给水工程14-21章课后思考题与习题答案 整合版
给水工程课后思考题答案93810
第一章第二章第三章给水系统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。
第四章设计用水量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。
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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)悬浮物与胶体杂质: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与胶体物质,须投加混凝剂方可去除。
2)溶解杂质,分为有机物与无机物两类。
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、有害无机溶解物也就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。
2、概略叙述我国天然地表水源与地下水源的特点。
(8’)答:1)、我国水文地质条件比较复杂。
各地区地下水中含盐量相差很大,但大部分地下水的含盐在200~500mg/L之间。
一般情况下,多雨地区含盐量较低;干旱地区含盐量较高。
地下水硬度高于地表水,我国地下水总硬度通常在60~300mg/L(以CaO计)之间,少数地区有时高达300~700mg/L。
我国含铁地下水分布较广,比较集中的地区就是松花江流域与长江中、下游地区。
黄河流域、珠江流域等地也都有含铁地下水。
含铁量通常为10 mg/L以下,个别可高达30mg/L。
地下水中的锰与铁共存,但含铁量比铁不。
我国地下水含有锰量一般不超过2 mg/L ~3 mg/L。
个别高达30 mg/L。
2)、我国就是世界上高浊度水河众多的国家之一。
西北及华北地区流经黄土高原的黄河水系、海河水系及长江中、上游等,河水含砂量很大,华北地区与东北与西南地区大部分河流,浊度较低。
江河水的含盐量与硬度较低。
总的来说,我国大部分河流,河水含流量与硬度一般均无碍于生活饮用。
给水工程课后关键思考题答案1
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。
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:由胶体粒子的双电层结构可知,反离子的浓度在胶粒表面处最大,并沿着胶粒表面向外的距离呈递减分布,最终与溶液中离子浓度相等。
当向溶液中投加电解质,使溶液中离子浓度增高,则扩散层的厚度减小。
该过程的实质是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,从而使扩散层厚度减小。
由于扩散层厚度的减小,电位相应降低,因此胶粒间的相互排斥力也减少。
另一方面,由于扩散层减薄,它们相撞时的距离也减少,因此相互间的吸引力相应变大。
从而其排斥力与吸引力的合力由斥力为主变成以引力为主(排斥势能消失了),胶粒得以迅速凝聚。
吸附-电中和机理:胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用,由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷,减少了静电斥力,降低了ξ电位,使胶体的脱稳和凝聚易于发生。
此时静电引力常是这些作用的主要方面。
上面提到的三价铝盐或铁盐混凝剂投量过多,凝聚效果反而下降的现象,可以用本机理解释。
因为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。
硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系:Ph<3时,压缩扩散双电层作用。
Ph>3时,吸附-电中和作用。
Ph>3时水中便出现聚合离子及多核羟基配合物,这些物质会吸附在胶核表面,分子量越大,吸附作用越强。
3,高分子混凝剂投量过多时,为什么混凝效果反而不好?答:在废水处理中,对高分子絮凝剂投加量及搅拌时间和强度都应严格控制,如投加量过大时,一开始微粒就被若干高分子链包围,而无空白部位去吸附其他的高分子链,结果造成胶粒表面饱和产生再稳现象。
给水工程课后思考题答案
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,如按水源与供水方式考虑,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得就是哪一部分,试行分析。
输配水系统。
3.给水系统就是否必须包括取水构筑物、水处理构筑物、泵站、输水管与管网、调节构筑物等,哪种情况下可省去其中一部分设施?不就是。
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。
4.什么就是统一给水、分质给水与分压给水,哪种系统目前用得最多?统一给水:用同一系统供应生活、生产与消防等各种用水。
