水质工程学考试试卷（含答案）

本文格式为Word版，下载可任意编辑——水质工程学考试试卷（含答案）水质工程学（上）考试试卷一

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一、选择题：（2’×10）

1给水工程的规划应在听从城市总体规划的前提下，近远期结合，以近期为主进行设计。近期设计年限宜采用()年，远期规划年限宜采用()年。(A)

A.5～10；10～20B.5～10；15～20C.5～10；10～15D.10～20；20～302设计供水量应根据以下各种用水确定(C)。(1)综合生活用水

(2)工业企业生产用水和工作人员生活用水(3)消防用水

(4)浇洒道路和绿地用水

(5)未预见用水量及管网漏失水量。(6)公共建筑用水

A.全部B.(1)、(2)、(4)

C.(1)、(2)、(3)、(4)、(5)D.(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)

3药剂仓库的固定储存量，应按当地供应、运输等条件确定，一般可按最大投药量的(B)天用量计算。其周转储存量应根据当地具体条件确定。

A.5～10B.7～15C.15～30D.10～204设计沉淀池和澄清池时应考虑(A)的配水和集水。

A.均匀B.对称C.慢速D.平均

5设计隔板絮凝池时，絮凝池廊道的流速，应按由大到小的渐变流速进行设计，起端流速一般宜为(B)m／s，末端流速一般宜为0.2～0.3m／s。

A.0.2～0.3B.0.5～0.6C.0.6～0.8D.0.8～1.0

6异向流斜管沉淀池，斜管沉淀池的清水区保护高度一般不宜小于(A)m；底部配水区高度不宜小于1.5m。

A.1.0B.1.2C.1.5D.0.8

7快滤池宜采用大阻力或中阻力配水系统。大阻力配水系统孔眼总面积与滤池面积之比为(C)。

A.1.0％～1.5％B.1.5％～2.0％C.0.20％～0.28％D.0.6％～0.8％

8地下水除铁一般采用接触氧化法或曝气氧化法。当受到硅酸盐影响时，应采用(A)氧化法。

A.接触B.曝气C.自然D.药剂

9当采用氯胺消毒时，氯和氨的投加比例应通过(C)确定，一般可采用重量比为3：1～6：1。

A.计算B.经济比较C.试验D.经验

10气浮池溶气罐的溶气压力一般可采用0.2～0.4MPa；(A)一般可采用5％～10％。

A.回流比B.压力比C.气水比D.进气比二、名词解释：（4’×5）1、澄清池——主要依靠活性泥渣层达到澄清目的。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。

2、折点加氯——从折点加氯的曲线看，到达峰点H时，余氯最高，但这是化合性余氯而非

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自由性余氯，到达折点时，余氯最低。

3、氧垂曲线——有机物排入河流后,经微生物降解而大量消耗水中的溶解氧，使河水亏氧;另一方面，空气中的氧通过河流水面不断地溶入水中，使溶解氧逐步得到恢复。所以耗氧与复氧是同时存在的,污水排入后，DO曲线呈悬索状态下垂，故称为氧垂曲线.BOD5曲线呈逐步下降态，直至恢复到污水排入前的基值浓度。

4、BOD5——水温为20条件下，5天的时间内，由于微生物的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧。

5、MLVSS——本项指标所表示的是混合液活性污泥中的有机性固体物质部分的浓度，是混合液挥发性悬浮固体浓度。

三、简答题：(30’)

1、什么是统一给水、分质给水和分压给水，哪种系统目前用得最多？

答：统一给水系统，即用同一系统供应生活、生产和消防等用水。分质给水，可以是同一水源，经过不同的水处理过程和管网，将不同水质的水供给各类用户；也可以是不同水源，例如地表水经简单沉淀。分压给水，因水压要求不同而分系统给水，有同一泵站内的不同水泵分别供水到水压要求高的高压水网和水压要求低的低压管网，以俭约能量消耗。目前应用最多的是统一给水系统。

2、水中杂质按尺寸大小可分成几类？了解各类杂质主要来源、特点及一般去除方法。

答：水中杂质按尺寸大小可分成三类：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，水中所存在的胶体寻常有粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。有机高分子物质寻常也属于胶体一类。自然不中的胶体一般带有负电荷，有时也含有少量正电荷的金属氢氧化物胶体。

粒径大于０.1mm的泥砂去除较易，寻常在水中很快下沉。而粒径较小的悬浮物和胶体物质，须投加混凝剂方可去除。

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。但有的无机溶解物可使水产生色、臭、味。无机溶解杂质主要的某些工业用水的去除对象，但有毒、有害无机溶解物也是生活饮用水的去除对象。有机溶解物主要来源于水源污染，也有自然存在的。

