1、14章4 反應(yīng)器原理用于水處理有何作用和特點(diǎn)？答：作用：推動(dòng)了水處理工藝發(fā)展；特點(diǎn)：在化工生產(chǎn)中，反應(yīng)器都只作為化學(xué)反應(yīng)設(shè)備來獨(dú)立研究，但在水處理中，含義較廣泛，許多水處理設(shè)備與池子都可作為反應(yīng)器來進(jìn)行分析研究，包括化學(xué)反應(yīng)、生物化學(xué)反應(yīng)以至純物理過程等。例：沉淀池。5. 試舉出 3 種質(zhì)量傳遞機(jī)理的實(shí)例。答：質(zhì)量傳遞包括主流傳遞、分子擴(kuò)散傳遞、紊流擴(kuò)散傳遞。1、 主流傳遞：在平流池中，物質(zhì)將隨水流作水平遷移。物質(zhì)在水平方向的濃度變化， 是由主流遷移和化學(xué)引起的。2、 分子擴(kuò)散傳遞：在靜止或作層流運(yùn)動(dòng)的液體中，存在濃度梯度的話，高濃度區(qū)內(nèi)的 組分總是向低濃度區(qū)遷移，最終趨于平均分布狀態(tài)，濃度梯

2、度消失。如平流池等。3、 紊流擴(kuò)散傳遞：在絕大多數(shù)情況下，水流往往處于紊流狀態(tài)。水處理構(gòu)筑物中絕大 部分都是紊流擴(kuò)散。6. （ 1）完全混合間歇式反應(yīng)器（CMB 不存在由物質(zhì)遷移而導(dǎo)致的物質(zhì)輸入和輸出，且假定是在恒溫下操作（2）完全混合連續(xù)式反應(yīng)器（CSTR 反應(yīng)物投入反應(yīng)器后，經(jīng)攪拌立即與反應(yīng)器內(nèi)的料液 達(dá)到完全均勻混合，輸出的產(chǎn)物其濃度和成分與反應(yīng)器內(nèi)的物料相同（3）推流型反應(yīng)器（PF 反應(yīng)器內(nèi)的物料僅以相同流速平行流動(dòng)，而無擴(kuò)散作用，這種流型 唯一的質(zhì)量傳遞就是平行流動(dòng)的主流傳遞答：在水處理方面引入反應(yīng)器理論推動(dòng)了水處理工藝發(fā)展。在化工生產(chǎn)過程中，反應(yīng)器只作_為化學(xué)反應(yīng)設(shè)備來獨(dú)立研究，但

3、在水處理中， 含義較廣泛。許多水處理設(shè)備與池子都可作為反應(yīng)器來進(jìn)行分析研究，包括化學(xué)反應(yīng)、生物化學(xué)反應(yīng)以至物理過程等。例如，氯化消毒池，除鐵、除錳濾池、生物濾池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自凈過程都可應(yīng)用反應(yīng)器_原理和方法進(jìn)行分析、研究。介紹反應(yīng)器概念，目的就是提供一種分析研究水處理工藝設(shè)備 的方法和思路。7. 為什么串聯(lián)的 CSTF 型反應(yīng)器比同容積的單個(gè) CSTR 型反應(yīng)器效果好？答：因?yàn)槭褂枚鄠€(gè)體積相等的 CSTR 型反應(yīng)器串聯(lián)，則第二只反應(yīng)器的輸入物料濃度即為第 一只反應(yīng)器的輸出物料濃度，串聯(lián)的反應(yīng)器數(shù)愈多，所需反應(yīng)時(shí)間愈短，理論上，當(dāng)串聯(lián)的反應(yīng)器數(shù) N 趨近無窮時(shí)，所需反應(yīng)時(shí)間

4、將趨近于CMB 型和 PF 型的反應(yīng)時(shí)間。8. 混合與返混在概念上有什么區(qū)別？返混是如何造成的？答：區(qū)別是：返混又稱逆向混合。 廣義地說，泛指不同時(shí)間進(jìn)入系統(tǒng)的物料之間的混合， 包括物料逆流動(dòng)方向的流動(dòng)。造成返混的原因主要是環(huán)流，對(duì)流， 短流，流速不均勻，設(shè)備中存在死角以及物質(zhì)擴(kuò)散 等。例如： 環(huán)流和由湍流和分子擴(kuò)散所造成的軸向混合，及由不均勻的速度分布所造成的短 路、 停滯區(qū)或“死區(qū)”、溝流等使物料在系統(tǒng)中的停留時(shí)間有差異的所有因素。型和 CMB 型反應(yīng)器為什么效果相同？?jī)烧邇?yōu)缺點(diǎn)比較。答：在推流型反應(yīng)器的起端 （或開始階段），物料是在 a 的高濃度下進(jìn)行的，反應(yīng)速度很快。 沿著液流方向，隨

