水质工程学答案

水质工程学答案一、绪论

（一）填空题1.水质是指水和其中所含杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。2.水质指标可分为物理指标、化学指标和微生物指标三大类。3.生活饮用水水质应满足三项基本要求，即流行病学上安全、化学组成对人体无害、水的感官性状良好。

（二）选择题1.下列属于水质物理指标的是（B）A.化学需氧量B.水温C.细菌总数D.溶解氧2.反映水中有机物含量的指标是（A）A.生化需氧量B.硬度C.浑浊度D.色度

（三）简答题1.简述水质工程学的研究内容。水质工程学主要研究水的各种处理方法及其原理、工艺、设备等。包括水的净化、软化、除盐、消毒、污水处理、水资源保护与利用等方面，旨在提高水的质量，满足不同用途的水质要求。2.为什么要对水质进行检测和控制？对水质进行检测和控制是为了保障公众健康，防止因水质问题引发疾病。同时，也是为了满足不同行业对水质的特定要求，保证工业生产正常进行、保护生态环境等。通过检测和控制水质，可以及时发现和解决水质问题，合理利用水资源。

二、水的性质与水的处理基本方法

（一）填空题1.水分子之间存在着氢键，使得水具有较高的沸点和比热容。2.水中杂质按颗粒大小可分为悬浮物、胶体和溶解物三类。3.水的处理基本方法包括物理处理法、化学处理法和生物处理法。

（二）选择题1.下列能去除水中悬浮物的方法是（A）A.沉淀B.离子交换C.消毒D.氧化还原2.利用微生物分解水中有机物的方法属于（C）A.物理处理法B.化学处理法C.生物处理法D.物理化学处理法

（三）简答题1.简述水的氢键对水性质的影响。氢键使水分子间的作用力增强，导致水具有较高的沸点，在常温下为液态，有利于生命的存在。同时，较高的比热容使得水能够较好地调节温度，对气候和生物体内的温度稳定起到重要作用。2.分别举例说明物理处理法、化学处理法和生物处理法在水的处理中的应用。物理处理法如沉淀法可去除水中的悬浮物；过滤法可进一步去除水中的细小颗粒。化学处理法如投加混凝剂进行混凝沉淀，可去除胶体和部分悬浮物；利用离子交换树脂去除水中的特定离子。生物处理法如活性污泥法处理污水，利用微生物分解污水中的有机物。

三、水中杂质的去除沉淀

（一）填空题1.沉淀类型可分为自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀和压缩沉淀。2.影响沉淀效果的主要因素有颗粒的大小、形状、密度，水流速度等。3.理想沉淀池的假定条件包括：颗粒在沉淀过程中作自由落体运动、水流为均匀流、颗粒沉到池底即被去除。

（二）选择题1.下列属于自由沉淀的是（A）A.砂粒在水中的沉淀B.混凝后矾花的沉淀C.污泥在污泥斗中的沉淀D.高浓度悬浮颗粒的沉淀2.沉淀池的沉淀效率主要取决于（B）A.沉淀池的深度B.表面负荷C.停留时间D.污泥回流比

（三）简答题1.简述自由沉淀、絮凝沉淀和拥挤沉淀的特点。自由沉淀：颗粒在沉淀过程中互不干扰，各自独立完成沉淀过程，沉淀速度只与颗粒本身性质有关。絮凝沉淀：颗粒在沉淀过程中相互碰撞凝聚，粒径不断增大，沉淀速度逐渐加快。拥挤沉淀：当悬浮颗粒浓度较高时，颗粒间相互干扰，沉淀过程受到阻碍，沉淀速度明显降低。2.说明理想沉淀池的沉淀原理及计算公式的推导思路。理想沉淀池假定颗粒在沉淀过程中作自由落体运动，水流为均匀流，颗粒沉到池底即被去除。通过分析单位时间内进入沉淀池的水量、颗粒数量以及沉淀去除的颗粒数量等关系，推导出沉淀效率与表面负荷等参数的计算公式。例如，根据颗粒在沉淀时间内的沉降高度和沉淀池的水深关系，得出能被去除颗粒的条件，进而得到沉淀效率的表达式。

四、水中杂质的去除过滤

（一）填空题1.过滤是指水通过粒状材料层时，其中的悬浮颗粒和胶体物质被截留在孔隙中，从而使水得到净化的过程。2.过滤机理主要有筛滤作用、沉淀作用、接触吸附作用和生物作用。3.滤料应具有足够的机械强度、化学稳定性、合适的粒径和级配等特性。

（二）选择题1.下列不属于过滤作用的是（D）A.截留悬浮颗粒B.吸附胶体C.去除部分溶解性有机物D.杀灭细菌2.过滤时水头损失的变化规律是（C）A.逐渐减小B.不变C.逐渐增大D.先增大后减小

