给水工程课后答案
给水工程习题思考题答案要点
小知识点:1:水中杂质包括溶解物,胶体和悬浮物。
尺寸分别为0.1nm-1nm,10nm-100nm,1μm-1mm。
2:悬浮物尺寸较大,易于在水中下沉或上浮,胶体颗粒尺寸很小,在水中长期静置也难下沉。
水中所含胶体通常含有粘土,某些细菌和病毒,腐蚀质及蛋白质等。
悬浮物和胶体是使水产生浑浊现象的根源。
悬浮物和胶体是饮用水处理的主要去除对象。
溶解杂质包括有机物和无机物两类。
3:地下水硬度高于地表水。
我国地下水的总硬度通常在60-300mg/L(以Cao计)之间,少数地区可达到300-700mg/L。
4:生活饮用水卫生标准GB2006,一共106项指标(增加5项),包括感官性状和一般化学指标、毒理学指标、细菌学指标和放射性指标。
浑浊度不超过1度;游离余氯在与水接触30min后不应低于0.3mg/L,集中式给水除出水厂应符合上述要求外,管网末梢水不应低于0.05mg/L。
5:软化方法主要有:离子交换法和药剂软化法。
6:对于不受污染的地表水,饮用水处理对象主要是去除水中悬浮物、胶体和致病微生物。
常规处理十分有效(即混凝、沉淀、过滤、消毒);对于污染水源,需在常规处理工艺前加预处理,后加深度处理。
预处理和深度处理的对象主要是水中有机污染物。
7:预处理方法主要有:粉末活性炭吸附法,臭氧或高锰酸钾氧化法,生物氧化法等;深度处理主要有:粒状活性炭吸附法,臭氧-粒状活性炭联用法或生物活性炭法,化学氧化法,光化学或超声波-紫外线联用法等物理化学氧化法,膜滤法等。
8:传递机理可分:主流传递,分子扩散传递和紊流扩散传递。
9:理想反应器模型包括:完全混合间歇式反应器(CMB型);完全混合连续式反应器(CSTR型),推流式反应器(PF型)。
10:混凝过程涉及三方面的问题:水中胶体粒子的性质,混凝剂在水中的水解物种以及胶体粒子与混凝剂之间的相互作用。
11:胶体失去稳定性的过程叫称“凝聚”,脱稳胶体相互聚集称“絮凝”。
“混凝”是凝聚和絮凝的总称。
给排水工程课后答案详解
排水管网第一章排水系统理论一、名词解释排水体制:污水的不同排除方式所形成的排水系统,称为排水体制。
区域排水系统:将两个以上城乡地区的污水系统统一排除和解决的系统,称作区域排水系统。
排水系统:排水的收集、输送、水质的解决和排放等设施以一定方式组合成的总体。
合流制排水系统:将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内的排除系统。
分流制排水系统:将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。
二、简答题1.排水体制分几类,各类的特点,选择排水体制的原则是什么?1)合流制排水系统:这种系统是在临河岸边建造一条截流干管,同时在合流干管与截流干管相交前或相交处设立溢流井,并在截流干管下游设立污水厂。
晴天和初降雨时所有污水都送至污水厂,解决后排入水体,随着降雨的增长,雨水径流增长,当混合污水流量超过截流干管的输水能力后,就有部分混合污水经溢流井溢出,直接排入水体,成为水体的污染源,使水体遭受污染。
2)分流制排水系统:生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除。
排水系统体制的选择应根据城乡及工业公司的规划、环境保护的规定、污水运用的情况、原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件,从全局出发,在满足环境保护的前提下,通过技术经济比较,综合考虑拟定。
21、工业公司的废水,在什么条件下可以排入城市下水道?工业公司的废水不影响城市排水管渠和污水厂等的正常运营,不对养护管理人员导致危害,不影响污水解决厂出水和污泥的排放和运用,满足次条件可以排入城市下水道。
22、排水工程的规划设计,应考虑哪些问题?应考虑这些问题:排水工程的规划设计应符合区域规划以及城市和工业公司的总体规划,并应与城市和工业公司中其他单项工程建设密切配合,互相协调。
排水工程的规划设计要与邻近区域内的污水和污泥的解决和处置协调。
排水工程的规划设计应解决好污染源与集中解决的关系。
排水工程的规划设计要考虑污水经再生后同用的方案。
给水排水工程结构课后练习题含答案
给水排水工程结构课后练习题含答案1. 计算下列各钢管的截面积:钢管1外径=14cm,壁厚=0.5cm一般式:$A = \\pi (D^2 - d^2) / 4$其中,D为管外径,d为管壁厚。
代入数据,得到:$A = \\pi (14^2 - (14 - 0.5 \\times 2)^2) / 4 = 175.54(cm^2)$所以,钢管1的截面积为175.54 cm2。
钢管2外径=16cm,壁厚=0.6cm代入数据,得到:$A = \\pi (16^2 - (16 - 0.6 \\times 2)^2) / 4 = 226.08(cm^2)$所以,钢管2的截面积为226.08 cm2。
钢管3外径=18cm,壁厚=0.7cm代入数据,得到:$A = \\pi (18^2 - (18 - 0.7 \\times 2)^2) / 4 = 283.23(cm^2)$所以,钢管3的截面积为283.23 cm2。
2. 水泵的装置应满足以下要求:•泵的进口应通根管;•泵的出口应有柱塞阀;•泵的进口和出口应设止回阀;•泵的进口和出口应有扩散器和收流器;•泵房内应设置适当数量的消音器。
3. 如何保证消火栓使用数量?在给水管网的高层建筑顶层和公共厨房、废水排放管道的末端,设置消火栓,并保证消火栓畅通,责令用户定期检查、维修消火栓。
4. 高层建筑的排水系统应满足以下要求:•排水系统应坚固可靠,不得有漏水现象;•排水口应设截水器,并采用杏仁型防护罩;•排水系统应独立,不得与其他管道混接;•排水口应达到法规要求。
5. 给水系统的流量计算公式是什么?给水系统的流量计算公式为:Q=0.011WH0.5其中,Q为流量,W为单位时间内公寓、办公室等建筑物的用水量,H为建筑物的平均水头压力。
(单位:m3/ℎ)。
给水工程严熙世第四版完整答案
一、名词解释:最小设计坡度——在污水管道设计时,通常使管道埋设坡度与设计地面坡度基本一致,但管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速,以防止管道内产生沉淀。
因此将相应于管内流速为最小设计流速时的管道坡度叫做最小设计坡度.设计降雨强度—-设计降雨强度一般和降雨历时成反比,随降雨历时的增长而降低。