5、著流程增加（或反應(yīng)時(shí)間的延續(xù)），物料濃度逐漸降低，反應(yīng)速度也隨之逐漸減小。這跟間歇式反應(yīng)器的反應(yīng)過程是一樣的。推流型反應(yīng)器優(yōu)于間歇式反應(yīng)器的在于：間歇式反應(yīng)器除了反應(yīng)時(shí)間以外，還需考慮投料和卸料時(shí)間，而推流型反應(yīng)器為連續(xù)操作。1.在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)作氯消毒試驗(yàn)。 已知細(xì)菌被滅活速率為一級(jí)反應(yīng)， 且 k=0.85 min1。求細(xì)菌被滅時(shí)，所需消毒時(shí)間為多少分鐘?解答：CCi99. 5%,CiC0,細(xì)菌被火速率等于活細(xì)菌減少C0速率，r（Ci）=-k -Ci=Ct=1l0- in005 Co1min0. 85C00. 85習(xí)題 2 設(shè)物料 i 分別通過 CSTF 與 PF 反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)過后，進(jìn)水與排水中

6、i 濃 度 之 比 均 為C0/Ce=10,且屬于一級(jí)反應(yīng)。 K=2h。求水流在 CSTF 與 PF 型反應(yīng)期各需要停留多少時(shí)間。（注：C0 進(jìn)水 i 初始濃度；Ce出水濃度）1 C0解：CSTF 型反應(yīng)器反應(yīng)時(shí)間t1=（1）；K Ce1 CePF型反應(yīng)器反應(yīng)時(shí)間 t2=丄in -k Ci有題意可以得出C0Ce10，所以總時(shí)間 T=t1+t2=- 丄105h。Ce Ci10k k k所以得出在 CSTR 中需要，在 PF 需要。題 3 中若采用 4 只 CSTF 型反應(yīng)器串聯(lián)，其余條件同上。求串聯(lián)后水流總停留時(shí)間為多少？C1解:0.01n 40-014C。1 0.92tt= T=4t=4*=綜

7、上所述串聯(lián)后水流總停留時(shí)間為15章2、混凝過程中，壓縮雙電層和吸附-電中和作用有何區(qū)別？簡(jiǎn)要敘述硫酸鋁混 凝作用機(jī)理及其與水的 pH 值的關(guān)系。答:壓縮雙電層機(jī)理：由膠體粒子的雙電層結(jié)構(gòu)可知，反離子的濃度在膠粒表面處最大，并沿著膠粒表面向外的距離呈遞減分布，最終與溶液中離子濃度相等。當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)，使溶液中離子濃度增高，則擴(kuò)散層的厚度減小。該過程的實(shí)質(zhì)是加入的反離子與擴(kuò)散層 原有反離子之間的靜電斥力把原有部分反離子擠壓到吸附層中，從而使擴(kuò)散層厚度減小。由于擴(kuò)散層厚度的減小，電位相應(yīng)降低，因此膠粒間的相互排斥力也減少。另一方面，由于擴(kuò)散層減薄，它們相撞時(shí)的距離也減少，因此相互間的吸引力相應(yīng)

8、變大。從而其排斥力與吸引力的合力由斥力為主變成以引力為主（排斥勢(shì)能消失了），膠粒得以迅速凝聚。吸附-電中和機(jī)理：膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、 異號(hào)膠粒、鏈狀離子或分子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用， 由于這種吸附作用中和了電位離子所帶電荷，減少了靜電斥力，降低了E電位，使膠體的脫穩(wěn)和凝聚易于發(fā)生。 此時(shí)靜電引力常是這些作用的主要方面。 上面提 到的三價(jià)鋁鹽或鐵鹽混凝劑投量過多， 凝聚效果反而下降的現(xiàn)象， 可以用本機(jī)理解釋。 因?yàn)?膠粒吸附了過多的反離子，使原來的電荷變號(hào)，排斥力變大，從而發(fā)生了再穩(wěn)現(xiàn)象。硫酸鋁混凝作用機(jī)理及其與水的pH 值的關(guān)系：Ph3 時(shí),吸附-電中和作用。Ph3 時(shí)水中便出現(xiàn)聚合

