西安建筑科技大学水质工程学复习题1

1.名词解释1.普通快滤池：指传统的快滤池布置形式，滤料一般为单层细砂级配滤料或煤，砂双层滤料。

冲洗采用单水冲洗，冲洗水由水箱或水泵供给。

2.自由性余氯：当水中存在不以氯胺形式的没被消耗的氯，称为自由性余氯。

化合性余氯：在规定的接触时间终了时，以氯胺（一氯胺，二氯胺，三氯胺）和有氯胺形式存在的余氯。

3.滤料不均匀系数K80：d80是通过滤重量80%的筛孔孔径：d10是通过滤料重量10%的筛孔孔径：k80=d80/d10，它表示滤料粒径的不均匀系数k80.4.给水水源杂质：按不同原则，可以对天然水体中的杂质进行分类。

（1）按水中的杂质的尺寸，可以分为溶解物，胶体颗粒，悬浮物三种。

（2）从化学结构上可将水中杂质分为无机物，有机物，生物等，（3）按杂质的来源可以分为天然物和污染性杂质。

5.同向絮凝：由水力或机械搅拌所造成的流体运动引起的颗粒碰撞狙击称之为同向絮凝。

异向絮凝：两个胶体颗粒向不同的方向运动而发生碰撞聚集的情况。

6.截留沉速：在沉淀区始端位于水表面的颗粒处于最不利位置，如果这个颗粒的运动轨迹恰与池底末端相交，那这一粒径的颗粒恰在此时能全部沉淀，这个恰能沉淀的速度称为截留速度。

7.滤料级配：滤料级配是指滤料粒径范围及在此范围内不同粒径的滤料所占的百分比。

8.截留沉速与表面负荷率：颗粒的截留沉速u与沉淀池表面负荷 Q/A相等。

但含义不同，表面负荷代表自池顶A开始下沉所能全部去除的颗粒中的最小颗粒的沉速；而截留沉速u。

反映了沉淀池所能全部去除的颗粒中的最小颗粒沉速。

9.滤料粒径级配：指滤料中各种历经颗粒所占的重量比例。

10.吸附架桥作用：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通过架桥连接，宁极为打的聚集体而脱稳聚沉。

压缩双电层作用：通过与他所双电层是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为吸引力为主，胶体颗粒间就会发生凝集。

吸附-电中和作用：指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，减少了胶体颗粒的静电斥力，使胶体颗粒更易于聚沉。

网捕-卷扫作用：指投加到水中的铝盐、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，讲水中的胶体颗粒和悬浮浊质颗粒捕获卷扫下来。

11.助凝剂：凡能提高或改善混凝作用效果的化学药剂可称为助凝剂。

12.生物活性炭法：利用臭氧额活性炭相结合的水处理方法。

13.大、小阻力配水系统：加大配水孔眼的水力阻抗s2,使之和配水系统内s1水力阻抗相比甚小，则阻抗比趋近于1，从而使流量比也接近于1.按这种原理设计出来的配水系统成为大阻力配水系统。

为了达到均匀分布反冲洗水的要求，尽量减少水力阻抗s。

使S与（S1+S2）相比甚小，也能使阻抗比趋于1，使流量比接近于1，按这种原理设计出来的配水系统成为小阻力配水系统。

14.自由沉淀、拥挤沉淀、絮凝沉淀自由沉淀：指颗粒在沉淀过程中，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的沉淀；拥挤沉淀：指颗粒在沉淀过程中，彼此相互干扰，活着收到容器壁的干扰的沉淀；絮凝沉淀：利用絮凝剂使水中悬浮杂质形成较粗大的絮凝体，再通过自由沉淀的沉淀。

