水质工程学考试试卷(含答案1)

水质工程学(上)考试试卷一

班级：学号：姓名：

一、选择题:(2，X10)

1给水工程的规划应在服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；20~30

2设计供水量应根据下列各种用水确定(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.⑴、⑵、(4)

C.⑴、(2)、(3)、(4)、(5)D.⑴、⑵、⑶、(4)、(5)、(6)

3药剂仓库的固定储备量，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。其周转储备量应根据当地具体条件确定。

A.5〜10B.7-15C.15-30D.10〜20

4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•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：

lo

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'X5)

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

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，使河水耗

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•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，以节约能量消耗。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•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

卜沉，水中所存在的胶体通常有粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。有机高分子物

质通常也属于胶体一类。天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，通常在水中很快下沉。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，也有天然存在的。

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

流出反应器的相同物料之间的混合，所有物料在反应器内停留时间相同；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相

同，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？为什么斜管倾角通常采用60。？

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：301

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n??

（2）沉速为O.lmm/s的颗粒，可去除百分之几？（10'）

解：已知Q=720m3/h=0.2m3/sUo=O.4mm/sUi=O.lmm/s

1）所需沉淀池平面积为A=2=—吧）=50〃/

H00.4x10-3

2）沉速为O.lmm/s的颗粒的去除率为£="=里=0.25

w00.4

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？（C。表示泥

砂初始浓度，C表示取样浓度）。（20'）

取样时间（min）015203060120180

C/C。10.980.880.700.300.120.08

解：已知h=180cmQ=900m3/hA=500m2

沉速计算

取样时间（min）015203060120180

u=h/t(cm/min)—129631.51

沉速分布见卜一图。

S9

8

O6.

7

6

6

6

5

6

4

s

3

s

2

s

1

24681012

沉降速度(cm/min)

截留沉速uo=2=9OOxlOO=3cm/min

A500x60

从图上查得u（）=3cm/min时，小于该沉速的颗粒组成部分等于p（）=0.30。从图上，相当于

积分式，Mdp的面积为0.506。因此得到总去除百分数为：

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

水质工程学（上）考试试卷二

班级：学号：姓名：

一、选择题:（2，X10）

1、工业企业生产用水系统的选择，应从全局出发，考虑水资源的节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情况下，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；1.15~1.4

C.1.3~1.5；1.1~1.3D.1.2~1.5；1.1~1.3

3、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.气水分离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•（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，应保证不间断供水，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'X5）

1、饱和指数——用以定性地预测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离沉淀的构筑物。

3、虹吸滤池------种以虹吸管代替进水和排水阀门的快滤池形式。滤池各格出水互相连通,

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。

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相同？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）、水流沿着水平方向流动；

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。在相同滤速下，过滤周期增长；在相同

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CO?与H2O所消耗的氧量。

TOD：由于有机物的主要元素是C、H、0、N、S等。被氧化后，分别产生CO2、％0、

NC）2和SC>2,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，再通过以钳钢为触煤的燃烧

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

5、说明沉淀有哪几种类型？各有何特点，并讨论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

能互相碰撞产生絮凝作用，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，相邻颗粒之间互相妨碍、

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。颗粒间互相支承，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AI2O3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5OOOOm3,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AI2O3为25mg/IX16%=4mg,

AI2O3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/I,贝lj得[CaO]=3X0,039+lX0.37=0.487（mmol/1）,

CaO的分子量为56,

则石灰投量为0.487X56X50000/0.5=2.3X106（g）=2.3X103（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如图所示，设三条出水渠时，两种情况下可完全分离掉

的最小颗粒沉速u。。

解：1）可完全分离掉的最小颗粒沉速U。满足

LHv

得u=-H

°0L

2

2）当水流至距池末端处时，最小颗粒沉速％满足

上三得

°3L

当水流至距池末端（L处时，最小颗粒沉速满足

-Ljj〃

,_5_H-t,u0

%一一，

V«0

得UQ----------H

°9L

当水流至距池末端时，最小颗粒沉速满足

-L,的上刖-Q工

rrz，

t=="T田0—'2劭y=3_=lv

3厂/A3

”2V

得“；=——H

°3L

2V

所以设三条出水渠时，可完全分离掉的最小颗粒沉速u°为一一H,其值小于出水渠

3L

设在池末端时可完全分离掉的最小颗粒沉速u”

