内蒙古工业大学给水排水工程《水质工程学》考试考点.doc

1， 生活饮用水标准，常规水：42项（四项大肠杆菌，大肠ICE，细菌总数，类大肠菌群）非常规：微生物指标（64项）二项（2虫：贾第鞭毛虫，隐孢子虫）2， 常规处理工艺：原水预氧化沉淀过滤消毒饮用水（典型地表水）典型处理污染给水处理：原水预氧化混凝沉淀过滤活性炭吸附消毒饮用水（去除微生物细菌，病毒等）预处理：粉末活性炭吸附法，臭氧式高锰酸钾氧化法，生物氧化深度处理：粒状活性炭吸附法，臭氧活性炭吸附，化学氧化，光学氧化3， 物料衡算方程：在反应器中某一指定部位因某一物质组分的单位时间变化量=单位时输入量-单位输出量+单位反应量4， 理想反应器：（1）完全混合间歇式反应器CMB（浓度由高到低，搅拌，用于小型水处理（实验室）封闭系统成批进行）（2）完全混合连续式STR（浓度由高到低，强搅拌，浓度在容器内出口不变，反应物连续流入流出，处理效率低）（3）推流式PF（浓度由高到低，不搅拌，流线平行流速均匀，与CMB一样高）5，混凝去处对象：胶体及部分细小悬浮物（1nm0.1nm 1um）混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳相互凝聚形成大矾花；定义：凝聚（使胶体脱稳并形成微小聚集体的过程，在混合池中进行短时间高强搅拌使胶体脱稳）；絮凝（是脱稳的胶体微小悬浮物凝聚成大的絮凝体的过程，在絮凝池内进行，强搅拌，大絮凝体矾花）6，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征（1）动力学稳定性：布朗运动对抗重力（2）聚集稳定性：1）胶体带点相斥（憎），2）水化膜的阻碍（亲）7，憎水胶体：吸附层中离子直接与胶体接触，水分子不直接接触胶核，其稳定性主要取决于胶体电位（取决聚集稳定性）亲水胶体：胶体粒子直接吸附水分子，使胶体例子周围包裹一层较厚的水化膜。8.胶体:胶体分子聚合在一起形成胶体微粒的核心 吸附层，电位形成离子：胶合核通过各种途径在其表面某种离子使胶体产生表面电荷，所吸附的离子为电位形成离子。束缚反离子：靠近胶体微粒表面的一层反离子浓度较大，通过胶体微粒表面的静电作用使之与胶体微粒紧密吸附在一起并随胶体微粒移动，这层反离子为束缚反离子。自由反离子：束缚反离子以外的反离子由于热运动和溶剂化作用有向溶液中扩散的趋势，并不随胶体微粒移动，此为自由反离子。胶核与吸附层合为胶粒，胶粒和扩散层合称胶团，束缚反离子与自由反离子为双电层9.胶体絮凝机理：（1）压缩双电层作用，2）吸附电中和作用3）吸附架桥作用4）网捕卷扫作用10.异向絮凝：由布朗运动引起胶体颗粒碰撞聚集， 同向絮凝：由外力（水力或机械力）引起胶体碰撞11.影响混凝效果因素：1）水温 2）水的ph 3）水的碱度 4）水中浊度颗粒浓度及杂质颗粒粒径 5）水中有机污染物质 6）混凝剂种类与投加量，7）混凝剂投加方式 8）水利条件 9）混凝设备类型12.对于低浊水处理对策：投加较多助凝剂（常用活化硅酸、粘土、聚丙烯酰胺、）构成矾花骨架，减少混凝剂投量。13.混合：G值500700/s T值1030s 不超过2min 搅拌强度大（强烈、快速、短时） 絮凝：G值7020/s 由大到小 T值1030min GT值104-105 搅拌由大到小 水的流速又到大小 保证矾花 不被打破 14.G值：反映搅拌强度的参数，间接反映了单位体积中，单位时间内颗粒碰撞次数（G值大次数多，G值过大水剪力强使絮体破坏）GT值是一个无量纲数，他间接的反映在整个反映时间内颗粒碰撞总次数。15.混合池应靠近反应池（絮凝池|）连接管流速为0.821m/s管内停留时间不得超过2min，絮凝池与沉淀池宜合建，用穿孔花墙连接。16.絮凝设施：1）机械絮凝池（不受水质、水量变化）水平轴式、垂直轴式 2）隔板絮凝池（水平流适用于水量大的水厂） 3)往复式 回转式絮凝池 4）折板絮凝池（竖向流 同波折板 、异波折板 5）栅条絮凝池（网格上容易滋生藻类） 6）穿孔旋流絮凝池 7）其他形式 (摇摆式搅拌、机械搅拌)17.