9、離子及多核羥基配合物，這些物質(zhì)會(huì)吸附在膠核表面，分子量越大，吸附作用越強(qiáng)。（請(qǐng)具體一些）3.高分子混凝劑投量過多時(shí)，為什么混凝效果反而不好？答：這是因?yàn)楫?dāng)高分子混凝劑投量過多時(shí)，將產(chǎn)生“膠體保護(hù)”作用。投加量過多時(shí)，一開始微粒就被若干高分子鏈包圍， 而無空白部位去吸附其他的高分子鏈， 結(jié)果造成膠粒表 面飽和產(chǎn)生再穩(wěn)現(xiàn)象。已經(jīng)架橋絮凝的膠粒，如受到劇烈的長(zhǎng)時(shí)間的攪拌， 架橋聚合物可能 從另一膠粒表面脫開，重又卷回原所在膠粒表面，造成再穩(wěn)定狀態(tài)。7何為同向絮凝劑和異向絮凝？?jī)烧叩哪鬯俾剩ɑ蚺鲎菜俾剩┡c哪些因素有關(guān)？答：同向絮凝：由布朗運(yùn)動(dòng)所造成額顆粒碰撞聚集。異向絮凝：由流體運(yùn)動(dòng)所造成的顆粒碰撞

10、聚集。對(duì)于異向絮凝而言，顆粒碰撞速率N=8KTri7 （3vp）,從而可得，其與水溫成正比，與顆粒的數(shù)量濃度平方成正比，而與顆粒尺寸無關(guān)。. .2 3對(duì)于同向絮凝而言，碰撞速率N0=（4n dG）/3.從而可知，其與速度梯度成正比，與顆粒的數(shù)量濃度平方成正比，與粒徑的三次方成正比。又因?yàn)镚=Au/ 乙因而，碰撞速率也與相鄰兩流層的流速增量成正比，與垂直于水流方向的兩流層之間距離成反比。9.絮凝過程中，G 值的真正涵義是什么？沿用依舊的G 值和 GT 值的數(shù)值范圍存在什么缺陷？請(qǐng)寫出機(jī)械絮凝池和水力絮凝池的G 值公式。答：G 值表示的是速度梯度，控制混凝效果的水力條件，反映能量消耗概念。由于G

11、值和GT 值變化幅度很大，從而失去控制意義。GP、ghY vT10、 根據(jù)反應(yīng)器原理，什么形式的絮凝池效果較好？折板絮凝池混凝效果為什么優(yōu)于隔板絮凝池？答：推流型絮凝池的絮凝效果優(yōu)于單個(gè)機(jī)械絮凝池，但 4 個(gè)機(jī)械絮凝池串聯(lián)時(shí)，絮凝效果接近推流型絮凝池。與隔板絮凝池相比，折板絮凝池的水流條件大大改善，亦即在總的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故折板絮凝池所需絮凝時(shí)間可以縮短，池子體積減小。14.當(dāng)前水廠中常用的混合方法有哪幾種？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？在混合過程中，控制G 值的作用是什么？答：1 ）、水泵混合混合效果好，不需另建混合設(shè)施，節(jié)省動(dòng)力，大、中、小型水廠均可采用。但采用 FeCI3 混凝劑

12、時(shí)，若投量較大，藥劑對(duì)水泵葉輪可能有輕微腐蝕作用。適用于取水泵房靠近水廠處理構(gòu)筑物的場(chǎng)合，兩者間距不宜大于150m。2 ）、管式混合簡(jiǎn)單易行。無需另建混合設(shè)備，但混合效果不穩(wěn)定，管中流速低，混合不充分。3）、機(jī)械混合池混合效果好，且不受水量變化影響，缺點(diǎn)是增加機(jī)械設(shè)備并相應(yīng)增加維修工作。控制 G 值的作用是使混凝劑快速水解、聚合及顆粒脫穩(wěn)。15.解：當(dāng)前水廠常用的絮凝設(shè)備有1.隔板絮凝池，優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便。缺點(diǎn)是流量變化大者，絮凝效果不穩(wěn)定，與 折板絮凝池相比，因水流條件不是很理想，能量消耗（即水頭損失）中的無效部分比例 較大，故需較長(zhǎng)的時(shí)間，池子容積較大。2.折板絮凝池，優(yōu)點(diǎn)是：水流

