水质工程学复习资料

1.什么是水的良性社会循环何谓水质性水资源短缺答：水的良性社会循环：从天然水体取水不会对水体生态环境构成威胁；对都市污水和工业废水进行解决使其排入水体后不会造成污染，实现水资源的可持续运用。水质性水资源短缺：丰水地区，由于水源水质受到污染而不适宜作为饮用水源。2.水解决中的反映器有哪些类型答：常见的有间歇反映器、活塞流反映器、恒流搅拌反映器等3.水中杂质按尺寸大小可分成几类简述各类杂质重要来源、特点及普通去除办法答：水中杂质按尺寸大小可分成：悬浮物、胶体杂质和溶解杂质。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，在水中长久静置也难下沉，水中所存在的胶体普通有粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。有机高分子物质普通也属于胶体一类。天然不中的胶体普通带有负电荷，有时也含有少量正电荷的金属氢氧化物胶体。粒径不不大于0.1mm的泥砂去除较易，普通在水中很快下沉。而粒径较小的悬浮物和胶体物质，须投加混凝剂方可去除。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。无机溶解杂质重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。有机溶解物重要来源于水源污染，也有天然存在。4、为什么斜板、斜管沉淀池的水力条件比平流式沉淀池好答：由于斜板（管）的水力R很小，则Re小，Fr大，水力条件好。5、沉淀池表面负荷和颗粒截留沉速关系如何两者涵义有何区别答：沉淀池表面负荷和颗粒截留沉速在数值上相等，但含义不同。沉淀池表面负荷指单位沉淀池表面积的产水量，而截留沉速指沉淀池中能被全部去除的全部颗粒中最小颗粒的沉速。6、斜管沉淀池的理论根据是什么为什么斜管倾角普通采用60°答：斜管沉淀池的理论根据是采用斜管沉淀池既能够增加沉淀面积，又能够运用斜管解决排泥问题。斜管倾角愈小，则沉淀面积愈大，沉淀效率愈高，但对排泥不利，实践证明，倾角为60°最佳。7.微气泡与悬浮颗粒相粘附的基本条件是什么有哪些影响因素如何变化微气泡与颗粒的粘附性能答：微气泡与悬浮颗粒相粘附的基本条件是水中颗粒的润湿接触角不不大于90度，即为疏水表面，易于为气泡粘附或者水的表面张力较大，接触角较大，也有助于气粒结合。影响微气泡与悬浮颗粒相粘附的因素有：界面张力、接触角和体系界面自由能，气－粒气浮体的亲水吸附和疏水吸附，泡沫的稳定性等。在含表面活性物质极少的废水中加入起泡剂，能够确保气浮操作中泡沫的稳定性，从而增强微气泡和颗粒的粘附性能。8.从滤层中杂质分布规律，分析改善快滤池的几个途径和滤池发展趋势。答：双层滤料上层采用密度较小、粒径较大的轻质滤料，下层采用密度较大、粒径较小的重质滤料，双层滤料含污能力较单层滤料高一倍。在相似滤速下，过滤周期增加；在相似过滤周期下，滤速增加。三层滤料上层采用密度较小、粒径较大的轻质滤料，中层采用中档密度、中档粒径滤料，下层采用密度较大、粒径较小的重质滤料，三层滤料不仅含污能力较高，并且确保了滤后的水质。均质滤料是指沿整个滤层深度方向的任一横断面上，滤料构成和平均粒径均匀一致。这种均质滤料层的含污能力显然不不大于上细下粗的级配滤层。9.试述大阻力配水系统与小阻力配水系统的优缺点并阐明哪一种配水系统配水均匀性更加好某些，为什么答：大阻力配水系统优点；配水均匀性好。缺点：构造较复杂，孔口水头损失大，冲洗时动力消耗大，管道易结垢，增加检修困难。小阻力配水系统优点：配水系统压力较均匀，能耗少。缺点：配水均匀性较差。大阻力配水均匀性好于小阻力，因素是大阻力配水系统含有以巨大孔口阻力加以控制的能力。10.滤料不均匀系数K80越大，对滤料和反冲洗有何影响答：K80=d80/d10，K80越大，表达粗细颗粒尺寸相差越大，颗粒越不均匀，对过滤和冲洗都很不利。