(完整word版)水质工程学(Ⅰ)例题、思考题、习题参考答案

22m，平均水深2.8m。试设计各廊道宽度并计算絮凝池长度。
）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
＝9.9min； ＝2 =2*9.9=19.8min
2个CSTR反应器串联，所需消毒时间比1个反应器大大缩小。串联的反应器数量
水的主要物理化学处理方法。
计），含铁量一般
以下，个别达30mg/L。
《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006) 分类指标。
pH值、总硬度、铁、锰、铜、锌、挥发酚
、水体的富营养化：
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。
pH条件下，铝盐可能产生的混凝机理不同。何种作用机理为主，决定于铝盐的投加量、pH、
pH值直接影响Al3+的水解聚合反应。
简单的水合铝离子起压缩双电层作用；
～5 多核羟基络合物起吸附电性中和作用；除色时适宜。
～7.5 氢氧化铝聚合物起吸附架桥作用；絮凝的主要作用，除浊时最佳。
195W，设3座絮凝池搅拌功率分别为：P1=100W，P2=60W，P3=35W，试问
pH值范围较宽，最佳投加量范围宽，一定范围内过
pH值大幅度下降，不会突然出现混凝效果很差的现象；由于聚合氯化铝的盐
pH值和碱度
pH值范围宽；与三氯化铁相比腐蚀性大大降低；处理后水的色度和铁离子含量均较低。
什么叫助凝剂？常用的有哪几种？在什么情况下需要投加助凝剂？
吸附架桥改善已形成的絮体结构；如活化硅酸（SiO2 nH2O）、骨胶、聚丙烯酰胺（PAM）等高
∑b＝3.6+4+5+5.2＝17.8m
δ＝0.1m，共19块隔板，则絮凝池总长度L为：
＝17.8+19*0.1＝19.7m
①水中胶体的性质；②混凝剂在水中的水解；③胶体与混凝剂的相互作用。
何谓胶体稳定性？
胶体的凝聚机理。
4个方面：压缩双电层作用、吸附—电中和作用、吸附—架桥作用、网捕—卷扫
pH值、碱度、水中浊质颗粒浓度、水中有机污染物、混凝剂种类
20～30℃之间。水温低时，絮凝体形成
值：pH主要从两方面影响混凝效果：1、水的pH值直接与水中胶体颗粒的表面电荷和电位有关，
pH值下胶体颗粒的表面电荷和电位不同，所需要的混凝剂量也不同；2、水的pH值对混凝
不同的混凝剂的最佳水解反应所需要的pH值范围不同。因此水的pH值
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？
型（推流型）优于单个CSTR型（完全混合连续型）。
CSTR型（完全混合连续型）型反应器，故宜分格串联。分格愈多，愈接近
PF型（推流型），絮凝效果愈好。
影响混凝效果的主要因素有哪几种？这些因素是如何影响混凝效果的？
调节原水酸碱度，促进混凝剂水解；如投加石灰、硫酸等；
破坏水中有机污染物对胶体颗粒稳定作用，改善混凝效果；如投加Cl2、O3等；
改善混凝剂形态，促进混凝效果。如硫酸亚铁作混凝剂使用时，应将Fe2+氧化成Fe3＋。
何谓同向絮凝和异向絮凝？两者的絮凝速率（或碰撞速率）与哪些因素有关？
与颗粒的数量浓度平方成正比，而与颗粒尺寸无关。
高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？
1）、压缩双电层作用：电位最多可降至0，因而不能解释以下两种现象：（1）混凝剂投加过多，
（2）与胶粒带同样电荷的聚合物或高分子有机物也有好的凝集效果。
2）、吸附—电中和作用：胶体颗粒与异号离子作用，首先是吸附，然后才是电荷中和，因此当投
3）、吸附—架桥作用：当高分子物质投加过多时，胶体颗粒表面被高分子所覆盖，两个胶体颗粒
G值。即絮凝过程中，G值应自进口至出口逐渐减小。
河水总碱度0.1mmol/L（按CaO计），硫酸铝（含Al2O3约16％）投加量为25mg/L。问是否需
