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北师大 给水工程考点 (2)

名词解释

1、水质标准:是用水对象(包括饮用和工业用水等)所要求的各项水质参数应达到的指标和限值。

2、余氯量:是指用氯消毒时,加氯后经过一定接触时间,水中尚含的剩余游离性氯量。它是保证在供水工程中继续维持消毒效果,抑制水中残存的病原微生物在管网中再度繁殖,并可作为水质受到再度污染的指示信号。

3、胶体稳定性:是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。

4、吸附架桥作用:当高分子链的一端吸附了某一胶粒后,另一端又吸附了另一颗粒,形成‘胶体—高分子—胶体的絮凝体,高分子物质在这里起了胶体与胶体之间相互结合的桥梁作用故称——

5、G 值反映了能量消耗的概念,即一个瞬间受剪而扭转的单位体积水流所消耗的功率

6、助凝剂:凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称为助凝剂。当单独使用混凝剂不能达到预期效果时,需投加某种辅助药剂以提高混凝效果。

7、最小液态化冲洗流速:反冲洗时滤料刚刚开始液态化的冲洗流速

8、混凝剂最佳剂量:是指达到既定水质目标的最小混凝剂投量

9、短流:在实际沉淀池中,停留时间总是偏离理想沉淀池,表现在一部分水流通过沉淀区的时间小于t,而另一部分大于t,这种现象称为短流。是由于水流的流速和流程不同产生的

10、混凝就是水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程,是凝聚和絮凝的总成。胶体失去稳定性的过程称凝聚,脱稳胶体相互聚集称絮凝

11、滤层膨胀度:反冲洗时,滤层膨胀后所增加的厚度与膨胀前厚度之比

12、冲洗强度:以cm/s计的反冲洗流速,换算成单位面积滤层所通过的冲洗流量称为…

13、网铺卷扫作用:当铝盐或铁盐混凝剂投量很大而形成大量氢氧化物沉淀时,可以网铺卷扫水中胶粒以至产生沉淀分离

填空

1、水源杂质的来源不外乎两种自然过程、人为因素,人为因素即工业废水、农业污水、生活污水的污染

2、杂质按尺寸大小可分为悬浮物、胶体、溶解物3种。

3、饮用水处理的主要去除对象悬浮物、胶体,它们也是使水产生浑浊现象的根源。

4、标准》中项目可分感官性状和一般化学指标、毒理学指标、细菌学指标、放射性指标

分类:第一类属于感官性状方面的要求,第二类是对人体健康有益但不希望过量的化学物质,第三类是对人体健康无益但一般情况下毒性也很低的物质,第四类是有毒物质。

5、生活饮用水常规处理工艺混凝-沉淀-过滤-消毒

6、澄清工艺包括混凝、沉淀和过滤,处理对象主要是水中悬浮物和胶体杂质。原水加药后,经混凝使水中悬浮物和胶体形成大颗粒絮凝体,而后通过沉淀池进行重力分离。

7、过滤是利用粒状滤料截留水中杂质的构筑物,用于进一步降低水的浑浊度

8、消毒是灭活水中致病微生物,通常在过滤以后进行,主要消毒方法是在水中投加消毒剂以杀死致病微生物。

9、胶体稳定性分动力学稳定和聚集稳定,假体稳定性关键在于聚集稳定性,聚集稳定性主要决定于胶体颗粒表面的动电位即电位。天然水中的胶体杂质通常是负电荷胶体

10、混凝剂的对水中胶体粒子的混凝作用有3种:电性中和、吸附架桥、巻扫作用

11、气水联合冲洗有3 种操作方式:

1、先气洗,后水洗;

2、先气水混合洗,再用水洗

3、先气洗,再气水混合洗,最后用水洗或漂洗

12、平流沉淀池构造进水区沉淀区污泥区出水区

13、直接过滤两种方式接触过滤和微絮凝过滤

14、采用机械混凝池时要采用3-4档搅拌机,各档之间需用隔板分开的目的是防止水流短路

15 在絮凝阶段,通常以G和G T值作为控制指标。设计平流沉淀池主要控制指标表面负荷或停留时间15、降低排斥能峰的办法即降低或消除胶体的电位,在水中投加电解质可达此目的。

16、聚合物的成分主要决定于羟基和铝的摩尔比,通常称之为碱化度用B表示B=[OH]/3[AL] *100% 17、以地表水作为水源,处理工艺流程中通常包括

混合、絮凝、沉淀或澄清、过滤及消毒。

18、混合设备水泵混合、管式混合、机械混合

19、配水系统有大阻力配水系统和小阻力配水系统

20、混凝剂基本要求;混凝效果好、对人体健康无

害、使用方便、货源充足,价格低廉

21、影响混凝效果的因素:水温、水化学特性、水

中杂质性质、浓度、水力条件

简答

1、什么叫“负水头”?它对过滤和冲洗有何影响?如何避

免滤层中“负水头”产生?

