水质工程重点思考题
水质工程思考题

1.D氧垂曲线临界亏氧点概念溶氧下垂曲线:表示水体受到污染后,水中溶解氧含量沿河道的分布呈下垂状曲线。
在排污口下游河水中,溶解氧含量因有机物生物氧化的脱氧作用而显著下降,又由于下游大气复氧和生物光合作用等而使溶解氧含量增加。
下垂曲线的临界点(氧垂点),其溶解氧含量最小。
临界亏氧点:在氧垂曲线的第一段a~o段,耗氧速率大于复氧速率,水中溶解氧大幅下降,亏氧量增加,直至消耗氧的速率等于复氧速率:O点处,溶解氧最低亏氧量最大,称o点为临界亏氧点或氧垂点2.试说明沉淀有哪几种类型,各有何特点?举例说明各类型的应用场合。
按照水中悬浮颗粒的浓度、性质及其絮凝性能的不同,沉淀可分为以下几种类型。
1.自由沉淀。
悬浮颗粒的浓度低,在沉淀过程中呈离散状态,互不粘合,不改变颗粒的形状、尺寸及密度,各自完成独立的沉淀过程。
这种类型多表现在沉砂池、初沉池初期。
2.絮凝沉淀。
悬浮颗粒的浓度比较高(50~500mg/L),在沉淀过程中能发生凝聚或絮凝作用,使悬浮颗粒互相碰撞凝结,颗粒质量逐渐增加,沉降速度逐渐加快。
经过混凝处理的水中颗粒的沉淀、初沉池后期、生物膜法二沉池、活性污泥法二沉池初期等均属絮凝沉淀。
3.拥挤沉淀。
悬浮颗粒的浓度很高(大于500mg/L),在沉降过程中,产生颗粒互相干扰的现象,在清水与浑水之间形成明显的交界面(混液面),并逐渐向下移动,因此又称成层沉淀。
活性污泥法二沉池的后期、浓缩池上部等均属这种沉淀类型。
4.压缩沉淀。
悬浮颗粒浓度特高(以至于不再称水中颗粒物浓度,而称固体中的含水率),在沉降过程中,颗粒相互接触,靠重力压缩下层颗粒,使下层颗粒间隙中的液体被挤出界面上流,固体颗粒群被浓缩。
活性污泥法二沉池污泥斗中、浓缩池中污泥的浓缩过程属此类型3.颗粒在水中的沉淀类型及其特征如何?分散颗粒自由沉淀:离散颗粒、在沉淀过程中沉速不变(沉砂池、初沉池前期)。
絮凝颗粒自由沉淀:絮凝性颗粒,在沉淀过程中沉速增加(初沉池后期、二沉池前期给水絮凝沉淀)。
水质工程学Ⅰ思考题答案

参考答案第1章 水质与水处理概论一、选择题1、 ABDE2、 ABCE3、 ABC第2章 水的处理方法概论一、问答题1、答:CMB 型反应器的假定条件是整个反应器是一个封闭系统,在反应过程中不存在由物质的迁移而导致的物质输入和输出,且恒温操作。
CSTR 反应器假定反应器内的物料完全均匀混合且与输出生产物均相同等温操作。
PF 反应器假定反应器内的物料仅以相同流速平行流动,而无扩散作用。
唯一的质量传递就是平行流动的主流传递。
理想反应器虽不能完全准确地描述反应器内所进行的实际过程,但可以近似反映真实反应器的特征。
而且,由理想反应器模型可进一步推出偏离理想状态的实际反应器模型。
2、答:三种理想反应器的容积和物料停留时间根据反应器内物料衡算求得。
CMB 型 反应级 平均停留时间 0)(10i c c k- 1 ic c Ln k 01 2 )1(100-ic c kc n (n ≠1) ]1)[()1(11010----n i n c c c n k CSTR 型 0 )(10i c c k- 1 )1(10-ic c k 2 )1(10-ii c c kc n (n ≠1) )1(101--i n ic c kc PF 型 0 )(10i c c k- 1 i c c Ln k 012)1(100-ic c kc n (n ≠1) ]1)[()1(11010----n i n c c c n k 其中:c 0为进口物料浓度;C i 为平均停留时间t 时的物料浓度;K 为反应速率常数。
