水质重点.docx

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水质重点

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第3章凝聚和絮

2.混凝过程中，压缩双电层和吸附-电中和作用有何区别？

简要叙述硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系。

答：

压缩双电层机理：

由胶体粒子的双电层结构可知，反离子的浓度在胶粒表面处最大，并沿着胶粒表面向外的距离呈递减分布,最终与溶液中离子浓度相等。

当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度减小。

该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。

由于扩散层厚度的减小，电位相应降低，因此胶粒间的相互排斥力也减少。

另一方面，由于扩散层减薄，它们相撞时的距离也减少，因此相互间的吸引力相应变大。

从而其排斥力与吸引力的合力由斥力为主变成以引力为主（排斥势能消失了），胶粒得以迅速凝聚。

吸附-电中和机理：

胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了ξ电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。

此时静电引力常是这些作用的主要方面。

上面提到的三价铝盐或铁盐混凝剂投量过多，凝聚效果反而下降的现象，可以用本机理解释。

因为胶粒吸附了过多的反离子，使原来的电荷变号，排斥力变大，从而发生了再稳现象。

 硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系：

Ph<3时，压缩扩散双电层作用。

Ph>3时,吸附-电中和作用。

Ph>3时水中便出现聚合离子及多核羟基配合物，这些物质会吸附在胶核表面，分子量越大，吸附作用越强。

3.根据反应器原理，什么形式的絮凝池效果较好？

折板絮凝池混凝效果为什么优于隔板絮凝池？

折板絮凝池的优点是：

水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间间缩放流动且连续不断，以至形成众多的小涡旋，提高了颗粒碰撞絮凝效果。

与隔板絮凝池相比，水流条件大大改善，亦即在总的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝时间可以缩短，池子体积减小。

4.原水悬浮物浓度是如何影响混凝效果的？

  水中悬浮物浓度的影响。

杂质浓度低，颗粒间碰撞机率下降，混凝效果差。

可采取的对策有：

①加高分子助凝剂；②加粘土③投加混凝剂后直接过滤。

如果原水悬浮物含量过高，为减少混凝剂的用量，通常投加高分子助凝剂。

如黄河高浊度水常需投加有机高分子絮凝剂作为助凝剂。

5.某水厂采用精制硫酸铝作为混凝剂，其最大投量为35mg/L。

水厂设计水量100000m3/d。

混凝剂每日调制3次，溶液浓度按10％计，试求溶解池和溶液池体积各为多少？

第4章沉淀

1.已知颗粒密度ρ＝2.65g/cm3，粒径d＝0.45mm（按球形颗粒考虑），求该颗粒在20℃水中沉降速度为多少？

2.理想沉淀池应符合哪些条件？

根据理想沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度和表面积关系如何？

答：

理想沉淀池应符合以下3个条件：

1）、颗粒处于自由沉淀状态；

2）、水流沿着水平方向流动；

3）、颗粒沉到池底即认为已被去除。

根据理想沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度无关，与表面积成反比。

3.影响平流沉淀池沉淀效果的主要因素有哪些？

沉淀池纵向分格有何作用？

答：

影响的主要因素有：

1）沉淀池实际水流状况；2）絮凝作用。

沉淀池纵向分格可以减少水力半径R，改善水流条件，降低Re和提高Fr数。

4.平流沉淀池设计流量为720m3/h。

要求沉速等于和大于0.4mm/s的颗粒全部去除。

试按理想沉淀条件，求：

（1）所需沉淀池平面积为多少m2？

（2）沉速为0.1mm/s的颗粒，可去除百分之几？

5.原水泥沙沉降试验数据见下表。

取样口在水面下180cm处。

平流沉淀池设计流量为900m3/h，表面积500m2。

试按理想沉淀池条件，求该池可去除泥沙颗粒约百分之几？

（C0表示泥沙初始浓度，C表示取样浓度）。

沉降试验数据

取样时间（min）

0

15

20

30

60

120

180

C/C0

1

0.98

0.88

0.70

0.30

0.12

0.08

第5章过滤

1.从滤层中杂质分布规律，分析改善快滤池的几种途径和滤池发展趋势。

2.什么叫“等速过滤”和“变速过滤”？

分析两种过滤方式的优缺点。

答：

等速过滤是指滤池滤速保持不变的过滤；变速过滤是指滤速随过滤时间而逐渐减少的过滤。

在滤料粒径、形状、滤层级配和厚度以及水温一定时，如果孔隙率减小，水头损失保持不变，则滤速将减小，利用这一原理产生了变速过滤；反之，滤速保持不变，则水头损失将增加，利用这一原理就可以形成等速过滤。