表示为:澄清池——主要依靠活性泥渣层达到澄清目的。
当脱稳杂质随水流与泥渣层接触时,便被泥渣层阻留下来,使水获得澄清.最大设计充满度--在设计流量下,污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为设计充满度,当h/D=1时称为满度。
硝化-—在消化细菌的作用下,氨态氮进行分解氧化,就此分两个阶段进行,首先在亚消化菌的作用下,使氨转化为亚硝酸氮,然后亚硝酸氮在硝酸菌的作用下,进一步转化为硝酸氮.最小覆土深——指管道外壁顶部到地面的距离。
快滤池-—一般是指以石英砂等粒状滤料层快速截留水中悬浮杂质,从而使水获得澄清的工艺过程。
径流系数——径流量与降雨量的比值称径流系数,其值常小于1.土地处理--土地处理有两种方式:改造土壤;污泥的专用处理厂.用污泥改造不毛之地为可耕地,如用污泥投放于废露天矿场、尾矿场、采石场、粉煤灰堆场、戈壁滩与沙漠等地。
专用场应设截流地面径流沟及渗透水收集管,以免污染地面水与地下水。
泥龄-—暴气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比,即活性污泥在暴气池内的平均停留时间,因之又称为“生物固体平均停留时间”.污洗容积指数—-本项指标的物理意义是在暴气池出口处的混合液,在经过30min静沉后,每g干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积,以ml计。
折点加氯—-从折点加氯的曲线看,到达峰点H时,余氯最高,但这是化合性余氯而非自由性余氯,到达折点时,余氯最低.BOD5—-水温为20条件下,5天的时间内,由于微生物的生活活动,将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧。
MLVSS--本项指标所表示的是混合液活性污泥中的有机性固体物质部分的浓度,是混合液挥发性悬浮固体浓度. 污泥有机负荷率—-是有机污染物量与活性污泥量的比值(F/M),又称污泥负荷,是活性污泥系统的设计、运行的重要参数。
给水工程第15和16章作业答案
溶解池体积为:
W1 0.2 ~ 0.3W2 0.25W2 0.25 12.24 3.06m 3
4、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值 G 和 GT 值各为多少?(水厂自用水量 。 按 5% 计) 解:计算流量
100000 m3 / d 。混凝剂每日调制 3 次,溶液浓度按 10%计,试求溶解池和溶液池体
OH 100% 4 100% 66.7% 3 Al 3 2
积各为多少? 解:溶液池体积为:
W2 a Q 35 1.05 100000 12.24m 3 417 cn 24 417 10 3
v0 Q 900 / 60 3cm / min A 500
从图上查得 v0 3cm / min 时小于该沉速的颗粒组成部分 P0 0.3 ,相当于积分式
P0
0
ui dP0 的阴影部分面积为 0.486,因此得到总去除百分数为: u0 1 P 1 0.3 *0.486 0.862 86.2% 3
解: 沉速计算
取样时间(min) 0 15 12 20 9 30 6 60 3 120 1.5 180 1
h t
画出沉速分布图(图 16‐7,此处略) 截流沉速在数值上等于表面负荷率:
G2
G3
G
P 72.07 37.59 18.81 1P 2 P 3 38.74s 1 3 1.005*10 *3* 28.392 *3V
假定悬浮颗粒粒径均匀, 有效碰撞系数 1 , 6、 设原水悬浮物体积浓度 5 105 。 设计流量 Q =360m3 / h 。 搅拌功率 (或功率消耗)P 195W 。 试求: 水温按 15 C 计。 (1) 絮凝池按 PF 型反应器考虑,经 15 min 絮凝后水中颗粒数量浓度将降低 百分之几? , (2) 采用 3 座同体积机械絮凝池串联(机械絮凝池按 CSTR 型反应器考虑) 絮凝池总体积与(1)同。搅拌总功率仍为 195W ,设 3 座絮凝池搅拌功
给水工程习题思考题答案
给水工程习题思考题答案小知识点:1:水中杂质包括溶解物,胶体和悬浮物。
尺寸分别为0.1nm-1nm,10nm-100nm,1μm-1mm。
2:悬浮物尺寸很大,不易在水中下陷或下浮,胶体颗粒尺寸不大,在水中长期静置也容易下陷。
水中所不含胶体通常所含粘土,某些细菌和病毒,锈蚀质及蛋白质等。
悬浮物和胶体就是并使水产生混浊现象的根源。
悬浮物和胶体就是饮用水处置的主要除去对象。
熔化杂质包含有机物和无机物两类。
3:地下水硬度高于地表水。
我国地下水的总硬度通常在60-300mg/l(以cao计)之间,少数地区可达到300-700mg/l。
4:生活饮用水卫生标准gb2021,一共106项指标(减少5项),包含感官性状和通常化学指标、毒理学指标、细菌学指标和放射性指标。
浑浊度不少于1度;游离余氯在与水碰触30min后不应当高于0.3mg/l,集中式排灌除出来水厂应当合乎上述建议外,管网末梢水不应当高于0.05mg/l。
5:软化方法主要有:离子交换法和药剂软化法。
6:对于不受到污染的地表水,饮用水处置对象主要就是除去水中悬浮物、胶体和病原体微生物。
常规处置十分有效率(即为混凝、结晶、过滤器、消毒);对于污染水源,可于常规处理工艺ka预处理,后提深度处置。
预处理和深度处置的对象主要就是水中有机污染物。
7:预处理方法主要有:粉末活性炭吸附法,臭氧或高锰酸钾氧化法,生物氧化法等;深度处理主要有:粒状活性炭吸附法,臭氧-粒状活性炭联用法或生物活性炭法,化学氧化法,光化学或超声波-紫外线联用法等物理化学氧化法,膜滤法等。
8:传达机理可以分后:主流传达,分子蔓延传达和湍流蔓延传达。
9:理想反应器模型包含:全然混合间歇式反应器(cmb型);全然混合连续式反应器(cstr型),发推流式反应器(pf型)。
10:混凝过程涉及三方面的问题:水中胶体粒子的性质,混凝剂在水中的水解物种以及胶体粒子与混凝剂之间的相互作用。
11:胶体失去稳定性的过程叫称“凝聚”,脱稳胶体相互聚集称“絮凝”。
给水工程_第四版_(范瑾初_著)_中国建筑工业出版社_课后答案
水质工程学�上�例题、思考题、习题第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-1m m��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。