3、解:设原有细菌密度为c 0,t 时后尚存活的细菌密度为c i ,被杀死的细菌密度则为c 0-c i ,根据题意,在t 时刻,%5.990=-c c c i o c i =0.005c 0,细菌被灭速率等于活细胞减少速率,于是,i i i c kc c r 85.0)(-=-=,代入公式,得: 2.6)/005.0(85.010=-=i c c Ln t 所需消毒时间为6.2分钟。
韩洪军 水质工程学部分思考题

水质工程学部分思考题1. 说明有机物耗氧和复氧曲线的意义2. 水体富营养化的原因和防止方法3. 解释沉淀的基本类型4. 解释三沟式氧化沟运行机理5. 曝气沉砂池的原理和特点6. 说明初次沉淀池有几种型式和各池中水流特点和应用条件7. 说明沉砂池和初沉、二沉池各自的不同作用8. 解释辐流沉淀池的工作原理和辐流沉淀池的进水和出水特点9. 解释向心辐流沉淀池的原理和工作特点10. 生物接触氧化工艺原理的特点11. 说明活性污泥增长曲线12. 说明曝气生物滤池净化污水工艺13. 说明A-A-O工艺运行机理27. 说明厌氧消化机理28. 解释BOD污泥负荷和BOD容积负荷29. 解释莫诺特关系式和应用30. 解释活性污泥反应的影响因素31. 解释剩余污泥量计算方法和剩余污泥处置方案32. 解释CASS工艺运行方法33. 解释微生物的总需氧量计算方法34. 解释传统活性污泥法的运行方式及优缺点35. 解释阶段曝气活性污泥法的运行方式及优缺点36. 解释吸附——再生活性污泥法的运行方式及优缺点37. 解释完全混合池的运行方式及优缺点38. 说明间歇式活性污泥法SBR的运行特点39. 根据氧转移公式解释如何提高氧转移速率40. 氧转移速率的影响因素41. 活性污泥的培养驯化方式42. 解释污泥处理系统的异常情况43. 解释生物膜的构造与净化机理44. 请简述Orbal氧化沟的构造和基本运行原理45. 简述影响废水好氧生物处理的主要因素46. 简述活性污泥膨胀的产生原因、分类、以及相应的对策。
47. 厌氧消化的主要影响因素48. 试指出污泥浓度MLSS和污泥指数SVI的定义,以及其在水处理工程中的实际意义以及一般的正常数值范围。
49. 简述生物膜去除有机污染物的原理与过程,并比较活性污泥法与生物膜法之间的主要差别。
50. 解释污泥膨胀出现的原因和预防方法51. 简述活性污泥系统运行过程中曝气池中常见的异常现象,并同时给出简单的原因分析和处理对策。
水质工程学Ⅰ思考题

第1章水质与水处理概论一、选择题1.地表水水质特点是()A. 浊度变化大B. 水温不稳定C. 含盐量大D. 易受有机污染E. 细菌多2.地下水与地表水相比,其特点是()A. 分布广B. 水温稳定C. 受污染少D. 含盐量少E. 浊度低3.水中杂质按颗粒尺寸大小可分为()A. 胶体B. 悬浮物C. 溶解杂质D. 有机物E. 细菌第2章水的处理方法概论一、问答题1、三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?2、3种理想反应器的容积或物料停留时间如何求得?试写出不同反应级数下3种理想反应器内物料的平均停留时间公式。
3、在实验室内作氯消毒试验。
已知细菌被灭火速率为一级反应,且k=0.85min-1。
求细菌被灭火99.5%时,所需消毒时间为多少分钟?4、设物料i分别通过CSTR型和PF型反应器进行反应后,进水和出水中i浓度值比均为C0/Ce=10,且属一级反应,k=2h-1。