3、混合与返混合在概念上有何区别？返混合是如何造成的？

答：CMB和CSTR反应器内的混合是两种不同的混合。前者是同时进入反应器又同时流出反应器的一致物料之间的混合，所有物料在反应器内停留时间一致；后者是在不同时间进入反应器又在不同时间流出反应器的物料之间的混合，物料在反应器内停留时间各不一致，理论上，反应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，在化学反应工程上称之为“返混〞。显然，在PF反应器内，是不存在返混现象的。造成返混的原因，主要是环流、对流、短流、流速不均匀、设备中存在死角以及物质扩散等等。

4、斜管沉淀池的理论根据是什么？为什么斜管倾角寻常采用60°？

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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。

5、什么叫“负水头〞？它对过滤和冲洗有和何影响？如何避免滤层中“负水头〞产生？

答：负水头是指滤层截留了大量杂质以致砂面以下某一深度处的水头损失超过该处水深。负水头会导致溶解于水中的气体释放出来而形成气囊。气囊对过滤有破坏作用，一是减少了过滤面积；二是气囊的上升可能将部分细滤料和轻质滤料带出，破坏滤层结构。避免出现负水头的方法可以采用增加砂面上的水深，或令滤池出口位置等于或高于滤层表面。

四、计算题：30’

1、平流沉淀池设计流量为720m3/h。要求沉速等于和大于0.4mm/s的颗粒全部去除。试按理想沉淀条件，求：

（1）所需沉淀池平面积为多少m2？

（2）沉速为0.1mm/s的颗粒，可去除百分之几？(10’)解：已知Q=720m3/h=0.2m3/su0=0.4mm/sui=0.1mm/s

1)所需沉淀池平面积为A?Q0.22??50m?3u00.4?102)沉速为0.1mm/s的颗粒的去除率为E?

ui0.1??0.25u00.42、原水泥砂沉降试验数据见下表。取样口在水面180cm处。平流沉淀池设计流量为900m3/h，表面积为500m2，试按理想沉淀池条件，求该池可去除泥砂颗粒约百分之几？（C0表示泥砂初始浓度，C表示取样浓度）。（20’）取样时间（min）015203060120018C/C010.980.880.700.300.120.08解：已知h=180cmQ=900m3/hA=500m2沉速计算取样时间（min）0u=h/t(cm/min)_15122093066031201.51801沉速分布见下图。

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10.90.8小于该沉速的颗粒组成分数0.70.60.50.40.30.20.1002468沉降速度（cm/min）1012

截留沉速u0=

Q900?100==3cm/minA500?60从图上查得u0=3cm/min时，小于该沉速的颗粒组成部分等于p0=0.30。从图上，相当于积分式

?

p0

0

udp的面积为0.506。因此得到总去除百分数为：

1(0.506)=86.9%3P=(1-0.30)+

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水质工程学(上)考试试卷二

班级：学号：姓名：

一、选择题：（2’×10）

1、工业企业生产用水系统的选择，应从全局出发，考虑水资源的俭约利用和水体的保护，并应采用(A)系统。

A．复用或循环B．直流或循环C．复用或直流D．直流

2、在缺乏实际用水资料状况下，最高日城市综合用水的时变化系数宜采用()，日变化系数宜采用(A)，个别小城镇可适当加大。

A．1．3～1．6；1．1～1．5B．1．2～1．6；1．15～1．4C．1．3～1．5；1．1～1．3D．1．2～1．5；1．1～1．33、凝聚剂的投配方式为(D)时，凝聚剂的溶解应按用药量大小、凝聚剂性质，选用水力、机械或压缩空气等搅拌方式。

A．人工投加B．自动投加C．干投D．湿投

4、选择沉淀池或澄清池类型时，应根据原水水质、设计生产能力、处理后水质要求，并考虑原水水温变化、制水均匀程度以及是否连续运转等因素，结合当地条件通过(D)比较确定。

A．工程造价B．同类型水厂C．施工难度D．技术经济

5、平流沉淀池的每格宽度(或导流墙间距)，一般宜为3～8m，最大不超过15m，长度与宽度之比不得小于4；长度与深度之比不得小于(D)。

A．5B．6C．8D．10

6、悬浮澄清池宜采用穿孔管配水，水在进入澄清池前应有(A)设施。

A．气水分开B．计量C．排气D．取样7、三层滤料滤池宜采用(B)配水系统。

A．小阻力B．中阻力C．中阻力或大阻力D．大阻力8、地下水除铁曝气氧化法的工艺：原水曝气一(C)一过滤。

A．沉淀B．絮凝C．氧化D．混合

9、水和氯应充分混合。其接触时间不应小于(D)min。

A．60B．20C．25D．30

10、通向加氯(氨)间的给水管道，应保证不休止供水，并尽量保持管道内(C)的稳定。

A．流速B．流态C．水压D．流量。二、名词解释：（4’×5）

1、饱和指数——用以定性地预计水中碳酸钙沉淀或溶解倾向性的指数，用水的实际PH值减去其在碳酸钙处于平衡条件下理论计算的PH值之差来表示。

2、机械搅拌澄清池——利用机械的提升和搅拌作用，促使泥渣循环，并使原水中杂质颗粒与已形成的泥渣接触絮凝和分开沉淀的构筑物。3、虹吸滤池——一种以虹吸管代替进水和排水阀门的快滤池形式。滤池各格出水相互连通，反冲洗水由未进行冲洗的其余滤格的滤后水供给。过滤方式为等滤速、变水位运行。