15.浅池理论：按照理想沉淀池原理，在保持截留沉速u。

和水平流速v都不变的条件下，减少沉淀池的深度，就能相应地减少沉淀时间和缩短沉淀池的长度。

即为浅池理论。

二、填空题1.为了改变滤池滤料在反冲洗时产生的水力分级现象，以提高滤层含污能力，采用的方法有（就滤料而言）：双层滤料、均质滤料、三层滤料或混合滤料。

2.在絮凝过程中，影响其效果的因素有：水温、水的PH和碱度、水中的悬浮物浓度、水力条件。

3.常见的混凝剂有硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁、聚合氯化铝。

4.采用高速水流反冲洗的滤池有压力滤池、移动罩滤池、重力式无阀滤池。

采用气水反冲洗的滤池有V型滤池。

5.直接过滤有接触过滤、微絮凝过滤两种方式。

6.水流稳定性以弗劳德数Fr判别，Fr增大表明重力作用相对减少，惯性作用相对增大。

7.我国的生活饮用水的细菌学标准：细菌总数100CFU/ml，大肠菌数每100ml不得检出，游离性余氯接触30min后为不低于0.3mg/L，管网末端为不低于0.5mg/L。

8.影响混凝的四大条件是：原水性质、投加混凝剂的各类与数量、相关水利条件、使用的絮凝设备。

9.滤池反冲洗的方式有单水高速反冲洗、表面助凝加高速反冲洗和气水联合反冲洗。

10.双层滤料组成为：上层为较大粒径，较小密度的滤料；下层为较小粒径、较大密度的滤料。

11.高浊度水在沉淀初期，容器中的水分清水区、等浓度区、变浓度区、压实区四个区。

沉淀区过程中等浓度区最早消失。

12.胶体稳定性的条件有动力稳定性、带电稳定性、溶剂化作用稳定性；胶体不稳定因素有胶体的双电层结构和胶体间相互作用。

13.普通快滤池的四个阀门指清水阀、浑水进水阀、冲洗水阀、冲洗废水排水阀。

14.快滤池冲洗方法有：反冲洗、反冲洗辅以表面冲洗、反冲洗辅以压缩空气。

15.饮用水消毒的方法有：氯气消毒法、二氧化氯消毒法、臭氧消毒法、氯胺消毒法、紫外线消毒法。

16.混凝剂雨水的混合阶段要求的G值700-1000s-1；絮凝阶段要求的G值20-70s-1，GT值10000-100000.17.胶体杂质颗粒脱稳的方式有：压缩双电层、吸附-电中和、吸附架桥。

18.在过滤过程中，水中微粒通过迁移和吸附两种过程而被截留。

三.简答题1.简述粒状滤料杂质截留机理？过滤的主要作用是悬浮颗粒与滤料颗粒之间的吸附与迁移作用的结果。

当含有杂质颗粒的水从上而下通过滤料层时，杂志颗粒在拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用下，会脱离流线而与滤料表面接近，这是一种物理力学作用。

杂志颗粒在物理力学作用靠近滤料颗粒表面，在范德华力和静电力相互作用下，以及某些化学键和特殊的化学吸附力作用下，被吸附于滤料表面上，或者吸附在滤粒表面上原先粘附的颗粒上。

2.影响混凝效果的主要因素有哪些？这些因素是如何影响混凝效果的？水温（水温低，絮凝体形成缓慢，絮凝颗粒细小、效果差。

水解慢。

水温过高，混凝剂水解反应过快，形成的絮凝体水合作用增强、松散不易沉降）水的PH与碱度、水中（PH与水中胶体颗粒的表面电荷和电位及水解反应有关，不同的表面电荷和电位价所需混凝剂不同，不同的混凝剂的最佳水解反应所需PH也不同，而混凝剂与原水发生水解反应而消耗水中碱度而使水中的PH降低。