当水静臵时�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�10n m-100n m�,具有稳定性�长时静臵不沉。
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C a2+、M g2+、C l-等离子�H C O3-、S O42-等酸根�O2、C O2、H2S、S O2、N H3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�900m g/L之间。
硬度较低�通常在50�400m g/L(以C a C O3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。
给水工程课后习题答案
(2)
冲洗排水槽底厚采用,保护高0.07m,则槽 顶距砂面高度
H =e⋅H2+2.5x+δ +0.07=0.40×0.7+2.5×0.18+0.05+0.07=0.85m
4
(3)校核
冲洗排水槽总面积与滤池面积之比:
3×l×2x/F =3×4×2×0.18/(5.4×4)= 0.2 = 20%< 25%
×
1 2 × 9.8
=
4.12m
承托层水头损失
h3 = 0.022 ⋅q⋅Z = 0.022 ×14×0.45 = 0.139m
5
滤料层水头损失
h4
=
ρs − ρ
ρ
(1 −
m0 )L0
=
2.62 1
−1 × (1−
0.4)×
0.7
=
0.68m
备用水头
h5 = 2.0m
冲洗水箱底至滤池排水冲洗槽高度:
( 1 )2 70 0.94
×
1000 3600
×155 .55
= 40.31cm
3
根据第一题所选砂滤料,作反冲洗试验。 设冲洗强度q=15L/(s·m2)且滤层全部膨胀 起来,求滤层总膨胀度约为多少?(滤料 粒径按当量粒径计)。
2
解
用书P333公式(17-20)计算当量粒径:
1 d eq
∑ =
n i =1
满足要求。
6
6. 滤池平面尺寸,冲洗强度及砂滤层厚度同第5 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;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0.6m计。求:
给水工程14-17章课后习题及答案
给水工程14-17章课后习题及答案14----1. 某水样采用CMB反应器进行氯消毒实验,假定投氯量一定,经实验知:细菌被灭活速率为一级反应,且k,0.85min-1,求细菌灭活99.5%时所需时间为多少, 解:设原有细菌密度为C0,t时后尚存活的细菌密度为Ci,被杀死的细菌密度则为C0-Ci,根据题意,在t时刻,C0-Ci/C0=99.5%,Ci = 0.005C0,细菌被灭速率等于活细菌减少速率,于是,r(Ci),-k *Ci,-0.85 Ci,代入公式得,t,-ln(0.005C0/ C0)/0.85=-5.3/(-0.85)=6min14----2. 设物料分别通过CSTR型和PF型反应器进行反应后,进水和出水中物料浓度之比均为C0/Ci=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,解:采用CSTR型反应器,C0/Ci=10,k,2h-1,t,(C0/Ci-1)/2=4.5h=270min 采用PF型反应器,C0/Ci=10,k,2h-1,t,ln(C0/Ci)/2=1.15h=69min14----3. 在上题中若采用4个CSTR反应器串联,求所需要消毒时间为多少, 解:Cn /C0= 0.1, n=4, 0.1=[1/ (1+2×t )]4 t,0.39min; T,4t =1.36h 14-----4液体中物料i浓度为200mg/l,经过两个串联的CSTR型反应器,i浓度为20mg/l液体流量为5000m3/h,且属一级反应,k,0.8h-1,求每个反应器的体积和总反应时间。
解;经过两个反应器后,Cn /C0= 0.1,n=2 ,0.1=[1/(1+0.8×t )]2 , t,2.65h,T=2t=5.3h 每个反应器的体积v=qt=13250m3 15---1.河水总碱度0.1mmol/L(按CaO计),硫酸铝(含Al2O3约16,)投加量为25mg/L。
给水工程课后答案
给⽔⼯程课后答案《给⽔⼯程》课后习题答案⼗四章给⽔处理概论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。
答:杂质⽆外乎两种来源:⼀是⾃然过程,例如地层矿物质在⽔中的溶解,⽔中微⽣物的繁殖及其死亡残骸等;⼆是⼈为因素,即⼯业废⽔、农业污⽔及⽣活污⽔的污染。
⽔中杂质按尺⼨⼤⼩可分成三类:悬浮物:悬浮物尺⼨较⼤,易于在⽔中下沉或上浮。
粒径⼤于0.1mm 的泥砂去除较易,通常在⽔中很快下沉。
粒径较⼩的悬浮物,须投加混凝剂⽅可去除。
胶体杂质:尺⼨很⼩,在⽔中长期静置也难下沉,⽔中所存在的胶体通常有粘⼟、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋⽩质等。
有机⾼分⼦物质通常也属于胶体⼀类。
天然⽔中的胶体⼀般带有负电荷,有时也含有少量正电荷的⾦属氢氧化物胶体。
须加混凝剂⽅可去除。
溶解杂质:分为有机物和⽆机物两类。
它们与⽔所构成的均相体系,外观透明,属于真溶液。
有的⽆机溶解物可使⽔产⽣⾊、臭、味。
2、了解《⽣活饮⽤⽔卫⽣标准》中各项指标的意义。
答:在《标准》中所列的⽔质项⽬可分成以下⼏类。
⼀类属于感官性状⽅⾯的要求。
浊度、⾊度、臭和味以及⾁眼可见物等。
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。
第四类有毒物质。
第五类细菌学指标,⽬前仅列细菌总数、总⼤肠菌数和余氯三项。
3、反应器原理⽤于⽔处理有何作⽤和特点?答:反应器是化⼯⽣产过程中的核⼼部分.在反应器中所进⾏的过程,既有化学反应过程,⼜有物理过程,影响因素复杂。
在⽔处理⽅⾯引⼊反应器理论推动了⽔处理⼯艺发展。
在化⼯⽣产过程中,反应器只作为化学反应设备来独⽴研究,但在⽔处理中,含义较⼴泛。
许多⽔处理设备与池⼦都可作为反应器来进⾏分析研究,包括化学反应、⽣物化学反应以⾄物理过程等。