4、反渗透法——在膜的原水一侧施加比溶液渗透压高的外界压力，原水透过半透膜时，只允许水透过，其他物质不能透过而被截留在膜表面的过程。

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5、机械混合——水体通过机械提供能量，改变水体流态，以达到混合目的过程。

三、简答题：(30’)

1、PF型和CMB型反应器为什么效果一致？两者优缺点比较。

答：在推流型反应器的起端（或开始阶段），物料是在C0的高浓度下进行的，反应速度很快。沿着液流方向，随着流程增加（或反应时间的延续），物料浓度逐渐降低，反应速度也随之逐渐减小。这也间歇式反应器的反应过程是完全一样的。介它优于间歇式反应器的在于：间歇式反应器除了反应时间以外，还需考虑投料和卸料时间，而推流型反应器为连续操作。

2、理想沉淀池应符合哪些条件？根据理想沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度和表面积关系如何？

答：理想沉淀池应符合以下3个条件：1）、颗粒处于自由沉淀状态；2）、水流沿着水平方向滚动；3）、颗粒沉到池底即认为已被去除。

根据理想沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度无关，与表面积成反比。

3、从滤层中杂质分布规律，分析改善快滤池的几种途径和滤池发展趋势。

答：双层滤料上层采用密度较小、粒径较大的轻质滤料，下层采用密度较大、粒径较小的重质滤料，双层滤料含污能力较单层滤料高一倍。在一致滤速下，过滤周期增长；在一致过滤周期下，滤速增长。

三层滤料上层采用密度较小、粒径较大的轻质滤料，中层采用中等密度、中等粒径滤料，下层采用密度较大、粒径较小的重质滤料，三层滤料不仅含污能力较高，而且保证了滤后的水质。

均质滤料是指沿整个滤层深度方向的任一横断面上，滤料组成和平均粒径均匀一致。这种均质滤料层的含污能力显然大于上细下粗的级配滤层。。

4、反映有机物污染的指标有哪几项？它们相互之间的关系如何？

答：有机物及其指标

生物化学需氧量或生化需氧量（BOD）化学需氧量（COD）总需氧量（TOD）总有机碳(TOC)

BOD：在水温为20度的条件下，由于微生物(主要是细菌)的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量，称为生物化学需氧量或生化需氧量。

COD：在酸性条件下，将有机物氧化成CO2与H2O所消耗的氧量。

TOD：由于有机物的主要元素是C、H、O、N、S等。被氧化后，分别产生CO2、H2O、NO2和SO2，所消耗的氧量称为总需氧量。

TOC：表示有机物浓度的综合指标。先将一定数量的水样经过酸化，用压缩空气吹脱其中的无机碳酸盐，排除干扰，然后注入含氧量已知的氧气流中，再通过以铂钢为触煤的燃烧管，在900度高温下燃烧，把有机物所含的碳氧化成CO2，用红外气体分析仪记录CO2的数量并折算成含碳量即等于总有机碳TOC值。

它们之间的相互关系为：TOD>COD>BOD>TOC

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5、说明沉淀有哪几种类型？各有何特点，并探讨各种类型的内在联系和区别，各适用在哪些场合？

答：根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能，沉淀可分为4种类型。

1、自由沉淀当悬浮物浓度不高时在沉淀的过程中，颗粒之间互不碰撞，呈单颗粒状态，各自独立地完成沉淀过程。适用于沉砂池中的沉淀以及悬浮物浓度较低的污水在初次沉淀池中的沉淀过程。

2、絮凝沉淀当悬浮物浓度约为50～500mg/L时，在沉淀过程中，颗粒于颗粒之间可能相互碰撞产生絮凝作用，使颗粒的粒径与质量逐渐加大，沉淀速度不断加大。主要应用是活性污泥在二次沉淀池中的沉淀。

3、区域沉淀当悬浮物浓度大于500mg/L时，在沉淀过程中，相邻颗粒之间相互阻碍、干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，并在聚合力的作用下，颗粒群结合成一个整体向下沉淀。主要应用是二次沉淀池下部的沉淀过程及浓缩池开始阶段。