分质给水:水源经不同得水处理过程与管网,将不同水质得水供给各类用户。
分压给水:根据水压要求不同而供水。
用得最多得就是统一给水系统。
5.水源对给水系统布置有哪些影响?①当地有丰富得地下水,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;有泉水得,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得企业中。
②复用给水系统,适用于在车间排出得水可不经过处理或略加处理就可供其它车间使用得情况。
7.工业用水量平衡图如何测定与绘制?水量平衡图起什么作用?查明水源水质与取水量,各用水部门得工艺过程与设备,现有计量仪表得状况,测定每台设备得用水量、耗水量、排水量、水温等,按厂区给水排水管网图核对,对于老得工业企业还应测定管道与阀门得漏水量。
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得设计都很有用处。
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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。
给水工程课后关键思考题答案
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。
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:由胶体粒子的双电层结构可知,反离子的浓度在胶粒表面处最大,并沿着胶粒表面向外的距离呈递减分布,最终与溶液中离子浓度相等。
当向溶液中投加电解质,使溶液中离子浓度增高,则扩散层的厚度减小。
该过程的实质是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,从而使扩散层厚度减小。
由于扩散层厚度的减小,电位相应降低,因此胶粒间的相互排斥力也减少。
另一方面,由于扩散层减薄,它们相撞时的距离也减少,因此相互间的吸引力相应变大。
从而其排斥力与吸引力的合力由斥力为主变成以引力为主(排斥势能消失了),胶粒得以迅速凝聚。
吸附-电中和机理:胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用,由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷,减少了静电斥力,降低了ξ电位,使胶体的脱稳和凝聚易于发生。
此时静电引力常是这些作用的主要方面。
上面提到的三价铝盐或铁盐混凝剂投量过多,凝聚效果反而下降的现象,可以用本机理解释。
因为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。
硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系:Ph<3时,压缩扩散双电层作用。
Ph>3时,吸附-电中和作用。
Ph>3时水中便出现聚合离子及多核羟基配合物,这些物质会吸附在胶核表面,分子量越大,吸附作用越强。
3,高分子混凝剂投量过多时,为什么混凝效果反而不好?答:在废水处理中,对高分子絮凝剂投加量及搅拌时间和强度都应严格控制,如投加量过大时,一开始微粒就被若干高分子链包围,而无空白部位去吸附其他的高分子链,结果造成胶粒表面饱和产生再稳现象。
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十四章:1、水中杂质按尺寸大小可分红几类?认识各种杂质主要根源、特色及一般去除方法。
答:水中杂质按尺寸大小可分红三类: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调。
但胶体颗粒尺寸很小,在水中长久静置也难下沉,水中所存在的胶体往常有黏土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。
有机高分子物质往常也属于胶体一类。
天然水中的胶体一般带有负电荷,有时也含有少许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,往常在水中很快下沉。
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。
有机溶解物主要根源于水源污染,也有天然存在的。
2、大要表达我国天然地表水源和地下水源的特色。
(8 ’)答:1)、我国水文地质条件比较复杂。
各地域地下水中含盐量相差很大,但大多半地下水的含盐在 200~500mg/L 之间。
一般状况下,多雨地域含盐量较低;干旱地域含盐量较高。
地下水硬度高于地表水,我国地下水总硬度往常在 60~300mg/L(以CaO计)之间,少量地域有时高达 300~700mg/L。
我国含铁地下水散布较广,比较集中的地域是松花江流域和长江中、下游地域。
黄河流域、珠江流域等地也都有含铁地下水。
含铁量往常为 10mg/L 以下,个别可高达 30mg/L。
地下水中的锰与铁共存,但含铁量比铁不。