水质工程学（上）考试试卷三

班级：学号：姓名：

一、选择题:（2，X10）

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.0.8〜1.0

5、脉冲（A）可采用30〜40s,充放时间比为3：I〜4：I。

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,分离室的向下流速，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、地卜水除铁除镒采用淋水装置（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

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，X5）

1、需氯量与余氯量一一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残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U。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。

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。认为是变速是因为对于

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。认为是等速是因为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H的是使胶体颗粒凝聚脱稳，在混合过程中，必须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，所以混合过程要求强烈、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，实现固液分离。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须由快到慢逐级递减，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相同的假定，且

是在恒温下操作。

3）推流型反应器：反应器内的物料仅以相同流速平行流动，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。许多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、除钵滤池、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。

5、什么叫折点加氯？出现折点的原因是什么？折点加氯有何利弊？

答：(1)当水中存在有机物且有机物主要是氨和氮化合物时，水中起始需氯量满足后，

加氯量增加，剩余氯也增加，当继续加氯时，虽然加氯量增加，余氯量反而下降，随着加氯

量的进一步增加，剩余氯又上升了。这就称为折点加氯。

1区：无余氯，消毒效果不可靠；

2区：氯与氨反应，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NH2C1；

3区：2NH2C1+HOC1N2+HCI+H20,有效氯减少，NH2cl被氧化成没有消毒作用的化

合物，最后到达折点B；

4区：胺与H0C1反应完，自由性余氯增加。

(2)出现折点加氯的原因是：水中存在氨和氮的化合物

(3)折点加氯的利弊：当原水受到严重污染，•般的加氯量，不能解决问题时，采用

折点加氯可取得明显的效果，它能降低水的色度，去除恶臭，降低水中有机物的含量，能提

高混凝效果。但是，当发现水中有机物能与氯生成THMs后，折点加氯来处理水源水引起

人们担心，因而人们寻求去除有机物的预处理和深度处理方法和其它消毒方法。

四、计算题：30,

1、设物料i分别通过CSTR型和PF型反应器进行反应，进水和出水中I浓度之比为，且

属于­级反应，k=2h-l水流在CSTR型和PF型反应器内各需多少停留时间？(注：Co—

进水中i初始浓度；Q一出水中i浓度)

解：

1)由CSTR一级反应方程式可得：

t=(C0/Ce-l)/k=(l0-l)/2=4.5h

2)由PF一级反应方程式可得：

t=(lnCo-InCc)/k=1.15h

2、188、某天然海砂筛分结果见卜一表根据设计要求：4o=O.54mm,诲0=2.0。试问筛

选滤料时，共需筛除百分之几天然砂粒(分析砂样200g)

筛分实验记录

筛孔留在筛上砂量通过该号筛的砂量

(mm)质量(g)%质量(g)%

2.360.8

1.6518.4

1.0040.6

0.5985.0

0.2543.4

0.219.2

筛盘底2.6

合计200

已知：砂粒球度系数。=0.94；砂层孔隙率加0=0.4：砂层总厚度/（）=70cm；水温按15°C

解：补填以上表格如下。

筛孔留在筛卜.砂量通过该号筛的砂量

(mm)质量（g）%质量（g）%

2.360.80.4199.299.6

1.6518.49.2180.890.4

1.0040.620.3140.270.1

0.5985.042.555.227.6

0.2543.421.711.85.9

0.219.24.62.61.3

筛盘底2.61.3一一

合计200100.0

由已知设计要求dio=0.54mmKSo=2.O,则d8o=2x0.54=1.08«按此要求筛选滤料，方

法如下：

自横坐标0.54mm和1.08mm两点，分别作垂线与筛分曲线相交。自两交点作平行线与

右边纵坐标轴相交，并以此交点作为10%和80%,在10%和80%之间分成7等分，则每等

分为10%的砂量，以此向上下两端延伸，即得。和100%之点，以此作为新坐标。再自新坐

标原点和100%作平行线与筛分曲线相交，在此两点以内即为所选滤料，余下部分应全部筛

除。由图知，大粒径（d>1.52）颗粒约筛除13.6%，小粒径（d<0.43）颗粒约筛除17.5%,

共筛除31.1%左右。

滤料筛分曲线如下图。

0.20.40.540.60.8101.08121.41.6),82.0222.4

筛孔孔径(mm)

