水处理工程习题集-水与废水物化处理的原理与工艺-水处理工程-10

《水处理工程》
第一篇水和废水物化处理的原理与工艺
习题集
第二章混凝
1. 何谓胶体稳定性？试用胶粒间相互作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。

2. 混凝过程中，压缩双电层何吸附－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。

3. 高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？
4.为什么有时需要将PAM在碱化条件下水解成HPAM？PAM水解度是何涵义？一般要求水
解度为多少？
5.混凝控制指标有哪几种？为什么要重视混凝控制指标的研究？你认为合理的控制指
标应如何确定？
6.混合和絮凝反应同样都是解决搅拌问题，它们对搅拌有何不同？为什么？
7.根据反应器原理，什么形式的絮凝池效果较好？折板絮凝池混凝效果为什么优于隔
板絮凝池？
8.采用机械絮凝池时，为什么要采用3～4档搅拌机且各档之间需用隔墙分开？
9.试述给水混凝与生活污水及工业废水混凝各自的特点。

10.某粗制硫酸铝含Al
2O
3
15％、不溶解杂质30％，问：(1)商品里面Al
2
(SO
4
)
3
和溶解杂质
各占的百分数；(2)如果水中加1克这种商品，计算在水中产生的Al(OH)
3
、不溶解杂质和溶解的杂质分别重多少？
11.For a flow of 13500 m3/d containing 55mg/L of suspended solids, ferric sulfate
is used as a coagulant at a dose of 50mg/L
(a) Assuming that there is little alkalinity in the water, what is the daily
lime dose?
(b) If the sedimentation basin removes 90% of the solids entering it, what
is the daily solids production from the sedimentation basin?
12.隔板絮凝池设计流量75000m3/d。

絮凝池有效容积为1100m3。

絮凝池总水头损失为0.26m。

求絮凝池总的平均速度梯度G值和T
G值各为多少？（水厂自用水量按5%计）13.某机械絮凝池分成3格。

每格有效尺寸为2.6m（宽）⨯2.6m（长）⨯4.2m（深）。

每
格设一台垂直轴桨板搅拌器，构造按图15-21，设计各部分尺寸为：r
=1050mm；桨板
2
长1400mm，宽120mm；r
=525mm。

叶轮中心点旋转线速度为：
第一格v
=0.5m/s
1
=0.32m/s
第二格v
2
=0.2m/s
第三格v
3
求：3台搅拌器所需搅拌功率及相应的平均速度梯度G值（水温按20℃计算）14. 当硫酸铝投加量为20毫克/升（商品重），消毒加氯量为5毫克/升，水厂产水量为10000米3/日，一级和二级泵房总提升高度为60米，试计算每日所耗药费和电费，又每千吨水的药费和电费为多少？（每吨硫酸铝和液氯分别按350元及1500元估算，工业用电按每千瓦小时0.5元算，功率E=Q H/102η，千瓦；Q——流量，升/秒；H——水泵扬程，米；η——泵站总效率，一般为0.55～0.85）
第三章沉淀与澄清
1. 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？
2. 影响平流沉淀池沉淀效果的主要因素有哪些？沉淀池纵向分格有何作用？
3. Determine the settling velocity in m/s of a spherical sand particle with
a specific gravity of 2.65 and diameter of 0.45 mm at temperature of 20 ︒C.
4.平流沉淀池设计流量为720m3/h。

要求沉速等于和大于0.4m/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m3？
（2）沉速为0.1mm/s的颗粒，可去除百分之几？
5.原水泥砂沉降试验数据见下表。

取样口在水面下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，求该池可去除泥沙颗粒约百分之表示泥砂初始浓度，C表示取样浓度）
几？（C
6. A laboratory settling analysis has been performed on a domestic wastewater exhibiting flocculent sedimentation with the results given in the following table. The column had a diameter of 14cm and total depth of 2.40m, with sampling
ports spaced with 0.60m. The initial concentration of the wastewater was 300 mg/L. Determine the surface loading rate of sedimentation tank when SS overall removal of 65% is requested.
7. 如何从理想沉淀池的理论分析得出斜板（管）沉淀的设计原理？
8. 已知平流沉淀池的长度L=20m，池宽B=4m，池深H=2m。

今欲改装成斜板沉淀池，斜
板水平间距10cm，斜板长度l=1m，倾角60度。

如不考虑斜板厚度，当废水中悬浮颗
粒的截留速度u
=1m/h，求改装后沉淀池的处理能力与原有池子比较提高多少倍？改装
后沉淀池中水流的雷诺数Re为多少？与原有池子的Re相差多少倍？
9. 澄清池的工作原理与沉淀池有何异同？运行上要注意什么问题？
10.简述4种澄清池的构造、工作原理和主要特点。

第四章气浮
1. 是否任何物质都能粘附在空气泡上，取决于哪些因素？
2. 为什么废水中的乳化油类不易相互粘聚上浮？
3. 混凝剂与浮选剂有何区别？各起什么作用？
4. 在处理同样水量的条件下，试比较加压溶气气浮、叶轮气浮与射流气浮三种设备的电耗比值。

5. 造纸废水量3000m3/d，悬浮物浓度平均为1,000mg/L，水温20℃，采用回流式加压溶气气浮处理流程，溶气水压力（表压）为3kg/cm2，溶气罐中停留时间2分钟，空气饱和率为70％，问在气浮池中释放出的空气量有多少L/m3，回流水量占处理水量的百分比是多少？投入的空气量占处理水量的体积百分比是多少（假设原来废水中溶解氧为0）？
1. 试述快滤池的工作原理。

