水质工程学1考试题

1、十四章-给水概论1、概略叙述我国天然地表水源和地下水源的特点答：1）江河水中悬浮物和胶态杂质含量较多，浊度高于地下水。江河水的含盐量和硬度较低。宜受污染，因而水的色、臭、味变化较大，有毒或有害物质易进入水体。水温不稳定，夏季常不能满足工业冷却用水的要求。2）湖泊水库水，浊度低含盐量比河水高，流动性小。（3海水含盐量高，各种盐类或离子的重量比例几乎不变。4）地下水水质、水温较稳定。水质清澈，不易受外界污染。地下水硬度高于地表水十五章-混凝1、 混凝：通过投加某种药剂，使水中的胶体及微小悬浮物聚集的过程。2、 动力学稳定性：是指颗粒布朗运动对抗重力影响的能力。3、 聚集性稳定性：指胶体粒子之间不能

2、相互聚集的特性。4、 电位：胶体滑动面上（或称胶体表面）的电位即为电位。5、 电位：胶体表面电位，即总电位。6、 混凝的机理： 1）、压缩双电层作用机理2）、吸附电性中和作用机理3）、吸附架桥作用机理4）、沉淀物的网捕、卷扫作用机理7、混凝剂种类：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）8、 异向絮凝和同向絮凝异向絮凝：指脱稳胶体由于布朗运动相碰撞而凝聚的现象。 同向絮凝：指借助于水力或机械搅拌使胶体颗粒相碰撞而凝聚的现象。9、 甘布公式：式中g-重力加速度，9.8米

3、每平方秒；h-混凝设备中的水头损失，m；v-水的运动粘度，平方米每秒；T-水流在混凝设备中的停留时间,s10、 速度梯度：G是速度梯度，是相邻两流层的速度增量和垂直于水流方向的两流层之间的距离的比值。影响混凝效果因素：1）.混凝剂的种类和投量 2）水力条件和作用时间 3）.水温影响4）.水的PH值和碱度影响5）.水中悬浮物浓度影响6）.水中杂质影响11、混凝剂的投加方式：1）、泵前投加 该投加方式安全可靠，一般适用于取水泵房距水厂较近者2）、高位溶液池重力投加 该投加方式安全可靠，但溶液池位置较高。适用于取水泵房距水厂较远者 3)、水射器投加 该投加方式设备简单，使用方便，溶液池高度不受太大限

4、制，但水射器效率较低，且易磨损。4）、泵投加 有两种方式：一是采用计量泵，一是采用离心泵配上流量计。采用计量泵不必另备计量设备，泵上有计量标志，最适合用于混凝剂自动控制系统。12、混合方式、优缺点及控制G值的作用：1）、水泵混合 混合效果好，不需另建混合设施，节省动力，大、中、小型水厂均可采用。但但采用FeCl3混凝剂时，若投量较大，药剂对水泵叶轮可能有轻微腐蚀作用。适用于取水泵房靠近水厂处理构筑物的场合，两者间距不宜大于150m。 2）、管式混合 简单易行。无需另建混合设备，但混合效果不稳定，管中流速低，混合不充分。 3）、机械混合池 混合效果好，且不受水量变化影响，缺点是增加机械设备并相应

5、增加维修工作。控制G值的作用是使混凝剂快速水解、聚合及颗粒脱稳。13、絮凝设备、优缺点及G值应自进口值出口逐渐减少的原因：1）、隔板絮凝池 包括往复式和回转式两种。优点：构造简单，管理方便。缺点：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 优点：与隔板絮凝池相比，提高了颗粒碰撞絮凝效果，水力条件大大改善，缩短了絮凝时间，池子体积减小。缺点：因板距笑，安装维修较困难，折板费用较高。3）、机械絮凝池 优点：可随水质、水量变化而随时改变转速以保证絮凝效果，能应用于任何规模水厂 缺点：需机械设备因而增加机械维修工作。絮凝过程和那个中，为避免絮凝体破碎，絮凝设备内的流速及水流

6、转弯处的流速应沿程逐渐减少，从而G值也沿程逐渐减少。16章 -沉淀和澄清1、 斯笃克斯公式：Pp和P1是颗粒及水的密度；g是重力加速度；u沉淀速度是运动粘滞系数。由此公式可知：速度与颗粒和水的密度有关、与直径d有关、与有关，又与温度有关2、 理想沉淀池的三个假设：1）颗粒处于自由沉淀状态。即在沉淀过程中，颗粒之间互不干扰，颗粒的大小、形状和密度不变。因此，颗粒的沉淀速度始终不变。2）水流沿着水平方向流动。在过水断面上，个点流速相等，并在流动过程中流速始终不变。3）颗粒沉到池底即认为已被除去，不再返回水流中。3、由式子可知：悬浮颗粒再理想沉淀池中的去除率只与沉淀池的表面负荷有关，而与其他因素如水