水质工程学（上）考试试卷四

班级：学号：姓名：

一、选择题:（2，X10）

1、下面关于给水工程设计的说法，正确的是（A）。

（1）给水工程设备机械化和自动化程度，应从提高供水水质和供水可靠性、降低能耗，

提高科学管理水平，改善劳动条件和增加经济效益出发，根据需要和可能及设备供应情况，

妥善确定

（2）给水工程设备机械化和自动化程度，应从提高科学管理水平，改善劳动条件和增加

经济效益出发，根据需要和可能及设备供应情况，妥善确定

（3）对繁重和频繁的手工操作、有关影响给水安全和危害人体健康的主要设备，应首先

考虑采用机械化或自动化装置

（4）对繁重和频繁的手工操作和危害人体健康的主要设备，应首先考虑采用机械化或自

动化装置

A.（1）、（3）B.（2）、（3）C.（1）、（4）D.（1）

2、用地表水作为城市供水水源时，其设计枯水流量的保证率，应根据城市规模和工业大用

户的重要性选定，一般可采用（B）。

A.85%〜90%B.90%〜97%C.97%D.90%

3、凝聚剂用量较小时，溶解池可兼作（C）。

A.贮药池B.搅拌池C.投药池D.计量池

4、设计隔板絮凝池时，絮凝时间一般宜为（A）min；

A.20〜30B.15~20C.10-15D.12—15

5、机械搅拌澄清池是否设置机械刮泥装置，应根据池径大小、底坡大小、进水（B）含量

及其颗粒组成等因素确定。

A.浊度B.悬浮物C.含砂量D.有机物

6、气浮池的单格宽度不宜超过（B）米；池长不宜超过15m；有效水深一般可采用2.0~

2.5m。

A.6B.10C.12D.8

7、滤池的工作周期，宜采用（D）h。

A.8-12B.10-16C.10-18D.12-24

8、移动罩滤池过滤室滤料表面以上的直壁高度应等于冲洗时滤料的（C）高度再加保护

高。

A.滤层B.平均C.最大膨胀D.水头损失。

9、地下水除铁除镒采用喷水装置时，每（D）m?水池面积上宜装设4〜6个向上喷出的喷

嘴，喷嘴处的工作水头一般采用7m。

A.5B.6C.8D.10«

10、液氯（氨）加药间的集中采暖设备宜用（A）。如采用火炉时，火口宜设在室外。散热

片或火炉应离开氯（氨）瓶和加注机。

A.暖气B.电热炉C.火炉D.空调

二、名词解释：（4'X5）

1、硝化——在消化细菌的作用下，氨态氮进行分解氧化，就此分两个阶段进行，首先在亚

消化菌的作用下，使氨转化为亚硝酸氮，然后亚硝酸氮在硝酸菌的作用下，进一步转化为硝

酸氮。

2、径流系数——径流量与降雨量的比值称径流系数，其值常小于1。

3、混凝剂——为使胶体失去稳定性和脱稳胶体相互聚集所投加的药剂。

4、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。

5、脉冲澄清池——处于悬浮状态的泥渣层不断产生周期性的压缩和膨胀，促使原水中杂质

颗粒与己形成的泥渣进行接触凝聚和分离沉淀的构筑物。

三、简答题:（30，）

1、如何衡量平流式沉淀的水力条件？在工程实践中为获得较好的水力条件，采用什么措施

最为有效？

答：以雷诺数Re和弗劳德数Fr来衡量平流式沉淀池的水力条件。通常应降低Re、提

高Fro工程实践中为获得较好的水力条件，有效的措施是减少水力半径。池中采用纵向分

格及斜板、斜管沉淀池。

2、影响混凝效果的主要因素有哪些？

答：影响混凝效果的主要因素有以下六类：

1.混凝剂的种类和投量5.水中悬浮物浓度影响

2.水力条件和作用时间6.水中杂质影响

3.水温影响

4.水的PH值和碱度影响

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。在相同滤速下，过滤周期增长；在相同

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、写出地表水的四种不同处理工艺流程

混凝剂高分子助凝剂消毒剂

Y昆凝剂懦分子助凝剂”消毒剂

1.地表水一次净化原水」混合上一直接过滤电一清水池—*二级泵房—»用户

'i飞剂|消毒剂

混仔丁*絮凝沉淀池丁滤清水池一*二级泵房

一用户CL澄清池」

I混凝剂|O

3.受污染水源处理（I）原/成一*混合一*澄清池一砂滤池一上

*臭氧接触池—活性炭池

£-*清水池一＞二级泵房一►用户

C12[混凝剂]消毒剂

4.受污染水源处理（H）原水生物处理混j絮疑沉淀过海清相也忆缴泵房

用户—*

5、进水管U形存水弯有何作用？