50000m3，试问水厂每天约需要多少千克
50％计）？
设聚合铝[A12(OH)n?Cl6-n]m在制备过程中，控制m＝5，n＝4，试求该聚合铝的碱化度为多少？
S、SO2、NH3等溶解气体分子。
各种典型水质特点。（数值可不记）
70～
之间。硬度较低，通常在50～400mg/L(以CaCO
计）之间。江河水易受工业废水和生活污
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
，大部分地下水含盐量在100～5000mg/L, 硬度通常在100～500mg/L(以CaCO
G成正
混凝实验的操作过程，采用何种混凝剂，用理论说明混凝实验中出现的水质变化。
PAC）、聚合氯化铁、聚丙烯酰胺（PAM）。
5题及实验。
絮凝过程中，G值的真正涵义是什么？沿用已久的G值和GT值的数值范围存在什么缺陷？请
G值公式。
值反映了能量消耗的概念，即一个瞬间受剪而扭转的单位体积水流所消耗的功率。
）采用PF型反应器所需絮凝时间为多少分钟？
）采用CSTR反应器（如机械搅拌絮凝池）所需絮凝时间为多少分钟？
）采用4个CSTR型反应器串联所需絮凝时间为多少分钟？
P74式3-41、42、43
）将题中数据代入公式得： ＝ln4/(5.14×10-5×30)＝899s＝15min
）将题中数据代入公式得： ＝（4-1）/(5.14×10-5×30)＝1946s＝32min
-液或液-液分离的方法。
-液混合物通过多孔材料（过滤介质），从而截留固体并使液体（滤液）通过的过程。
通常在水处理中指固相材料浸在液相或气相中，液相或气相物质固着到固相表面的传质现象。
在分子结构上具有可交换的酸性或碱性基团的不容性颗粒物质，固着在这些基团上的正、
pH调整到接近中性或是调整到平衡pH值的任何处理。
某水厂采用精制硫酸铝作为混凝剂，其最大投量为35 mg/L。水厂设计水量100000m3/d。混凝
3次，溶液浓度按10％计，试求溶解池和溶液池体积各为多少？
隔板絮凝池设计流量为75000m3/d。絮凝池有效容积为1100m3，絮凝池总水头损失为0.26m。
G值和GT值各为多少？（水厂自用水量为5％）
b＝Q/Hv＝0.92/（2.8*0.55）=0.597m≈0.6m
b＝Q/Hv＝0.92/（2.8*0.25）=1.3m
4段、各段廊道宽度和流速见下表。
1 2 3 4
m） 0.6 0.8 1.0 1.3
m/s） 0.55 0.41 0.33 0.25
6 5 5 4
m） 3.6 4 5 5.2
1章 水质与水质标准
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。
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）。
10nm-100nm）, 具有稳定性，;、Cl-等离子，HCO
-、SO42-等酸根，O2、CO2、
4）、网捕—卷扫作用：金属氢氧化物在形成过程中对胶粒的网捕与卷扫，所需混凝剂与原水杂质
目前我国常用的混凝剂有哪几种？各有何优缺点？
（无机盐类：）硫酸铝、三氯化铁；（高分子混凝剂：）聚合氯化铝（PAC）、聚
pH值范围较宽，投加量比硫酸铝小。但三氯化铁固体
PAC）：聚合氯化铝作混凝剂时，形成混凝体速度快，絮凝体大而密实，沉降性能好；
ζ电
ζ电位降低至某一数值（临界电位ζk）使胶体颗粒总势能曲线上的势垒处Emax=0时，
—电中和作用：
—架桥作用：
“胶粒-高分子-胶粒”的絮凝体。
—卷扫作用：
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
pH值的关系。
ζ电位降低。
—电中和作用是异号离子、异号胶体颗粒、带异号电荷的高分子中和胶体颗粒本身所带部分
）将题中数据代入公式得： ＝（41/4-1）/(5.14×10-5×30)＝269s
＝4 ＝4×269＝1076s＝18min
4个机械絮凝池串联时，絮凝效