水处理实验常考思考题课后答案及往年考题.doc

混凝实验1. 影响混凝的主要因素：水温的影响：最适宜的混凝水温为2030之间。pH值的影响：不同的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。碱度的影响浊质颗粒浓度的影响有机污染物的影响混凝剂种类与投加量的影响混凝剂投加方式的影响2. 投药量最大不好的原因：一般天然水体中的胶体颗粒的电位约在-30mV以上，投加混凝剂后，只要该电位降到-15mV左右即可得到较好的混凝效果。相反，当电位降到零，却往往不是最佳混凝状态。另外，混凝沉淀时，投入过多的药剂时药剂本身也对水体造成污染（增大COD含量等等），而且浪费药剂，增加成本。4.如何用0.618法安排实验求最佳投药量：确定实验范围（在一般情况下，通过预实验或其它先验信息，确定了实验范围a，b ）；选实验点（这一点与前述均分、对分法的不同处在于它是按0.618、0.382的特殊位置定点的，一次可得出两个实验点x1,x2的实验结果）；根据“留好去坏”的原则对实验结果进行比较，留下好点，从坏点处将实验范围去掉，从而缩小实验范围；在新实验范围内按0.618、0.382的特殊位置再次安排实验点，重复上述过程，直至得到满意结果，找出最佳点。5. 混凝实验与水处理实际情况差别：实验中采用药剂投加，而水处理中可采用干投或湿投措施。改进：若设备占地小，药剂较新鲜，则采用干投法；反之采用湿投。实验中采用机械搅拌混合，而水处理中除了用机械搅拌混合，还可采用水力混合，水泵混合等。改进：根据具体情况采用混合效果最好的混合方法。实验中反应设备为烧杯，而水处理中有隔板反应池、回转式隔板反应池，涡流反应池等。改进：若水量大于1000m3/h且变化较小，采用平流式隔板反应池。若水量小于1000m3/h且变化较小，采用回转式隔板反应池。自由沉淀实验1. 自由沉淀中颗粒沉速与絮凝中沉速的区别：自由沉淀时阻力较小，颗粒是等速下沉下沉速度与沉淀高度无关；絮凝沉淀颗粒较大，沉淀时的阻力较大，并且分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，因此沉速不断增加。 2. 沉淀柱高不同时，计算的数值不同，不过得到的曲线趋势是相同的，也就是它们代表着相同的反应过程。因此，两组实验成果也是一样的。应用到设计沉淀池时需注意：由于池进口及出口局限，水流在整个横断面上分布不均匀。由于温度变化及悬浮物浓度变化，池中的水可能形成异重流。池内水流往往达不到层流状态，紊流与涡动干扰颗粒的沉淀。3. 绘制自由沉淀静沉曲线的方法及意义：分别绘制T（去除率沉降时间），u（去除率沉降速度），Pu（剩余率沉降速度）曲线，从曲线中分析自由沉降的过程。自由沉降曲线，可以使我们了解自由沉降的过程，推断沉淀池的沉降过程，利用自由沉降过程，从而更好的设计沉降池。 过滤实验1. 滤层内有空气泡时对过滤、冲洗的影响：滤层有气泡减小了滤层的空隙率，使水头损失加大，过滤周期延长，滤层截污容量减小。反冲洗时有大量气泡冒出，俗称气阻。使滤池水头损失增加过快，缩短工作周期。还可能使滤层产生裂缝，产生水流短路，降低出水质量，或导致漏沙。2.当原水浊度一定时，降低滤出水浊度措施：浊度主要是水中的杂质以及悬浮物颗粒多的缘故，因此如果水的浊度大，则投加絮凝剂明矾、聚合铝、聚合物等，然后沉淀过滤到要求的浊度；若浊度小，则通过用活性炭过滤或者超滤等方法降低浊度。3.冲洗强度为何不宜过大：反冲冼强度过大，滤层膨胀过高，会减少单位体积流化床内的滤料颗粒数，使碰撞机会减少，反洗效果变差，此外，还会造成滤料流失和冲洗水的浪费。所以不宜过大。 酸性废水中和实验1. 说明过滤中和法的处理效果与哪些因素有关：进水硫酸浓度（硫酸浓度不能过大，只能在23g/L之间）是否采用机械措施（若采用机械措施可防止CaSO4沉积）选择的滤料（如果采用白云石，其中的MgCO3与硫酸反应生成的MgSO4溶解度较大，可提高硫酸浓度，但反应速度较慢）与滤速大小也有关系。2. 叙述酸性污水处理的方法：常用的方法有：酸、碱废水相互中和，投药中和和过滤中和法等。 酸、碱废水(或废渣)中和法 ：强酸、强碱的中和达到等当点时，由于所生成的强酸强碱盐不发生水解，因此等当点即中性点 。投药中和法 ：最常用的碱性药剂是石灰。选择碱性药剂时，不仅要考虑它本身的溶解性，反应速度、成本、二次污染、使用方便等因素，而且还要考虑中和产物的性状、数量及处理费用等因素。过滤中和法 ：滤料可用石灰石或白云石，石灰石滤料反应速度比白云石快，但进水中硫酸充许浓度则较白云石滤料低。 