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水的处理方法概论
1、水处理按技术原理如何分类。
水处理按技术原理分为：
物理化学方法和生物方法。
物理化学方法：
（1）混凝，包括凝聚和絮凝过程
（2）浮选（3）过滤（4）膜分离（5）吸附（6）离子交换（7）中和（8）氧化还原。
生物方法：
（1）需氧处理
（2）厌氧处理。
2、按对氧的需求不同，将生物处理过程如何分类。
需氧处理和厌氧处理
3、按反应器内的物料的形态如何分类：
均相反应器、多相反应器
按反应器的操作情况可将反应器如何分类：
间歇式、连续性。
4、列举水的物理化学处理方法。
（1）混凝，包括凝聚和絮凝过程
（2）浮选（3）过滤（4）膜分离（5）吸附（6）离子交换（7）中和（8）氧化还原。
5、三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?
（1）理想混合流动模型：
进入反应器的物料立即均匀分散在整个反应器里。
其特点是反应器内的浓度完全混合一致。
（2）活塞流流动模型：
物料的断面速度分布完全是齐头并进的。
（3）轴向扩散流动模型和多级串联流动模型：
在流动体系中物料之所以偏离了活塞流，是由于在活塞流上叠加了一个轴向扩散。
应用反应器理论，能够确定水处理装置的最佳形式，估算所需尺寸，及确定最佳操作条件；
利用反应器的停留时间分布函数，可以判断物料在反应器中的流动模型，也可以计算化学反应速率。
6、水处理工艺流程选择的出发点有哪些？
如何确定一个合适的水处理工艺流程？
水处理工艺流程选择的出发点有：
较低的成本、安全稳定的运行过程。
针对不同原水水质和对水质的要求，会形成不同的水处理工艺流程；
水处理设施所处的地区气候、地形地质、经济技术条件的差异，也会影响到水处理工艺流程的选择。
7、举例说明废水处理的物理法、化学法和生物法三者之间的主要区别。
生物法：
主要去除对象是有机污染物，一般用BOD和COD为指标，如典型的城市污水处理。
化学法：
对各种工业废水的处理，根据主要污染物的性质采取相应的处理方法，如典型的焦化废水处理。
物理法：
当处理后要回用时，要进一步深处理，满足回用需要，如典型的洗浴废水回用处理。
8、给水处理有哪些基本方法？
其基本流程如何？
给水处理的基本方法有：
混凝、沉淀、过滤、消毒。
第三章
凝聚和絮凝
1.体胶稳定性是什么。
胶体能稳定存在于水中的原因是是什么。
从水处理的角度而言，胶体的稳定性是指胶体颗粒在水中长期保持分散状态的特性。
胶体在水中稳定存在的原因：
（1）胶体的动力稳定性
（2）胶体的带电稳定性（3）胶体的溶剂化作用稳定性。
2.目前，比较公认的凝集机理有哪四个方面，内容是什么。
（1）压缩双电层作用：
根据DLVO理念，比较薄的能降低胶体颗粒的排斥能，如果能使胶体的双电层变薄,排斥能降到相当小时，两胶体颗粒接近时,就可以由原来的排斥力为主变成吸引力为主,胶体颗粒间就会发生凝集。
（2）吸附电中和作用：
胶体颗粒表面吸附异号离子、胶体颗粒、高分子物质，从而中和了胶体颗粒本身所带的部分电荷，减小胶体颗粒间的静电斥力，使胶体颗粒更易于聚沉。
（3）吸附架桥作用：
指胶体颗粒通过吸附有机或无机高分子物质架桥连接，凝聚为大的聚集体而脱稳聚沉。
（4）网捕卷扫作用：
指投加水中的铝盐、铁盐等混凝剂水解后形成较大量的水合金属氧化物沉淀，当这些水合金属氧化物体积收缩沉降时，会像多孔的网一样将水中胶体颗粒和悬浮浊质颗粒捕获卷扫下来。
3.