沉淀：利用颗粒与水的密度只差，比重1下降，u0全部去除，uu0部分去除。所以，u500时呈紊流，平流式沉淀池Re=400015000 2）、水流稳定性用Fr判别，Fr=v2/Rg,平流式Fr宜大于10-5，降低Re提高Fr有效措施：减小R，平流池的纵向分隔及斜板 3）、凝聚作用的影响，实际产生沉淀池的沉淀时间和水深影响（水深33.5m，时间1.53小时，水平流速1025mm/s）23.平流式沉淀池分：1）、进水区：使水流均匀分布整个进水截面上，并尽量减少扰动（进孔花墙v=0.150.2m/s）（校核L/B4，L/H10）2）、沉淀区：高度约2.53.5m，应减小R增大Fr，方法：降低水力半径，措施：加隔板 每格宽38m。3）、进水区：溢流堰堰口溢流率应小于300m3/(m*d) 4）、存泥区（泥斗排泥、穿孔管排泥、机械排泥）。24.澄清池：以池面水为水源，原水-（混凝剂）-混合-絮凝-沉淀-过滤-（消毒-清水池-二泵站-用户澄清机理：靠活性污泥渣层与原水中的脱稳杂质相互接触把杂质阻留下来达到澄清目的接触絮凝：当脱稳杂质随水流与泥渣层接触时被阻留下来使水得到澄清的现象25.澄清池分泥渣悬浮层澄清池（悬浮 脉冲），泥渣悬浮型(机械搅拌 水力循环)26.均质滤料：沿着滤料横断面上，滤料颗粒组成及平均粒径均匀不变27.过滤功效：a降低水浊度b水中有机物细菌病毒等随水浊度降低而被部分去除c为滤后消毒创造良好条件，便于杀死细菌28普通快滤池构造：5种管道5种阀门 过滤（混水进水管/阀 清水进水管/阀 出滤水管/阀） 反冲洗（反冲洗管/阀 排水管/阀） 池内配水系统（a分配清晰反冲洗水b过滤后的水收集）承托层（支撑滤料层）滤料层（过滤 石英砂颗粒）洗砂排水槽(a排除洗砂废水b分配待滤水)29滤料粒径级配：滤料中各种粒径的颗粒所占的重量比例（表示方法：最大最小粒径，有效粒径，不均匀系数）30滤料的有效粒径d10：滤料中小于该粒径的颗粒的重量占总滤料总重量的10% 滤料不均匀系数K80=d80/d10(d10滤料中小颗粒的尺d80大颗粒尺寸K80粒越大越不均匀 K80=1最好)31提高滤层含污能力途径：a采用多层滤料滤池b均质滤料过滤c直接过滤（原水浊度低 水质稳定）接触过滤：原水加药混合直接进入滤池微絮凝过滤：原水加药混合先经“微絮凝池”再进入滤池过滤32.过滤机理：（1）颗粒迁移（拦截，沉淀，惯性，拆散，水动力）（2）颗粒粘附：（物化范德华力，静电力，化学键，架桥）。33.等速过滤（v不变 Q不变）.（1）变水头等速过滤：进水口位于滤池最高水面，每个滤池进水流量始终不变（无阀，虹吸）.（2）恒水头等速过滤：（v型滤池）液位计，控流阀，滤层上水位高度不变，出水量不变。（3）成速（变速）过滤（普快进似），移动罩过滤（典型恒水头减速过滤），1）进入滤池组总流量不变。2）每个池性能完全相同。3）每个滤池按编号顺序冲洗.34.滤层中负水头：在过滤过程中，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的水深，便出现负水头现象。 危害：负水头回导致水中气体释放出来形成气囊，对过滤有破坏作用（1）减少有效过滤面积，增加滤层水头损失及滤层中孔隙流速（2）气囊穿过滤料层上升，过可能把部分细滤料或轻质滤料带出破坏层结构，反冲洗时，气囊更容易将滤料带出滤池。 措施（1）增加砂面上水深。（2）令滤池出口位置等于或高于滤层表面。35.最高允许水位：变水头恒速过滤（水头损失控制），恒水头恒速过滤（过滤时间），（2）先用空气反冲洗，在用水反冲洗先有气水同时反冲洗，在用水反冲洗先空气反冲洗，然后气水同时反冲洗最后在用水反冲洗。36 .快滤池冲洗方法.高速水流反冲洗气水反冲洗表面助冲加高速水流反冲洗 1).反冲洗强度：指单位面积滤层所通过的反冲洗水流量（L/s*m3）=mm/s 滤层膨胀度：反冲洗时，滤层膨胀后所增加的厚度与膨胀前厚度之比 最小流态化流速：Vmf：反冲洗时滤料刚刚开始流态化的冲洗流速cm/s 反冲洗强度的确定：q=10KVmf （K=1.11.3）以最粗滤料刚开始膨胀为依据37.