求水流在CSTR型和PF型反应器内各需多少停留时间。
5、PF型和CMB型反应器为什么效果相同?两者优缺点比较。
第3章凝聚和絮凝一、选择题1.混合阶段要求快速剧烈,通常不超过()A. 5分钟B. 2分钟C. 1分钟D. 30秒2.破坏胶体的稳定性可采用投加()A. 氧化剂B. 食盐C. 消毒剂D. 混凝剂3.胶体稳定性的关键是()A. 动力学稳定性B. 聚集稳定性C. 水化膜D. 范德化力作用4.异向絮凝是由下列因素造成的颗粒碰撞()A. 布朗运动B. 机械C. 水力D. 水泵5.影响混凝效果的水力控制参数是()A. 流量QB.流速υC. 水温TD. 速度梯度G6.胶体能稳定存在于水中的原因是()A. 具有布朗运动B. 溶解度高C. 表面积大D. 表面水化膜E. 双电层结构7.同向絮凝中,颗粒的碰撞速率与下列因素有关( )A. 速度梯度B. 颗粒浓度C. 颗粒直径D. 絮凝时间E. 搅拌方式8.影响混凝效果的主要因素为()A. 水温B. 水的PHC. 水的碱度D. 水的流速E. 水中杂质含量9.在机械絮凝池中,颗粒碰撞主要靠()提供能量A.机械搅拌器B. 自身能量消耗C. 水平流速 D . 布朗运动10.压缩双电层与吸附电性中和作用的区别在于()A. 前者会出现电荷变号B. 后者会出现电荷变号C. 前者仅靠范德华引力 D . 后者仅靠静电引力11.为防止絮凝体破碎,在絮凝阶段要求速度梯度()A. 逐渐增大B. 逐渐减小C. 维持不变D. 都可以12.在混合阶段,剧烈搅拌的目的是()A. 造成颗粒碰撞B. 药剂快速水解、聚合及颗粒脱稳C. 使速度梯度减小 D . A、B、C都有二、名词解释1.胶体稳定性2.同向絮凝3. 胶体脱稳4. 异向絮凝5.聚集稳定性6. 动力学稳定三、简答题1、在净化水时投加混凝剂的作用是什么?2、试写出常用的三种混凝剂及一种有机高分子混凝剂。
水质工程学(Ⅰ)例题、思考题、习题参考问题详解

水质工程学(Ⅰ)例题、思考题、习题参考答案第1章水质与水质标准1.水中杂质按尺寸大小可分为几类?了解各类杂质主要来源、特点及一般去除方法。
水中杂质按尺寸大小分为悬浮物、胶体、溶解物三类。
悬浮物:尺寸较大(1?m-1mm),可下沉或上浮(大颗粒的泥砂、矿碴下沉,大而轻的有机物上浮)。
主要是泥砂类无机物质和动植物生存过程中产生的物质或死亡后的腐败产物等有机物。
这类杂质由于尺寸较大,在水中不稳定,常常悬浮于水流中。
当水静置时,相对密度小的会上浮与水面,相对密度大的会下沉,因此容易去除。
胶体:尺寸很小(10nm-100nm), 具有稳定性,长时静置不沉。
主要是粘土、细菌和病毒、腐殖质和蛋白质等。
胶体通常带负电荷,少量的带正电荷的金属氧化物胶体。
一般可通过加入混凝剂进去去除。
溶解物:主要是呈真溶液状态的离子和分子,如Ca2+、Mg2+、Cl-等离子,HCO3-、SO42-等酸根,O2、CO2、H2S、SO2、NH3等溶解气体分子。
溶解物与水成均相,透明。
但可能产生色、臭、味。
是某些工业用水的去除对象,需要特殊处理。
有毒有害的无机溶解物和有机溶解物也是生活饮用水的去除对象。
2.各种典型水质特点。
(数值可不记)江河水:易受自然条件影响,浊度高于地下水。
江河水年内浊度变化大。
含盐量较低,一般在70~900mg/L之间。
硬度较低,通常在50~400mg/L(以CaCO3计)之间。
江河水易受工业废水和生活污水的污染,色、臭、味变化较大,水温不稳定。
湖泊及水库水:主要由河水补给,水质类似河水,但其流动性较小,浊度较低;湖水含藻类较多,易产生色、臭、味。