例如,⽔的氯化消毒池,除铁、除锰滤池、⽣物滤池、絮凝池、沉淀池等等,甚⾄⼀段河流⾃净过程都可应⽤反应器原理和⽅法进⾏分析、研究。
给水工程课后习题答案
给水工程课后习题答案给水工程课后习题答案一、水质检测与处理题目1:什么是水质检测?为什么需要对水质进行检测?答案:水质检测是通过对水中的各种物质成分进行定性和定量分析,以评估水的适用性和安全性的过程。
水质检测的目的是保障人类健康和环境的安全,确保供水系统的正常运行。
通过水质检测,可以了解水中的有害物质含量,判断水是否适合饮用、农业灌溉、工业用水等用途。
题目2:列举常见的水质检测指标有哪些?答案:常见的水质检测指标包括pH值、浊度、溶解氧、氨氮、总大肠菌群、重金属含量等。
pH值反映了水的酸碱性,浊度反映了水中悬浮物的含量,溶解氧表示水中溶解的氧气含量,氨氮是衡量水中有机物污染程度的指标,总大肠菌群是评估水中细菌污染的指标,重金属含量反映了水中的重金属污染程度。
题目3:水质检测中常用的检测方法有哪些?答案:常用的水质检测方法包括物理检测、化学检测和生物检测。
物理检测主要包括pH值的测定、浊度的测定等;化学检测主要包括溶解氧的测定、氨氮的测定等;生物检测主要包括总大肠菌群的测定等。
这些方法可以通过实验室分析仪器和试剂进行。
二、给水系统设计与运行题目1:什么是给水系统设计?答案:给水系统设计是指根据特定的供水需求和水源条件,确定供水系统的结构、布局、管道直径、泵站位置等参数,以满足供水系统的正常运行和用户需求的过程。
题目2:给水系统设计中需要考虑哪些因素?答案:给水系统设计需要考虑的因素包括供水需求、水源条件、管道材料、管道布局、泵站设置、水质要求、供水安全等。
供水需求是根据用户数量和用水量来确定的,水源条件包括水源的位置、水源的水质、水源的供水能力等,管道材料要选择耐腐蚀、耐压力的材料,管道布局要合理,泵站设置要满足供水系统的运行需求,水质要求要符合相关标准,供水安全要保证供水系统的稳定和安全运行。
题目3:给水系统的运行中需要注意哪些问题?答案:给水系统的运行中需要注意的问题包括供水压力的稳定性、供水管道的维护和检修、供水设备的运行状态监测、供水质量的监测等。
(完整版)给水工程课后思考题答案
(完整版)给⽔⼯程课后思考题答案第⼀章给⽔系统1.由⾼地⽔库供⽔给城市,如按⽔源和供⽔⽅式考虑,应属于哪类给⽔系统?⽔源⽅式属于地表⽔给⽔系统,按供⽔⽅式属于⾃流给⽔系统。
2.给⽔系统中投资最⼤的是哪⼀部分,试⾏分析。
输配⽔系统。
3.给⽔系统是否必须包括取⽔构筑物、⽔处理构筑物、泵站、输⽔管和管⽹、调节构筑物等,哪种情况下可省去其中⼀部分设施?不是。
⼤城市通常不设调节构筑物;地下⽔⽔质好可以省略⽔处理构筑物;⽔源处于适当⾼程,可以省去⼀级泵站或⼆级泵站或同时省去;城市附近⼭上有泉⽔时,可建泉室供⽔系统不设泵站。
4.什么是统⼀给⽔、分质给⽔和分压给⽔,哪种系统⽬前⽤得最多?统⼀给⽔:⽤同⼀系统供应⽣活、⽣产和消防等各种⽤⽔。
分质给⽔:⽔源经不同的⽔处理过程和管⽹,将不同⽔质的⽔供给各类⽤户。
分压给⽔:根据⽔压要求不同⽽供⽔。
⽤得最多的是统⼀给⽔系统。
5.⽔源对给⽔系统布置有哪些影响?①当地有丰富的地下⽔,可在城市上游或给⽔区内开凿管井或⼤⼝井。
②⽔源处于适当⾼程,能重⼒输⽔,可省去泵站;有泉⽔的,可建泉室。
③地表⽔为⽔源时,上游取⽔,加以处理。
④⽔源丰富,随⽤⽔量增长⽽发展为多⽔源给⽔系统。
⑤枯⽔季节、地下⽔位下降、海⽔倒灌时,采⽤跨流域、远距离取⽔⽅式。
6.⼯业给⽔有哪些系统,各适⽤于何种情况?①循环给⽔系统,⽕⼒发电、冶⾦、化⼯等冷却⽔⽤量⼤的企业中。
②复⽤给⽔系统,适⽤于在车间排出的⽔可不经过处理或略加处理就可供其它车间使⽤的情况。
7.⼯业⽤⽔量平衡图如何测定和绘制?⽔量平衡图起什么作⽤?查明⽔源⽔质和取⽔量,各⽤⽔部门的⼯艺过程和设备,现有计量仪表的状况,测定每台设备的⽤⽔量、耗⽔量、排⽔量、⽔温等,按⼚区给⽔排⽔管⽹图核对,对于⽼的⼯业企业还应测定管道和阀门的漏⽔量。
了解⼯⼚⽤⽔现状,采取节约⽤⽔措施,健全⼯业⽤⽔计量仪表,减少排⽔量,合理利⽤⽔资源以及对⼚区给⽔排⽔管道的设计都很有⽤处。
给排水工程课后答案详解
排水管网第一章排水系统理论一、名词解释排水体制:污水的不同排除方式所形成的排水系统,称为排水体制。
区域排水系统:将两个以上城镇地区的污水系统统一排除和处理的系统,称作区域排水系统。
排水系统:排水的收集、输送、水质的处理和排放等设施以一定方式组合成的总体。
合流制排水系统:将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内的排除系统。
分流制排水系统:将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。
二、简答题1.排水体制分几类,各类的特点,选择排水体制的原则是什么?1)合流制排水系统:这种系统是在临河岸边建造一条截流干管,同时在合流干管与截流干管相交前或相交处设置溢流井,并在截流干管下游设置污水厂。
晴天和初降雨时所有污水都送至污水厂,处理后排入水体,随着降雨的增加,雨水径流增加,当混合污水流量超过截流干管的输水能力后,就有部分混合污水经溢流井溢出,直接排入水体,成为水体的污染源,使水体遭受污染。
2)分流制排水系统:生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除。
排水系统体制的选择应根据城镇及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用的情况、原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件,从全局出发,在满足环境保护的前提下,通过技术经济比较,综合考虑确定。
21、工业企业的废水,在什么条件下可以排入城市下水道?工业企业的废水不影响城市排水管渠和污水厂等的正常运行,不对养护管理人员造成危害,不影响污水处理厂出水和污泥的排放和利用,满足次条件可以排入城市下水道。
22、排水工程的规划设计,应考虑哪些问题?应考虑这些问题:排水工程的规划设计应符合区域规划以及城市和工业企业的总体规划,并应与城市和工业企业中其他单项工程建设密切配合,相互协调。
排水工程的规划设计要与邻近区域内的污水和污泥的处理和处置协调。
排水工程的规划设计应处理好污染源与集中处理的关系。
排水工程的规划设计要考虑污水经再生后同用的方案。
给水工程课后答案非常牛!!!!!
