给水工程课后思考题答案15-19章
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十四章:
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:水中杂质按尺寸大小可分成三类:
1)悬浮物和胶体杂质:
悬浮物尺寸较大,易于在水中下沉或上浮。但胶体颗粒尺寸很小,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。
粒径大于0.1mm的泥砂去除较易,通常在水中很快下沉。而粒径较小的悬浮物和胶体物质,须投加混凝剂方可去除。
2)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。但有的无机溶解物可使水产生色、臭、味。无机溶解杂质主要的某些工业用水的去除对象,但有毒、有害无机溶解物也是生活饮用水的去除对象。有机溶解物主要来源于水源污染,也有天然存在的。
3、了解《生活饮用水卫生标准》中各项指标的意义。(7’)
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,如不的水度、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。
4、反应器原理用于水处理有何作用和特点?(7’)
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,不的氯化消毒池,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。
9、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C0的高浓度下进行的,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。这也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,还需考虑投料和卸料时间,而推流型反应器为连续操作。
11、何谓“纵向分散模型”?纵向分散模型对水处理设备的分析研究有何作用?(7’)
答: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。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,所以在对水处理设备的分析研究中采用此模型更简单方便。
第十五章混凝
思考题
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。原因P255最后一段。
4、目前我国常用的混凝剂有哪几种?各有何优缺点?
答:铝系:硫酸铝明矾聚合氯化铝(PAC)聚合硫酸铝(PAS)铁系:三氯化铁硫酸亚铁聚合硫酸铁(PFS)聚合氯化铁(PFC)有机高分子混凝剂:聚丙烯酰胺(PAM)
优缺点:
7.何谓同向絮凝和异向絮凝?两者絮凝速率(或碰撞数率)与哪些因素有关?
同向絮凝:由流体运动所造成的颗粒碰撞聚集称为同向絮凝。其数率与颗粒直径的三次方成正比,与颗粒数量浓度平方成正比,以及速度梯度一次方成正比。
异向絮凝:由布朗运动所造成的颗粒碰撞聚集称异向絮凝。其数率与水温成正比,与颗粒的数量浓度平方成反比。
11.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?
影响混凝效果的主要因素有水温,水的PH值和碱度及水中悬浮物浓度。
水温:a无机盐的水解是吸热反应低温水混凝剂水解困难。
b低温水的粘度大,使水中杂质颗粒布朗运动强度减弱,碰撞机会减少,不利于胶粒脱稳混凝
c水温低时胶体颗粒水化作用增强,妨碍胶体混凝
d水温与水的PH值有关
PH值:对于硫酸铝而言,水的PH值直接影响铝离子的水解聚合反应,亦即影响铝盐水解产物的存在形态。
对三价铁盐混凝剂时PH在6.0-8.4之间最好
高分子混凝剂的混凝效果受水的PH值影响比较小
悬浮物浓度:含量过低时,颗粒碰撞速率大大减小,混凝效果差。含量高时,所需铝盐或铁盐混凝剂量将大大增加。
15.当前水厂中常用的絮凝设备有哪几种?各有何优缺点?在絮凝过程中,为什么G值应自进口值出口逐渐减少?
1)、隔板絮凝池包括往复式和回转式两种。优点:构造简单,管理方便。缺点:流量变化大者,絮凝效果不稳定,絮凝时间长,池子容积大。
2)、折板絮凝池优点:与隔板絮凝池相比,提高了颗粒碰撞絮凝效果,水力条件大大改善,缩短了絮凝时间,池子体积减小。
缺点:因板距笑,安装维修较困难,折板费用较高。
3)、机械絮凝池优点:可随水质、水量变化而随时改变转速以保证絮凝效果,能应用于任何规模水厂缺点:需机械设备因而增加机械维修工作。
絮凝过程和那个中,为避免絮凝体破碎,絮凝设备内的流速及水流转弯处的流速应沿程逐渐减少,从而G值也沿程逐渐减少。
16.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?
因为单个机械絮凝池接近于CSTR型反应器,故宜分格串联。分格愈多,愈接近PF型反应器,絮凝效果愈好,但分格过多,造价增高且增加维修工作量。
各档之间用隔墙分开是为防止水流短路。
16章沉淀和澄清
1.什么叫自由沉淀,拥挤沉淀和絮凝沉淀?
答:在沉淀过程中,彼此没有收到干扰,只收到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用,称为自由沉淀。
颗粒在沉淀的过程中,彼此相互干扰,或者收到容器壁的干扰,虽然其粒度和第一种相同,但沉淀速度却较小,称为絮凝沉淀。
拥挤沉淀:颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响,颗粒间相对位置保持不变,形成一个整体共同下沉,与澄清水之间有一个