我国地下水含有锰量一般不超出 2 mg/L ~3 mg/L 。
个别高达 30 mg/L 。
2)、我国是世界上高浊度水河众多的国家之一。
西北及华北地域流经黄土高原的黄河水系、海河水系及长江中、上游等,河水含砂量很大,华北地域和东北和西南地域大多半河流,浊度较低。
江河水的含盐量和硬度较低。
总的来说,我国大多半河流,河水含流量和硬度一般均无碍于生活饮用。
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。
给水工程期末复习,课后习题
第十四章给水处理概论14.1 水源水质14.1.1 原水中的杂质1、水源水中的杂质来源不外乎两种来源:一是自然过程;二是认为因素。
2、水中杂质按尺寸大小可分为悬浮物、胶体、溶解物三类。
3、悬浮物尺寸较大,易于在水中上浮或下沉。
上浮或下沉主要与杂质自身密度有关。
4、水中所存在的胶体主要粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。
工业废水排入水体,会引入各式各样胶体或有机高分子物质。
5、悬浮物和胶体是使水体产生浑浊现状的根源。
6、溶解杂质包括无机物和有机物两类。
无机溶解物是指水中所含的无机低分子和离子。
它们与水所构成的均匀体系,外观透明,属于真溶液。
有的无机溶解物可使水产生色、臭、味。
7、天然水中的溶解气体主要是氧、氮、二氧化碳,有时也含有少量的硫化氢。
8、天然水中的氧主要来源于空气中氧的溶解、部分来自藻类和其他水生生物的光合作用。
9、地表水中溶解氧的量与水温、水压及水中有机物含量有关。
10、地表水中二氧化碳主要来源于有机物的分解。
地下水中二氧化碳除来源于有机物的分解外,还有在地层中所进行的化学反应。
11、水中氮主要来自空气中氮的溶解,部分有机物的分解及含氮化合物的细菌还原等生化过程的产物。
12、水中硫化氢的存在与某些含硫矿物的还原及水中有机物腐烂有关。
13、天然水中所含主要阳离子有钙离子、镁离子、钠离子;主要阴离子有碳酸氢根、硫酸根、氯离子。
14.1.2 各种天然水源的水质特点14、地下水:1)水质清澈,且水源不易受外界污染和气温影响;2)水质、水温较稳定;3)含盐量高于地表水;4)硬度高于地表水;5)地下水中的铁、锰含量较高,但铁比锰少。
15、江河水:1)易受自然条件影响。
水中悬浮物和胶态杂质含量较多,浊度高于地下水;2)含盐量和硬度较低;3)水质、水温不稳定,水质易受污染。
16、湖泊水及水库水:1)主要由河水供给,水质与河水类似;2)水流动性小,贮存时间长,经长期自然沉淀,浊度低;3)一般含有较多藻类;4)水生物残骸沉积于湖底,产生腐殖,使水质恶化,湖水也易受废水污染;5)含盐量比河水高。
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。
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。
给水工程课后思考题答案
给⽔⼯程课后思考题答案1. ⾼分⼦混凝剂投量过多时,为什么混凝效果反⽽不好?当⾼分⼦物质投量过多时,将产⽣“胶体保护”作⽤。
“胶体保护”可理解为:当全部胶粒的吸附⾯均被⾼分⼦覆盖以后,两胶粒接近时,就受到⾼分⼦的阻碍⽽不能聚集。
这种阻碍来源于⾼分⼦之间的相互排斥。
排斥⾥可能来源于“胶粒-胶粒” 之间⾼分⼦受到压缩变形⽽具有排斥势能,也可能由于⾼分⼦之间的电性斥⼒(对带电⾼分⼦⽽⾔)或⽔化膜。
2.我国常⽤的混凝剂有:(⽆机盐类:)硫酸铝、三氯化铁;(⾼分⼦混凝剂:)聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁。
硫酸铝:优点:运输⽅便,操作简单,混凝效果好。
缺点:⽔温低时,硫酸铝⽔解困难,形成的絮凝体较松散,混凝效果变差。
⽽且因酸度较⾼⽽腐蚀性强,溶解与投加设备需要考虑防腐。
三氯化铁:优点:易溶解,形成的絮凝体⽐铝盐絮凝体密实,沉降速度快,使⽤的pH值范围较宽,投加量⽐硫酸铝⼩。
缺点:三氯化铁固体产品极易吸⽔潮解,不易保管,腐蚀性较强,处理后⽔⾊度⽐铝盐处理⽔⾼,最佳投加量范围较窄,不易控制。
聚合氯化铝(PAC):优点:形成混凝体速度快,絮凝体⼤⽽密实,沉降性能好;投加量较低;对原⽔⽔质适应性好;最佳混凝pH值范围较宽,最佳投加量范围宽,对设备的腐蚀程度⼩,处理后⽔的pH值和碱度变化也较⼩。
聚合硫酸铁:采⽤聚合硫酸铁作混凝剂时,混凝剂⽤量少;絮凝体形成速度快、沉降速度快;有效的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。
3. 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?当单独使⽤混凝剂不能取得预期效果时,需投加某种辅助药剂以提⾼混凝效果,这种药剂称为助凝剂。
①需吸附架桥改善已形成的絮体结构时;②需调节原⽔酸碱度,促进混凝剂⽔解时;③需破坏⽔中有机污染物对胶体颗粒稳定作⽤,改善混凝效果时④需改善混凝剂形态,促进混凝效果时。
4. 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?影响⽔混凝的主要因素有:⽔温、pH值、碱度、⽔中浊质颗粒浓度、⽔利条件。