设计降雨量 Q=Ψ qF(L/s) 3465.4 2211.94 2211.70 1671.68
293.33 187.23 187.21 141.50
4、 雨水管道平面布置如图所示,图中个设计管段的本段汇水面积标注在图上,单位以 104 ㎡计,假定设计流量均从管段起点进入。已知当重现期 P=1a 时,暴雨强度公式为: 暴雨强度 经计算,径流系数Ψ =0.6。取地面集水时间 t1 =10min,折减系数 m=2。各管段的长度以 米计, 管内流速以 m/s 计。 数据如下: L1-2 =120, L2-3 =130, L4-3 =200, L3-5 =200, v1-2 =1.0, v2-3 =1.2,v4-3 =0.85, v3-5 =1.2.。试求各管段的雨水设计流量为多少 L/s?(计算至小数后一位)
取不同的设计重现期时,暴雨强度计算如下表:
设计重现期 5a 2a 1a 0.5a
暴雨强度 q=
2001(1+0.811lgP) (t+8)0.711
293.33 187.23 187.21 141.50
设计降雨量计算如下表:t=20min;F=220000 ㎡;Ψ =0.537 设计重现期 5a 2a 1a 0.5a 暴雨强度 q=
2、 某地有 20 年自记雨量记录资料,每年取 20min 暴雨强度值 4~8 个,不论年次而按大小 排列,取前 100 项为统计资料。其中 i20 =2.12 ㎜/min 排在第二项,试问该暴雨强度的 重现期为多少年?如果雨水管渠设计中采用的统计重现期分别为 2a,1a,0.5a 的暴雨强度, 那么这些值应排列在第几项? 解: 观测资料的年数 N=20,最后取了 100 项,每年选入的平均雨样数 M=5 (1) i20 =2.12 ㎜/min 一项,m=2 其重现期 P= mM = 2×5 (2) P=2a 时 P=1a 时 P=0.5a 时 P= mM
给水工程课后思考题答案解析
第一章给水系统1.由高地水库供水给城市,如按水源和供水方式考虑,应属于哪类给水系统?水源方式属于地表水给水系统,按供水方式属于自流给水系统。
2.给水系统中投资最大的是哪一部分,试行分析。
输配水系统。
3.给水系统是否必须包括取水构筑物、水处理构筑物、泵站、输水管和管网、调节构筑物等,哪种情况下可省去其中一部分设施?不是。
大城市通常不设调节构筑物;地下水水质好可以省略水处理构筑物;水源处于适当高程,可以省去一级泵站或二级泵站或同时省去;城市附近山上有泉水时,可建泉室供水系统不设泵站。
4.什么是统一给水、分质给水和分压给水,哪种系统目前用得最多?统一给水:用同一系统供应生活、生产和消防等各种用水。
分质给水:水源经不同的水处理过程和管网,将不同水质的水供给各类用户。
分压给水:根据水压要求不同而供水。
用得最多的是统一给水系统。
5.水源对给水系统布置有哪些影响?①当地有丰富的地下水,可在城市上游或给水区内开凿管井或大口井。
②水源处于适当高程,能重力输水,可省去泵站;有泉水的,可建泉室。
③地表水为水源时,上游取水,加以处理。
④水源丰富,随用水量增长而发展为多水源给水系统。
⑤枯水季节、地下水位下降、海水倒灌时,采用跨流域、远距离取水方式。
6.工业给水有哪些系统,各适用于何种情况?①循环给水系统,火力发电、冶金、化工等冷却水用量大的企业中。
②复用给水系统,适用于在车间排出的水可不经过处理或略加处理就可供其它车间使用的情况。
7.工业用水量平衡图如何测定和绘制?水量平衡图起什么作用?查明水源水质和取水量,各用水部门的工艺过程和设备,现有计量仪表的状况,测定每台设备的用水量、耗水量、排水量、水温等,按厂区给水排水管网图核对,对于老的工业企业还应测定管道和阀门的漏水量。
了解工厂用水现状,采取节约用水措施,健全工业用水计量仪表,减少排水量,合理利用水资源以及对厂区给水排水管道的设计都很有用处。
第二章设计用水量1.设计城市给水系统时应考虑哪些用水量?①综合生活用水,包括居民生活用水和公共建筑及设施用水。
给水工程(最新第四版)答案
第二章一.过滤基本原理答:过滤是在外力作用下,使悬浮液中的液体通过多孔介质的孔道,而悬浮液中的固体颗粒被截留在介质上,从而实现固、液分离的操作。
二.反冲洗系统的种类。
答:大阻力配水系统:通过系统的水头损失一般大于3m;主要形式为带有干管和穿孔支管的配水系统;中阻力配水系统:通过配水系统的水头损失在0.5~3m,包括:带有干管和穿孔支管外套筛管配水系统;带有干管和筛孔滤头支管配水系统;带有滤头和二次配水系统。
小阻力配水系统:通过系统的水头损失小于0.5m,有格栅、平板孔式和滤头配水系统。
大阻力配水系统水头损失与小阻力配水系统相比,水头损失大,但配、集水均匀性要好。
考虑到压力过滤出水水压一般较高,可以满足反冲洗压力的要求,所以推荐压力过滤器采用大阻力配水。
重力过滤器出水压头低,不能直接用来反洗,需设反冲洗水塔。
三. 反冲洗配水系统作用,试叙反冲洗配水不均匀的绝对性,怎样才能达到配水相对均匀?配水系统的目的:均匀分布反冲洗水,均匀收集过滤水。
根据大阻力配水系统的原理分析,穿孔配水管末端b孔的流量Qb={(S1+S2’)Qa2/(S1+S2”)+(u12+u2 2) / [ (S1+S2”)2g ]}0.5,由此看出首端孔口a 和末端孔口b的出流量是不可能相等的。
但可以通过减小孔口总面积以增大S1,削弱S2’、S2”及配水系统压力不均匀的影响,从而使Qa尽量接近Qb。
而小阻力配水系统则是通过减小上式中的u1、u2至一定的程度,等式右边根号中第二项对布水均匀性的影响将大大削弱,以达到均匀布水的目的,因此无论是大阻力配水系统,或是小阻力配水系统都不可能达到反冲洗配水系统的绝对均匀。
第三章思考题一.目前水的消毒方法主要有哪几种?简要评述各种消毒方法的优缺点。
答:氯:经济有效,有后续消毒效果,技术成熟;对某些病毒芽孢无效,产生臭味;受pH影响,有消毒副产物THMs氯胺:当水中存在有机物和苯酚时,氯胺消毒不会产生氯臭和氯酚臭,且大大减少THMs的生成,能较长时间保持水中余氯;杀菌能力弱,本身是致突变剂ClO:杀菌效果比氯好,不受PH影响,不产生有机卤代物;成本高,现场2制备,使用,设备复杂,管理操作要求高,消毒副产物亚氯酸盐有一定的毒性:除色除臭效果好,杀菌氧化能力均比氯强,溶于水后使DO增加,无毒;O3投资运行成本高,无后续杀菌能力紫外线:杀菌效果好,快速简洁;电耗大,紫外灯管和石英套管需要定期更换,对浊度要求高,有光复活现象二.什么叫自由性氯?什么叫化合性氯?两者消毒效果有何区别?简述两者消毒原理。
给水工程第四版习题答案
给水工程第四版习题答案给水工程是一门涉及供水系统设计、建设和运营的工程学科,它关乎着人们日常生活的方方面面。
而解答给水工程习题则是培养学生对于供水系统设计与运营的能力和技巧的重要手段。
在这篇文章中,我将为大家提供给水工程第四版习题的答案,希望能为学习给水工程的同学们提供一些参考和帮助。
第一章:给水工程概论1. 给水工程的定义是什么?答案:给水工程是指为人类生活和工业生产提供清洁、安全、稳定的饮用水和工业用水的一系列工程和设施。
2. 给水工程的基本任务是什么?答案:给水工程的基本任务包括水源开发、水质处理、输配水系统的设计和建设、供水设备的选型与安装、供水管理与运营等。