4、压缩、区域沉淀的继续，即形成压缩。颗粒间相互支承，上层颗粒在重力作用下，挤出下层颗粒的间隙水，使污泥得到浓缩。典型的例子是活性污泥在二次沉淀池的污泥斗中及浓缩池中的浓缩过程。

四、计算题：30’

1、河水总碱度0.1mmol/L（按CaO计）。硫酸铝（含Al2O3为16℅）投加量为25mg/L，问是否需要投加石灰以保证硫酸铝顺利水解？设水厂日生产水量50000m3，试问水厂每天约需要多少千克石灰（石灰纯度按50℅计）。（处理水剩余碱度要求不得低于0.47mmol/L（按CaO计））

解：投入药剂量折合Al2O3为25mg/l×16%=4mg，Al2O3的分子量为102。

故投入药剂量相当于4/102=0.039mmol/l，

剩余碱度取0.37mmol/l，则得[CaO]=3×0.039+1×0.37=0.487(mmol/l)，CaO的分子量为56，

则石灰投量为0.487×56×50000/0.5=2.3×106(g)=2.3×103(kg)

2、设初沉池为平流式，澄清部分高为H，长为L，进水量为Q，试按理想沉淀理论对比：

①出水渠设在池末端②如下图，设三条出水渠时，两种状况下可完全分开掉的最小颗粒沉速uo。

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解：1）可完全分开掉的最小颗粒沉速uo满足

2）当水流至距池末端

VLH得u0?H?LVu02?满足L处时，最小颗粒沉速u053L5VH??Ht1?5?得u0?3LVu0当水流至距池末端

1??满足L处时，最小颗粒沉速u0512LQ??H?t1u0253?t2?V???V

??V?u0A3???得u010VH9L???满足当水流至距池末端时，最小颗粒沉速u011LQ??????H?tu?tu11020t3?5?V???3?V

???V??u0A3????得u02VH3L2VH，其值小于出水渠3L所以设三条出水渠时，可完全分开掉的最小颗粒沉速uo为设在池末端时可完全分开掉的最小颗粒沉速uo。

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水质工程学(上)考试试卷三

班级：学号：姓名：

一、选择题：（2’×10）

1、给水工程设计提倡的“两提高，三降低〞是指(D)。

A.提高供水水质，提高供水水压，降低能耗，降低风险，降低药耗B.提高供水水质，提高供水经济效益，降低能耗，降低漏耗，降低药耗C.提高供水经济效益，提高供水社会效益，降低能耗，降低风险，降低药耗D.提高供水水质，提高供水安全可靠性，降低能耗，降低漏耗，降低药耗2、城镇的未预见用水量及管网漏失水量可按最高日用水量的(A)合并计算。

A.15％～25％B.10％～20％C.15％～20％D.10％～25％3、计算固体凝聚剂和石灰贮藏仓库的面积时，其堆放高度一般当采用石灰时可为(A)m。当采用机械搬运设备时，堆放高度可适当增加。

A.1.5B.1.2C.1.0D.2.0

4、设计隔板絮凝池时，絮凝池廊道的流速，应按由大到小的渐变流速进行设计，起端流速一般宜为(B)m／s，末端流速一般宜为0.2～0.3m／s。

A.0.2～0.3B.0.5～0.6C.0.6～0.8D.0.8～1.05、脉冲(A)可采用30～40s，充放时间比为3：1～4：1。

A.周期B.持续时间C.形成D.间隔

6、气浮池接触室的上升流速，一般可采用(C)mm／s，分开室的向下流速，一般可采用1.5～2.5mm／s。

A.2～10B.8～15C.10～20D.15～30。

7、每个无阀滤池应设单独的进水系统，(D)系统应有不使空气进入滤池的措施。

A.出水B.冲洗C.排水D.进水

8、地下水除铁除锰采用淋水装置(穿孔管或莲蓬头)时，孔眼直径可采用(C)mm，孔眼流速为1.5～2.5m／s，安装高度为1.5～2.5m。当采用莲蓬头时，每个莲蓬头的服务面积为1.0～1.5m2。

A.2～6B.3～6C.4～8D.5～10。

9、采用叶轮表面曝气装置时，曝气池容积可按(A)分钟处理水量计算；叶轮直径与池长边或直径之比可为1：6～1：8，叶轮外缘线速度可为4～6m／s。

A．20～40B．20～30C．15～30D．10～20

10、加氯(氨)间外部应备有防毒面具、抢救材料和工具箱。防毒面具应严密封藏，以免失效。(C)和通风设备应设室外开关。

A．报警器B．加氯机C．照明D．氯瓶二、名词解释：（4’×5）

1、需氯量与余氯量——需氯量指用于灭活水中微生物、氧化有机物和还原性物质所消耗的加氯量；余氯量指为了抑制水中剩余病原微生物的再度繁殖，管网中尚需维持少量剩余氯。

2、沉淀池截留沉速——沉淀池所能全部去除的颗粒中的最小颗粒的沉速。以U0表示

3、大阻力配水系统——指通过减小反冲洗进水管孔口面积达到增加配水系统水头损失，消弱承托层、滤料层阻力系数及配水系统压力不均匀的影响。

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4、离子交换树脂的溶胀性——干树脂浸泡水中，体积胀大，成为湿树脂；湿树脂转型时体积也会变化。