由于K80越大时，滤层含污能力减少；反冲洗时，为满足粗颗粒膨胀规定，细颗粒可能被冲出滤池，若为满足细颗粒膨胀规定，粗颗粒将得不到较好冲洗。11.什么是等速过滤什么是变速过滤为什么说等速过滤实质上是变速的，而变速过滤却靠近等速答：等速过滤是指滤池过滤速度保持不变，亦即滤池流量保持不变。认为是变速是由于对于滤层孔隙内来说，水流速度是一种增速。变速过滤是指滤速随时间而逐步减小的过滤。认为是等速是由于对于整个滤池的出水来说是不变的；另首先，滤池组中，各个滤池处在过滤状态时，各个滤池的滤速不变。12.什么是滤层膨胀率滤层膨胀率对过滤有何影响答：滤层膨胀后所增加的厚度与膨胀前厚度之比。过小，下层滤料无法浮起。过大，碰撞摩擦率下降，上层滤料易流失。13.什么是吸附带与穿透曲线吸附带的吸附容量如何运用答：吸附带：正在发生吸附作用的那段填充层。穿透曲线：以通水时间（出水量Q）为横坐标，以出水中吸附质浓度C为纵坐标作图。采用多床串联操作、采用升流式移动床操作。14.吸附有哪几个类型物理吸附与化学吸附有何不同答：物理吸附、化学吸附、离子交换吸附作用力、吸附温度、吸附层数、选择性等15.需氯量与余氯量答：需氯量指用于灭活水中微生物、氧化有机物和还原性物质所消耗的加氯量；余氯量指为了克制水中残存病原微生物的再度繁殖，管网中尚需维持少量剩余氯。16.含有氨氮化合物的水中，余氯量随加氯量的变化答：零——增加（化合性氯）——减少（化合性氯）达成折点——增加（自由性氯）17.什么叫折点加氯出现折点的因素是什么折点加氯有何利弊答：（1）当水中存在有机物且有机物重要是氨和氮化合物时，水中起始需氯量满足后，加氯量增加，剩余氯也增加，当继续加氯时，即使加氯量增加，余氯量反而下降，随着加氯量的进一步增加，剩余氯又上升了。这就称为折点加氯。（2）出现折点加氯的因素是：水中存在氨和氮的化合物（3）折点加氯的利弊：当原水受到严重污染，普通的加氯量，不能解决问题时，采用折点加氯可获得明显的效果，它能减少水的色度，去除恶臭，减少水中有机物的含量，能提高混凝效果。但是，当发现水中有机物能与氯生成THMs后，折点加氯来解决水源水引发人们紧张，因而人们谋求去除有机物的预解决和深度解决办法和其它消毒办法。18.水的pH值对氯消毒作用有何影响为什么答：氯消毒作用的机理，重要是通过次氯酸HOCl起作用。由于起消毒作用的是HOCl，而HOCl与OCl-的相对比例取决于温度和PH值。pH值较高时，OCl-居多，pH＞9时，OCl-靠近100%；pH值较低时，HOCl较多，当PH＜6时，HOCl靠近100%，当pH=时，HOCl与OCl-的量相称。因此，要保持好的的消毒效果，需要调节pH值。19.试阐明离子交换混合床工作原理，其除盐效果好的因素答：1）阴、阳离子交换树脂装填在同一种交换器内，再生时使之分层再生,使用时先将其均匀混合，这种阴、阳树脂混合一起的离子交换器称为混合床。混合床的反映过程可写成（以NaCl为例）：RH+ROH+NaCl→RNa+RCl+H2O。上式交换反映可看作是盐分解反映和中和反映的组合，并且阴、阳离子交换反映是同时进行的。2）由于混合床中阴、阳树脂紧密交替接触，好象有许多阳床和阴床串联一起，构成无数微型复床，重复进行多次脱盐，因此出水纯度高，除盐效果好。20.净化、软化、除盐三种解决工艺中各去除的重要对象是什么答：软化工艺重要去除的是Ca2+、Mg2+离子；除盐是去除水中全部或部分溶解盐类；净化是指涉及悬浮物和胶体杂质的澄清过滤等预解决。21.与顺流再生相比，逆流再生为什么能使离子交换出水水质明显提高答：逆流再生时，再生液首先接触饱和程度低的底层树脂，然后再生饱和程度较高的中、上层树脂。这样，再生液被充足运用，再生剂用量明显减少，并能确保底层树脂得到充足再生。