3. 酸性污水中和处理对进水硫酸浓度是否有要求：仅适用于含硫酸浓度不大于23g/L和生成易溶盐的各种酸性废水的中和处理。 因为如果高浓度的硫酸进入滤池，会使滤料表面结垢而失去作用。滤料颗粒表面结垢阻止中和反应的进一步进行。4. 升流式石灰石滤池处理酸性污水的优缺点及存在的问题：优点：设备简单，价格低，不需药剂配制和投加系统，耐冲击负荷。滤料直径小，单位容积滤料表面积大；中和反应时间大大缩短，滤速可大幅度提高，滤料呈悬浮状态，相互碰撞摩擦，中和效果好。缺点：只适用于处理含酸浓度较低的少量酸性废水，对含有大量悬浮物、油、重金属盐类和其他有毒物质的酸性废水不适用。存在问题：中和后出水中含有大量CO2，污水PH值偏低，需通过吹脱法后处理。 电渗析除盐实验1. 以水的电导率换算含盐量的准确性如何：水中含盐量的大小是影响水的电导率的一个重要因素，但是各种离子的种类不同，它们的导电能力也不同。所以电导率或电阻率和含盐量之间不能进行直接的数学换算。只有在离子组分大体相同时，才能根据实验测定绘制出电导率（或电阻率）和含盐量之间关系的换算图，在运行现场使用。或者当知道是某一类型的水时，可以根据已知相似类型水的换算图来粗略估算。2. 电渗析法除盐与离子交换法除盐各有何优点，适用性如何：电渗析：效率高，能耗低，在常温下进行，适用范围广，装置紧凑。一般适用于进水含盐量在500400mg/L的情形。在进水含盐量波动较大，酸碱来源和废水排放困难等特殊情况下，也可采用电渗析法。离子交换法：去除率高，设备简单，操作控制容易。除盐处理时，流程中既要有阳离子交换器，又要有阴离子交换器。活性炭吸附试验1. 吸附等温线有什么现实意义？作吸附等温线时为什么要用粉状炭：活性炭粉末对很多物质都有很好的吸附能力。吸附等温线的作用：一是可以判定在一定温度下活性炭对溶解性杂志的吸附容量；二是判定活性炭的吸附模式，可以通过等温线拟合吸附模型推测吸附机理；粉状活性炭较颗粒状活性炭的比表面积大，对于目标物的吸附容量会有提高。2. 静态吸附与动态吸附有何不同？什么情况下采用：静态吸附：定量的吸附剂和定量的溶液经过长时间的充分接触而达到平衡。动态吸附：把一定重量的吸附剂填充于吸附柱中，令浓度一定的溶液在恒温下以恒速流过，从而测得透过吸附容量和平衡吸附容量。静态吸附用于实验中判断活性炭吸附性能，动态吸附用于设计颗粒状活性炭吸附池时，通过动态吸附实验确定设计参数。清水充氧试验1. 如何测定推流式曝气池设备的KLa：对于推流式曝气池，可以用测定混合液需氧速率的方法来推算氧的传递速率。廊道尾段溶解氧出现上升是氧传递速率超过耗氧速率的结果。廊道中刚出现溶解氧上升迹象的断面，可以理解为该断面上的氧传递速率恰好等于混合液中的耗氧速率。2.CS值偏大或偏小对实验结果的影响如何：Cs值偏大或者偏小，实验结束的时间与实质上的时间不一样，氧的总传递系数会有误差，设备的充氧能力有偏差。离子交换软化实验1. 影响出水硬度的因素有哪些：影响出水硬度的因素很多，主要因素有以下几个方面：离子交换器的运行方式；进水含盐量；水的流速；树脂层的高度；水的pH值；水的温度；再生程度；树脂的污染与老化；离子交换树脂的颗粒大小及均匀度。2.能否用测定电导率的方法来检测交换的结果：可以，电导率的大小可以间接反应溶液中离子的多少。钠离子、氢离子置换了钙离子、镁离子，而相应的钠离子和氢离子的电导率比钙离子和镁离子的大，故交换后电导率上升。2. 影响再生剂用量的因素有哪些？再生液浓度过高或过低有何不利：影响再生剂用量的因素有：再生剂的浓度、温度、用量等因素。再生液浓度高，溶液中再生下来的杂质色素离子的浓度相应也提高了，反离子干扰作用较为严重，不利于再生反应的顺利进行。再生液浓度过高，溶液中杂质色素离子对树脂表面双电层产生压缩作用，不利于再生反应进行。反过来说，如果再生液浓度过低则又会引起再生反应进行的不彻底。成层沉淀实验1.成层沉淀与其他沉淀的不同点在哪？原因是什么：区域沉淀的悬浮颗泣浓度较高(5000mg/L以上)，颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中均有区域沉淀发生。自由沉淀发生在水中悬浮固体浓度不高，沉淀过程悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀，颗粒的沉淀轨迹呈直线。整个沉淀过程中，颗粒的物理性质，如形状，大小及比重等不发生变化。这种颗粒在沉砂池中的沉淀是自由沉淀。