5、异向絮凝——颗粒在水中的布朗运动,所造成的颗粒碰撞聚集。

三、简答题：(30’)

1、净化、软化、除盐三种处理工艺中各去除的主要对象是什么？

软化工艺主要去除的是Ca2+、Mg2+离子；除盐是去除水中全部或部分溶解盐类；

净化是指包括悬浮物和胶体杂质的澄清过滤等预处理。

2、什么是等速过滤？什么是变速过滤？为什么说等速过滤实质上是变速的，而变速过滤却接近等速？

等速过滤是指滤池过滤速度保持不变，亦即滤池流量保持不变。认为是变速是由于对于滤层孔隙内来说，水流速度是一个增速。

变速是指滤速随时间而逐渐减小的过滤。认为是等速是由于对于整个滤池的出水来说是不变的；其次，滤池组中，各个滤池处于过滤状态时，各个滤池的滤速不变。

3、混合和絮凝反应同样都是解决搅拌问题，它们对搅拌的要求有何不同？为什么？

混合的目的是使胶体颗粒凝聚脱稳，在混合过程中，必需要使混凝剂的有效成分迅速均匀地与水中胶体颗粒接触产生凝聚作用，所以混合过程要求猛烈、快速、短时，在尽可能短的时间内使混凝剂均匀分散到原水中。

絮凝反映的目的就是要创造促使细小颗粒有效碰撞逐渐增长成大颗粒，最终使颗粒能重力沉降，实现固液分开。要完成有效的同向絮凝，需满足两个条件：1、要使细小颗粒产生速度梯度，，同时要求整个絮凝池中颗粒运动速度必需由快到慢逐级递减，才能保证已发生有效碰撞而絮凝的大颗粒不会破碎，保证絮凝效果。2、要有足够的反应时间，使颗粒逐渐增长到可以重力沉降的尺寸。

4、3种理想反应器的假定条件是什么？研究理想反应器对水处理设备的设计和操作有何作用。

答：3种理想反应器的假定条件如下

1）完全混合间歇式反应器中的反应：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）完全混合连续式反应器：反应器内物料完全均匀混合且与输出产物一致的假定，且是在恒温下操作。

3）推流型反应器：反应器内的物料仅以一致流速平行滚动，而无扩散作用，这种流型唯一的质量传递就是平行滚动的主流传递。

4）在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。在化工生产过程中，反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛。大量水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。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可应用反应器原理和方法进行分析、研究。介绍反应器概念，目的就是提供一种分析研究水处理工艺设备的方法和思路。

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泥沿斜管向下滑动的沉淀池。

3、均匀级配滤料（uniformlygradedfilteringmedia）——粒径比较均匀，不均匀系数(k80)一般为1.3~1.4，不超过1.6的滤料。

4、虹吸滤池（siphonfilter）——一种以虹吸管代替进水和排水阀门的快滤池形式。滤池各格出水相互连通，反冲洗水由未进行冲洗的其余滤格的滤后水供给。过滤方式为等滤速、变水位运行。

5、活性氧化铝除氟（activatedaluminumprocessfordefluorinate）——采用活性氧化铝滤料吸附、交换氟离子，将氟化物从水中除去的过程。

三、简答题：(30’)

1、反应器原理用于水处理有何作用和特点？(7’)

答：反应器是化工生产过程中的核心部分.在反应器中所进行的过程,既有化学反应过程,又有物理过程,影响因素繁杂。在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。在化工生产过程中，反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛。大量水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。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应器原理和方法进行分析、研究。

2、影响平流沉淀池沉淀效果的主要因素有哪些？沉淀池纵向分格有何作用？

答：影响平流沉淀池沉淀效果的主要因素有：1）、沉淀池实际水流状况；2）、絮凝作用。沉淀池纵向分格可以减少水力半径R，改善水流条件，降低Re和提高Fr数。3、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？

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、制取ClO2有哪几种方法？写出它们的化学反应式并简述ClO2消毒原理和主要特点。

答：1）、主要的制取方法：

a、用亚氯酸钠NaClO2和氯Cl2制取，反应如下Cl2+H2O?HOCl+HCl

HOCl+HCl+2NaClO2?2ClO2+2NaCl+H2O总反应式Cl2+2NaClO2?2ClO2+2NaClb、用酸和亚氯酸钠NaClO2制取，反应如下5NaClO2+4HCl4?ClO2+2H2O