答：进水管设置U形存水弯的作用，是防止滤池冲洗时，空气通过进水管进入虹吸管

从而破坏虹吸。当滤池反冲洗时，如果进水管停止进水，U形存水弯即相当于一根测压管，

存水弯中的水位将在虹吸管与进水管连接三通的标高以下。这说明此处有强烈的抽吸作用。

如果不设U形存水弯，无论进水管停止进水或继续进水，都会将空气吸入虹吸管。

五、计算题：301

1、在实验室内做氯消毒试验。已知细菌被灭活速率为级反应，且k=0.85min“。求细菌

被灭99.5%时，所需消毒时间为多少分钟？（分别为CMB型和CSTR型计算）

解：设原有细菌密度为c0,t时后尚存活的细菌密度为“被杀死的细菌则为Co-.,若为CMB

型反应器，根据题意，在t时刻

~^=99.5%

co

即c,=0.005c。

细菌被灭火率等于细菌减少速率

于是r（c,）=—kci=0.85c;

即f=----Inm200=6.23min

0.85c00.85

若为CSBR型反应器，根据题意，

t=1=]I_]199

----=234.1min

JO.85（O.OO5CO0.85

2、液体中物料i浓度为200mg/L,经过2个串联的CSTR型反应器后，i的浓度降至20mg/L,

液体流量为5000m3/h；反应级数为1；速率常数为0.8hL求每个反应器的体积和总反应时

间。

提示：山CSTR二级反应方程式可得:

2

C2/Co=(1/(1+kt))得t=2.7(h)

所以T=2t=5.4(h)

V=Qt=5000x2.7=13500(m3)

水质工程学（上）考试试卷五

班级：学号：姓名：

一、选择题：（2，X10）

1、下面说法错误的是（A）。

（1）当按建筑层数确定生活饮用水管网上的最小服务水头时：一层为10m,二层为12m,

二层以上每增高一层增加3m

（2）计算管网时，对单独高层建筑物或在高地上的建筑物所需的水压可不作为控制条件。

为满足上述建筑物的供水，可设置局部加压装置

（3）在缺乏实际用水资料情况下，最高日城市综合用水的时变化系数宜采用1.3~1.6,

日变化系数宜采用1.1~1.5,个别小城镇可适当加大

（4）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15%〜25%合并计算；工

业企业自备水厂的未预见用水量及管网漏失水量可根据工艺及设备情况确定.

A.（1）B.（2）C.（3）D.⑴、（4）

2、下面关于地卜.水取水构筑物的说法，不正确的是（D）。

A.地下水取水构筑物应位于水质良好、不易受污染的富水地段

B.地卜水取水构筑物应靠近主要用水地区

C.地下水取水构筑物的位置应便于施工、运行和维护方便

D.井群用虹吸管集水时，虹吸管应采用钢管或铸铁管。每条虹吸管的长度不宜超过

600m,管内流速可采用0.5〜0.7m/s,水平管段沿水流方向的向上坡度不宜小于0.001

3、凝聚剂和助凝剂品种的选择及其用量，应根据相似条件卜的水厂运行经验或原水凝聚沉

淀试验资料，结合当地药剂供应情况，通过（B）比较确定。

A.市场价格B.技术经济C.处理效果D.同类型水厂

4、沉淀池和澄清池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于（C）。

A.同时工作的个数B.三个C.两个D.四个

5、设计机械絮凝池时，搅拌机的转速应根据浆板边缘处的线速度通过计算确定，线速度宜

自第一档的（B）m/s逐渐变小至末档的（）m/s。

A.0.5；0.1B.0.5；0.2C.0.6；0.3D.0.6；0.2

6、异向流斜管沉淀池，斜管（C）液面负荷，应按相似条件下的运行经验确，一般可采，

用9.0~11.0m3/（m2,d）o

A进水区B.配水区C.沉淀区D出水区

7、移动罩滤池的设计过滤水头，可采用（A）m,堰顶宜做成可调节高低的形式。移动罩

滤池应设恒定过滤水位的装置。

A.1.2~1.5B.1.0~1.2C.0.8~1.0D.1.5~1.8

8、地卜水除锦宜采用接触氧化法，当原水含铁量高于2.Omg/L、含镒量高于1.5mg/L

时，应通过试验确定。其工艺流程必要时可采用：原水曝气一（C）-1次过滤除铁一2

次过滤除镒。

A.沉淀B.絮凝C.氧化D.混合

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、投加消毒药剂的管道及配件应采用耐腐蚀材料，加氨管道及设备（D）采用铜质材料。