7、深，池长，水平流速和沉淀时间均无关4、 截流沉速：U0一般称为截流沉速，实际上反映了沉淀池所能全部去除的颗粒中的最小颗粒的沉速。表面负荷：单位面积沉淀区所沉淀的水流流量，称为沉淀池的表面负荷。 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的产水量，后者代表自池顶开始下沉所能全部去除的颗粒中的最小颗粒的沉速。5、 斜管沉淀池的理论根据是什么?为什么斜管倾角通常采用60度?答：由沉淀池颗粒的去处率公式E=知：颗粒沉速ui一定时，增加沉淀池表面积可以提高去除率。但沉淀池容积一定时，池深浅些则表面积大些，去除率可以提高些，即“浅池理论”，斜板、斜管沉淀池的发展即基于此理论。为解决

8、排泥问题，斜板和斜管沉淀池发展起来，浅池理论才得到实际应用。斜管倾角愈小，则沉淀面积愈大，沉淀效率愈高，但对排泥不利，根据生产实践，倾角宜为600。（或答：斜管沉淀池的理论依据是采用斜管沉淀池既可以增加沉淀面积，又可以利用斜管解决排泥问题。斜管倾角愈小，则沉淀面积愈大，沉淀效率愈高，但对排泥不利，实践证明，倾角为60°最好。）6、澄清池的基本原理和主要特点是什么？答：基本原理：原水加药后进入澄清池，使水中的脱稳杂质与澄清池中的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。 主要特点：澄清池将絮凝和沉淀两个过程综合与一个构筑物内完成，主要利用活性泥渣层达到澄清的目的。

9、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。17章 -过滤1、 过滤机理是什么？1、迁移机理：指颗粒脱离水流流线接近或接触滤料表面。这是一种物理力学作用，主要由以下作用引起：拦截、沉淀、惯性、扩散、水动力。2、粘附机理：指水中杂质颗粒迁移到滤料表面时，在范德华引力、静电力、化学键等作用下，被粘附在滤料表面。这是一种物理化学作用。2、 什么叫等速过滤和变速过滤？两者分别在什么情况下形成？并指出哪几种滤池属于等速过滤？等速过滤指滤池过滤时滤速保持不变，即滤池流量保持不变。变速过滤指滤速随过滤时间而逐渐减小的过滤方式，又称减速过滤。在等速过滤状态下，水头损失随时间而逐渐增加，滤

10、池中水位逐渐上升，当水位上升至最高允许水位时，过滤停止以待冲洗。在变速过滤过程中，滤池内水位保持不变，滤速随时间逐渐较小，但滤池进水总流量基本不变，等速过滤的滤池有虹吸滤池和无阀滤池。移动罩滤池是变速滤池，普通快滤池可设成变速滤池也可设成等速滤池。3、 什么叫负水头？它对过滤和冲洗有何影响？如何避免滤料层中产生负水头？负水头指在过滤过程中，滤层截留了大量的杂质，以致于砂面以下某一深度处的水头损失超过该处水深的现象。影响：负水头使水中溶解气体释放出来形成气囊，因而占有滤料孔隙中的一定空间而缩小过水断面，从而增大阻力，水头损失增大而使过滤周期缩短。在冲洗时，气囊与滤料颗粒吸附在一起，会上浮带出滤料

11、，破坏滤层结构。避免措施：增加砂面以上水深。使滤池出水口位置等于或高于滤层表面4、什么叫滤料“有效粒径”和“不均匀系数”？不均匀系数过大对过滤和反冲洗有何影响？“均质滤料”的涵义是什么？(8)答：滤料有效粒径（d10）是指通过滤料重量10%的筛孔孔径，滤料不均匀系数（K80）是指通过滤料重量80%的筛孔孔径。滤料不均匀系数过大，过滤时滤层含污能力减小；反冲洗时，为满足粗颗粒膨胀要求，细颗粒可能被冲出滤池，若满足细颗粒膨胀要求，粗颗粒可能得不到很好的冲洗。均质滤料是指滤料均匀，K80等于1。4、 滤料级配：滤料粒径级配是指滤料中各种颗粒所占的重量比例5、大阻力配水系统和小阻力配水系统的涵义是什么

12、？各有何优缺点？答：“大阻力“一词的含义是指配水系统中孔口阻力较大。大阻力配水系统的优点是配水均匀性较好。但结构复杂；孔口水头损失大，冲洗时动力消耗大；管道易结垢，增加检修困难。而“小阻力”一词的含义是指配水系统中孔口阻力较小。小阻力配水系统的优缺点刚好与大阻力配水系统相反。对于冲洗水头优先的虹吸滤池和无阀滤池适用。6、何谓V型滤池？其主要特点是什么？答：V型滤池是法国德格雷蒙公式设计的一种快滤池，因两侧（或一侧也可）进水槽设计成V字形而得名。其主要特点是：（1）V型槽底设有一排小孔，既可作过滤时进水用，冲洗时又可供横向扫洗布水用；（2）可用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。反冲洗时，由于“均质