湖水容易受污染。
含盐量和硬度比河水高。
湖泊、水库水的富营养化已成为严重的水污染问题。
海水:海水含盐量高,在7.5~43.0g/L之间,以氯化物含量最高,约占83.7%,硫化物次之,再次为碳酸盐,其它盐类含量极少。
海水须淡化后才可饮用。
地下水:悬浮物、胶体杂质在土壤渗流中已大部分被去除,水质清澈,不易受外界污染和气温变化的影响,温度与水质都比较稳定,一般宜作生活饮用水和冷却水。
(完整word版)水质工程学(Ⅰ)例题、思考题、习题参考答案

)絮凝池净长度
Q=75000*1.06/24=3312.5 m3/h=0.92 m3/s(水厂自用水量占6%)
L=QT/BH=3312.5*20/(22*2.8*60)=17.92m
)廊道宽度设计
0.55m/s,末端流速取0.25 m/s。首先根据起、末端流速和平均水深算出起末端廊
Al2O3为28mg/L×16%=4.48mg/L,Al2O3分子量为102,故投药量相当于
,剩余碱度取0.37 mmol/L,则得:
0.044-0.2+0.37=0.3 mmol/L
分子量为56,则市售石灰投量为:0.3×56/0.5=33 mg/L。
某往复式隔板絮凝池设计流量为75000m3/d;絮凝时间采用20min;为配合平流沉淀池宽度和深度,
pH值降
pH值超出混凝剂的最佳混凝pH值范围,将使混凝效果受到显著影响。
因此投加到水中后产生的混凝效果也不一样。另外,
混凝剂有哪几种投加方式?各有何优缺点和其适用条件?
;溶液投加(湿投)中按药液加注到原水中
当前水厂中常用的混合方法有哪几种?各有何优缺点?在混合过程中,控制G值的作用是什
反应器原理用于水处理有何作用和特点?
反应器的类型。
理想反应器模型及其特点。
3种理想反应器:完全混合间歇式反应器(CMB型)、完全混合连续式反应器(CSTR
、推流式反应器(PF型)。
CMB型)
型反应器通常用于实验室实验或少量的水处理。
CSTR型)
PF型)
典型给水处理工艺流程。
Cn /C0= 0.01, n=2, 0.01=[1/ (1+0.92 )]2
水质工程学作业1

水质工程学(上)习题、思考题思考题一1、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。
2、概略叙述我国天然地表水源和地下水源的水质特点。
3、了解《生活饮用水卫生标准》中各项指标的意义。
4、反应器原理用于水处理有何作用和特点?5、混合与返混在概念上有何区别?返混是如何造成的?6、PF型(合塞流反应器)和CMB型反应器(间歇完全混合反应器)为什么效果相同?两者优缺点比较。
7、3种理想反应器的容积或物料停留时间如何求得?试写出不同反应级数下3种理想反应器内物料的平均停留时间公式。
习题二1、在实验室内作氯消毒试验。
已知细菌被灭活速率为一级反应,且K=0.85min-1。
求细菌被灭99.5%时,所需消毒时间为多少分钟?(连续式完全混合反应器)2、设物料i分别通过CSTR型和PF型反应器进行反应后,进水和出水中i浓度之比为Co/Ce=10,且属一级反应,k=2h-1。
求水流在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;Ce—出水中i浓度)思考题三(水质指标和废水出路)1、何为水的自然循环和社会循环?它们之间存在着怎样的矛盾?污水处理工程的任务是什么?2、废水水质有哪几种指标?其在实际工作中有何作用?3、试讨论生活污水和工业废水的特征。