负水头:当过滤进行到一定时刻时,从滤料表面到某一深

度处的滤层的水头损失超过该深度处的水深,该深度处就

出现负水头。

危害:负水头会导致水中的溶解气体大量析出并在

滤层中形成气泡,致使:

(1)增加滤层局部阻力,减少有效过滤面积,增加

了水头损失;

(2)空气泡会穿过滤料层,上升到滤池表面,甚至

把煤粒等轻质滤料带走。在冲洗时,空气更容易把

大量的滤料随水带走。

避免滤池中出现负水头的两个方法:

(1)增加砂面上的水深;(2)令滤池出口位置等于

或高于滤层表面。

2、平流沉淀池进水为何采用穿孔隔墙?出水为什么往往采

用出水支渠?

穿孔隔墙作用:使流量均匀分布在进水截面上,尽

量减少扰动。

出水支渠作用:增加出水堰的长度,降低流量负荷,

避免流线过于集中。

3、什么叫“等速过滤”和“变速过滤”?分析两种过滤

方式的优缺点。

变速过滤:水头损失保持不变,则滤速减小,这叫

变速(减速)过滤。

变速过滤,滤速随时间而逐渐减小的过滤过程称“变

速过滤”或“减速过滤”。普通快滤池及移动冲洗罩

滤池即属于变速过滤的滤池。

“减速”过滤,过滤初期滤速较大可使悬浮质深入

下层滤料;过滤后期滤速减小(但砂层缝隙中的滤

速减小要缓慢得多),可防止颗粒穿透滤层,所以产

水量较大,水质较好,过滤周期较长。

等速过滤:保持滤池进水流量不变,即滤速保持不

变,则水头损失增大,这叫等速(恒速)过滤。

变水头等速过滤,“等速(恒速)过滤”实际上就是

保持滤池流量Q 不变,而水头H 随滤层孔隙率减小

而增加,虹吸滤池和无阀滤池就是按“等速过滤”

工作的。

“等速”过滤,砂滤层缝隙的流速实际上是增大的,

水流剪力也不断增大,从而引起杂质颗粒的脱落和

不粘附,所以水质较差,但缩短了过滤周期

4、沉淀池表面负荷和颗粒截留沉速关系与区别?

关系:对于理想沉淀池,表面负荷在数值上等于截

留沉速,但意义不同。

区别:表面负荷是指单位沉淀池表面积上的产水量。

截留沉速是指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、什么叫自由沉淀、拥挤沉淀和絮凝沉淀?

自由沉淀:颗粒沉淀过程中,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。

拥挤沉淀:颗粒在沉淀过程中,彼此相互干扰,或

者受到容器壁的干扰,沉淀速度较小。

絮凝沉淀:通过向水中投加混凝剂,使水中颗粒物

生成絮凝体且在沉淀过程中相互碰撞絮凝,沉速不

断增加的现象。

6、小阻力配水系统有哪些形式?选用时主要考虑

哪些因素?

形式:有格栅、孔板、穿孔渠、滤头等形式。

因素:开孔比p、反冲洗强度q、孔眼流速v0。

7、虹吸滤池与普通快滤池相比有哪些优缺点?

优点:无需大量阀门及相应的开闭控制设备,无

需冲洗水塔或冲洗水泵,出水堰顶高于滤料层,过

滤时不会出现负水头现象。

缺点:由于滤池构造特点,池深比普通滤池大,

一般在5米左右,冲洗强度受其余几格滤池的过滤水

量影响,故反冲洗效果不像普通滤池稳定。

8、混凝过程中,压缩双电层和吸附-电中和作用有何区别?