13、在同波折板之間曲折流動(dòng)或在異波折板之間縮 放流動(dòng)且連續(xù)不斷，以至于形成眾多的小渦旋，提高顆粒碰撞的絮凝效果。缺點(diǎn)是間距小，安裝維 修困難，折板費(fèi)用較高。3.機(jī)械絮凝池，優(yōu)點(diǎn)是可隨水質(zhì)，水量變化而變化而隨時(shí)改變轉(zhuǎn)速以保證絮凝效果，能應(yīng) 用于任何規(guī)模的水廠，缺點(diǎn)是需機(jī)械設(shè)備，因而增加機(jī)械維修工作。4.其他形式絮凝池（1） 穿孔旋流絮凝池，優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，造價(jià)低，適用于中小型水廠或與其 他絮凝池組合應(yīng)用，缺點(diǎn)是受流量影響較大，絮凝效果欠佳，池底也容易產(chǎn)生積泥 現(xiàn)象（2） 網(wǎng)格，柵條絮凝池，優(yōu)點(diǎn)絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時(shí)間較短。缺點(diǎn)是末端池 底積泥現(xiàn)象，少數(shù)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格上磁生藻類，堵塞網(wǎng)眼現(xiàn)

14、象。為避免絮凝體破碎，廊道內(nèi)的水流轉(zhuǎn)彎處流速應(yīng)沿程逐漸減小，所以G 值也沿程逐漸減小。習(xí)題 5.某機(jī)械絮凝池分成 3 格。每格有效尺寸為 2.6m （寬）x2.6m（長(zhǎng)）x4.2m （深）。每格 設(shè)一臺(tái)垂直軸漿板攪拌器，構(gòu)造按圖 15-21， 設(shè)計(jì)各部分尺寸為：r2=1050mm 漿板長(zhǎng) 1400mm 寬 120mmro=525mm 葉輪中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)線速度為：第一格V1=0.5m/s第二格V2=0.32m/s第三格V3=0.2m/s求：3 臺(tái)攪拌器所需要攪拌功率及相應(yīng)的平均速度梯度G 值（水溫按 20 C 計(jì)）。解：設(shè)漿板相對(duì)于水流的線速度等于漿板旋轉(zhuǎn)線速度倍。即：wxr=w1=0.75v/r0

15、=sW2=sw3=s得到 G 值先求得 P 的大小由圖 15-21 可得：外側(cè)漿板r1=,r2= ,內(nèi)側(cè)r1=,r2=.43P1=CDPLW1：4=4xx1000 xx+8x（）=174.7w18r r同理可得：卩2=,p3= 水溫 20 C,u=xV=xx=第一格G1寸174.71000=78s1a 111.009 28.4s第二格1G2=40S:78 40201.009 28.410-3356.設(shè)原水懸浮物體積濃度510。假定懸浮顆粒粒徑均勻，有效碰撞系數(shù)=1,水溫按 15 C 計(jì)。設(shè)計(jì)流量 Q=360m；.。攪拌功率 p=195W 試求：（1 ）絮凝池按 PF 型反應(yīng)器考慮，經(jīng) 15mi

16、n 絮凝后，水中顆粒濃度將減低百分之幾？（2）采用 3 座同體積機(jī)械絮凝池串聯(lián)（機(jī)械絮凝池按CSTR 型反應(yīng)器考慮），絮凝池總體積與（1 ）相同。攪拌總功率仍為195W 設(shè) 3 座絮凝池?cái)嚢韫β史謩e為：p1=100Wp260w，p335w，試問顆粒濃度最后減低百分之幾?解：K -6.3710-5, V=QT=36(X=90m33.14G衛(wèi)19500043.6 V 111.14 90t 丄 In ,蟲12.18。下降了 1-1 十=% KG nn(2)G1 .P131.2S-1 VG222 S-1-1G318.5S1采用 CSTR 反應(yīng)器并用 3 個(gè)串聯(lián)按公式（14 11）得:帶入數(shù)字得 n0/