4、为何制定了地面水中有害物质最高容许浓度标准,还要制定工业“废水”的排放标准?这些标准的主要内容有哪些?5、说明生化需氧量及化学需氧量的基本概念,并比较它们的优缺点及适用条件。
6、比较不同来源BOD数值的条件是什么?为什么?7、生化需氧量间接表示废水中有机物的含量,废水中有机物的量是一定的,为什么第一阶段生化需氧量随温度的不同而变化?8、什么叫做第一阶段和第二阶段生化需氧量?9、有机物的生物氧化过程一般分两个阶段进行,这是指哪些有机物来说的?对于不含氮有机化合物的情况怎样?为什么以五天作为标准时间所测得的生化需氧量(BOD5)一般已有一定的代表性?10、BOD5这一指标在实用上有何缺点,为什么现在仍广泛地应用这一指标?11、COD和BOD的数值关系如何?举例说明之。
华中科技大学 水质工程学下思考题答案【全】

思考题一1、活性污泥的定义、组成及其评价指标有哪些?定义:往生活污水中通入空气进行曝气,持续一段时间后,污水中即生成一种褐色絮凝体,该絮凝体主要由大量繁殖的微生物群体所构成,可氧化分解污水中的有机物,并易于沉淀分离,从而得到澄清的处理出水,这种絮凝体就是活性污泥组成:①具有代谢功能活性的微生物群体(Ma);②微生物自身氧化的残留物(Me);③由污水挟入的并被微生物所吸附的有机物质(含难为细菌降解的惰性有机物)(Mi);④由污水挟入的无机物质(Mii)评价指标:一是混合液中活性污泥微生物量的指标,包括:混合液悬浮固体浓度,简称MLSS=Ma+Me+Mi+Mii,是指曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总质量;混合液挥发性悬浮固体浓度,简称MLVSS=Ma+Me+Mi,是指混合液中活性污泥有机性固体部分的浓度。
MLVSS与MLSS的比值用f表示,即f=MLVSS/MLSS;f值一般取0.75左右。
二是活性污泥的沉降性能及其评价指标。
①污泥沉降比SV,又称30min沉降率,混合液在量筒内静置30min后所形成的沉淀的容积占原混合液容积的百分比,以%表示;②污泥容积指数SVI=SV(ml/l)/MLSS(g/l)简称污泥指数,是从曝气池出口处取出的混合液,经过30min静沉后,每克干污泥形成的沉淀污泥所占有的容积,以ml计。
三是活性污泥的活性评定指标。
比耗氧率,SOUR,简称OUR,单位重量活性污泥在单位时间内所消耗的溶解氧量,单位是mgO2/(gMLVSS·h)或mgO2/(gMLSS·h),一般为20摄氏度下8~20mgO2/(gMLVSS·h)。
2、污泥龄、污泥负荷的概念。
污泥龄:指在曝气池内,微生物从生成到排出的平均停留时间,也是曝气池内微生物全部更新一次所需要的时间。
从工程上来说,在稳定条件下,就是曝气池内活性污泥总量与每日排出剩余污泥量之比。
即θc=VX/△X;BOD污泥负荷率Ns:曝气池内单位重量(kg)的活性污泥,在单位时间d内接受的有机物量kgBODBOD容积负荷率Nv:单位曝气池容积(m3)在单位时间内接受的有机物量。
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教学单元1 水质工程学概论课后思考题1. 何为生物化学需氧量,何为化学需氧量,在水处理领域中如何应用,并请对两者进行对比分析。
在水温为20℃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,用BOD 表示。