絮凝沉淀的悬浮颗粒浓度不高，但沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因互相聚集增大而加快沉降。沉淀过程中，颗粒的质量、形状和沉速是变化的，实际沉速很难用理论公式计算，需通过试验测定。化学混凝沉淀属絮凝沉淀。压缩沉淀发生在高浓度悬浮颗粒的沉降过程中，颗粒相互之间已挤集成团块结构，互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中的浓缩过程以及在浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。2.成层沉淀实验的重要性如何应用到二沉池的设计中：污水生物处理的二沉池常用到成层沉淀实验。层沉淀类型的沉淀池，除了要满足水力表面负荷率外，还要满足污泥固体表面负荷率（即污泥固体通量），才能取得理想的固-液分离和污泥浓缩效果。因此，污泥固体表面负荷率是二沉池设计和运行的重要参数。由于沉层沉淀过程收污水中悬浮固体性质、浓度、沉淀时间和水力条件等因素的影响，因此，常需要通过实验方法求得设计参数。另外，成层沉淀过程线是求二次沉淀池断面面积设计参数的重要资料。3.实验设备、实验条件对实验结果有何影响？为什么？如何才能得到正确的结果：实验设备有：有机玻璃沉淀柱（D=100mm），搅拌装置等。由于器壁效应的存在，如果沉淀柱管径太小，则会对实验结果产生很大的影响。因此沉淀柱的管径一般要大于或等于200mm才能得到正确的结果。另外，柱内的搅拌装置应该是慢速装置，如果太快同样影响实验结果。 污泥比阻测定实验1.判断生污泥、消化污泥脱水性能好坏，分析其原因：消化污泥的脱水性好。因为虽然污泥颗粒减小，但颗粒的有机分降低，比重增大，粘度减小，因而其脱水性能会略有提高。2.测定污泥比阻在工程中的实际意义：通过测得污泥比阻能够测定污泥脱水性能，以此作为选定脱水工艺流程和脱水机械型号的依据，也可作为确定药剂种类、用量及运行条件的依据。 折点加氯消毒实验1. 水中还有氨氮时，投氯量与余氯量关系曲线中为什么会有折点：出现余氯后，随着氯量增加余氯不断增加，但产生的主要是化合性余氯。到达一定程度后，加氯量增加，余氯反而下降，是因为氯与氨全部形成氯胺，而氯胺在过量氯情况下逐渐分解。到达最低点（即折点）时分解结束。继续加氯余氯又上升，形成游离性余氯。2. 哪些因素影响加氯量：水的PH值。因为加氯消毒效果主要看生成次氯酸的多少，而这有受水体PH的影响。水温。在加氯量相同的情况下，水温适宜则消毒效果好。浑浊度。当水中悬浮物较多时，影响加氯的消毒效果。因此对于不同浑浊度的水体需调整加氯量。水中杂质。加氯量除需满足需氯量外，尚应有一定量的剩余氯。需氯量是指因灭菌、氧化有机物和还原性无机物以及某些氯化反应等所消耗的氯量。 SBR法处理工艺实验1. SBR法与传统活性污泥法的区别：SBR属于活性污泥法的一种，其反应机制及去除污染物的机理与传统的活性污泥法基本相同，只是运行操作方式有很大区别。它是以时间顺序来分割流程各单元，整个过程对于单个操作单元而言是间歇进行的。典型SBR集曝气、沉淀于一池，不需设置二沉池及污泥回流设备。2. 间歇式活性污泥法适用范围和局限：连续进水时，对于单一SBR反应器需要较大的调节池。对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁。无法达到大型污水处理项目的连续进水、出水的要求。设备的闲置率较高。污水提升水头损失较大。如果需要后处理，则需要较大容积的调节池。3. 若对脱氮除磷有要求，则应如何调整各阶段控制时间：为获得良好的脱氮效果,应保持足够的曝气时间以获得充分的硝化效果,因而其运行周期一般较长，其运行周期一般应控制在610h之间。将排泥和排水阶段控制在较短的时间内完成。工艺运行的周期一般为1014h。 其他已考问题1. 分数法、对分法、0.618法各在什么情况下采用：1）均分法：优点是只需把实验放在等分点上，缺点是实验次数较多，代价较大。对分法：每次实验点取在实验范围的中点。只适用于每做一次实验，根据结果就可确定下次实验方向的情况。2）0.618法：适用于目标函数为单峰函数的情形。X1=a+0.618(b-a) X2=a+0.382(b-a) 3)分数法：也是适合单峰函数，与0.618法不同之处在于要求预先给出实验总次数。2. 混凝实验最佳投加量的实验步骤：1、用12个1000ml烧杯，分别取800ml原水，将装有水样的烧杯置于六联搅拌机上。2、将混凝剂按不同投量分别加入到8