什么是同向絮凝和异向絮凝。
异向絮凝：
由布朗运动引起胶体颗粒向不同方向运动而发生碰撞聚集的现象。
同向絮凝：
由外力（搅拌力、水力）推动所引起的胶体颗粒向同一方向运动碰撞聚集称为同向絮凝。
4．简述水的混凝对水力条件的要求是什么。
水力条件包括水力强度和作用时间两方面的因素。
投入混凝剂之后，混凝过可分为快速混合与絮凝反应两个阶段。
快速混合要求有快速而剧烈的水力或机械搅拌作用，而且短时间内完成，一般在几秒至一分钟内完成至多不超过两分钟。
絮凝反应阶段搅拌强度和水流速度应随着絮凝体的增大而逐渐降低，避免已聚集的絮凝体被打碎而影响混凝沉淀效果。
5．影响混凝效果的主要因素分为哪几类。
（1）水温
（2）水的pH值和碱度（3）水中杂质浓度（4）水利条件的影响（5）混凝剂种类和投加量及投加方式（干投、湿投）的影响。
6．如何防止絮凝体破碎。
絮凝反应阶段搅拌强度和水流速度应随絮体的增加而逐渐降低。
7．快速混合的原理是什么。
混合设施主要有哪几类。
快速混合（目的是使胶体颗粒凝集脱稳），根据混凝凝聚机理，快速混合的机理是：
在混合过程中，必须使混凝剂水解产物中具有压缩双电层与吸附电中和作用的高价正离子等有效成分迅速均匀地与水中胶体颗粒接触发生凝聚作用。
混合设施的主要分类有：
（1）水力混合
（2）水泵混合（3）管式混合（管式静态混合器、扩散混合器）（4）机械混合。
8.
混凝药剂的选用应遵循哪些原则？
（1）混凝效果好
（2）无毒害作用（3）资源充足（4）成本低（5）新型药剂的卫生许可（6）借鉴已有经验。
9.
什么是助凝剂。
助凝剂按投加的目的划分为哪几类。
不能在某一特定水处理工艺中单独用作混凝剂，但可以与混凝剂配合使用而提高和改善凝聚和絮凝效果的化学药剂称为助凝剂。
按投加目的分类：
（1）以吸附架桥改善已形成的絮体结构为目的的助凝剂，如活化硅酸（SiO2·
nH20）、骨胶、高分子絮凝剂；
（2）以调节原水酸碱度来促进混凝剂水解为目的的助凝剂，如石灰；
（3）以破坏水中有机污染物对胶体颗粒稳定作用来改善混凝剂效果的助凝剂，如Cl2、O3等氧化剂；
（4）以改变混凝剂化学状态来促进混凝效果的混凝剂，如加氯作为氧化剂改善硫酸亚铁的混凝效果。
10.絮凝设施都有哪些。
（1）隔板絮凝池
（2）折板絮凝池（3）机械絮凝池（4）栅条（网格）絮凝池（5）穿孔旋流絮凝池（6）其他形式的絮凝池（波形板絮凝池、摇摆式搅拌机絮凝池、接触式絮凝池、组合式絮凝池）。
第四章
沉淀
1．何谓拥挤现象？
高浊度水在沉淀筒中的拥挤沉淀可分为哪些部分。
当水中有大量颗粒在有限的水体中沉降时，由于颗粒相互之间会产生影响，致使颗粒沉速度比自由沉降时小，这种现象称为拥挤现象。
高浊度水在沉淀桶中的拥挤沉淀可分为：
清水层、沉降层（等浓度层）、过渡层、淤积层。
2.
理想沉淀池的假定条件是什么。
（1）进水均匀分布于沉淀区的始端，并以相同的流度水平地流向末端；
（2）进水中颗粒均匀的分布于沉淀区的始端，并在沉淀区内进行着等速自由沉降；
（3）凡能沉降到沉淀区的颗粒杂质便认为被去除，不再重新悬浮到水中。
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？
在理想沉淀池中，表面负荷和颗粒截留沉速是相等的。
表面负荷：
指单位沉淀面积上承受的水流量。
颗粒截留沉速：
由均一粒径组成的颗粒杂质在理想沉淀池中恰能全部沉淀下来的颗粒沉速。
4.