在酸性条件下,将有机物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量,称为化学需氧量,用COD Cr表示,一般简写为COD。
在实际工程中,一般用BOD5作为可生物降解有机物的综合浓度指标。
BOD5能直接反映可生物降解的有机物量;但BOD5作为有机物的浓度指标,也存在着一些缺点:①测定时间需5d,太长,难以及时指导生产实践;②如果污水中难生物降解的有机物浓度较高,BOD5测定的结果误差较大;③某些工业废水不含微生物生长所需的营养物质或者含有抑制微生物生长的有毒有害物质,影响测定结果。
COD能克服上述缺点,它能较精确地表示污水中有机物的含量,测定时间仅需数小时,且不受水质影响;但是它不能像那样BOD那样反映出微生物氧化有机物、直接地从卫生学角度阐明被污染的程度,此外,污水中存在的还原性物质(如硫化物)也需消耗氧,所以COD值也存在一定误差。
BOD5/COD的比值可作为污水是否适宜于生物处理的判别标准,其比比值越大,越容易被生物处理。
一般认为此比值大于0.3的污水,才适于采用生物处理。
2、污水中含氮物质的分类及相互转换?污水中含氮物质主要有四种:有机氮(O-N)、氨氮(NH3-N)、亚硝酸盐氮(NO-2-N)、硝酸盐氮(NO-3-N)。
四种含氮化合物的总量称为总氮。
污水中含氮物质的相互转换:有机氮很不稳定,容易在微生物的作用下,分解成其他三种。
3、什么是水体富营养化?富营养化有哪些危害?水体富营养化是指富含磷酸盐和某些形式的氮素的水,在光照和其他环境条件适宜的情况下,水中所含的这些营养物质足以使水体中的藻类过量生长,在随后的藻类死亡和随之而来的异养微生物的代谢活动中,水体中的溶解氧很可能被耗尽,造成水体质量恶化和水生态环境结构破坏的现象。
富营养化的危害很大,对人类健康、水体功能等都有损害:①使水味变得腥臭难闻;②降低水的透明度;③消耗水中的溶解氧;④向水体中释放有毒物质;⑤影响供水水质并增加供水成本;⑥对水生生态的影响。
教学单元2 水体污染与自净课后思考题1. 简述水体自净的含义及机理。
污染物随污水排入水体后,经过物理的、化学的、生物化学的作用,是污染物的浓度降低或总量减少,受污染的水体部分地或完全地恢复原状,这种现象称为水体自净或水体净化。
水体自净过程非常复杂,其自净机理可分为3类:①物理净化作用:水体中的污染物通过稀释、混合、沉淀与挥发,使浓度降低,但总量不减;②化学净化作用:水体中的污染物通过氧化还原、酸碱反应、分解合成、吸附凝聚等过程,使存在形态发生变化及浓度降低,但总量不减;③生物化学净化作用:水体中的污染物通过水生生物特别使微生物的生命活动,使其存在形态发生变化,有机物无机化,有害物无害化,浓度降低,总量减少。
生物化学净化作用是水体自净的主要原因。
2. 绘出氧垂曲线,并加以简要描述。
氧垂曲线在水污染控制中有什么实际意义?①分析受有机物污染的河水中DO的动态变化,推求河流的自净过程,推算最大亏氧点即氧垂点到达的位置和时间②推算环境容量,并依此制定河流水体防护措施③计算排放入水体污染物的量和削减量,确定污水厂的处理程度教学单元3 混凝课后思考题1.何谓胶体稳定性?试用胶体间相互作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。
胶体稳定性:系指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。
相互作用势能与粒间距离关系(a)双电层重叠;(b)势能变化曲线由图可知,当oa<x<oc时,排斥势能占优势,x=ob时,排斥势能Emax最大。