10NaClO2+5H2SO48?ClO2+5Na2SO4+4H2O2）、消毒机理：它与微生物接触时，对细胞壁有较强的吸附力和穿透能力，可有效的氧化细胞内的酶以损伤细胞或抑制蛋白质的合成来破坏微生物。

3）、主要特点：

A、物理和化学性质——易溶于水，室温下溶解度是Cl2的5倍。在水中以水合分子的形式存在，不易发生水解作用，在酸性溶液中稳定，在碱性溶液中发生歧化反应。

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生成亚氯酸盐和氯酸盐，氧化能力是Cl2的2.63倍，易爆炸。

B、消毒特点—ClO2消毒是利用了其强氧化作用，它可降解农药和多芳香烃的难降解的物质，当pH=9时，可以很快的将水中的S和P氧化除去。当pH=4～9时，可将水中的有致癌作用的THMs氧化除去。消毒效果好，且不生成有机卤代物。

四、计算题：30’

1、某城市最高日用水量为15万m3/d，用水量变化曲线参照图如下，求最高日最高时、平均时、一级和二级泵站的设计流量（m3/s）。

14.17℅2.78℅25.00℅占最高日用水量百分数（℅）Kh=6.004.17=1.44时间(h)城市用水量变化曲线1--用水量变化曲线；2--二级泵站设计供水线

解：最高日最高时的流量：Q1=15×104×6%=9000m3

平均时的流量：Q2=15×104/24=6250m3

一级泵站的设计流量：QI=a×Qd/T

=(1.10×15×104)/24=6875m3/h

二级泵站的设计流量：Q=Q1

=9000m3/h

2、原水泥砂沉降试验数据见下表。取样口在水面180cm处。平流沉淀池设计流量为900m3/h，表面积为500m2，试按理想沉淀池条件，求该池可去除泥砂颗粒约百分之几？（C0表示泥砂初始浓度，C表示取样浓度）。取样时间（min）01150.98200.88300.70600.3012000.12180.08C/C022

解：已知h=180cmQ=900m3/hA=500m2沉速计算取样时间（min）0u=h/t(cm/min)_沉速分布见下图。10.90.8小于该沉速的颗粒组成分数15122093066031201.518010.70.60.50.40.30.20.1002468沉降速度（cm/min）1012

截留沉速u0=

Q900?100==3cm/minA500?60从图上查得u0=3cm/min时，小于该沉速的颗粒组成部分等于p0=0.30。从图上，相当于积分式

?p00udp的面积为0.506。因此得到总去除百分数为：

1(0.506)=86.9%3P=(1-0.30)+

23

水质工程学(上)考试试卷七

班级：学号：姓名：

一、选择题：（2’×10）

1、水源的选用应通过技术经济比较后综合考虑确定，并应符合以下要求(B)。

(1)水量充沛可靠(2)原水水质符合要求

(3)符合卫生要求的地下水，宜优先作为生活饮用水的水源(4)与农业、水利综合利用

(5)取水、输水、净化设施安全经济和维护便利(6)具有施工条件

A．(1)、(2)、(5)B．(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)C．(1)、(3)、(5)D．(1)、(3)、(5)、(6)2、下面说法正确的是(B)。

(1)江河取水构筑物的防洪标准不应低于城市防洪标准，其设计洪水重现期按不得低于100年

(2)设计枯水位的保证率，应根据水源状况和供水重要性选定，一般可采用90％～99％(3)设计固定式取水构筑物时，应考虑发展的需要

(4)水库取水构筑物的防洪标准与水库大坝等主要建筑物的防洪标准一致，并应采用设计和校核两级标准

A．(4)B．全部C．(3)D．(1)

3、城镇水厂和工业企业自备水厂的自用水量应根据原水水质和所采用的处理方法以及构筑物类型等因素通过计算确定。城镇水厂的自用水率一般可采用供水量的(C)。

A．1％～5％B．3％～8％C．5％～10％D．8％～15％4、石灰宜制成(A)投加。

A．乳液B．粉末C．颗粒D．溶液

5、设计穿孔旋流絮凝池时，絮凝池每格孔口应作(D)对角交织布置。

A．前后B．左右C．进出D．上下

6、异向流斜管沉淀池，斜管沉淀池的清水区保护高度一般不宜小于(A)m；底部配水区高度不宜小于1．5m。

A．1．0B．1．2C．1．5D．0．8

7、脉冲澄清池的(C)高度和清水区高度，可分别采用1．5～2.0m。

A．沉泥区B．进水层C．悬浮层D．配水区。

8、虹吸进水管的流速，宜采用(C)m／s；虹吸排水管的流速，宜采用1．4～1．6m／s。

A．1．0～1．2B．1．2～1．5C．0．6～1．0D．0．8～1．2

9、地下水除铁除锰采用跌水装置时，跌水级数可采用(C)级，每级跌水高度为0．5～1．0m，单宽流量为20～50m3／(h?m)。

A．1～2B．2～3C．1～3D．2～4

10、加氯、加氨设备及其管道应根据具体状况设置(A)。

A．阀门B．检修工具C．管径D．备用二、名词解释：（4’×5）

1、水力混合（hydraulicmixing）——消耗水体自身能量，通过流态变化以达到混合目的的过程。

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2、侧向流斜板沉淀池（sideflowlamella）——池内设置斜板，水流由侧向通过斜板，沉泥沿斜板滑下的沉淀池。

