

控

制設(shè)備安全可靠.

27、為什么小水廠(chǎng)不宜采用挪移罩濾池？它的主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么？

答：小水廠(chǎng)不宜采用挪移罩濾池因?yàn)椴荒艹浞职l(fā)揮沖洗罩的使用效率。

挪移沖洗罩的優(yōu)點(diǎn)是：池體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；無(wú)需沖洗水箱或者水塔：無(wú)大型閥門(mén)，管件少;

采用泵吸式?jīng)_洗罩時(shí)，池深較淺.缺點(diǎn)是：比其他快濾池增加了機(jī)點(diǎn)及控制設(shè)備；自

動(dòng)控制和維修較復(fù)雜。

9

28、所謂V型濾池，其主要特點(diǎn)是什么？簡(jiǎn)要地綜合評(píng)述普通快濾池、無(wú)閥濾池、挪移罩濾

池、V型濾池及壓力濾池的主要優(yōu)缺點(diǎn)和合用條件

答:V型濾池因兩側(cè)(或者一側(cè)也可)進(jìn)水槽設(shè)計(jì)成V字形而得名，池底設(shè)有一排小孔，

既可以作過(guò)濾時(shí)進(jìn)水用，沖沅時(shí)又可供橫向掃洗布水用，這是V型濾池的一個(gè)特點(diǎn)。

V型濾池的主要特點(diǎn)是：

(1)可采用較粗濾料較厚濾層以增加過(guò)濾周期。由于反沖洗時(shí)濾層不膨脹，故整個(gè)濾層

在深度方向的粒徑分布基本均勻，不發(fā)生水力分級(jí)現(xiàn)象.即所謂“均質(zhì)濾料”，使濾層含

污能力提高。普通采用砂濾料，有效粒徑Oo95-1o50mm,不均勻系數(shù)(1)2-1.5,濾

層厚約0.95-1.5m,>

(2)氣、水反沖再加始終存在的橫向表面掃洗，沖洗效果好，沖洗水量大大減少.

第十八章消毒

1.目前水的消毒方法主要有哪幾種？簡(jiǎn)要評(píng)述各種消毒方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

目前水的消毒方法主要有：氯消毒、二氧化氯消毒、氯胺消毒、漂白粉消毒、次氯酸鈉消

毒、臭氯消毒、紫外線(xiàn)消毒。

氯謫毒優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)有效，使用方便。缺點(diǎn)是受污染水經(jīng)氯消毒后往往產(chǎn)生一些有害健康的

副產(chǎn)物，例如三氯甲烷。

CIO2對(duì)細(xì)菌、病毒等有很強(qiáng)的滅活能力CO2的最大優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)與水中有機(jī)物作用生.成

三氯甲烷。CIO2消毒還有以下優(yōu)點(diǎn)：消毒能力比氯強(qiáng)，故在相同條件下，投加量比CI2少；

CIO2余量能在管網(wǎng)中保持很長(zhǎng)期。消毒效果受水的ph值影響極小.作為氧化劑，CIO2

能有效地去除或者降低水的色、嗅及鐵、缽、酚等物質(zhì)。它與酚起氧化反應(yīng)，不會(huì)生成氯酚。

缺點(diǎn)是：CIO2本身和CIO2一對(duì)人體紅細(xì)胞有損壞,有報(bào)導(dǎo)認(rèn)為，還對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)及繁殖

系統(tǒng)有傷害.

氯胺消毒的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)水中含有有機(jī)物和酚時(shí)，氯胺消毒不會(huì)產(chǎn)生氯臭和氯酚臭，同時(shí)大

大減少THMs產(chǎn)生的可能；能保持水中余氯較久，合用與供水管網(wǎng)較長(zhǎng)的情況。缺點(diǎn)是：殺

菌力弱。

次氯酸鈉消毒優(yōu)點(diǎn)是:用海水或者濃鹽水作為原料，產(chǎn)生次氯酸鈉，可以現(xiàn)場(chǎng)配置，就地

投力口，合用方便，投量容易控制。缺點(diǎn)是需要有次氯酸鈉發(fā)生器與投加設(shè)備.

臭氧消毒優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷等副產(chǎn)物，其殺菌和氧化能力均比氯強(qiáng)。缺點(diǎn)是:中間

產(chǎn)物可能存在毒性物質(zhì)或者致突變物。

漂白粉的優(yōu)缺點(diǎn)沒(méi)找到.