当x<oa或x>oc时,吸引势能均占优势。
不过,x>oc时虽然两胶粒表现出相互吸引趋势,但由于存在着排斥势能这一屏障,两颗粒无法接近。
只有当x<oa 时,吸引势能随间距急剧增大,凝聚才会发生。
要使两胶粒间距小于oa,不朗运动的动能首先要能克服排斥能峰Emax才行。
然而,胶粒布朗运动的动能远小于Emax,两胶粒之间距离无法靠近到oa以内,故胶粒体处于分散稳定状态。
2.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的关系。
二则区别:由压缩双电子层机理可知,通过静电引力进入胶体颗粒表面的高价反离子都会置换出等量电荷的低价反离子,双电子层被压缩但始终保存电中性,这可以很好的解释胶体颗粒在加入一定量的高价反离子电解质后脱稳产生凝聚的实验现象;而由吸附电性中和作用的机理可知,胶体颗粒与异号离子的作用,首先是吸附然后才是电性中和,由此可以推知,胶体表面电荷不但可能将为零,而且还可能带上相反的电荷,能很好的解释胶体颗粒的再稳定现象,而压缩双电子层则不能。
硫酸铝混凝机理主要通过压缩双层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作用,使水中细微悬浮粒子和胶体粒子脱稳、聚集、絮凝、混凝、沉淀达到净化处理效果。
当pH<3时,简单水合铝离子可起压缩双电子层作用;在pH=4.5~6.0范围内主要是多核羟基配合物对负电荷胶体起电性中和作用,凝聚体比较密实;在pH=7~7.5范围内,电中性氢氧化铝聚合物可起吸附架桥作用,同时也存在某些羟基配合物的电性中和作用。
3.高分子混凝剂投量过多时,为什么絮凝效果不好?当高分子物质投量过多时,胶体颗粒表面被高分子所覆盖,两个胶体颗粒接近时,受到胶粒与胶粒之间因高分子压缩变形产生的反弹力和带电高分子之间的静电排斥力,使胶体不能凝集,所以混凝效果不好。
4. 絮凝过程中G值与GT值的真正含义是什么?沿用已久的G值与GT 值范围存在什么缺陷?G─指相邻两水层中两个颗粒的速度差与垂直于水流方向的两流层之间的距离的比值,即速度梯度,s-1;GT─反应絮凝效果的一个参数,它是一个无因次数。
G、GT值的变化幅度大,从而失去控制意义。
5. 目前我国常用的混凝剂有哪几种?各有何优缺点?目前我国常用的混凝剂有硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁等。
6. 为什么有时需要将PAM在碱性条件下水解城HPAM?PAM的水解度是何含义?一般要求水解度为多少?PAM的水解度过高,负电性过强,对絮凝产生阻碍作用,所以有时需要将PAM水解成HPAM作助凝剂以配合铝盐或铁盐作用,其效果才显著。
PAM的水解度为酰胺基转化为羧基的百分数,亦即y/x值。
一般要求水解度在30%~40%。
教学单元4 沉淀课后思考题1. 什么叫自由沉淀,拥挤沉淀和絮凝沉淀?自由沉淀: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;拥挤沉淀:颗粒在沉淀过程中,彼此相互干扰,或者只受到容器壁的干扰,虽然粒径和自由沉淀的粒径相同,但是沉速却小;絮凝沉淀:在沉淀过程中,颗粒的大小,形状和密度都有所变化,随着沉淀深度和时间的增长,沉速越来越大。