17、 n3=1-生% n0何謂膠體穩(wěn)定性？試用膠粒間相互作用勢(shì)能曲線說明膠體穩(wěn)定性的原因。膠體的穩(wěn)定性是指膠體粒子在水中長(zhǎng)期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。致使膠體粒子穩(wěn)定性的主要原因是粒子的布朗運(yùn)動(dòng)、 膠體粒子間同性電荷的靜電斥力和顆粒表面的水化作用。膠體穩(wěn)定性分為動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定和聚集性穩(wěn)定兩種；如圖：將排斥勢(shì)能ER與吸引勢(shì)能EA相加可得到總勢(shì)能巳圖（b）中，當(dāng) x = Ob 時(shí)存在最大值 Emax, 稱為排斥能峰；當(dāng) xvoa 或 x oc 時(shí)，吸引勢(shì)能占優(yōu)勢(shì)，兩膠粒可相互吸引；不過當(dāng) xoc 時(shí)存在著排斥能峰這一屏障，兩膠粒仍無法靠近。當(dāng)oavxvob 時(shí)，排斥勢(shì)能占優(yōu)勢(shì)，且第三格G3=2SPlP2P3

18、3V-135S1平均值G=S-11KGn0n33-1存在排斥能峰，兩膠粒相互排斥。因此，只有xvoa 時(shí)，吸引勢(shì)能EA隨 x 減小而急劇增大，兩膠粒才會(huì)發(fā)生凝聚。如果布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能丘Emax,兩膠粒之間就可通過布朗運(yùn)動(dòng)克服排斥能峰而碰撞凝聚。但是天然水中膠體布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能EBVVEmax,于是膠體長(zhǎng)期處于分散穩(wěn)定狀態(tài)。17章第 9 題 濾料承托層有何作用？粒徑級(jí)配和厚度如何考慮？答： 濾料承托層的作用, 主要是防止濾料從配水系統(tǒng)中流失, 同時(shí)對(duì)均布沖洗水也有一 定作用。單層或雙層濾料濾池采用大阻力配水系統(tǒng)時(shí), 承托層采用天然卵石或礫石； 三層濾 料濾池,由于下層濾料粒徑小而重量大, 承托層必須

19、與之相適應(yīng), 即上層采用重質(zhì)礦石,以 免反沖洗移動(dòng)； 為了防止反沖洗時(shí)承托層移動(dòng), 美國也有采用 “粗 -細(xì)-粗”的礫石分層方式, 上層粗礫石用以防止中層細(xì)礫石向上移動(dòng), 中層細(xì)礫石用以防止砂濾料流失, 下層粗礫石則 用以支撐中層細(xì)礫石。具體粒徑級(jí)配和厚度,應(yīng)根據(jù)配水系統(tǒng)類型和濾料級(jí)配確定。10、濾池反沖洗強(qiáng)度和濾層膨脹度之間關(guān)系如何？答：膨脹度與沖洗強(qiáng)度的關(guān)系： 沖洗流速在最小流態(tài)化速度之前, e 隨 L 增大而成曲線增大； 當(dāng)沖洗流速在最小流態(tài)化速度之后, e 隨 L 成直線增長(zhǎng)趨勢(shì)。14 題、答：1.“大阻力”配水系統(tǒng)中孔口阻力大,優(yōu)點(diǎn)是配水均勻性好,缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 孔口水頭損失大,沖

20、洗時(shí)動(dòng)力消耗大,管道易結(jié)垢,檢修困難。“小阻力”配水系統(tǒng)中的孔口阻力小,優(yōu)缺點(diǎn)與“大阻力”相反,對(duì)于沖洗水頭優(yōu)先的虹吸 濾池和無閥濾池適用。為配水系統(tǒng)內(nèi)的水力阻抗，S2 為配水孔眼的水力阻抗，S3 為承托層的水力阻抗，q1 為第一線路的流量, q2 為第二條線路的流量。由于反沖洗水在配水系統(tǒng)內(nèi)所走的路程不同, 故反沖洗水在池中分布的均勻程度, 常以池中反沖洗強(qiáng)度的最小值和最大值的比值來表示, 并 要求此比值不小于s,即 qmi n/qmax加大配水孔眼的水力阻抗 S2,使 S1 和 S2 相比甚小，式中阻抗比能趨近于 1 ,從而使得兩條 線路的流量比也趨近于 1,適當(dāng)選擇 S2 的值，就能滿足