A.应该B.尽量C.不宜D.不应

二、名词解释：(41X5)

1、滤料不均匀系数(心0)——滤料经筛分后，小于总重量80%的滤料颗粒粒径与有效粒径之

比。

2、强制滤速(compulsoryfiltrationrate)-----部分滤格因进行检修或翻砂而停运时，在总滤

水量不变的情况下其他运行滤格的滤速。

3、混凝沉淀除氟(coagulationsedimentationfordefluorinate)采用在水中投加具有凝聚

能力或与氟化物产生沉淀的物质，形成大量胶体物质或沉淀，氟化物也随之凝聚或沉淀，再

通过过滤将氟离子从水中除去的过程。

4、保安过滤(cartridgefiltration)-----水从微滤滤芯(精度一般小于5um)的外侧进入滤

芯内部，微量悬浮物或细小杂质颗粒物被截留在滤芯外部的过程。

5、臭氧接触池(ozonationcontactrecectors)-----使臭氧气体扩散到处理水中并使之与水全

面接触和完成反应的处理构筑物。

三、简答题：(30')

1、为什么串联的CSTR型反应器比同体积的单个CSTR型反应器效果好？(8，)

答：如果采用多个体积相等的CSTR型反应器串联使用，则第2只反应器的输入物料浓

度即为第1只反应器的输出物料浓度，以此类推。

设为•级反应，每只反应器可写出如下公式：

11C,_1

C1+匕C1+NC.1+Zr

(}U1y/I—I

所有公式左边和右边分别相乘：

S.S.S!______!_

CQG。2Cil+l+kt1+kf

色=c'

CO[l+ktj

式中i为单个反应器的反应时间。总反应时间亍=加。

串联的反应器数愈多，所需反应时间愈短，理论上，当串联的反应器数〃78时,

所需反应时间将趋近于CMB型和PF型的反应时间。

2、什么叫自由沉淀、拥挤沉淀和絮凝沉淀？(7，)

自由沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和

水流阻力的作用的沉淀；而拥挤沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此相互干扰，或者受到

容器壁的干扰的沉淀；利用絮凝剂使水中悬浮杂质形成较粗大的絮凝体，再通过自由沉

淀的沉淀称为絮凝沉淀。

3、什么叫“等速过滤”和“变速过滤”？两者分别在什么情况下形成？分析两种过滤方式的

优缺点并指出哪儿种滤池属“等速过滤（8，）

答：等速过滤是指滤池滤速保持不变的过滤；变速过滤是指滤速随过滤时间而逐渐

减少的过滤。在滤料粒径、形状、滤层级配和厚度以及水温一定时，如果孔隙率减小，

水头损失保持不变，则滤速将减小，利用这一原理产生了变速过滤；反之，滤速保持不

变，则水头损失将增加，利用这原理就可以形成等速过滤。变速过滤在过滤初期，滤

速较大可以使悬游杂质深入下层滤料，过滤后期滤速减小，可防止悬浮颗粒穿透滤层。

等速过滤不具备这种自然调节功能，并可能产生负水头现象。虹吸滤池和无阀滤池属于

等速滤池。

4、水的pH值对氯消毒作用有何影响？为什么？（7，）

答：氯消毒作用的机理，主要是通过次氯酸H0C1起作用：

C12+H2O«HOC1+HC1

HOCI=H++ocr

因为起消毒作用的是HOC1,而pH值H0C1与ocr"的相对比例取决于温度和PH

值。pH值较高时，0C1一居多，pH>9时，OC1接近100%；pH值较低时，HOC1较多，

当PH<6时，HOC1接近100%,当pH=7.54时，HOC1与OCL的量相当。所以，要保

持好的的消毒效果，需要调整pH值。

四、计算题：30，

1、位于一区的某城市，用水人口65万，求该城市最高日居民生活用水量和