简要叙述硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH 值的关系。

压缩双电层作用是高价态正电荷离子置换出胶

体颗粒表面的低价正离子,双电层中仍保持电中性,

但是正离子的数量减少,双电层的厚度变薄,胶体

颗粒滑动面上的ζ电位降低。

吸附—电中和作用是异号离子、异号胶体颗粒、

带异号电荷的高分子中和胶体颗粒本身所带部分电

荷,减少胶体颗粒间的静电斥力。胶体颗粒表面电

荷不但可能被降为零,而且还可能带上相反的电荷,

即胶体颗粒反号,发生再稳定的现象。

硫酸铝的混凝机理:

不同pH 条件下,铝盐可能产生的混凝机理不同。何

种作用机理为主,决定于铝盐的投加量、

pH、温度等。实际上,几种可能同时存在。其中,

水的pH 值直接影响Al3+的水解聚合反应。

pH<3 简单的水合铝离子起压缩双电层作用;

pH=4~5 多核羟基络合物起吸附电性中和作用;除

色时适宜。

pH=6.5~7.5 氢氧化铝聚合物起吸附架桥作用;絮

凝的主要作用,除浊时最佳

9、何为同向絮凝与异向絮凝?哪些因素有关?

异向絮凝:由布朗运动引起的颗粒碰撞聚集称为异

向絮凝。

布朗运动所造成的颗粒碰撞速率与水温成正比,与

颗粒的数量浓度平方成正比,而与颗粒尺寸无关。

同向絮凝:由流体运动所造成的颗粒碰撞聚集称为

同向絮凝。

颗粒同向碰撞速率与颗粒浓度平方成正比,与粒径

的三次方(即体积)成正比,与速度梯度G成正比

10、为什么粒径小于滤层中孔隙尺寸的杂质颗粒会

被滤层拦截下来?

悬浮颗粒必须经过迁移和粘附两个过程才能完成去

除的过程。迁移:包括沉淀、扩散、惯性、截阻和

水动力效应等5 种基本作用。粘附:包括范德华引

力、静电力以及某些化学键和某些特殊的化学吸附

力作用、絮凝颗粒间的架桥作用等作用。

粒径小于滤层中孔隙尺寸的杂质颗粒迁移到滤料表

面时,主要通过粘附作用,即在范德华引力、静电

力、某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用下,

被滤层拦截。而粘附作用主要取决于滤料和水中颗

粒表面的物理化学性质,而与粒径尺寸大小无关。

迁移:

1、截阻作用:悬浮物沿流线运动,与滤料表面接触

时被俘获。

2、惯性作用:颗粒具有自身的惯性力而脱离流线,

到达滤料颗粒表面。

3、沉淀作用:水流通过砂滤料层相当于经过无数微

型沉淀池。

4、扩散作用:悬浮颗粒物存在浓度梯度,使颗粒物

扩散到滤料颗粒表面被俘获。

5、水动力效应作用:水流经过砂滤层具有速度梯度

G 值,使颗粒发生转动而脱离流线。

粘附:

粘附作用是一种物理化学作用。当水中颗粒迁移到

滤料颗粒表面时,在范德华引力、静电力、

某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用下,被粘

附在滤料颗粒表面上,或者粘附在滤料颗粒表面上

原先粘附的颗粒上。

因此,粘附作用主要取决于滤料和水中颗粒表面的

物理化学性质,而无需增大颗粒尺寸。

11、G 值应自进口至出口逐渐减小?

在絮凝反应过程中,为了保证絮凝体不被打碎,并

使絮凝体容积较小,节省建设费用,在工程中于絮

凝开始颗粒很小时采用大的G 值,并随着絮凝体尺

寸增大而逐渐减小G 值,最后絮凝体增至最大时采

用最小的G 值。即絮凝过程中,G 值应自进口至出

口逐渐减小

12、斜管沉淀池的理论依据浅层理论:在沉淀有效

容积一定的条件下,降低池深,增加沉淀面积,可

使颗粒去除率提高斜管倾角

应使沉淀能自动下滑,其值与沉淀的性质颗粒粗细

有关,倾角越小,沉淀面积越大,沉淀效率越高,

但对排泥不利,根据生产实践倾斜角宜为60

13、大阻力配水系统优点:配水均匀性好缺点:

结构复杂,孔口水头损失大,冲洗时动力消耗大,

管道易结构增加维修困难,对冲洗水头有限的虹吸

滤池和无閥滤池,大配水系统不能采用

小阻力配水系统:虽然分布水的均匀程度较差但反

冲洗时消耗的水头损失很小,为反冲洗提供了便利

条件,常用于中小型设备