水质工程学给水题目

水质工程学（一）复习思考题

一、 名词解释

1、 水体自净污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，

使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分地或完全地恢复原状，这种现象称为水体自净。

2、 反应器在化工生产过程中，都有一个发生化学反应的生产核心部分，发生化学

反应的容器称为反应器。

3、 活塞流反应器和恒流搅拌反应器活塞流反应器：也称管式反应器，流

体是以队列形式通过反应器，液体元素在流动的方向上绝无混合想象，每一流体元素停留时间都是相等的，各点上的反应物浓度和反应速度有确定值。恒流搅拌反应器：也称连续搅拌罐反应器，物料不断进出，连续流动。反应器内各点浓度完全均匀，反应速度不随时间变化，有返混作用。

4、 胶体稳定性指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。分为1、动力学

稳定性2、聚集稳定性。

5、 凝聚和絮凝凝聚指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程；絮凝指脱稳的胶体或

微小的悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。

6、 四个混凝作用机理 1、压缩双电层作用机理2、吸附—电性中和作用机理3、

吸附架桥作用机理4、沉淀物的网捕、卷扫作用机理

7、 胶体保护当胶粒表面被高分子物质全部覆盖后，量胶粒接近时，由于“胶粒－

胶粒”之间所吸附的高分子受到压缩变形而具有排斥势能，或者由于带电高分子的相互排斥，使胶粒不能凝聚。

8、 异向絮凝和同向絮凝异向絮凝：指脱稳胶体由于布朗运动相碰撞而凝聚的

现象。 同向絮凝：指借助于水力或机械搅拌使胶体颗粒相碰撞而凝聚的现象。

9、 自由沉淀和拥挤沉淀颗粒在沉降过程中不受颗粒彼此间影响的沉淀，称为

自由沉淀。颗粒在沉淀过程中相互干扰，使悬浮颗粒以接近或相同的沉速拥挤下沉，呈界面式沉降，出现清、浑水层间的明显界面(浑液面)的沉淀，称为拥挤沉淀。

10、 截留沉速和表面负荷截留沉速u0指能够全部被去除的颗粒中的最小颗粒

的沉降速度。表面负荷q 是指单位沉淀面积上承受的水流量，其中

Q Q q A BL =

= 11、 接触絮凝在池内形成一个絮体浓度足够高的区域，使投药后的原水与具有很高

体积浓度的粗粒絮体接触，可以大大提高原水中细粒悬浮物的絮凝速率，这种方式称为接触絮凝。

12、

高级氧化任何以产生羟基自由基作为氧化剂的氧化过程。

13、 混床混床是混合离子交换柱的简称，是针对离子交换技术所设计的设备，就是把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装置中，对流体中的离子进行交换、脱除。

14、 极限电流密度在电渗析过程中使水分子产生离解反应时的操作电流密度。

二、 问答题

1、 天然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。1、悬浮物 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腐败产物等有机物 尺寸较大，在水中不稳定，常常悬浮于水流中

重力沉降2、胶体细小的泥砂、矿物质等无机物和腐殖

质等有机物比表面积很大，有明显表面活性，常带电，稳定的存在于水中物理化学方法3、溶解物气体、矿物质等溶解呈真溶液状态存在，难以除去离

子交换与膜技术

2、什么叫水体的富营养化？水体富营养化有何危害？指富含磷

酸盐和氮素的水，在光照和其他环境适宜的情况下，水中的

营养物质使水中的藻类过量生长，在随后藻类死亡和异养微

生物代谢活动中，水中溶解氧被耗尽，造成水体质量恶化和

水生态环境结构破坏的现象。危害：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、向水中释

放有毒物质5、影响供水水质并增加供水成本6、对水生生

态的影响

3、理想反应器有哪几种类型？各有何特点？1、完全混合间歇式

反应器（CMB型）：在CMB型反应器中，搅拌使物质均匀混

合，同时进行反应，直到反应产物达到预期要求时停止反应，并排出产物。整个反应器为一个封闭系统，该系统在反应过

程中不存在由物质迁移（质量传递）而导致的物质输入和输

出2、完全混合连续式反应器（CSTR型）：在CSTR型反应

器中，反应物投入后，经搅拌立即与反应器内液体达到完全

均匀混合，新反应物连续输入，反应产物也连续输出。CSTR

型反应器所用消毒时间较长，如果采用多个体积相等的CSTR

型反应器串联使用，将会大大缩短反应时间。3、活塞流反

应器（PF型）：物料以相同流速平行流动，无扩散作用，物

料浓度在垂直于液流方向完全均匀，而沿着液流方向将发生

变化。唯一的质量传递是平行流动的主流传递。

4、为什么串联的CSTR型反应器比同容积的单个CSTR型反应器

效果好？既可以使反应过程有一个确定不变的反应速度，又

可以分段控制反应，还可以使物料在反应器内的停留时间相

对地比较集中。

5、典型给水处理工艺流程和典型污水处理工艺流程有哪些？给

水处理：地表水常规处理、地表水直接过滤、高浊度水处理、受污染水源处理污水处理：城市污水处理、回用水处理、焦化废水处理、洗浴废水处理

6、 何谓胶体稳定性？试用胶粒间相互作用势能曲线说明胶体稳

定性的原因。胶体稳定性指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。分为1、动力学稳定性2、聚集稳定性。将排斥势能E R 与吸引势能E A 相加可得到总势能E 。在E ～x 曲

线上，当x ＝ob 时存在

最大值E max ，即为排斥

能峰；当x ＜oa 或x ＞

oc 时，吸引势能占优

势，两胶粒可相互吸

引；当oa ＜x ＜ob 时，

排斥势能占优势，且存

在排斥能峰，两胶粒相互排斥。因此，只有x ＜oa 时，吸引势能E A 随x 减小而急剧增大，两胶粒才会发生凝聚。如果布朗运动的动能E B ＞E max ，两胶粒之间就可通过布朗运动克服排斥能峰而碰撞凝聚。但是天然水中胶体布朗运动的动能E B ＜＜E max ，于是胶体长期处于分散稳定状态。

7、 混凝过程中，压缩双电层作用和吸附—电性中和作用有何异

同？同：都可使胶体ζ电位降低 异：1、压缩双电层是依靠溶液中反离子浓度增加而使胶体扩散层厚度减小，导致ζ

电位降低，其总电位0φ保持不变，且为纯静电作用，不可能

使胶体电荷符号改变。2、吸附－电性中和是异号反离子直接吸附在胶核表面，总电位0φ会发生变化，会由0φ降低至'0φ，

ζ电位降低至k ζ3、压缩双电层通常由简单离子（如Na +、

Ca2+、Al 3+等）起作用，而吸附－电性中和通常由高分子物质或高聚合离子起作用。

8、 高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？

1、胶体颗粒表面电荷不但可能被降为零，而且还可能带上相反的电荷，即是胶体颗粒反号，发生再稳定现象

2、形成胶体保护

9、 目前我国常用的混凝剂有哪几种？各有何优缺点？1、硫酸

铝：使用方便，混凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响，但是水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮凝体较松散，处理效果不及铁盐混凝剂。2、三氯化铁：易溶解、易混合，形成的絮凝体密度大，沉降快。处理低温水或低浊水效果比铝盐好。具有强腐蚀性，投加量最佳范围较窄，如果控制不好，会导致出水的色度增大。固体产品易受潮，不易保管。3、聚合铁：投药剂量低，形成絮体的速度较快，矾花粗大，沉降迅速。适应的水质条件较宽，基本上不用控制