软化时，解决水在通过相称软化之后又与这一底层树脂接触，进行充足交换，从而提高了出水水质。22、从水中去除某些离子（例如脱盐），能够用离子交换法和反渗入法。当含盐浓度较高时，应当用离子交换法还是反渗入法，为什么答：离子交换法脱盐的机理是运用阳离子交换树脂可与废水中的阳离子发生离子交换，达成废水脱盐的目的。反渗入法：在外加压力的作用下，半透膜只能透过水分子，其它物质均能被截留，而达成去除废水离子的目的。由于离子交换树脂有一定的交换容量，在解决含盐浓度高的废水时树脂容易饱和，再生频率高，工作强度大，因此不适宜采用离子交换法解决含盐浓度高的废水。而反渗入法对离子浓度没有选择性，因此解决含盐浓度较高的废水适宜采用反渗入。23.电解法解决废水含有哪些功效答：氧化作用、还原作用、混凝作用和气浮作用。24.叙述电解法解决含氰废水的反映原理。答：当不加食盐电解质时，氰化物在阳极上发生氧化反映，产生二氧化碳和氮气；当电解槽投加食盐后，氯离子在阳极形成氯和次氯酸根，对氰化物产生氧化。25.惯用膜解决办法有哪些答：微滤、超滤、纳滤、反渗入、电渗析等。26.多个膜解决办法的推动力是什么答：电渗析为电位差，其它为压力差27.反渗入发生的必要条件是什么反渗入机理如何答：选择性半透膜；膜两边静压差不不大于渗入压。机理现在较多认为是：优先吸附-毛细孔流动模型。28.反渗入工艺中，分段、分级各有什么意思答：通过分段提高水的回收率，通过分级获得更加好的出水水质。29.电渗析原理答：在直流电场作用下，以电位差为推动力，运用离子交换膜的选择透过性，使水中的阴阳离子作定向迁移，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。水中常见的污染物及其来源好氧有机污染物：碳水化合物、蛋白质、脂肪等天然有机物、有机酸碱、表面活性剂。用COD、BOD、TOC、TOD表征难生物降解有机污染物：脂肪和油类、酚类、有机农药和取代苯类化合物无直接毒害的无机物：颗粒状无机杂质、氮、磷等营养杂质和酸碱等有直接毒害的无机污染物：氰化物、砷化物、重金属离子水质指标：物理、化学、微生物学、毒理学指标、放射性指标完全混合：快速混合器、软化、化学澄清。局部完全混合的活塞流：絮凝器、污泥反映器。完全混合及活塞流：活性污泥。其它均为活塞流。格栅的目的：截留较大悬浮物。确保解决设施和设备正常运转。减少后续构筑物的负荷栅前流速:~过栅流速：~胶体构造：双电子层。胶体稳定性影响：反离子价数。离子半径胶体聚沉：A.异向聚沉：布朗运动B.同向聚沉：搅拌水的混凝机理：双电子层压缩机理、吸附电中和作用、吸附架桥作用、网捕机理影响混凝的重要因素：水温、pH和碱度、杂质的性质、构成和浓度混凝反映设备类型：水力搅拌：隔板式、涡流式、穿孔旋流、折板。机械搅拌沉淀类型：自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀、压缩沉淀抱负沉淀池：颗粒均匀分布，在沉淀区处在自由沉淀状态。水平方向沿水平方向等速运动。颗粒到池底就被去除，不返回水中抱负沉淀池和实际沉淀池的区别：水流分布的影响。水流状态的影响沉淀池：平流式、竖流式、辐流式气浮的类型：电解气浮：电解水产愤怒泡。散气气浮：通入空气。容气气浮：溶解空气提高滤池性能的途径：反粒度理论、上向流过滤池、双层和三层滤料滤池、双向流过滤滤池、均质粗滤料吸附过程阶段：颗粒外部扩散、颗粒内部扩散、吸附反映阶段滤池冲洗的办法：高速水流反冲洗、反冲洗加表面冲洗、水冲洗加气冲洗惯用滤池：普通快滤池、V形滤池、无阀滤池、虹吸滤池、移动冲洗罩滤池消毒：氯消毒、氯胺和漂白粉、二氧化氯、臭氧、物理：紫外线、辐射、加热树脂：骨架+活性基团交联度：越大：机械强度越大，孔隙率越小，溶胀度小，交换容量小离子交换软化办法：RNa：出水含盐量升高、碱度不变RH：RH—RNa并联：以泄钠为准，出水酸