3、膨胀率（percentageofbed-expansion）——滤料层在反冲洗时的膨胀程度，以滤料层厚度的百分比表示。

4、无阀滤池（valvelessfilter）——一种不设阀门的快滤池形式。在运行过程中，出水水位保持恒定，进水水位则随滤层的水头损失增加而不断在虹吸管内上升，当水位上升到虹吸管管顶，并形成虹吸时，即自动开始滤层反冲洗，冲洗排泥水沿虹吸管排出池外。

5、水质稳定处理（stabilizationtreatmentofwaterquality）——使水中碳酸钙和二氧化碳的浓度达到平衡状态，既不由于碳酸钙沉淀而结垢，也不由于其溶解而产生腐蚀的处理过程。

三、简答题：(30’)1、3种理想反应器的假定条件是什么？研究理想反应器对水处理设备的设计和操作有何作用。(8’)

答：1）、完全混合间歇式反应器中的反应：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）、完全混合连续式反应器：反应器内物料完全均匀混合且与输出产物一致的假定，且是在恒温下操作。

3）、推流型反应器：反应器内的物料仅以一致流速平行滚动，而无扩散作用，这种流型唯一的质量传递就是平行滚动的主流传递。

4）、在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。在化工生产过程中，反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛。大量水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。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应器原理和方法进行分析、研究。介绍反应器概念，目的就是提供一种分析研究水处理工艺设备的方法和思路。

2、平流沉淀池进水为什么要采用穿孔隔墙？出水为什么往往采用出水支渠？(7’)

答：平流沉淀池进水采用穿孔隔墙是为防止絮凝体破碎，而出水采用出水支渠是使水尽量均匀流出，同时是为了降低堰口的流量符合。

3、滤料承托层有何作用？粒径级配和厚度如何考虑？(8’)

答：滤料承托层的作用，主要是防止滤料从配水系统中流失，同时对均布冲洗水也有一定作用。单层或双层滤料滤池采用大阻力配水系统时，承托层采用自然卵石或砾石，其每层厚度都为100mm，粒径自上而下为2~4、4~8、8~16、16~32mm。三层滤料滤池自上而下，1~4层采用重质矿石粒径由0.5~8mm依次增加，厚度1~4层为50mm，第5、6层采用砾石粒径由8~32mm依次增加，厚度为100mm或更大。

4、什么叫余氯？余氯的作用是什么？(7’)

答：抑制水中剩余病原微生物的再度繁殖，管网中尚须维持少量剩余氯，这部分剩余氯称做余氯。即加氯量超过需氯量时，剩余的那部分氯称做余氯。

作用：抑制水中剩余病原微生物的再度繁殖。

四、计算题：30’

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1、在试验室内做氯气消毒试验。已知细菌被灭活速率为一级反应，且k=0.85min-1求细菌被灭活99.5℅时，所需消毒时间为多少分钟？解：由一级反应方程式可得：

lgCA=lgCA0–o.4343kt

而CA=(1-99.5%)CAO，k=0.85min-1

得t=（lgCA0-lgCA）/0.4343k=6.23(min)

2、大阻力配水系统和小阻力配水系统的涵义是什么？各有什么优缺点？把握大阻力配

?f??f?水系统的基本原理和公式??w?????nw??≤0.29的推导过程。

?0??a?1）在配水系统中，假使孔口内压头最大的a孔和c孔出流量相等，则可认为整个滤池布水是均匀的。由于排水槽上缘水平，可认为冲洗时水流自各孔口流出后的终点水头在同一水平面上，这一水平面相当于排水槽的水位。孔口内压头与孔口流出后的重点水头之差，即