2.什么叫自由性氯？什么叫化合性氯？?jī)烧呦拘Ч泻螀^(qū)別？簡(jiǎn)述兩者消毒原理。

水中所含的氯以氯胺存在時(shí)，稱(chēng)為化合性氯。自由性氯的消毒效能比化合性氯高得多.

3。水的pH值對(duì)氯消毒作用有何影響？為什么？

PH值越低消毒作用越強(qiáng).氯消毒作用的機(jī)理，主要通過(guò)次氯酸HOCI起作用。Ocl—?dú)⒕?/p>

能力比HOCI差得多。ph值高時(shí)0cl一較多.當(dāng)ph大于9時(shí)，Ocl一接近100%;ph值低

時(shí),HOCI較多，當(dāng)ph小于6時(shí)，HOCI接近100%。

4。什么叫折點(diǎn)加氯？浮現(xiàn)折點(diǎn)的原因是什么？折點(diǎn)加氯有何影響？

請(qǐng)看書(shū)363頁(yè)

當(dāng)原水收到嚴(yán)重污染時(shí)，折點(diǎn)加氨法可取得明顯效果，它能降低水的色度，去除惡臭，降低

水中有機(jī)物含量，還能提高混凝效果。

5什么叫余氯？余氯的作用是什么？

答：為了抑制水中殘存病原微生物的再度繁殖，管網(wǎng)中尚需維持的那部份剩余氯，稱(chēng)為余氯.

作用是為了防止水中殘存病原微生物再度的繁殖.

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5.什么叫余氯?余氯的作用是什么？

氽氯:在飲用水氯消毒中，以液氯為消毒劑時(shí)，液氯與水中還原性物質(zhì)或者細(xì)菌等微生物

作用之后，剩余在水中的氯量稱(chēng)為余氯，它包括游離性余氯和化合性余氯。

作用：抑制水中殘存病原微生物的再度繁殖.

6.制取有哪幾種方法？寫(xiě)出它們的化學(xué)反應(yīng)式并簡(jiǎn)述消毒原理和主要特點(diǎn).

制取的方法主要有：

(1)用亞氯酸鈉和氯制取

+f+

++2-2+2+

+2-2+2

(2)用酸與亞氯酸鈉反應(yīng)制取

5+47+5+2

10+5-8++4+2

消毒原理：二氧化氯既是消毒劑，又是氧化能力很強(qiáng)的氧化劑。對(duì)細(xì)蜀的細(xì)胞壁有較強(qiáng)的吸

附和穿透能力，從而有效地破壞細(xì)菌內(nèi)含疏基的酸，可快速控制微生物蛋白質(zhì)的合成，故

對(duì)細(xì)菌'病毒等有很強(qiáng)的滅活能力。

主要特點(diǎn)：(1)不會(huì)與水中有機(jī)物作用生成三鹵甲烷(2)消毒能力比氯強(qiáng)，在相同條件下，

投加量比少.(3)余量能在管網(wǎng)中保持很找時(shí)間，即衰減速度比慢。(4)由于不水解，故消毒效

果受水的PH值影響極小。(5)本身和副產(chǎn)物對(duì)人體紅細(xì)胞有傷害

7。用什么方法制取和？簡(jiǎn)述其消毒原理和優(yōu)缺點(diǎn).

：在現(xiàn)場(chǎng)用空氣或者純氧通過(guò)臭氧發(fā)生器高壓放電產(chǎn)生的.臭氧所氧化作用分直接作用和間

接作用兩種。間接作用是指臭氧在水中可分解產(chǎn)生二級(jí)氧化劑—?dú)溲踝杂苫?OH(

表示OH帶有一未配對(duì)電子，故指活性大)。-0H是一種非選擇性的強(qiáng)氧化劑，可以使許

多有機(jī)

物徹底降解礦化，且反應(yīng)速度很快。有關(guān)專(zhuān)家認(rèn)為，水中0H及某些有機(jī)物是臭氧分解的

引起劑或者促進(jìn)劑。臭氧消毒機(jī)理實(shí)際上仍然是氧化作用.臭氧化可迅速殺滅細(xì)菌、病菌

等.優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷等副產(chǎn)物，其殺菌和氧化能力比氯強(qiáng)。

缺點(diǎn)：水中有機(jī)物經(jīng)臭氧化后，有可能將大份子有機(jī)物分解成份子較小的中間產(chǎn)物，而在這

些中間產(chǎn)物中，可能存在毒性物質(zhì)或者致突變物。

:次氯酸鈉是用發(fā)生器的鈦陽(yáng)極電解食鹽水而制得.+一+

次氯酸鈉消毒作用仍依靠.次氯酸鈉在水中存在如下反應(yīng)：

.+-*+

產(chǎn)生的次氯酸具有消毒作用.