变速过滤在过滤初期，滤速较大可以使悬游杂质深入下层滤料，过滤后期滤速减小，可防止悬浮颗粒穿透滤层。

等速过滤不具备这种自然调节功能，并可能产生负水头现象。

3.什么叫滤料“有效粒径”和“不均匀系数”？

不均匀系数过大对过滤和反冲洗有何影响？

“均质滤料”的涵义是什么？

答：

滤料有效粒径（d10）是指通过滤料重量10%的筛孔孔径，滤料不均匀系数（K80）是指通过滤料重量80%的筛孔孔径。

滤料不均匀系数过大，过滤时滤层含污能力减小；反冲洗时，为满足粗颗粒膨胀要求，细颗粒可能被冲出滤池，若满足细颗粒膨胀要求，粗颗粒可能得不到很好的冲洗。

均质滤料是指滤料均匀，K80等于1。

4.所谓V型滤池，其主要特点是什么？

优点：

采用均质滤料过滤；滤料层含污容量大，出水水质较好，过滤周期较长，过滤速度较高；采用气-水联合反冲洗，冲洗水量小，冲洗效果好；容易实现自动过滤和冲洗。

缺点：

对冲洗操作要求严格，需要鼓风机等机械。

第7章氧化还原与消毒

1.目前水的消毒方法主要有哪几种？

简要评述各种消毒方法的优缺点。

2.水的pH值对氯消毒作用有何影响？

为什么？

3.什么叫折点加氯？

出现折点的原因是什么？

折点加氯有何利弊？

4.什么叫余氯？

余氯的作用是什么？

答：

抑制水中残余病原微生物的再度繁殖，管网中尚须维持少量剩余氯，这部分剩余氯称做余氯。

即加氯量超过需氯量时，剩余的那部分氯称做余氯。

  作用：

抑制水中残余病原微生物的再度繁殖。

第六章吸附

吸附剂：

通常具有吸附能力的物质，如活性炭。

吸附量：

由实验结果可以算出单位重量活性炭可吸附的溶质量。

（mg/g）其中

为吸附量

弗里德里希吸附等温式的含义：

是饱和吸附量Ce是溶液平衡浓度

K和1/n是特定体系的常数

影响活性炭吸附性能因素

活性炭的性质；

吸附质的性质；

其他因素；

活性炭与水处理化学药剂的反应；

活性炭的吸附过程（简答）：

活性炭吸附是一个复杂的动力学过程，其中包括吸附质在主体溶液中的传质，吸附质在活性炭表面水膜的传递，吸附质分子在孔内的扩散，以及最终在活性炭表面的吸附。

活性炭的应用：

臭和味的去除；

总有机碳的去除；

消毒副产物前驱物的去除；

挥发性有有机物的去除；

人工合成有机物的去除。

投加方式及设备（选择题）：

粉末炭有两种投加方法，即干投和湿投，一般湿投方法应用较多。

采用湿投法时，一般使投加装置距离投加点尽可能近。

常用的投加点：

水厂的吸水口，快速混合器前，沉淀池出水口，滤池的进水处。

可用在三个位置：

前吸附，滤后吸附，过滤吸附。

臭氧—生物活性炭的原理：

水中的有机物与臭氧反应生成物比原来的有机物更易于被微生物降解，活性炭长期在富氧条件下运行表面有生物膜形成，当臭氧处理后的水通过粒状活性炭滤层时，有机物在其上进行生物降解。

在臭氧和粒状活性炭组合的情况下，粒状活性炭变成了生物活性炭，对有机物产生吸附和生物降解的双重作用。

粒状活性炭的再生方法有：

热再生法、化学再生法、生物再生法、

超声波再生法、湿式氧化再生法化学氧化再生法、。

第八章离子交换

离子交换：

利用离子交换剂从电解质溶液中吸取某种阳离子或阴离子，而把本身所含的另外一种带相同电荷符号的离子等当量的交换下来并释放到溶液中去

交换容量：

一定数量的离子交换树脂所具有的可交换离子的数量称为离子交换树脂的交换容量。

其中包括全交换容量和工作交换容量。

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。

工作交换容量：

指在一定的工作条件以及水质条件下，一个固定周期中单位体积树脂实现的离子交换容量。

逆流再生相对于顺流再生有哪些优点:

克服顺流再生工艺出水端树脂再生度低的缺点；

以防止溶液向上流动时发生树脂乱层；

在树脂层上表面处设有中间排液装置以及在树脂层上面加设压脂层

第九章膜滤技术

膜氯的推动力：

压力差，温度差，浓度差，电位差。

压力驱动膜滤工艺主要有：

微滤，超滤，纳滤，反渗透

膜污染的定义：

膜污染指的是在过滤过程中，水中的微粒，胶体粒子或溶质大分子与膜发生物理化学作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附，沉积造成膜孔径变小或阻塞等作用，使得膜产生透过通量与分离特性不可逆变化现象。

膜污染和劣化的预防方法：

原料液预处理

膜组件的合理设计

操作方式的优化

膜组件的清洗

抗污染及劣化膜的制备

浓差极化的危害：

使超滤和微滤的渗透通量下降。

避免浓差极化：

预先除去溶液中的大颗粒

增加料的流速以提高传质系数

选择适当的操作压力

对膜的表面进行改性

定期对膜进行清洗

渗透：

纯水到咸水

反渗透：

咸水到纯水

第十章水的冷却

含湿量：

在1kg干空气的混合气体中其所含水蒸气的质量称为湿空气的含湿量。

饱和含湿量：

在一定温度下，每公斤空气中最大可容纳的水蒸气量称为饱和含湿量。

湿空气比热：

干空气1公斤，含湿量x公斤的湿空气温度升高1度所需要的热量，称为干空气的比热。

湿空气的焓：

湿空气的焓数值上等于1公斤干空气和x公斤水蒸气所含热量的和。

循环水的处理：

沉积物的控制，降低水的硬度，减少浓缩倍数，投加阻垢剂；

微生物控制----投加杀菌的化学药剂；

腐蚀控制----投加缓蚀剂，在金属表面形成薄膜。

【附】知识点列表

吸附剂：

吸附量

弗里德里希吸附等温式的含义

影响活性炭吸附性能因素

活性炭的吸附过程（简答）：

活性炭的应用：

投加方式及设备（选择题）

臭氧—生物活性炭的原理

粒状活性炭的再生方法有：

离子交换：

交换容量

全交换容量

工作交换容量

逆流再生相对于顺流再生有哪些优点:

膜氯的推动力：

压力驱动膜滤工艺主要有

膜污染的定义

膜污染和劣化的预防方法

浓差极化的危害

避免浓差极化：

渗透：

反渗透

含湿量：

饱和含湿量：

湿空气比热：

湿空气的焓

循环水的处理