给水工程课后思考题答案完整
给⽔⼯程课后思考题答案完整⼗四章: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)悬浮物与胶体杂质: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与胶体物质,须投加混凝剂⽅可去除。
2)溶解杂质,分为有机物与⽆机物两类。
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、有害⽆机溶解物也就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。
2、概略叙述我国天然地表⽔源与地下⽔源的特点。
(8’)答:1)、我国⽔⽂地质条件⽐较复杂。
各地区地下⽔中含盐量相差很⼤,但⼤部分地下⽔的含盐在200~500mg/L之间。
⼀般情况下,多⾬地区含盐量较低;⼲旱地区含盐量较⾼。
地下⽔硬度⾼于地表⽔,我国地下⽔总硬度通常在60~300mg/L(以CaO计)之间,少数地区有时⾼达300~700mg/L。
我国含铁地下⽔分布较⼴,⽐较集中的地区就是松花江流域与长江中、下游地区。
黄河流域、珠江流域等地也都有含铁地下⽔。
含铁量通常为10 mg/L以下,个别可⾼达30mg/L。
地下⽔中的锰与铁共存,但含铁量⽐铁不。
我国地下⽔含有锰量⼀般不超过2 mg/L ~3 mg/L。
个别⾼达30 mg/L。
2)、我国就是世界上⾼浊度⽔河众多的国家之⼀。
西北及华北地区流经黄⼟⾼原的黄河⽔系、海河⽔系及长江中、上游等,河⽔含砂量很⼤,华北地区与东北与西南地区⼤部分河流,浊度较低。
江河⽔的含盐量与硬度较低。
总的来说,我国⼤部分河流,河⽔含流量与硬度⼀般均⽆碍于⽣活饮⽤。
最新给水工程课后关键思考题答案1
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。
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:由胶体粒子的双电层结构可知,反离子的浓度在胶粒表面处最大,并沿着胶粒表面向外的距离呈递减分布,最终与溶液中离子浓度相等。
当向溶液中投加电解质,使溶液中离子浓度增高,则扩散层的厚度减小。
该过程的实质是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,从而使扩散层厚度减小。
由于扩散层厚度的减小,电位相应降低,因此胶粒间的相互排斥力也减少。
另一方面,由于扩散层减薄,它们相撞时的距离也减少,因此相互间的吸引力相应变大。
从而其排斥力与吸引力的合力由斥力为主变成以引力为主(排斥势能消失了),胶粒得以迅速凝聚。
吸附-电中和机理:胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用,由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷,减少了静电斥力,降低了ξ电位,使胶体的脱稳和凝聚易于发生。
此时静电引力常是这些作用的主要方面。
上面提到的三价铝盐或铁盐混凝剂投量过多,凝聚效果反而下降的现象,可以用本机理解释。
因为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。
硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系:Ph<3时,压缩扩散双电层作用。
Ph>3时,吸附-电中和作用。
Ph>3时水中便出现聚合离子及多核羟基配合物,这些物质会吸附在胶核表面,分子量越大,吸附作用越强。
3,高分子混凝剂投量过多时,为什么混凝效果反而不好?答:在废水处理中,对高分子絮凝剂投加量及搅拌时间和强度都应严格控制,如投加量过大时,一开始微粒就被若干高分子链包围,而无空白部位去吸附其他的高分子链,结果造成胶粒表面饱和产生再稳现象。
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。
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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C0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。
rN4qF。
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。
9O9u1。
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。
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、聚合氯化铝(PAC)铁系:三氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁(PFS)有机高分子混凝剂:聚丙烯酰胺(PAM)。