優(yōu)點(diǎn)：用食鹽作為原料，采用次氯酸鈉發(fā)生器現(xiàn)場(chǎng)制取，就地投加，使用方便，

缺點(diǎn)：不宜貯運(yùn)，易分解

第19章水的其他處理方法

思量題

1、水中含鐵、缽、高氟等會(huì)有什么危害？

答:含鐵、錦會(huì)使水有色、臭、味，水質(zhì)影響工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，使用具染色，洗滌染漬.

含高氟水會(huì)引起慢性氟中毒。

2、為了加快鐵的氧化速率，可以采取什么措施并說(shuō)明理由。

答:措施①PH>5。5時(shí)，氧化速率與fOH-J2成正比，故增大PH值可加快速率：

PH<5.5時(shí)，氧化速率是非常緩慢的。

11

②有催化劑如氫氧化鐵覆蓋膜可以加快氧化速率.

11

3、地下水除鐵時(shí)常用什么工藝？為什么地下水除鋅比除鐵艱難？

答：地下水常采用曝氣氧化工藝。

由于鐵的氧化還原電位低于錦，容易被0氧化，相同PH時(shí)二價(jià)鐵比二價(jià)缽的氧化速率

快，以致影響二價(jià)缽的氧化,因此地下水森缽比除鐵艱難。

4、何種水質(zhì)條件下使曝氣除鐵法增加艱難，可用什么措施解決？

答：水的堿度不足會(huì)影響氧化速率使曝氣除鐵法增加艱難，將PH值增大到7.0以上可解決.

5、除鐵、除缽灌料的成熟期是指什么？任何濾料是否需到成熟期后才浮現(xiàn)催化氧化作用？

答:濾料從開(kāi)始使用到其表面覆蓋有氧化物,形成氫氧化物膜所需的時(shí)間稱(chēng)為成熟期。

濾料在形成氫氧化物膜后即有催化作用，故在達(dá)到成熟期之前已有催化氧化作用.

6.除鐵濾池的濾速受到哪些因素的影響？

答:pH,水溫t,濾池進(jìn)水含鐵量，濾池出水含鐵量，濾層厚度，濾料有效粒徑

7.活性炭等溫吸附試驗(yàn)的結(jié)果可以說(shuō)明哪些問(wèn)題？

答：選用活性炭是活性炭系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)首先須解決的問(wèn)題，普通從去除污染物的能力，炭

層水頭損失,炭的輸送和再生等方面來(lái)考慮顆粒大小、密度和硬度.商品活性炭的品種頗多，

并且影響活性炭吸附性能的因素也很復(fù)雜，因此通過(guò)吸附等溫線(xiàn)試驗(yàn)來(lái)確定.

8.活性炭柱的接觸時(shí)間和泄露時(shí)間指什么，兩者有什么關(guān)系？

答:接觸時(shí)間的含義是活性炭床容積除以流量、或者是炭床厚度除以流速所得出的時(shí)間

.泄露時(shí)間是指流量一定時(shí)，從活性炭池開(kāi)始進(jìn)水到出水開(kāi)始不符合水質(zhì)要求時(shí)所經(jīng)歷的

時(shí)間。

接觸時(shí)間和泄露時(shí)間有內(nèi)在的聯(lián)系，因?yàn)楫?dāng)流速(或者流量)一定時(shí)增減炭床厚度或者

炭床厚度一定時(shí)改變流速，都可以改變接觸時(shí)間，而接觸時(shí)間的變化可影響活性炭池的泄

露時(shí)間和吸附容量。接觸時(shí)間短雖然可以減少所需的活性炭床容積，但是泄露時(shí)間提早以

致再生周期較短：相反，則所需炭床容積增大，但可延緩泄露時(shí)間使再生周期延長(zhǎng)，再生

次數(shù)減少.9.吸附區(qū)高度對(duì)活性炭柱有何影響？如何從泄露曲線(xiàn)估計(jì)該區(qū)的高度？

答：吸附區(qū)高度越大炭床的利用率越低.