何谓浑水异重流？
判断平流式沉淀池稳定性的指标是什么。
密度大的浑水进入沉淀池后，在重力作用下会潜入池的下部流动，形成所谓的浑水异重流。
判断平流式沉淀池稳定性的指标是：
弗罗德数
5.
沉淀的类型，各有什么特点。
说明它们的内在联系与区别。
（1）自由沉淀：
颗粒在沉淀过程中互不干扰，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度也不改变。
常见于：
沉砂池、初次沉淀池。
（2）絮凝沉淀：
颗粒在沉淀过程中发生絮凝作用。
颗粒的形状、尺寸、质量以及沉速随沉淀过程的进展而变化。
常见于；
混凝沉淀后、生物污泥的沉淀。
（3）成层沉淀：
沉淀过程中絮凝的悬浮物形成层状物，成整体沉淀状，形成较明显的固液界面。
活性污泥法的二沉池、污泥浓缩池、化学凝聚沉淀。
（4）压缩沉淀：
沉淀过程中最后悬浮颗粒相聚于水底，互相支撑，互相挤压，发生进一步沉降。
内在的联系与区别：
在实际的活性污泥法二沉池及浓缩池中沉淀与浓缩的过程中，都顺序存在着
（1）、
（2）、（3）、（4）这四种类型的沉淀过程，只是产生各类沉淀的时间长短不同而已。
6.
试述各类沉淀池的使用条件？
有何优缺点？
平流沉淀池
辐流沉淀池
竖流沉淀池
斜板斜管沉淀池
澄清池
7.
影响斜板、斜管沉淀池的因素是什么？
雷诺数、弗罗德数、浑水异重流
是否任何物质都能粘附在空气泡上？
取决于哪些因素？
不是所有物质都能粘附在气泡上。
取决于物质表面性质即水、空气、固体三者表面张力的关系，气泡合并作用，润湿作用，亲水性，同性电荷的相斥作用。
第五章
过滤
1.过滤的目的，用于澄清水的过滤有几种方式。
过滤的目的：
有的用来去除水中的悬浮物，以获得浊度更低的水；
有的是用来去掉污泥中的水，以获得含水量较低的污泥。
澄清水的过滤方式：
颗粒材料过滤、粗滤、微滤、膜滤。
2.快滤池的作用、工作过程包括哪些、构造及其作用。
快滤池主要用来过滤混凝（或混凝沉淀）后的水。
工作过程主要包括过滤和反冲洗两个过程。
结构及其作用：
（1）滤层，由滤料构成，起过滤作用；
（2）承托层，用以支撑滤层；
（3）配水系统，起作用是在过滤时收集过滤水，在反冲洗时均匀分布反冲洗水；
（4）滤层上部有排水槽，用以均匀排出反冲水。
3.滤料应满足的要求。
快滤池滤料都是颗粒状材料，应满足以下基本要求：
（1）有足够的机械强度，
（2）有较好的化学稳定性，（3）有适宜的级配和足够的空隙率。
气、水反冲洗有几种操作方式。
（1）先用气单冲，再用水单冲；
（2）先用气单冲，再气、水同时冲，最后单独用水冲；
（3）先用气、水同时冲，再用水单独冲。
滤池承托层的作用是什么。
（1）起支撑滤料层的作用，以防止滤料泄露；
（2）起配水作用，使配水系统流出的反冲水能够均匀地分布到滤层的底部，所以承托层的结构与配水系统的形式有关。
属大、小阻力配水系统的滤池各有哪些。
（1）小阻力配水系统的滤池：
粗料滤池（V型滤池）、无阀滤池、虹吸滤池；
（2）大阻力配水系统的滤池：
普通快滤池。
试述快滤池的工作原理。
快滤池的除浊作用，主要是浊质颗粒在滤料表面上粘附的结果。
按照这个观点，对除浊起主要作用的是滤料的表面积，而不是滤料的粒径。
当水经滤层过滤时，水中浊质颗粒深入滤层内部不断粘附于滤料表面而被逐渐除去，从而出现水的浊度沿滤层方向不断减小的现象，所以快滤池是依靠整个滤层提供的滤料表面积来除浊的。