13、滤料”，不发生水力分级现象，提高滤层含污能力。（3）气水反冲洗再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。18章 -消毒1、 什么叫自由性氯和化合性氯？两者消毒效果有何区别？简述两者消毒原理。自由性氯指水中的OC1-、HOCl、Cl2等，杀菌速度快，杀菌力强，但消失快；化合性氯指水中氯与氨的化合物，有NH2Cl、NHCl2及NHCl3三种，以NHCl2较稳定，杀菌效果好，持续时间长。自由性氯直接靠HOCl的强氧化性进行消毒，化合性氯先水解生成HOCl后再进行消毒。2、 什么是折点加氯？出现折点的原因是什么？折点加氯有何利弊？超过折点以后的加氯称折点加氯。在加氯过程中，前期生成的N

14、H2Cl被氧化成其他物质，余氯反而减少，出现折点。受污染的原水采用折点加氯可降低水的色度，去除臭、味，对酚、铁、锰有明显去除作用，可使水中有机污染总量下降。但折点加氯量大，必要时需有pH调整措施和增加脱氯工艺。3、 除氯以外的消毒方法：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、4、什么是活性炭再生？活性炭再生的方法有哪些？在活性炭本身结构不发生成极少发生变化的情况下，用某种方法将被吸附的物质，将吸附在活性炭表面的吸附质除去，恢复活性炭的吸附能力。方法：加热再生法、药剂再生法、化学氧化法、生物再生法、超声波再生法。5、离子交换的历程分为几个步骤？离子交换速度的影响因素有哪些？交

15、换和再生两个步骤。影响因素：交联度、水中离子浓度、水流速度、树脂颗粒尺寸、水温。 6、离子交换软化系统有哪些？各有何特点？1、钠离子交换软化系统：处理过程中不产生酸性水，再生剂为食盐，设备和防腐设施简单，出水硬度可大大降低，水中碱度基本不变，含盐量略有增加。2、HNa离子交换脱碱软化系统：适用于原水硬度高、碱度大的情况，且该系统运行安全可靠，能减轻Na交换器的负荷，提高软化水的质量，更适合于处理高硬度水。7、强碱阴树脂的失效点是什么？强碱阴树脂在什么条件下能去除硅酸？指树脂不能再交换水中的阴离子，以硅酸泄漏为失效点。条件：1、进水呈酸性。2、要求H离子交换器减少漏Na+量。若漏Na+量增加，则

16、阴床出水碱度增大，会对除硅不利。3、要求OH离子交换器再生程度高。因为再生程度高，则工作交换容量就大，就有利于吸附硅酸。8、强碱阴床为什么必须设在强碱阳床之后？1、进水先经过阴床，容易生成CaCO3、Mg（OH）2沉淀在树脂层内，使强碱树脂的交换容量降低2、阴床在酸性介质中易于进行离子反应，若进水先进过阴床，更不利于去除硅酸，因为强碱树脂对硅酸盐的吸附要比对硅酸的吸附差得多。3、原水先经过阴床，本应由除二氧化碳器去除的H2CO3，也由阴床承担，从而增加再生剂耗用量。9、试用离子交换平衡的观点说明混床除盐出水纯度高的原因。RHROHNaClRNaRClH2O 平衡常数为：式中： 水的电离常数。水

17、温22时，1.6×1016。 阳树脂的选择性系数。1.5。 阴树脂的选择性系数。型阴树脂15，型阴树脂2。所以，K1.5×15÷（1.6×1016）1.4×1017。可见，K1，反应进行很彻底，反应物能全部变成生成物，故混床出水纯度高。10、试以优先吸附毛细孔流理论来解释反渗透膜的透过机理。优先吸附毛细孔流理论以吉布斯吸附式为依据, 认为：膜表面由于亲水性原因，能选择吸附水分子而排斥盐分，因而在固液界面上形成厚度为两个水分子（1nm）的纯水层。在施加压力作用下，纯水层中的水分子便不断通过毛细管流过反渗透膜。膜表皮层具有大小不同的极细孔隙，当其中

18、的孔隙为纯水层厚度的一倍（2nm）时，称为膜的临界孔径，可达到理想的脱盐效果。当孔隙大于临界孔径，透水率增大，但盐分容易从孔隙中透过，导致脱盐率下降；反之，当孔隙小于临界孔径，脱盐率增大，而透水性则下降。11、反渗透工艺流程有几部分？常用的反渗透布置系统有哪些？各有何特点？反渗透工艺流程包括前处理工艺、膜分离工艺和后处理工艺三部分。布置系统：1、单程式：原水一次经过反渗透器处理，水的回收率较低。2、循环式：有一部分浓水回流重新处理，可提高水的回收率，但淡水水质有所降低。3、多段式：充分提高水的回收率，用于产水量大的场合，膜组件逐渐减少是为了保持一定流速，以减轻膜表面的浓差极化现象。12、电渗析器的级和段是如何规定的？级和段与电