3. 请列举几种常见的水源类型。
答案:常见的水源类型包括地表水(如江河、湖泊等)、地下水(如井水、泉水等)和海水淡化。
第二章:水质及其处理1. 什么是水质?答案:水质是指水中所含有的各种物质和微生物的性质和含量。
2. 请列举几种常见的水质指标。
答案:常见的水质指标包括溶解氧、浑浊度、PH值、总硬度、氨氮、总大肠菌群等。
3. 请简要介绍一下常见的水质处理方法。
答案:常见的水质处理方法包括物理处理(如过滤、沉淀等)、化学处理(如消毒、调节PH值等)和生物处理(如活性炭吸附、生物膜处理等)。
第三章:给水系统设计1. 给水系统的基本组成有哪些?答案:给水系统的基本组成包括水源工程、水处理工程、输配水工程和供水设备。
2. 请简要介绍一下给水系统的设计流程。
答案:给水系统的设计流程包括确定供水对象和需水量、选择水源和水源工程、设计输配水系统、确定供水设备和设施、制定供水管理与运营方案等。
3. 给水系统的设计原则有哪些?答案:给水系统的设计原则包括经济性、可靠性、适用性、安全性和环保性。
第四章:供水设备与管网1. 请列举几种常见的供水设备。
答案:常见的供水设备包括泵站、水箱、水泵、阀门、流量计等。
2. 请简要介绍一下给水管网的分类。
答案:给水管网可以分为供水管网和配水管网。
给水工程14-21章课后思考题与习题答案整合版
十四章给水处理概论1.水中杂用按尺寸大小可分成几矣?了解參矣杂质主矣来^*.转点及一般去除方法•答:杂质无外乎两种来源:一就爰自然ii程,例如地展炉4^^质在水中得溥解,水中微生物得繁殖及其死亡残«等;二就是人为0素•即工业废永.农业疳水及生活淸水得污染•水中杂厦按尺寸大小可分成三奂:悬浮物:*浮场尺寸鮫大,易于在水中下沉裁上浮•社径大于OJmrn碍泥矽去除《易,通常在水中很快下沉. 粒径较小得恳浮杨,须投加混疑刑方可去除・胶体杂质:尺寸很小,恋水中长期身4也难下沉,水中所存在得胶体通常有粘土、某些ie®及病#.腐殖质从冬白>«等・有机«分子通常也属于胶体一矣•川米中得胶体一般带有负电荷,有时也含有少量正电荷得金属氢真化物胶体.须加混義剂方可去除• 涿解杂踐:分为有机扬与无机物两矣・它们易水所构成得均相体系,外观逡明,属于真涿液.有得无机涿解物可使水产生色.奂、味・2.了解《生潘饮用水卫生标准》中各/指标得盘义• 各:在《标准》中所列得水倉頊目可分成以下几矣.-真属于感官性状方*得*求・浊度、色度.臭与味以及肉眼可見物寻・第二矣杭是对人体健康有益值不希5过*得化学*质・第三矣就是对人体健康无益但一般情况下JHl也很低得场质・第四英有#物;ft・第五矣学指标,目前仅列细簡总數、总大騎«数与余氯三3.反应S原理用于水处理有何作用与特点?备:反总SSt是化工生产过程中得核心部分、在反直》中所进行得过程,Bt有化学反应过程•又有扬理过tt,彩响因索复杂.在水处理方*引入反应S理论推动了水处《工艺发展.在化工生产过程中,反应》只作为化学反应设备来》立研究,但在水处理中,含义较广近.许多水处理设备与池子柿可作为反A8来进行分析研究,包括化学反应、生扬化学反应以至输理过《等・钢知,水得氯化消♦池,除铁.除铤滤池、生* 滤池、緊疑池、沉淀池等等,甚至一段河流自净过程*可应用反应S原理与方法进行分析.研丸•4.试举出3种厦*传遢机理得实例•苗:质*传遏输可分为:主流伶递;分子扩散传递;紊流扩散传逼・1)主浪传递;物质fit水流主体而務动,它与陵体中物质浓度分布无关,而易浪逹有关•实例:在平浚池中, 物质将随水沆作水平迁移•扬从在水平方向痔浓度变化,栽^是由主流迁移与化雾刖起得•2)分子扩散传递:与滾度样度有关•在静止戎作A流运动得液体中,存在滾度梯度得话,离滾度区內得俎分总就是向低浓度区迁移,最终趋于均匀分布状态,浓度样度消失・矣例:如平浪池存在滾度样度时・3)紊浪扩散伶递:点紊流扶态下,液体厦点不仅其有随水流炕进得运劝,还具有上下左右得休动,且挣有涡就•在绝大多数悄况下,水流往往处于紊流状态.水处理构筑转中绝大部分都戏是紊流扩散.5.3种理«反应S得假定条件就是什么?研究理嫁反应》对水处理设备得设计与療作有何作用• 答:3种理想反AS得假定条件如下1)宪全混合间歇式反应S(CMB型):不存在由物厦迁移而导致得初质输入与输出、且假定就是在憧温下操作・2)完全泯合连埃式反直S CCSTR理):反应S内物料完仝均匀泯合且与输出产物相同得假定■且就農在憧湛下操作•3)推流显反应S(PF S):反应S內帚轴料仪以相同流速平行流幼,而无护散作用•这种流显唯一得质量传递就就是平行浪劝得主流传递•在水处理中,反应》含义较广泛.许多水处理设备易丸子都可作为反虫器来进行分析研究,包括化学反 4 生物化学反应以至扬《过《寻・例如P氯化消♦池,除铁.除猱滤池,生*滤池等等・在水处《方面引入反应器理论,提供了一科分析研丸水处理工艺设备緡方法与总路,推动了水处理工艺发展•通过«化得反应S称反应S, i 然理«反应S内不ft克全准确地措述反应g内所进行得实际过•《,但可近似反应具矣反应S得特征.而且,由理想反直》模型可进一步推岀僞离理毎状态得矣除反宜》模型•6、为什么串联縛CSTR裂反应畠比同体积猖单个CSTR型反直》效呆好?(8’)苓:审联得反应》數愈多,所需反直时间愈短,理论上,当串联得反应》数《—8时,所需反应时间将雄返于CNB型曷PF型得反应时《♦7、《合与返泯合在*念上有何区别?返泯合就是如何it成得?$:CMB与CSTR反应a内得混合就爰两;^^不同得混合.谊才就是罔时进入反应》又«时流出反应a得相同场料之间縛混合,所有物胖在反虫》內停®时间相同;后者就是在不同时间进入反层g又在不同时何流出反应》得物料之间得泯合,物料在反应器内停®时间各不相同,理论上,反应》内物料得停®时间由0 至无穷大・it种停»时佝不«得物料之间混合,在化学反应工《上称之为“返混” •显然,在PF反应8内,戏是不存在返泯現拿得・逢成返混得原0,主*MtA环渝.对济.Mil.浹速不均勺、没备中存在死角以及物厦扩散等等・返泯:广义地说,泛指不同时间进入系统得场料之间得《合,狭义地说,返泯专福物料逆流动方向得流动与混合•8、P F型与CW憂反应25为什么效果相禺?两者优缺点比校•答:在推流型反应g得起端(或开始阶段),物料我Jt在a得高浓度下进行反应,反应速度很快・沿着液沆方向•随着流程增加(我反应时何得延*),物料滾度逐漸降低,反应逮度也曲之逐渐*小・it与间欣式反应》得反应过程就是完全一样得•介它优于闻歌式反应S得在于:间歌丸反应S除了反应时间以外,还«考漆投料与卯料时间,而檢流型反应S为连錢操作• 9>为什么CSTR型反应》生产ft力低于PF型?在PF反直S内,液流以相同流速平行流动,物料滾度点金直于浪动方向呢全混合均匀,但沿流动反侖绝无泯合现拿,羽料滾度在流动方向形成浓度梯度•而在CSTR型反应S内,初料完全均匀混合,无论进O端还<Atb 口端•滾A都相《・PF型反应SA进口端就是在高滾度a下进行反应,反应it準离,只就是点出O端才低浚度Ce下进行反应•而CSTR显始终在低浚度Ce下进行反应"故反应g始终处于低反应速率下操作,这紅就爰CSTR型反应》生产ft力低于PF型碍原因・10.何谓“纵向分微模裂"(PFD)?纵向分««对水处理设各得分析研丸有何作用?(7’ )答:实际及应器总就是介于推流型与完全混合连续流型之间。