10.什么叫生物活性炭法，有什么特點(diǎn)？

答：臭氧和活性炭吸附結(jié)合在一起的水處理方法.

特點(diǎn)是：完成生物硝化作用；將溶解有機(jī)物進(jìn)行生物氧化；增加了水中的溶解氧，有利

于好氧微生物的活動(dòng)，促使活性炭部份再生，從而延長(zhǎng)了再生周期；臭氧如投加在濾池之前

還可以防止藻類(lèi)和浮游植物在濾池中生長(zhǎng)繁殖。

Ho目前應(yīng)用最廣的除施方法是什么？原理如何？

答：吸附過(guò)濾法，也就是活性氧化鋁法.

原理：活性氧化鋁是白色顆粒狀多孔吸附劑，有較大的比表面積?；钚匝趸X是兩性物

質(zhì)。在酸性溶液中活性氧化鋁為陰離子交換劑，對(duì)氟有極大的選擇性。

第二十一章水的軟化

I.按照計(jì)量單位，下列物質(zhì)的量或者物質(zhì)的量濃度的表達(dá)方式是否合適？

n(l/2HSO)=2n(HSO)

c(CaC0")=l/2c(CaCO)

n(Fe3，)=n(l/2Fe0)=2n(Fe0)

c(NaOH)=2c(2NaOH)

答：合適

2.為什么說(shuō)質(zhì)量m或者質(zhì)量濃度P(=m/V)均與基本單元的形式無(wú)關(guān)？

參考課本P393-P394

12

3.水質(zhì)分析如下表所示，試用物質(zhì)的量濃度(mmol/L)表示水中離子的假想結(jié)合形式。(P394

—395)

P3)70mg/LP(HCO?)140.3mg/L

P(SO：+)

p(M期)9o7mg/L95mg/L

P(Na，)6.9mg/LP(Cl)10.6mg/L

解:

c(Ca2*)1.75mmol/Lc(HCO?)2。3mmol/L

c(Mg2-)0.40mmol/LC(SO2+)lo0mmol/L

c(Na，)0.3mmol/Lc(Cl-)0o3mmol/L

結(jié)合順序：Ca(HCO*)CaSOMgSOMgClNaCl

324I2

c(Ca(HCO-)2)=1.15mmol/Lc(CaSO)=0.6mmol/L

34

c(MgSO)=0.40mmol/Lc(NaCl)=0o3mmol/L

4、試說(shuō)‘明石灰軟化時(shí)水中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)

石灰軟化過(guò)程包括下面幾個(gè)方面：

CO2+Ca(OH)2-*CaCO3I+H2O

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2->2CaCO3I+2H2O

Ma(HCO3)2+Ca(OH)2-CaCO3I+MgCO3+2H2O

MaCO3+Ca(OH)2-CaCO3I+Ma(OH)2I

5、石灰軟化處理后水質(zhì)有何變化?為什么不能將水中硬度降為零？

水的剩余碳酸鹽硬度可以降低到0。25-0o5亳摩爾每升，剩余堿度約0。8—1.2亳

摩爾每升，硅化合物可去除30%-35%,有機(jī)物可去除25%,鐵殘留量約0.1亳克每升。

熟石灰雖然亦能與水中非碳酸鹽的鎂硬度起反應(yīng)生成氫氧化鎂，但同時(shí)又產(chǎn)生了等物質(zhì)