过滤时由进水管向池内滤层上部引入滤前水，水由上而下经过滤层过滤，滤后水由下部配水系统汇集后，经出水管流出池外。
过滤持续进行到滤层被堵塞，停止进水和出水，由反冲洗管向池内送入反冲洗水，经配水系统均匀分配后，由下向上对滤层进行反冲洗，反冲洗废水从上部排水槽经排水管引出池外排入废水管道，反冲洗结束后，停止供应反冲洗水并关闭排水阀，恢复进水和出水，重新开始过滤。
滤池反冲洗配水系统的种类有哪些？
各自有什么特点？
（1）大阻力配水系统：
工作可靠、采用最广、冲洗干净；
但冲洗水头要求高，需冲洗水箱或水泵；
（2）小阻力配水系统：
配水系统结构简单，冲洗水头小（2m左右），适应于面积小的滤池，其均匀性取决于开孔比。
影响滤池冲洗效果的因素有哪些？
反冲洗强度、滤层的膨胀
10.
何谓减速过滤、反冲洗强度、滤层膨胀率。
减速过滤：
滤池在过滤周期中滤速逐渐减小，称为减速过滤（变速过滤）。
反冲洗强度：
当用水对滤层进行反冲洗时，经滤层单位面积上流过的反冲洗水流量，称为反冲洗强度。
滤层膨胀率：
在反冲洗过程中，滤层因部分或全部悬浮于上升水流中而使试滤层厚度增加（该现象为滤层膨胀），滤层增厚的相对比率，称为滤层的膨胀率。
第六章
吸
附
1
粒状活性炭的再生方法有哪些。
（1）热再生法
（2）化学药剂再生法（3）化学氧化再生法（4）生物再生法（5）湿式氧化再生法（6）超声波再生法。
2
在饮用水处理中，活性炭的功能可以表现为哪几方面。
（1）臭和味的去除
（2）总有机碳TOC的去除（3）消毒副产物前驱物的去除（4）挥发性有机物的去除（5）人工合成有机物的去除。
3
按照吸附的作用机理，吸附作用可分哪几类。
物理吸附、化学吸附
4粒状活性炭吸附方式如何分类。
（1）滤前吸附
（2）滤后吸附（3）过滤吸附
5水处理过程中，通常怎样选择粉末活性炭的投加点？
说明原因。
投加点的选择不仅要满足良好混合要求以及满足足够的接触时间，同时尽量使水处理药剂对粉末炭的干扰作用最小，降低活性炭的投加量，节约费用。
5活性炭密度的如何分类，含义分别是什么。
活性炭密度分为视密度和湿密度。
视密度（或称为堆密度）是包括活性炭及堆放间隙在内的密度，典型的活性炭视密度范围在350~500g/mL。
真密度是去除了堆放间隙后活性炭本身的密度。
活性炭自身孔隙中充满水时测得的密度称为湿密度。
湿密度决定活性炭在反冲洗过程中的膨胀或者流化程度。
6活性炭的制造步骤。
第七章
氧化还原与消毒
1什么是臭氧消毒的机理，臭氧处理工艺主要由几部分组成。
臭氧消毒机理：
臭氧具有很高的氧化电位，容易通过微生物细胞膜扩散，通过氧化微生物细胞的有机物或破坏有机体链状结构而导致细胞死亡。
经臭氧消毒的水中病毒可在瞬间失活，细菌和病原菌也会被消灭，游动的壳体幼虫子在很短的时间内也会被彻底的消除。
臭氧处理工艺主要由以下几个部分组成：
（1）臭氧发生系统：
（2）接触反应系统；
（3）尾气处理系统。
2目前，控制水中氯化消毒副产物的技术有几种。
（1）强化混凝；
（2）粒状活性炭吸附；
（3）膜过滤。
什么是需氯量。
灭活水中微生物、氧化有机物和还原性物质所消耗的氯。
4什么是折点加氯。
H：
峰点B：
折点
OA段：
水中杂质把氯消耗光。
AH段：
氯与氨反应，有余氯存在，有一定消毒效果，但余氯为化合性氯，其主要成分是一氯氨。
HB段：
仍然是化合性余氯，加氯量继续增加，氯氨被氧化成不起消毒作用的化合物，余氯反而减少。
BC段：
B点以后，出现自由性余氯。
从整体曲线来看，到达峰点H时，余氯最高，但这是化合性余氯而非自由性余氯。