2.某天然海砂筛分结果见下表，根据设计要求：d
10＝0.54mm，K
80
＝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）。

3.某生活饮用水厂由于有预沉池，预沉池水的浊度保持在16～18度，试考虑能否不
投加混凝剂直接过滤，为什么？
4.直接过滤有哪两种方式？采用直接过滤应注意哪些问题？
5.什么叫“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几种滤池属“等速过滤”？
6.什么叫滤料“有效粒径”和“不均匀系数”？不均匀系数过大对过滤和反冲洗有何
影响？“均质滤料”的涵义是什么？
7.设滤池尺寸为5.4m（长）×4m（宽）。

滤层厚70cm。

冲洗强度q＝14L/s.m2，滤层
膨胀度e＝40％。

采用3条排水槽，槽长4m，中心距为1.8m。

求：
a)标准排水槽断面尺寸；
b)排水槽顶距砂面高度；
c)校核排水槽在水平面上总面积是否符合设计要求。

8.滤池平面尺寸、冲洗强度及砂滤层厚度同上题，并已知：
冲洗时间6min；承托层厚0.45m；大阻力配水系统开孔比 ＝0.25％；滤料密度为
2.62g/cm3；滤层孔隙率为0.4；冲洗水箱至滤池的管道中总水头损失按0.6计。

求：
a)冲洗水箱容积；
b)冲洗水箱底至滤池排水冲洗槽高度。

9.如果过滤速度为10米/时，过滤周期为24小时，初步估算1米2滤池在过滤周期内
扣去冲洗水，净生产多少水量，又砂层里截留了多少你（重量）？（停止过滤至冲洗完毕约需10－20分钟，冲洗消耗清水约占滤池生产水量的1～3％）。

10.试述反冲洗配水不均匀的绝对性，怎样才能达到配水的相对均匀？
11.理想的滤池应是怎样的？
12.虹吸滤池分格数如何确定？虹吸滤池与普通快滤池相比有哪些主要优缺点？
1．The chlorine residuals measured when various dosages of chlorine were added to a wastewater are given below. Determine
(a) the breakpoint dosage and
(b) the design dosage to obtain a residual of 0.75mg/L free available
chlorine
2
bacterial strain at 10 ℃.Using these data develop a general relationship that can be used to model the observed data. Using the relationship developed, determine the chlorine dose required to achieve a 99.99 percent inactivation
3.
4.试讨论其他消毒剂的发展前途。

第七章氧化还原
1.如何运用氧化还原电位数值判断氧化还原反应的可行性？
2.离子交换反应和氧化还原反应的区别是什么？
3.用氯处理含氰废水时，为何要严格控制溶液的pH值？
4.电解可以产生哪些反应过程？对水处理可以起什么作用？
1．电渗析膜与离子交换树脂在离子交换过程中的作用有何异同？
2. 什么是电渗析的极化现象？它对电渗析器的正常运行有何影响？如何防止？
3. 利用电渗析法处理工业废水有何特点？
4. 电渗析器的电流效率与电能效率有何区别？
5.反渗透与超滤在原理、设备构造、运行上有何区别？有何联系？
6.反渗透法除盐与其它除盐方法相比有何特点？
第九章软化与除盐
1．石灰软化处理水质有何变化？为什么不能将水中硬度降为零？
2．水质资料如下：
CO
230mg/L HCO
3
- 3.6mmol/L
Ca2+ 1.4mmol/L SO
4
2-0.55mmol/L
Mg2+0.9mmol/L Cl-0.3mmol/L
Na++K+ 0.4mmol/L Fe2+0
计算石灰软化时石灰投加量。

如果市售石灰含CaO50%，实际石灰投加量为多少？3．水质资料同习题1，试计算经RH软化后产生的CO2和强酸（H2SO4+HCl）各为多少毫升？
4．软化水量50立方米每小时，水质资料为：HCO
3-283mg/L，SO
4
2-67mg/L，Cl-13mg/L，
软化后要求剩余碱度为0.3meq/L，采用H-Na并联软化系统，计算经RH和RNa软化
的水量及每小时产生的CO
2
的量。

5．在固定床逆流再生中，用工业盐酸再生强酸阳离子交换树脂。

若工业盐酸中HCl含
量为31％，而NaCl含量为3％，试估算强酸树脂的极限再生度（K Na+
H+
＝1.5）。

6．以RNa交换水中Ca2+为例，推导不等价离子交换的平衡关系式，并画出其概括性平衡曲线。

7．离子交换速度有什么实际意义？影响离子交换速度的因素有哪些？
8．强酸性阳树脂和弱酸性阳树脂的交换特性有什么不同？在实际应用中应如何选择？
9．固定床离子交换器中树脂层的工作过程怎样？什么是树脂工作层高度？它有什么使用意义？
10. 什么是树脂的工作交换容量？影响树脂工作交换容量的因素有哪些？
11. 强碱性阴树脂和弱碱性阴树脂的工艺特性有什么区别？它们各适用于什么样的水
质条件？
12. 混合床除盐和复床除盐有什么区别？为什么混合床大都设在除盐系统的最后？
13.离子交换除盐和离子交换软化系统有什么区别？在生产实际中如何选择离子交换
除盐系统？
14.离子交换法处理工业废水的特点是什么？。