大阻力配水系统：配水均匀.能耗大.基建费用低.单池面积大（可达108m2 需设专用反冲洗设备（水箱.水塔）配水均匀只与配水系统构造尺寸有关。当其达95%以上时开孔比在0.2%0.25%。快滤池穿孔管大阻力滤池用穿孔管配水小阻力配水系统：阻力小，不需设专用配水装备，配水均匀性差，单位面积小（最大50m2）基建费用高通过滤板滤头配水 阿尔法=1.25%2.0% 虹吸滤池 无阀滤池 滤板砖头开孔比：滤池开孔总面积与滤池总面积的比值 中阻力滤池：用滤X配水38.供冲洗水方式：冲洗水泵。冲洗水塔或冲洗水箱（前者按设备操作麻烦，短时耗电量大，往往使厂区内电网负荷陡然骤增，后者造价高，操作简单，允许在较长时间内向水塔或水箱输水。专用水泵小，耗电较均匀）以两个虹吸管代替 进水和排水阀39.移动罩.V型.小阻力配水系统，适用于大中型水厂10.消毒能力 O3clO2cL2NH3cl氯消毒分自由性氯消毒。优点：氯对细菌有强灭活能力在水中能长时间保持一定数量余氯从而具有持续消毒能力使用方便易于储存运输成本低。缺点：产生有害消毒副产物。氯对病毒的灭活能力相对较差，对两虫不起作用。氯的泄露可能发生在各个环节上。水中加氯量分为需氯量：用于灭活水中的微生物，氧化有机物和还原性物质所消耗的部分。余氯：为抑制水中残余微生物再次繁殖，管网中需要维持少量剩余氯。（出水中游离余氯在接触分后不应低于管网末梢不低于折点氯化：加氯量超过折点需要量时称为折点氯化。加氯间氯库：靠近加氯点位于主导风向下方，与常有人值班的工作间隔开。有效率：游离氯和化合氯都具有消毒能力，两者之和称为有效氯，简称总氯。余氯：经一定接触时间后水中剩余的有效氯称为余氯。分：游离性余氯化合性余氯（化合性氯消毒：水中氯以氯胺形式存在。自由性氯消毒：水中氯以，存在）氯胺消毒：优点：与氯比减少消毒副产物产量可持续较长时间，有效抑制水中残余细菌繁殖避免消毒产生臭味。缺点：对细菌病毒原生动物的消毒能力弱，需较长时间接触，需向水中加氨，操作复杂。消毒：优点：灭菌效果高（高效且广谱）杀菌能力比氯强，效果持久。不生成三卤甲烷有毒副产物。余量能在管网中保持很长时间。不水解，消毒效果受水的的影响小。具有净水能力。Clo2的缺点：1.化学性挥发易爆炸需现场制备。2.采用cl消毒或clo2作为氧化剂还有副产物（clo2,clo2-）对人体的红细胞和神经系统有破坏作用。3.制取费用高，消毒成本约是cl2的2-4倍。44.O3的优点：1.消毒反应迅速杀菌效率高具有强的杀菌能力。2.O3可有效去除水中残留有机物、色、嗅、味等，受PH、温度、影响小。缺点：1.O3能与多种有机物反应生成醛酮醇等低分子有机物，提高了水中有机物可生化性，导致管网细菌二次繁殖。2.在含Br水中如启用O3消毒会生成强制癌作用的溴酸盐。3.作为消毒剂O3在水中不稳定宜消失、无持续的消毒能力。4.不宜保存需现场制备，消毒成本高。（O3-活性炭去除有机物）45紫外线：波长250-270nm。优点：1.对水中细菌、病毒有强的灭活能力，灭菌效率达99.99%，与化学法比灭菌所需的1/600-1/10。2.无嗅无味无噪声，不需添加化学药品，对水体环境无副作用。3.基建运行费用低。缺点：1.不能提供剩余消毒能力。2.紫外线消毒设备有待改进。3.紫外线杀菌能力与水的穿透能力有关，杂质过多影响效果。46.通过微生物指标评价消毒效果：1.细菌总数小于等于100个每毫升。2.埃希氏大肠菌群、总大肠菌群、粪大肠每一百毫升水样中不得检出。（此外还有剩余消毒剂浓度指标）47.消毒剂投加点：1.在水厂取水口或净水厂混凝前预投加（clo2，kmno4）。2.清水池前（主要）。3.调整出水厂水剩余消毒剂浓度的补充投加（在输水泵站处）。4.配水管网中的补充投加（转输泵站处）。48.影响消毒效果的因素：接触时间、消毒剂浓度、温度、水质等。 CT值：对于一定的灭活率要求，消毒剂的浓度C（以剩余消毒剂浓度表示）和接触时间T的乘积等于常数。 CT值=