到达折点时，余氯最低。
如继续加氯，余氯增加，此时所增加的余氯是自由余氯。
加氯量超过这点需要量时称为折点加氯。
5水处理中常见的氧化剂有哪些。
氯、臭氧、二氧化氯、过氧化氢、高锰酸盐、高铁酸盐等。
6
臭氧预氧化对水处理的影响主要表现在哪几方面。
（1）除藻除嗅；
（2）控制氯化消毒副产物；
（3）氧化助凝作用；
（4）臭氧氧化副产物
第八章
离子交换
1.弱酸性阳树脂、弱碱性阴树脂的交换特性有什么不同。
弱酸性阳树脂对水中碳酸盐硬度有较强的交换能力，对水中的NaCO3交换能力差，与H+离子的结合能力特别强因而很容易再生。
弱碱性阴树脂只能与强酸阴离子起交换作用，对弱酸阴离子HCO3-交换能力很弱，对更弱的HSiO3-则无交换能力，具有较强的交换容量极容易用碱再生。
2.什么是全交换容量。
指单位质量的离子交换树脂中全部离子交换基团的数量，此值决定于离子交换树脂的内部组成，是一个固定常数。
（单位体积和重量的树脂所具有的活性基团或可交换离子的总数量）
3.失效树脂的再生方式可分哪几种。
再生方式分为：
顺流式、对流式、分流式、复合床串联式
4
什么是湿真密度。
真湿密度是指单位真体积（不包括树脂间的空隙）湿态离子交换树脂的质量。
5离子交换动力过程的步骤。
离子交换速度实质上表示水溶液中离子浓度的改变速度，即一种动力过程。
6什么是离子交换除盐。
离子交换除盐是指把水中强电解质盐类的全部或大部分除去的处理过程。
离子交换除盐过程可使水的含盐量低到几乎不含离子的程度，即它可作为深度的化学除盐方法，同时也可作为部分除盐的方法。
7固定床离子交换器的分类。
（1）按水和再生液的流动方向分：
顺流再生式、对流再生式（包括逆流再生离子交换器和浮床式离子交换器）、分流再生式。
（2）按交换器内树脂的状态分：
单层（树脂）床、双层床、双室双层床、双室双层浮动床、混合床。
（3）按设备的功能分：
阳离子交换器（包括钠离子交换器和氢离子交换器）、阴离子交换器、混合离子交换器。
第九章
膜滤技术
1膜组件的清洗方法有哪些。
膜组件的清洗大致分为化学清洗和物理清洗两大类：
化学清洗通常根据膜表面的附着层性质不同，选择不同的清洗方法。
一般常用的清洗剂有：
酸碱液（如稀NaOH溶液）；
表面活性剂（如SDS、吐温80、Triton、X-100）；
氧化剂（200-400mg/L活性氯、酶）
物理清洗方法一般有：
（1）水力清洗方法
（2）气——液脉冲（3）反冲洗（4）循环冲洗。
2浓差极化是什么。
在浓度梯度作用下，溶质由膜表面向主体溶液反向扩散，形成边界层，使流体阻力和局部渗透压增加，从而导致水的透过通量下降，这种现象称为浓差极化。
3什么是膜污染，膜污染和劣化的预防方法有哪些。
膜污染是指膜在过滤过程中，水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子与膜发生生物理化作用或机械作用而引起膜在表面膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞等作用，使膜产生透过通量与分离特性不可逆变化的现象。
膜污染和劣化的预防方法：
（1）原料液预处理；
（2）膜组件的合理设计；
（3）操作方式的优化；
（4）膜组件的清洗；
（5）抗污染膜的设备。
4膜滤过程是什么。
膜滤过程：
以选择型透过膜为分离介质，在其两侧施加某种推动力，是原料一侧的组分选择性地透过膜，从而达到分离或提纯的目的。