‘‘

为水流经孔口、承托层和滤料层的总水头损失，分别以Ha和Hc表示。

‘‘

Hc=Ha+(v02+va2)①设上述各项水头损失均与流量平方成正比，则有：

‘‘

Ha=（S1+S2）Qa2

‘‘‘

Hc=（S1+S2）Qc2式中Qa—孔口a出流量；Qc—孔口c出流量；

S1—孔口阻力系数。当孔口尺寸和加工精度一致时，各孔口S1均一致；‘‘‘

S2，S2—分别为孔口a和c处承托层及滤料层阻力系数之和。将上式代入①式可得：

QC?'1v20?v2a2S1?S2??Qa''''2gS1?S2S1?S222由上式可知，两孔口出流量不可能相等。但使Qa尽量接近Qc是可能的。其措施之一就

是减小孔口总面积以增大孔口阻力系数S1。增大S1就减弱了承托层、滤料层阻力系数及配水系统压力不均匀的影响，这就是“大阻力〞的涵义。

小阻力配水系统基本原理可从大阻力配水系统原理上引申出来。在①式中假使不以增大孔口阻力系数S1的方法而是减小干管和支管进口流速v0和va，同样可使布水趋于均匀。从①式可以看出，v0和va减小到一定程度，等式右边根号中第2项对布水均匀性的影响将大大减弱。或者说，配水系统总的压力变化对布水均匀性的影响将甚微，在此基础上，可以减小孔口阻力系数以减小孔口水头损失。“小阻力〞的涵义，即指配水系统中孔口阻力较小，这是相对于“大阻力〞而言的。

2）大阻力配水系统的优点是配水均匀性较好。但结构较繁杂；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。此外，对冲洗水头有限的虹吸滤池和无阀滤池，大阻力配水系统不能采用。小阻力配水系统可战胜上述缺点。

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水质工程学(上)考试试卷八

班级：学号：姓名：

一、选择题：（2’×10）

1、下面关于水源选择的说法错误的是(B)。(1)水源选择前，必需进行水资源的勘察(2)井群的运行应采用集中控制

(3)用地下水作为供水水源时，应有确凿的水文地质资料，取水量必需小于允许开采量，严禁盲目开采

(4)确定水源、取水地点和取水量等，应取得有关部门同意。生活饮用水水源的水质和卫生防护，还应符合现行的《生活饮用水卫生标准》的要求(5)镇的设计枯水流量保证率，也不能适当降低

(6)用地表水作为工业企业供水水源时，其设计枯水流量的保证率，应按各有关部门的规定执行

A．(2)、(5)B．(5)C．(4)、(6)D．(5)、(6)

2、水泵吸水管的流速，在直径大于1000mm时，为(D)m／s。

A．0．5～1．0B．1．0～1．2C．1．2～1．6D．1．5～2．0

3、湿投凝聚剂时，溶解次数应根据凝聚剂用量和配制条件等因素确定，一般每日不宜超过(A)次。

A．3B．2C．4D．6。

4、沉淀池积泥区和澄清池沉泥浓缩室(斗)的容积，应根据进出水的(B)含量、处理水量、排泥周期和浓度等因素通过计算确定。

A．浊度B．悬浮物C．含砂量D．有机物5、设计折板絮凝池时，折板夹角采用(C)。

A．450～900B．900～1200C．600～1000D．600～900

6、同向流斜板沉淀池斜板沉淀区液面负荷，应根据当地原水水质状况及相像条件下的水厂运行经验或试验资料确定，一般可采用(A)m3／(m2?h)。

A．30～40B．15～25C．10～20D．20～30

7、水力循环澄清池清水区的(D)流速，应按相像条件下的运行经验确定，一般可采用0．7～1．0mm／s。

A．进水B．出水C．水平D．上升

8、快滤池宜采用大阻力或中阻力配水系统。大阻力配水系统孔眼总面积与滤池面积之比为(C)。

A．1．0％～1．5％B．1．5％～2．0％C．0．20％～0．28％D．0．6％～0．8％

9、地下水除铁一般采用接触氧化法或曝气氧化法。当受到硅酸盐影响时，应采用(A)氧化法。

A．接触B．曝气C．自然D．药剂10、加氯(氨)间应尽量靠近(D)。

A．值班室D．氯库C．清水池D．投加点

二、名词解释：（4’×5）

1、管道防腐（corrosionpreventiveofpipes）——为减缓或防止管道在内外介质的化学、电

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化学作用下或由微生物的代谢活动而被侵蚀和变质的措施。

2、助凝剂（coagulantaid）——为改善絮凝效果所投加的辅助药剂。

3、机械搅拌澄清池（accelerator）——利用机械的提升和搅拌作用，促使泥渣循环，并使原水中杂质颗粒与已形成的泥渣接触絮凝和分开沉淀的构筑物。

4、表面扫洗（surfacesweepwashing）——V型滤池反冲洗时，待滤水通过V型进水槽底配水孔在水面横向将冲洗含泥水扫向中央排水槽的一种辅助冲洗方式。

5、稳定指数（stabilityindex(Lyznerindex)）——用以相对定量地预计水中碳酸钙沉淀或溶解倾向性的指数，用水在碳酸钙处于平衡条件下理论计算的PH值的两倍减去水的实际PH值之差表示。

三