给水工程(最新第四版)答案
第二章一.过滤基本原理答:过滤是在外力作用下,使悬浮液中的液体通过多孔介质的孔道,而悬浮液中的固体颗粒被截留在介质上,从而实现固、液分离的操作。
二.反冲洗系统的种类。
答:大阻力配水系统:通过系统的水头损失一般大于3m;主要形式为带有干管和穿孔支管的配水系统;中阻力配水系统:通过配水系统的水头损失在0.5~3m,包括:带有干管和穿孔支管外套筛管配水系统;带有干管和筛孔滤头支管配水系统;带有滤头和二次配水系统。
小阻力配水系统:通过系统的水头损失小于0.5m,有格栅、平板孔式和滤头配水系统。
大阻力配水系统水头损失与小阻力配水系统相比,水头损失大,但配、集水均匀性要好。
考虑到压力过滤出水水压一般较高,可以满足反冲洗压力的要求,所以推荐压力过滤器采用大阻力配水。
重力过滤器出水压头低,不能直接用来反洗,需设反冲洗水塔。
三. 反冲洗配水系统作用,试叙反冲洗配水不均匀的绝对性,怎样才能达到配水相对均匀?配水系统的目的:均匀分布反冲洗水,均匀收集过滤水。
根据大阻力配水系统的原理分析,穿孔配水管末端b孔的流量Qb={(S1+S2’)Qa2/(S1+S2”)+(u12+u2 2) / [ (S1+S2”)2g ]}0.5,由此看出首端孔口a 和末端孔口b的出流量是不可能相等的。
但可以通过减小孔口总面积以增大S1,削弱S2’、S2”及配水系统压力不均匀的影响,从而使Qa尽量接近Qb。
而小阻力配水系统则是通过减小上式中的u1、u2至一定的程度,等式右边根号中第二项对布水均匀性的影响将大大削弱,以达到均匀布水的目的,因此无论是大阻力配水系统,或是小阻力配水系统都不可能达到反冲洗配水系统的绝对均匀。
第三章思考题一.目前水的消毒方法主要有哪几种?简要评述各种消毒方法的优缺点。
答:氯:经济有效,有后续消毒效果,技术成熟;对某些病毒芽孢无效,产生臭味;受pH影响,有消毒副产物THMs氯胺:当水中存在有机物和苯酚时,氯胺消毒不会产生氯臭和氯酚臭,且大大减少THMs的生成,能较长时间保持水中余氯;杀菌能力弱,本身是致突变剂ClO:杀菌效果比氯好,不受PH影响,不产生有机卤代物;成本高,现场2制备,使用,设备复杂,管理操作要求高,消毒副产物亚氯酸盐有一定的毒性:除色除臭效果好,杀菌氧化能力均比氯强,溶于水后使DO增加,无毒;O3投资运行成本高,无后续杀菌能力紫外线:杀菌效果好,快速简洁;电耗大,紫外灯管和石英套管需要定期更换,对浊度要求高,有光复活现象二.什么叫自由性氯?什么叫化合性氯?两者消毒效果有何区别?简述两者消毒原理。
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《给水工程》课后习题答案十四章 给水处理概论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。
答:杂质无外乎两种来源:一是自然过程,例如地层矿物质在水中的溶解,水中微生物的繁殖及其死亡残骸等;二是人为因素,即工业废水、农业污水及生活污水的污染。
水中杂质按尺寸大小可分成三类:悬浮物:悬浮物尺寸较大,易于在水中下沉或上浮。
粒径大于0.1mm 的泥砂去除较易,通常在水中很快下沉。
粒径较小的悬浮物,须投加混凝剂方可去除。
胶体杂质:尺寸很小,在水中长期静置也难下沉,水中所存在的胶体通常有粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。
有机高分子物质通常也属于胶体一类。
天然水中的胶体一般带有负电荷,有时也含有少量正电荷的金属氢氧化物胶体。
须加混凝剂方可去除。
溶解杂质:分为有机物和无机物两类。
它们与水所构成的均相体系,外观透明,属于真溶液。
有的无机溶解物可使水产生色、臭、味。
2、了解《生活饮用水卫生标准》中各项指标的意义。
答:在《标准》中所列的水质项目可分成以下几类。
一类属于感官性状方面的要求。
浊度、色度、臭和味以及肉眼可见物等。
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。
第四类有毒物质。
第五类细菌学指标,目前仅列细菌总数、总大肠菌数和余氯三项。
3、反应器原理用于水处理有何作用和特点?答:反应器是化工生产过程中的核心部分.在反应器中所进行的过程,既有化学反应过程,又有物理过程,影响因素复杂。
在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。
在化工生产过程中,反应器只作为化学反应设备来独立研究,但在水处理中,含义较广泛。
许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究,包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。
例如,水的氯化消毒池,除铁、除锰滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等,甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。
4、试举出3种质量传递机理的实例。
答:质量传递输可分为:主流传递;分子扩散传递;紊流扩散传递。
1)主流传递:物质随水流主体而移动,它与液体中物质浓度分布无关,而与流速有关。
实例:在平流池中,物质将随水流作水平迁移。
物质在水平方向的浓度变化,是由主流迁移和化学引起的。
2)分子扩散传递:与浓度梯度有关。
在静止或作层流运动的液体中,存在浓度梯度的话,高浓度区内的组分总是向低浓度区迁移,最终趋于均匀分布状态,浓度梯度消失。
实例:如平流池存在浓度梯度时。
3)紊流扩散传递:在紊流状态下,液体质点不仅具有随水流前进的运动,还具有上下左右的脉动,且伴有涡旋。
在绝大多数情况下,水流往往处于紊流状态。
水处理构筑物中绝大部分都是紊流扩散。
5、3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。
答:3种理想反应器的假定条件如下1)完全混合间歇式反应器(CMB 型):不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出、且假定是在恒温下操作。
2)完全混合连续式反应器(CSTR 型):反应器内物料完全均匀混合且与输出产物相同的假定,且是在恒温下操作。
3)推流型反应器(PF 型):反应器内的物料仅以相同流速平行流动,而无扩散作用。
这种流型唯一的质量传递就是平行流动的主流传递。
在水处理中,反应器含义较广泛。
许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究,包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。
例如,氯化消毒池,除铁、除猛滤池,生物滤池等等。
在水处理方面引入反应器理论,提供了一种分析研究水处理工艺设备的方法和思路,推动了水处理工艺发展。
通过简化的反应器称理想反应器,虽然理想反应器内不能完全准确地描述反应器内所进行的实际过程,但可近似反应真实反应器的特征。