）各种化学成分的含量与性质（水中悬浮物浓度很低时，颗粒碰撞速率大大减小，混凝效果差。

通常采用投加高分子助凝剂或矾花核心类助凝剂等方法来提高混凝效果）水利条件（整个混凝过程可以分为两个阶段;混合和反应。

混合阶段的要求是使药剂迅速均匀地扩散到全部水中使之能在水中水解聚合并使胶体颗粒脱稳凝集，混合要求快速和距离搅拌，在几秒钟或一分钟内完成。

反应阶段的要求是使混凝剂的微粒通过絮凝形成大的具有良好沉淀性能的絮凝体。

压缩双电层迁移和吸附-电中和、吸附架桥。

吸附两种过程而被截留。

反应阶段的搅拌强度或水流速度应随着絮凝体的解答而逐渐降低，以免结大的絮凝体被打碎。

）3.为什么无阀滤池在实际应用中总是两个或两个以上共同工作？当冲洗水头大于平均冲洗水头Ha时，整个滤层将全部膨胀起来。

若冲洗水箱水深vh较大时，在冲洗初期的最大冲洗水头Hmax下，有可能将下层部分滤料冲出滤池。

因此，减少冲洗水箱水深，可减小冲洗强度的不均匀程度，从而避免上述现象发生。

两格以上滤池合用一个冲洗水箱可以收到如上效果。

4.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？氯氧化、臭氧、二氧化氯。

氯氧化：优点是具有余氯的持续消毒作用，价值成本较低、操作简单、投量准确、不需要庞大的设备；缺点是原水中有机物高时会产生有机氯化物、原水中含酚是产生氯酚味及氯气有毒，使用时需注意安全防止漏氯。

臭氧：具有强氧化能力，对微生物、病毒、芽孢等均有杀伤力，消毒效果好，接触时间短，可有效地去除铁锰等物质，且不会生成有机氯化物。

缺点是臭氧在水中不稳定，易挥发、无持续消毒作用，可能存在有毒中间产物，生产设备较复杂、投资较大，电耗高。

二氧化氯：强氧化能力，可除臭、去色、氧化锰、铁等物质；不会与水中有机物作用生成氯化物，杀菌效果好；缺点是成本较高、一般需现场随时制取使用，设备较复杂、5.理想沉淀池应符合哪些条件？其沉淀速率与池子的深度、长度、表面积关系如何？符合规定：（1）颗粒处于自由沉淀状态。

即在沉淀过程中，颗粒之间互不干扰，颗粒的大小、形状和密度不变，因此，颗粒的沉速始终不变。

（2）水流沿水平方向流动。

在过水断面上，各点流速相等，并在流动过程中流速始终不变。

（3）颗粒沉到池底即认为已被去除，不再返回水流中。

Uo=Hu/L=HuB/LB=Q/A 即Uo=Q/A=q （u为颗粒下沉速度，V是池的体积，q是表面负荷或过流率）q-单位沉淀池面积在单位时间内所能处理的水量。

它的意义：表面负荷（过流率）在数值上等于可从废水中全部分离的最少颗粒的沉速Uo；Uo-最小颗粒沉速，q越小，具有沉速U>=Uo 的颗粒占悬浮固体总量的百分数越大。

即去除率越高。

沉降效率仅为沉淀池表面积的函数，而与水深无关。

当沉淀池容积为定值时，池子越浅，即A值越大，沉淀效率越高——浅池沉淀原理。

6.什么叫折点加氯？出现折点加氯的原因是什么？当水中有机物主要为氨和氮化物，其实际需氯量满足后，加氯量增加，余氯量增加，但是后者增长缓慢，一段时间后，加氯量增加，余氯量反而下降，此后加氯量增加，余氯量又上升，此折点后自由性余氯出现，继续加氯消毒效果最好，即折点加氯。

原因：当余氯为化合性氯时，发生反应，是氯胺被氧化为不起消毒作用的化合物，余氯会逐渐减小，但一段时间后，消耗氧的杂质消失，出现自由性余氯时，随加氯量增加，余氯又会上升。

利：原水受严重污染时，可降低水的色度，去除恶臭，降低水中有机物含量，提高混凝效果。

弊：水中有机污染物与氯生成三卤甲烷，必须预处理或深度处理。

7.什么叫负水头？它对过滤和冲洗有何影响？如何避免滤层中“负水头”产生。

过滤过程中，当滤层截留了大量杂质，以致砂面以下某一深度处的水头损失超过该处水深时，便出现负水头现象。

滤层出现负水头现象后，由于压力减小，原来溶解在水中的气体有些会不断释放出来。

释放出来的气体对过滤有两个破坏作用：一是增加滤层局部阻力，减少有效过滤面积，增加过滤时的水头损失，严重时会影响滤后水质；二是气体会穿过滤层，上升到滤池表面，有可能把部分细滤料或轻质滤料带上来，从而破坏滤层结构。

在反冲洗时，气体更容易将滤料带出滤池，造成滤料流失。

要避免出现负水头现象，一般有两种解决方法，一是增加滤层上的水深，而使是滤池出水水位等于或高于滤层表面。