的量的非碳酸鹽的鈣硬度：

MaSO4+Ca(OH)2-*Ma(OH)2I+CaSO4I

MaCI2+Ca(OH)2->Ma(OH)2I+CaCI2I

所以單純的石灰軟化是不能降低水的非碳酸鹽硬度的。無(wú)非，通過(guò)石灰處理，還可以去

除水中部份鐵和硅的化合物。

6、與順流再生相比，逆流再生為何能試離子交換出水質(zhì)顯著提高？

順流再生固定床樹(shù)脂層上部再生程度高,而越是下部，再生程度越差，到軟化工作后期，

由于樹(shù)脂下半部原先再生不好，出水剩余硬度提前超出規(guī)定指標(biāo)，導(dǎo)致交換器過(guò)早地失效，

降低了設(shè)備工作效率。

逆流再生固定床再生時(shí)，再生夜首先接觸飽和程度低的底層樹(shù)脂，然后再生飽和程度較

高的中、上層樹(shù)脂。這樣，再生液被充分利用，再生劑用量顯著降低，并能保證底層樹(shù)脂得

到充分再生。軟化時(shí)，處理水在經(jīng)過(guò)相當(dāng)軟化之后又與這一底層樹(shù)脂接觸，進(jìn)行充分交換，

從而提高出水水質(zhì)。

7.逆流再生的關(guān)鍵是什么？

答：如何使［RH］最大和［RHa］值最小，并在再生操作過(guò)程中做到各層次不亂(不確定)

8.如圖2174所示，當(dāng)氫離子交換出水強(qiáng)酸酸度為零，與其相應(yīng)，出水Na+含量應(yīng)是多少？

P412-413

9。試分析H-Na串聯(lián)離子交換系統(tǒng)流量分配計(jì)算方法徹底同于H—Na并聯(lián)系統(tǒng)？

答：對(duì)于并聯(lián)來(lái)說(shuō)，分別流經(jīng)Na離子交換器和H離子交換器，兩股水混合后進(jìn)入除二

氧化碳.如H離子交換器的失效點(diǎn)以Na離子泄漏為準(zhǔn)，則原水c(1/2SO4+CL)流量分配

13

按式（21-43）,如果以H離子開(kāi)始泄漏，則運(yùn)行前吸附的Na,運(yùn)行后期全部被置換出來(lái)，則

平均酸度在數(shù)值上和原水非碳酸鹽硬度相當(dāng)，也可以U算流量分配。如是串聯(lián)，則也根據(jù)離

子交換先后的酸度計(jì)算,所以方法相同.（不確定）

10o為什么說(shuō)，在HbHc的條件下，經(jīng)H離子交換（到硬度開(kāi)始泄漏）的周期出水平均強(qiáng)酸

酸度在數(shù)值上與原水Hn相當(dāng)？此時(shí)H-Na離子交換系統(tǒng)的Qh和Qna表達(dá)式為何？若原

水堿度大于硬度，情況又是如何？

11o在固定床逆流再生條件下，樹(shù)脂工作交換容量能否由下式表示，試闡明其理由。

q=nnq

rs0

12o在固定床逆流再生中，用工業(yè)鹽酸再生強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂.若工業(yè)鹽酸中HCI含量為

31%,而NaCI含量為3%,試估算強(qiáng)酸樹(shù)脂的極限再生度。

第二十二章水的除鹽與咸水淡化

1、在一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng)中如何從水質(zhì)變化情況來(lái)判斷強(qiáng)堿陰床和強(qiáng)酸陽(yáng)床即將失效？

答：（答案實(shí)在找不到，可以參考課本P42622。2。2復(fù)床除鹽部份相關(guān)內(nèi)容）

2、試說(shuō)明離子交換混合床工作原理,其除鹽效果好的原因何在？

答:陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂填在同一個(gè)交換器內(nèi)，再生時(shí)使之分層再生，使用時(shí)先將其均勻

混合，這種陰、陽(yáng)樹(shù)脂混合一起的離子交換器稱(chēng)為混合床。

混合床的反應(yīng)過(guò)程可寫(xiě)成（以NaCI為例）：（請(qǐng)大家參見(jiàn)課本P427（22-9）和（22—10）

式）

其除鹽效果好的原因：由于混合床中陰、陽(yáng)樹(shù)脂密切交替接觸。好象有許多陽(yáng)床和陰

床串聯(lián)在一起，構(gòu)成無(wú)數(shù)微型復(fù)床，反復(fù)進(jìn)行多次脫鹽，于是出水純度高.由于去離子作用是在

中性pH值下迅速進(jìn)行的，所以出水純度高，并且具有水質(zhì)穩(wěn)定、間斷運(yùn)行影響小、失效終

點(diǎn)明顯等特點(diǎn)。

3、在離子交換除鹽系統(tǒng)中，陽(yáng)床、陰床、混合床和除二氧化碳器的先后位置的布置應(yīng)如何

考慮？試說(shuō)明理由.

答：（一）強(qiáng)酸一脫氣一強(qiáng)堿系統(tǒng)（課本P426圖22