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。
6、为什么串联的CSTR 型反应器比同体积的单个CSTR 型反应器效果好?(8’)答:串联的反应器数愈多,所需反应时间愈短,理论上,当串联的反应器数∞→n 时,所需反应时间将趋近于CMB 型和PF 型的反应时间。
7、混合与返混合在概念上有何区别?返混合是如何造成的?答:CMB 和CSTR 反应器内的混合是两种不同的混合。
前者是同时进入反应器又同时流出反应器的相同物料之间的混合,所有物料在反应器内停留时间相同;后者是在不同时间进入反应器又在不同时间流出反应器的物料之间的混合,物料在反应器内停留时间各不相同,理论上,反应器内物料的停留时间由0至无穷大。
这种停留时间不同的物料之间混合,在化学反应工程上称之为“返混”。
显然,在PF 反应器内,是不存在返混现象的。
造成返混的原因,主要是环流、对流、短流、流速不均匀、设备中存在死角以及物质扩散等等。
返混:广义地说,泛指不同时间进入系统的物料之间的混合,狭义地说,返混专指物料逆流动方向的流动和混合。
8、PF 型和CMB 型反应器为什么效果相同?两者优缺点比较。
答:在推流型反应器的起端(或开始阶段),物料是在C 0的高浓度下进行反应,反应速度很快。
沿着液流方向,随着流程增加(或反应时间的延续),物料浓度逐渐降低,反应速度也随之逐渐减小。
这与间歇式反应器的反应过程是完全一样的。
介它优于间歇式反应器的在于:间歇式反应器除了反应时间以外,还需考滤投料和卸料时间,而推流型反应器为连续操作。
9.为什么CSTR型反应器生产能力低于PF型?在PF反应器内,液流以相同流速平行流动,物料浓度在垂直于流动方向完全混合均匀,但沿流动反向绝无混合现象,物料浓度在流动方向形成浓度梯度。
而在CSTR型反应器内,物料完全均匀混合,无论进口端还是出口端,浓度都相同。
PF型反应器在进口端是在高浓度C0下进行反应,反应速率高,只是在出口端才在低浓度Ce下进行反应。
而CSTR型始终在低浓度Ce下进行反应,故反应器始终处于低反应速率下操作,这就是CSTR型反应器生产能力低于PF型的原因。
10、何谓“纵向分散模型”(PFD)?纵向分散模型对水处理设备的分析研究有何作用?(7’)答:实际反应器总是介于推流型和完全混合连续流型之间。
纵向分散模型就是在推流型基础上加上一个纵向的混合,而这种混合又可设想为一种扩散所引起的,其中既包括分子扩散、紊流扩散,又包括短流、环流、流速不均匀等。
只要这种模型与实际所研究的对象基本等效,不必去深究扩散机理及其它细节。
纵向分散模型介于CSTR型和PF 型之间,所以在对水处理设备的分析研究中采用此模型更贴近实际反应器模,在水处理中,沉淀池、氯消毒池、生物滤池、冷却塔等,均可作为PFD型反应器来进行研究。
第十五章混凝1、何谓胶体稳定性?试用胶粒间互相作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。
答: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。
胶体稳定性分”动力学稳定”和’聚集稳定”两种。
动力学稳定性系指颗粒布朗运动对抗重力影响的能力,粒子愈小,动力学稳定性愈高。
聚集稳定性系指胶体粒子之间不能相互聚集的特性。
胶体粒子很小,比表面积大从而表面能很大,在布朗运动作用下,有自发地相互聚集的倾向。
但由于粒子表面同性电荷的斥力作用或水化膜的阻碍使这种自发聚集不能发生。
胶体稳定性,关键在于聚集稳定性。
对憎水胶体而言,聚集稳定性主要决定于胶体颗粒表面的动电位即ζ电位,ζ电位愈高,同性电荷斥力愈大。
虽然胶体的ζ电位是导致聚集稳定性的直接原因,但研究方法却可从两胶粒之间相互作用力及其与两胶粒之间的距离关系来评价。
DLVO理论认为,当两个胶粒相互接近以致双电层发生重叠时,便产生静电斥力,其与两胶粒表面间距x有关,用排斥势能E R表示,排斥势能随x增大而指数关系减小。
相互接近的两胶粒之间同时还存在范德华引力,用吸引势能E A表示,与x成反比。
当0a<x<oc时,排斥势能占优势,x=0b时,排斥势能优势最明显,用Emax表示,称排斥能峰。
只有当x<0a时,吸引势能随间距急剧增大,凝聚才会发生。
要使两胶粒表面间距小于0a,布朗运动的动能首先要能克服排斥能峰Emax才行。
然而,胶体布朗运的动能远小于Emax,两胶粒之间距离无法靠近到Oa以内,故胶体处于分散稳定状态。
对于亲水胶体(如有机胶体或高分子物质)而言,水化作用确是胶体聚集稳定性的主要原因。
它们的水化作用往往来源于粒子表面极性基团对水分子的强烈吸附,使粒子周围包裹一层较厚的水化膜阻碍胶粒相互靠近。
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值的关系。
答:压缩双电层机理:当向溶液中投加电解质,使溶液中反离子浓度增高,加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中,使扩散层的厚度减小。
从而不仅两胶粒吸引力相应变大,并且造成电位相应降低,使胶粒间的相互排斥力减少。
此时,合力由斥力变成引力,胶粒得以迅速凝聚。
吸附-电中和机理:胶粒表面吸附异号离子、异号胶粒、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,降低了ξ电位,使胶体颗粒更易于聚沉。
这种吸附作用的驱动力包括静电力、氢键、配位键和范德华力等等。
此机理可解释再稳现象。
胶粒吸附了过多的反离子,使原来的电荷变号,排斥力变大,从而发生了再稳现象。
吸附架桥作用:是指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将他们连接起来。
网捕-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,可以网捕、卷扫水中胶体以致产生沉淀分离。
所需混凝剂量与原水杂质含量成反比。
根据原水水质不同,在同一原水混凝中可能发生多种作用机理。
无论哪一种作用机理都并非十全十美。
硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系:pH<3时,简单水和铝离子可压缩双电层作用。
pH=4.5-6.0范围内时,主要是多核羟基配合物对负电荷胶体起吸附-电中和作用;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。
天然水的pH一般在6.5-7.8之间,铝盐的混凝作用主要是吸附架桥和电性中和。
当铝盐投加量过大,可起网捕和卷扫作用。
在一定的PH 值下,几种作用都可能同时存在,只是程度不同。
如果水中胶粒含量过低,往往需要投加大量铝盐混凝剂使之产生卷扫作用才能发生混凝作用。
3.高分子混凝剂投量过多时,为什么混凝效果反而不好?答:如投加量过大时,胶体颗粒表面被高分子所覆盖,两胶粒接近时,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,使胶体不能聚集。
最佳投量应是既能把胶粒快速絮凝起来,又可使絮凝起来的最大胶粒不易脱落。