给水关键工程课后思考题答案

1、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、 特点及一般清除措施。答：水中杂质按尺寸大小可提成三类：1）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，水中所存在的胶体一般有粘土、 某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。有机高分子物质一般也属 于胶体一类。天然不中的胶体一般带有负电荷，有时也具有少量 正电荷的金属氢氧化物胶体。粒径不小于0 .1mm的泥砂清除较易，一般在水中不久下沉。 而粒径较小的悬浮物和胶体物质，须投加混凝剂方可清除。2）溶解杂质，分为有机物和无机物两类。它们与水所构成 的均相体系，外观透明，属于真溶液。但

2、有的无机溶解物可使水 产生色、臭、味。无机溶解杂质重要的某些工业用水的清除对象， 但有毒、有害无机溶解物也是生活饮用水的清除对象。有机溶解 物重要来源于水源污染，也有天然存在的。2、概略论述国内天然地表水源和地下水源的特点。（8）答：1）、国内水文地质条件比较复杂。各地区地下水中含盐 量相差很大，但大部分地下水的含盐在200500mg/L之间。一 般状况下，多雨地区含盐量较低；干旱地区含盐量较高。地下水硬度高于地表水，国内地下水总硬度一般在 60300mg/L （以CaO计）之间，少数地区有时高达300700mg/L。国内含铁地下水分布较广，比较集中的地区是松花江流域和 长江中、下游地区。黄河

3、流域、珠江流域等地也均有含铁地下水。含铁量一般为10 mg/L如下，个别可高达30mg/L。地下水中的锰与铁共存，但含铁量比铁不。国内地下水具有 锰量一般不超过2 mg/L3 mg/L。个别高达30 mg/L。2）、国内是世界上高浊度水河众多的国家之一。西北及华北 地区流经黄土高原的黄河水系、海河水系及长江中、上游等，河 水含砂量很大，华北地区和东北和西南地区大部分河流，浊度较 低。江河水的含盐量和硬度较低。总的来说，国内大部分河流， 河水含流量和硬度一般均无碍于生活饮用。（作为给水水源，江 河水水质具有哪些特点？答：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。江

4、河水最大的拟 定是：宜受工业废水、生活污水及其她多种人为污染，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规定。（2、作为给水水源，地 下水水质具有哪些特点？答：地下水水质、水温较稳定。地下水硬度高于地表水，地下水 中的铁常与锰共存，超过饮用水原则，需经解决方可使用，含盐 量各硬度较高。）3、理解生活饮用水卫生原则中各项指标的意义。（7）答：在原则中所列的水质项目可提成如下几类。一类属 于感官性状方面的规定，如不的水度、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的化学物质。第 三类是对人体健康无益但一般状况下毒性也很

5、低的物质。第四类 有毒物质。第五类细菌学指标，目前仅列细菌总数、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的核心部分.在反映器中所进 行的过程，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 的氯化消毒池，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措施进行分 析、

6、研究。5、试举出3种质量传递机理的实例。（7）答：质量传递输可分为：主流传递；分子扩散传递；紊流扩 散传递。1）、主流传递：在平流池中，物质将随水流作水平迁移。物 质在水平方向的浓度变化，是由主流迁移和化学引起的。2）、分子扩散传递：在静止或作层流运动的液体中，存在浓 度梯度的话，高浓度区内的组分总是向低浓度区迁移，最后趋于 均匀分布状态，浓度梯度消失。如平流池等。3）、在绝大多数状况下，水流往往处在紊流状态。水解决构 筑物中绝大部分都是紊流扩散。6、3种抱负反映器的假定条件是什么？研究抱负反映器对水解 决设备的设计和操作有何作用。答：3种抱负反映器的假定条件如下1）完全混合间歇式反映器中的反

7、映：不存在由物质迁移而导 致的物质输入和输出、且假定是在恒温下操作。2）完全混合持续式反映器：反映器内物料完全均匀混合且与 输出产物相似的假定，且是在恒温下操作。3）推流型反映器：反映器内的物料仅以相似流速平行流动， 而无扩散作用，这种流型唯一的质量传递就是平行流动的主流传 递。4）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，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

8、可应用反映器原理和措施进行 分析、研究。简介反映器概念，目的就是提供一种分析研究水解 决工艺设备的措施和思路。7、为什么串联的CSTR型反映器比同体积的单个CSTR型反映 器效果好？（8）答：如果采用多种体积相等的CSTR型反映器串联使用，则 第2只反映器的输入物料浓度即为第1只反映器的输出物料浓 度，以此类推。设为一级反映，每只反映器可写出如下公式:；勺=L； .4 =LC 1 + kt C 1 + ktC 1 + kt所有公式左边和右边分别相乘：C C C C _ 1111C C C C 1 + kt 1 + k t 1 + kt 1 + kt0 1 2Z 丫C 0 1 + kt J式中t

9、为单个反映器的反映时间。总反映时间了 = nt。串联的反映器数愈多，所需反映时间愈短，理论上，当串联 的反映器数n - 3时，所需反映时间将趋近于CMB型和PF型的 反映时间。8、混合与返混合在概念上有何区别？返混合是如何导致的？答：CMB和CSTR反映器内的混合是两种不同B混合。前 者是同步进入反映器又同步流出反映器的相似物料之间的混合， 所有物料在反映器内停留时间相似；后者是在不同步间进入反映 器又在不同步间流出反映器的物料之间的混合，物料在反映器内 停留时间各不相似，理论上，反映器内物料的停留时间由。这 种停留时间不同的物料之间混合，在化学反映工程上称之为“返 混”。显然，在PF反映器内

10、，是不存在返混现象的。导致返混 的因素，重要是环流、对流、短流、流速不均匀、设备中存在死 角以及物质扩散等等。9、PF型和CMB型反映器为什么效果相似？两者优缺陷比较。答：在推流型反映器的起端（或开始阶段），物料是在C0 的高浓度下进行的，反映速度不久。沿着液流方向，随着流程增 长（或反映时间的延续），物料浓度逐渐减少，反映速度也随之 逐渐减小。这也间歇式反映器的反映过程是完全同样的。介它优 于间歇式反映器的在于：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的分析研 究有何作用？（7）答：纵向分散模型就是

11、在推流型基本上加上一种纵向的混 合，而这种混合又可设想为一种扩散所引起的，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 与实际所研究的对象基本等效，不必去深究扩散机理及其他细 节，因此在对水解决设备的分析研究中采用此模型更简朴以便。十五章：1、 微污染重要指水源水中、含量增长。答：有机物，氨氮2、 聚丙烯酰胺既是 剂，也是 剂。答：混凝，助凝3、高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？答：当高分子物质投量过多时，将产生“胶体保护”作用。“胶 体保护”可理解为：当所有胶粒的吸附面均被高分子覆盖后来， 两胶粒接近时，就受到高分子的阻碍而不能汇集。这种阻碍来源 于高分子之间的互相排斥。排斥里也许来源于“胶粒一胶粒”之 间高分子受到压缩变形（象弹簧被压缩同样）而具有排斥势能， 也也许由于