21、 qmin/qmaxs的要求，按這原理設(shè) 計(jì)的配水系統(tǒng)即為大阻力配水。3. 的推導(dǎo)要求配水均勻性 Q/Qc得：Ha9(v02+Va2)/2gHa=(qFX10-3/pf)2/2g-3vo= qFX10 / ao-3Va=qFX10 /n aa將代入即為（令p=）q：沖洗強(qiáng)度 F:濾池面積 f:配水系統(tǒng)孔口總面積p：孔口流量系數(shù) g: 重力加速度a0: 干管截面積aa: 支管截面積 n: 支管根數(shù) Ha: 支管 a 點(diǎn)壓頭15. 小阻力配水系有哪些形式？選用時(shí)主要考慮哪些因素？ 答：配水系有鋼筋混凝土穿孔板、穿孔濾磚、濾頭等形式。主要考慮因素有流速、阻力、配 水系統(tǒng)造價(jià)等因素。20. 無閥濾池虹

22、吸上升管中的水位變化是如何引起的?虹吸輔助管管口和出水堰口標(biāo)高差表示什么？答：無閥濾池虹吸上升管中的水位變化是由于隨著過濾時(shí)間的延續(xù)， 濾料層水頭損失逐 漸增加， 虹吸上升管中水位相應(yīng)逐漸升高，管內(nèi)原存空氣受到壓縮，一部分空氣將從虹吸下 降管出口堰穿過水封進(jìn)入大氣，當(dāng)水位上升到虹吸輔助管的管口時(shí)， 水從輔助管流下， 依靠 下降水流在管中形成的真空和水流的挾氣作用， 抽氣管不斷將虹吸管中的空氣排出， 使真空 逐漸增大。虹吸輔助管管口和出水堰口標(biāo)高差表示終期允許水頭損失H。21. 無閥濾池反沖洗時(shí)，沖洗水箱內(nèi)水位和排水水封井上堰口水位之差表示什么？若有地形 可以利用，降低水封井堰口標(biāo)高有何作用？答

23、：無閥濾池反沖洗時(shí)，沖洗水箱內(nèi)水位和排水水封井上堰口水位之差表示沖洗水頭， 亦即虹吸水位差。在有地形可以利用的情況下（如丘陵、山地） ，降低排水水封井堰口標(biāo)高以增加可資利 用的沖洗水頭。題目 22為什么無伐濾池通常采用 2 格或 3 格濾池合用 1 個(gè)沖洗水箱？合用沖洗水箱的濾池格數(shù)過多對(duì)反沖洗有何影響？Q=口31/2Q= pa (2gHc)1/2Qa/Qc=(Ha/Hc)1/2答：（ 1）當(dāng)沖洗水頭大于平均沖洗水頭時(shí)，整個(gè)濾層將全部膨脹起來。若沖洗水箱水深H 較大時(shí)，在沖洗初期的最大沖洗水頭下，有可能將上層部分細(xì)濾料沖出濾池。當(dāng)沖洗水頭 笑語平均沖洗水頭時(shí)， 下層部分粗濾料將下沉而不再懸浮。

24、 因此，采用 2 格或 3 格濾池合用 1 個(gè)沖洗水箱減小沖洗水箱水深，可減小沖洗強(qiáng)度的不均勻程度， 從而避免上述現(xiàn)象的發(fā)生。 合用一個(gè)沖洗水箱的濾池?cái)?shù)愈多，沖洗水箱深度愈小，濾池總高度得以降低。這樣，不僅降 低造價(jià)，也有利于與濾前處理構(gòu)筑物在高程上的銜接。沖洗強(qiáng)度的不均勻性也可減小。（2）一般，合用沖洗水箱的濾池?cái)?shù)n=2-3 ，而以 2 格合用沖洗水箱者居多。因?yàn)楹嫌脹_洗水箱濾池?cái)?shù)過多時(shí)， 將會(huì)造成不正常沖洗現(xiàn)象。例如，某一格濾池的沖洗將結(jié)束時(shí)，虹 吸破壞管剛露出水面， 由于其余格數(shù)濾池不斷向沖洗水箱大量供水， 管口很快又被水封， 致 使虹吸破壞不徹底，造成該格濾池時(shí)斷時(shí)續(xù)的不停沖洗。思考題