（三）简答题1.简述过滤的主要作用。过滤可进一步去除沉淀后水中残留的细小悬浮颗粒和胶体物质，使水的浊度进一步降低，提高水的澄清度。同时，还能去除部分溶解性有机物、细菌和病毒等，改善水的水质，为后续处理提供更好的条件。2.分析影响过滤效果的因素。滤料的性质如粒径、级配、孔隙率等影响过滤效果，合适的滤料能提高过滤效率和截污能力。过滤速度过高会导致水头损失过快，影响过滤周期和出水水质。进水水质的浊度、悬浮物含量等直接影响过滤的负荷和效果。此外，反冲洗的效果也很关键，若反冲洗不彻底，会使滤层中杂质积累，降低过滤性能。

五、水中杂质的去除混凝

（一）填空题1.混凝是指通过向水中投加混凝剂，使水中胶体颗粒和微小悬浮物脱稳、凝聚的过程。2.混凝剂可分为无机混凝剂和有机混凝剂两大类。3.常用的无机混凝剂有铝盐和铁盐。

（二）选择题1.下列混凝剂中属于有机混凝剂的是（B）A.硫酸铝B.聚丙烯酰胺C.三氯化铁D.聚合氯化铝2.混凝过程中起主要作用的是（C）A.混凝剂的水解产物B.混凝剂本身C.胶体颗粒表面的电荷中和及吸附架桥作用D.水的搅拌作用

（三）简答题1.简述混凝的作用原理。混凝剂水解产生带正电荷的胶体，与水中带负电荷的胶体颗粒发生电荷中和，使胶体脱稳。同时，水解产物通过吸附架桥作用，将脱稳后的胶体颗粒凝聚成较大的絮凝体，便于后续沉淀或过滤去除。2.说明影响混凝效果的因素及如何提高混凝效果。影响因素包括水温、pH值、水中杂质成分和浓度、混凝剂种类和投加量、搅拌强度和时间等。提高混凝效果可采取合适的混凝剂选型，根据水质调整投加量，控制好水温、pH值在适宜范围，优化搅拌条件，保证搅拌强度和时间合理等措施。同时，可考虑采用助凝剂来增强混凝效果。

六、水的软化与除盐

（一）填空题1.水的软化是指降低水中钙、镁等离子的含量。2.常用的软化方法有离子交换法、石灰软化法、离子交换膜法等。3.水的除盐是指去除水中各种溶解盐类的过程。

（二）选择题1.下列属于离子交换软化法的是（A）A.钠离子交换法B.反渗透法C.电渗析法D.石灰纯碱软化法2.离子交换树脂的工作交换容量与下列因素无关的是（D）A.进水水质B.树脂层高度C.运行流速D.树脂颜色

（三）简答题1.简述离子交换软化水的原理。离子交换树脂中的活性基团可与水中的钙、镁等离子发生交换反应。例如，钠离子交换树脂中的钠离子与水中的钙、镁离子交换，从而降低水中钙、镁离子的含量，达到软化水的目的。2.比较离子交换法、反渗透法和电渗析法在水的除盐中的优缺点。离子交换法：优点是除盐效果好，可去除多种离子；缺点是树脂需定期再生，运行成本较高，对进水水质要求较高。反渗透法：优点是除盐效率高，能有效去除几乎所有离子，水的回收率较高；缺点是设备投资大，运行过程中需要较高的压力，膜易污染。电渗析法：优点是能耗较低，设备简单，操作方便；缺点是对单价离子去除效果较好，对多价离子去除效果稍差，膜易结垢。

七、水的消毒

（一）填空题1.水的消毒是指杀灭水中致病微生物的过程。2.常用的消毒方法有氯消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒等。3.氯消毒的有效成分是次氯酸（HClO）。

（二）选择题1.下列消毒方法中属于物理消毒的是（C）A.氯消毒B.二氧化氯消毒C.紫外线消毒D.臭氧消毒2.氯消毒时，消毒效果受下列因素影响最小的是（D）A.水温B.pH值C.接触时间D.水的硬度

（三）简答题1.简述氯消毒的原理和优缺点。原理：氯溶于水后生成次氯酸（HClO），次氯酸具有强氧化性，能破坏细菌的细胞壁、细胞膜等结构，使细菌死亡。优点是消毒效果好，成本较低，使用方便。缺点是会产生氯代有机物，可能对人体健康有害；在某些情况下会有臭味，对水的口感有一定影响。2.说明紫外线消毒的特点和适用范围。特点：消毒速度快，效率高，不产生消毒副产物，操作简单，占地面积小。适用范围：适用于对消毒副产物要求严格的场合，如纯净水消毒、小型供水