2. 已知悬浮颗粒的密度和粒径,可否采用公式d C g u p D 1134ρρρ-=直接求得沉速,为什么? 否;C D 为阻力系数,与雷诺数Re 有关, νudR e =,Re 在不同的范围,沉速U的公式待定,在求某一特定的颗粒时,既不能直接用此公式,因为沉速本身为待求值,既然U 是未知数,Re 也是未知数。
其中一种求法就是先假定流速U ,然后再经试算求得确定的U 。
3.了解肯奇理论的基本概念和主要用途。
由肯奇理论可得:tH H C Ct 00= 其涵义是高度为H t 均匀浓度为C t 的沉淀管中所含悬浮物的量和原来高度为H 0、均匀浓度为C 0的沉淀管中的所含悬浮物量相等。
根据这些可分析沉淀过程与沉淀高度无关,使有可能用较短的沉淀池作实验,来推测实际沉淀效果。
4.理想沉淀池应符合哪些条件?根据理想沉淀池沉淀条件,沉淀效率与沉淀池的深度,长度及面积关系如何?理想沉淀池满足3个假设:①自由沉淀,在沉淀过程中,颗粒互不干扰,颗粒密度粒度,沉淀的沉速始终不变。
②水平推流式,即:层流状态,各个断面的流速相等,在断面上的各点流速相等,各个点的流速相等。
③沉淀到池底即被去除,即:没有沉淀冲刷现象。
假设颗粒的截流沉速为Uo ,具有沉速为Ui 的颗粒不能100%被去除,则沉速为Ui 的颗粒的去除率E 为: AQ u u u E i i ==0 (哈真公式)由此可得:颗粒在理想沉淀池中的去除率只与颗粒的沉速和表面负荷有关,而与沉淀池的长度,水平流速,停留时间无关。
讨论AQ u u u E i i ==0,Ui 一定,增加沉淀池底面积A ,则提高E 。
或者当沉淀池的容积一定,池越浅,则A 越大,E 也就越高(浅池理论)。
5.影响平流式沉淀池沉淀效率的因素有哪些?沉淀池的纵向分格有何作用?①进出水的影响:配水花墙孔口流速V 孔=0.1~0.2m/s,而沉淀池底水平流速V=10~25m/s ,由于二者的速度差异和集水槽水舌的形成,会造成短流现象。
②异重流的影响:a.密度异重流(特别是高浊水)形成短流;b.温度异重流,如果存在0.1℃的温差,就会有温度异重流,形成短流;c.偏流,风吹起时,相对静止的水易产生偏流,沉淀池的构造也会形成偏流。
③沉泥冲刷。
④雷诺数Re 和佛罗德数Fr 的判别,即水流稳定性的判别。
⑤絮凝过程的影响。
⑥纵向分格的作用:降低Re 和提高Fr ,减小水力半径。
斜板和斜管沉淀池也能达到此目的。
6.沉淀池的表面负荷与颗粒截留沉速关系如何?两者的含义有何区别? 截留沉速在数值上等于沉淀池的表面负荷,但二者的含义不同,表面负荷AQ u 0:单位沉淀池表面积的产水量,U 0能去除的颗粒中最小颗粒的沉速。
教学单元5 过滤课后思考题1、什么粒径小于滤层孔隙尺寸的颗粒会被滤层拦截下来?小颗粒的运动主要是扩散作用,并且颗粒越小,扩散作用越大,分子运动剧烈,范德华引力大于双电子层的斥力时悬浮物就能附着于滤料表面而被截留下来。
2、从滤层中杂质分布规律,分析改善快滤池的几种途径和发展趋势。
滤层杂质分布规律:过滤初期,滤料较干净,孔隙率大,空隙流速较小,水流剪力较小,因而粘附作用占优势。
随着时间的延长,滤层中杂质逐渐增多,孔隙率逐渐减小,水流剪力逐渐增大,以至最后粘附颗粒先脱落下来,或则不再有粘附现象,于是,悬浮颗粒便向下层推移,下次滤料截留作用渐次得到发挥。
然而,滤料经过反冲洗后,滤层因膨胀而分层,表面滤料粒径最小,粘附比表面积大,截留悬浮颗粒量最多,而孔隙尺寸又小,因而,过滤一段时间后,表面滤料间孔隙将逐渐被堵塞,使过滤阻力剧增,造成下层滤料截留悬浮颗粒作用远未得到充分发挥时,过滤就停止。
为了改善滤料层中杂质分布状况,提高滤层含污能力,而采取双层、三层或均质滤料。