水质工程学

水质工程学

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水质工程学

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名词解释

1、截留沉速3

2、污泥容积指数３

简答题

1、请简述强酸——脱气——弱碱——强碱离子交换除盐系统中各部分的作用。4

2、请简述胶体稳定的原因及混凝的几种机理。8

3、请简述活性污泥处理系统有效运行的基本条件。５

4、请绘出氧转移双膜理论模型的示意图，并简述其含义。7

论述题

1、请结合应用实例说明混凝的四个机理。8

2、请简述在饮用水处理中,深层滤床过滤的机理。６

3、简述污水中氮的存在形式。在生物硝化-反硝化脱氮过程中，氮是如何转化的？６

4、简述生物膜构造，以及生物膜进行生化反应是物质的传递过程,并绘出示意图。１0

13简述题

1、简述稳定塘在哪些方面对污染物产生净化作用。5

2、简述厌氧生物处理法的优缺点与发展趋势。10

3、对于非零级反应来说,为什么推流式反应器(PF)的效果优于完全混合连续式反应器

（CATR）?机械絮凝池接近于哪种反应器类型，当采用机械絮凝池时,为什么要采用3——４格絮凝池串联工作?１0

选择题

1、哪种类型的膜组件单位体积内的膜表面积最大？

2、悬浮物的含义是

3、去除水中的腐殖质最适宜的处理工艺是

4、清洁滤床水头损失的最大的影响因素是

5、斜管沉淀池沉淀效率高的最主要原因是

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1、推导及论述10

请根据上图推导理想沉淀池的沉淀效率公式：

并根据上式论述理想沉淀池的浅层沉淀原理。

2、污泥处理的一般原则是什么？污泥处理与处置的基本方法有哪些?请分别给出污泥以消

化、堆肥、焚烧为主的工艺流程。5

3、某机械絮凝池第一个容积为２5ｍ３,经计算该格浆板所需功率为150Ｗ,求这一格絮凝池

的速度梯度为多少?5

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1、请结合絮凝的水力条件及反应器理论，解释当采用机械絮凝池是为何通常需要3~4格絮

凝池串联的方式?８

2、请简述深层过滤的机理?7

请绘出传统活性污泥法处理城市污水的典型工艺流程图，并简述各构筑物的主要作用。8 3、活性污泥微生物每日在曝气池内的净增值量为,试写出式中各符号的含义，并根据污泥龄

的定义,说明活性污泥净增殖量与污泥龄的关系。7

凝聚和絮凝

悬浮物的含义是指悬浮在水中的固体物质,包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。水中的悬浮物质是颗粒直径约在１0-0．1uｍ之间的微粒。

请简述胶体稳定的原因及混凝的几种机理。8

胶体稳定的原因:

1)胶体的动力稳定性。由于胶体颗粒尺寸很小,强烈的布朗运动使其可以克服重力

的作用而不下沉,能够均匀的分散在水溶液中,这就是胶体的动力学稳定性。

2)胶体的带电稳定性。如果胶体颗粒的静电斥力能够对抗其间的范德华引力,则使

胶体颗粒保持分散状态而稳定。

3)胶体的溶剂化作用稳定性。胶体颗粒与分散介质水分子发生作用,使胶体颗粒周

围形成一层水分子有规律定向排列的水化层,当两个胶体颗粒靠近时,水化层中

的水分子被挤压变形而产生反弹力，阻碍两胶体颗粒进一步接近，使胶体颗粒

保持分散状态而稳定。

对于憎水胶体而言,通常带电稳定性和动力稳定性起主要作用,对于亲水胶体来说,其水化作用稳定性占主导地位,带电稳定性则处于次要地位。

混凝机理：

胶体的凝聚主要指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程。

1)压缩双电层作用：根据DLVO理论，比较薄的双电层能降低胶体颗粒的排斥能，

如果能使胶体颗粒的双电层变薄,排斥能降到相当小时，两胶体颗粒接近时，就

可以由原来的排斥力为主变成吸引力为主，胶体颗粒间就会发生凝集。水中胶

体颗粒通常带有负电荷,使胶体颗粒间相互排斥而稳定，当加入含有高价态正电

荷离子的电解质时,高价态正离子通过静电引力进入到胶体颗粒表面,置换出原

来的低价正离子，这样双电层依然保持电中性,但正离子的数量却减少了,也就是

双电层的厚度变薄了。

2)吸附-电中合作用：胶体颗粒表面吸附异号离子、异号胶体颗粒或带异号电荷的

高分子,从而中和了胶体颗粒本身所带部分电荷，减少了胶体颗粒间的静电斥力,

使胶体颗粒更易于聚沉。

3)吸附-架桥作用：分散体系中的胶体颗粒通过吸附有机或无机高分子物质架桥连

接，凝集为大的聚集体而脱稳聚沉，此时胶体颗粒之间并不直接接触，高分子

物质在两个胶体颗粒之间像一座桥一样将它们连接起来。

4)网捕-卷扫作用：投加到水中的铝盐、铁盐等混凝剂水解后形成较大量的具有三

维立体结构的水合金属氧化物沉淀,当这些水合金属氧化物体积收缩沉降时，会

像多孔的网一样,将水中胶体颗粒和悬浮浊质颗粒捕获卷扫下来。

请结合应用实例说明混凝的四个机理。8

对于非零级反应来说，为什么推流式反应器(P Ｆ）的效果优于完全混合连续式反应器（CATR)?机械絮凝池接近于哪种反应器类型，当采用机械絮凝池时,为什么要采用 3——４格絮凝池串联工作?１0

机械絮凝池相当于完全混合连续式反应器,为了适应絮凝过程Ｇ值变化的要求,絮凝池通常采用多格串联,第一个搅拌强度最大,而后逐格减小,从而速度梯度G 值也相应由大到小。 某机械絮凝池第一个容积为25ｍ3，经计算该格浆板所需功率为150W,求这一格絮凝池的速度梯度为多少？５

μ

p

G =

(机械搅拌时）

μ——水的动力粘度，Ｐａ．s;

P ——单位体积流体所耗功率，W/ｍ３；

G ——速度梯度

T

gh

G ν=

（水力絮凝时） h ——絮凝过程中的水头损失，m ； ν——水的运动粘度,ｍ2／s;

T ——水流在絮凝设施中的停留时间，ｓ。

请结合絮凝的水力条件及反应器理论,解释当采用机械絮凝池是为何通常需要3~4格絮凝池串联的方式?8

在絮凝反应过程中，絮凝体尺寸逐渐增大,粒径变化可从微米级增大到毫米级,变化幅度达到几个数量级，但大尺寸絮凝提在强的剪切力作用下容易破碎,若为了不使生成的大絮凝体破碎而采用很小的G 值，就需要很长的絮凝时间,这就会加大絮凝池的体积,增大建设费用。为了使絮凝池容积不致过大,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逐渐减小G 值，最后絮凝体增至最大时采用最小的G 值，这样既保证了絮凝体不被打碎，又能使絮凝体容积较小,这是计算絮凝池时普遍采用的一种设计原理。

机械絮凝池相当于完全混合连续式反应器，为了适应絮凝过程G 值变化的要求,絮凝池通常采用多格串联,第一个搅拌强度最大，而后逐格减小，从而速度梯度G 值也相应由大到小。 补充： 絮凝机理：

絮凝:脱稳的胶体或微小悬浮物聚集成大的絮凝体的过程。

异向絮凝：由布朗运动所引起的胶体颗粒碰撞聚集称为异向絮凝机理。 同向絮凝:由外力推动所引起的胶体颗粒碰撞聚集成为同向絮凝。