5简述微滤和超滤的基本原理，操作模型有几种。
基本原理：
微滤和超滤都是在静压差的推动力作用下进行的液相分离过程。
在一定压力差作用下，原料中水和小的溶质粒子从高压侧透过膜到低压侧，产生透过液，而原料液中大粒子组分被膜截留，使剩余滤液的浓度增大成为浓缩液。
操作模型：
（1）死端过滤
（2）错流过滤
6在水处理过程中，不同推动力驱动的膜滤工艺分别是什么。
在水处理领域中，广泛使用的推动力为压力差和电位差。
压力驱动膜滤工艺主要有：
微滤、超滤、纳滤、反渗透。
电位差驱动膜工艺主要有：
电渗析。
7目前，主要有三种形式的膜生物反应器是什么。
（1）分置式MBR：
膜组件和生物反应器分开设置，相对独立，膜组件与生物反应器通过泵与管路相连接。
（2）一体式MBR:
将膜组件直接安置在生物反应器内部，依靠重力或水泵抽吸产生的负压或真空泵作为出水动力
（3）复合式MBR：
在生物反应器中安装填料，形成复合式反应系统。
8发生反渗透的必要条件是什么
（1）选择性透过溶剂的膜；
（2）膜两边的静压差必须大于其渗透压差。
9什么是电渗析。
电渗析（ED）：
在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性（即理论上阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过），使水中阴、阳离子做定向移动，从而实现溶液的浓缩、淡化、精致和提纯。
第十三章
活性污泥法
1活性污泥由四部分物质组成。
（1）栖息在活性污泥上的具有代谢功能的微生物种群（Ma）；
（2）由污水夹入的有机物质（含难降解有机物）（Mi）；
（3）微生物菌体经过自身氧化的残留物质（Me）；
（4）由污水夹入的无机组成部分（Mii）。
2
简述活性污泥处理系统有效运行的基本条件。
（1）污水中含有足够的可溶解性易降解的有机物作为微生物生理活动所必须的营养物质；
（2）混合溶液中有足够的溶解氧；
（3）活性污泥在曝气池中呈悬浮状态，能够与污水充分接触；
（4）活性污泥持续回流，同时，及时排除剩余污泥，使曝气池中保持恒定的污泥浓度；
（5）没有对微生物有毒害的作用的物质进入曝气池。
活性污泥微生物增殖分为以下四个阶段（期）
（1）适应期亦称延迟期或调整期。
本期是微生物培养的最初阶段，是微生物细胞内各种酶系统对新培养基环境的适应过程。
（2）对数增殖期又称增殖旺盛期。
出现本期的环境条件是F/M比值很高，有机底物非常充分，营养物质不是微生物增殖的控制因素，微生物以最高速率摄取有机底物，也以最高速率增殖和合成新细胞。
由上图可见，微生物（活性污泥）的增殖速率与时间呈直线关系，为一常数值，其值即为直线的斜率。
据此，对数增殖期又称为“等速增殖期”
（3）减衰增殖期又称稳定期和平衡期。
随着有机底物浓度不断下降，微生物的不断增殖，F/M比值继续下降，营养物质逐步成为微生物增殖的控制因素，此时微生物的增殖过渡到减衰增殖期。
在此期间，微生物的增殖速率和有机底物的降解速率已大为降低，并与残存的有机底物浓度有关，呈一级反应。
（4）内源呼吸期又称衰亡期。
污水中有机底物持续下降，达到近乎耗尽的程度，F/M比值随之降至很低的程度。
微生物由于得不到充足的营养物质，而开始大量地利用自身体内储存的物质或衰亡菌体，进行内源代谢以维持生命活动，微生物
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