25、 28 所謂 V 型池，其主要特點(diǎn)是是什么？答：V 型池是因雙側(cè)（或一側(cè)也可）進(jìn)水槽設(shè)計(jì)成V 型而得名，其主要特點(diǎn)是：（ 1）：可采用較粗濾料較厚濾層以增加過濾周期。由于反沖洗濾層不膨脹，故整個(gè)濾層在 深度方向粒徑分布均勻， 不發(fā)生水力分級(jí)現(xiàn)象。 即所謂 “均質(zhì)濾料” ，使濾層含污能力提高。 一般采用沙濾料，有效粒徑的d10 =1.50mm,不均勻系數(shù) K60=（ 1）2,濾層厚約1.5m。（2）氣 水反沖再加始終存在的橫向表面掃洗，沖洗效果好，沖洗水量太大減少。5.設(shè)濾池平面尺寸為 5.4m（長(zhǎng)）x4m（寬）。濾層厚 70cm。沖洗強(qiáng)度（長(zhǎng)）x4m（寬）。濾 層厚 70cm。沖洗強(qiáng)度 q=1

26、4L/（s m2），濾層膨脹度，濾層膨脹度 e=40%采用 3 條排水槽， 槽長(zhǎng) 4m,中心距為 1.8m。求：（1） .標(biāo)準(zhǔn)排水槽斷面尺寸（ 2） . 排水槽頂距砂面高度（ 3） . 校核排水槽在水平面上總面積是否符合設(shè)計(jì)要求解：（ 1 ） . 采用 3 條排水槽，則槽長(zhǎng) : L=B=4m中心距=+ 3=1.8m每槽排水流量 :x= =x0.18m 沖洗排水槽斷面如圖：（2）求斷面模數(shù)：x=0.18m 沖洗排水槽底厚采用，保護(hù)高0.07m，則槽頂距砂面高度H=eH2+S+=.x+x+=0.85m（ 3）校核沖洗排水槽總面積與濾池面積之比：3Xlx2x-F=3X4x2X+（X4）=20%C 2

27、5%滿足要求1. 為什么粒徑小于濾層中孔隙尺寸的雜質(zhì)顆粒會(huì)被濾層攔截下來？ 答：懸浮顆粒必須經(jīng)過遷移和粘附兩個(gè)過程才能完成去除的過程。 遷移：包括沉淀、擴(kuò)散、慣性、截阻和水動(dòng)力效應(yīng)等 5 種基本作用。粘附： 包括范德華引力、 靜電力以及某些化學(xué)鍵和某些特殊的化學(xué)吸附力作用、 絮凝顆 粒間的架橋作用等作用。粒徑小于濾層中孔隙尺寸的雜質(zhì)顆粒遷移到濾料表面時(shí)，主要通過粘附作用， 即在范德華引力、靜電力、 某些化學(xué)鍵和某些特殊的化學(xué)吸附力作用下， 被濾層攔截。 而粘附作用主要取 決于濾料和水中顆粒表面的物理化學(xué)性質(zhì)，而與粒徑尺寸大小無關(guān)。遷移：1、 截阻作用：懸浮物沿流線運(yùn)動(dòng)，與濾料表面接觸時(shí)被俘獲。

28、2、 慣性作用：顆粒具有自身的慣性力而脫離流線，到達(dá)濾料顆粒表面。3、 沉淀作用：水流通過砂濾料層相當(dāng)于經(jīng)過無數(shù)微型沉淀池。4、 擴(kuò)散作用：懸浮顆粒物存在濃度梯度，使顆粒物擴(kuò)散到濾料顆粒表面被俘獲。5、 水動(dòng)力效應(yīng)作用：水流經(jīng)過砂濾層具有速度梯度 G 值，使顆粒發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)而脫離流線。 粘附：粘附作用是一種物理化學(xué)作用。當(dāng)水中顆粒遷移到濾料顆粒表面時(shí)，在范德華引力、靜電力、某些化學(xué)鍵和某些特殊的化學(xué)吸附力作用下，被粘附在濾料顆粒表面上， 或者粘附在濾料顆粒表面上原先粘附的顆粒上。因此，粘附作用主要取決于濾料和水中顆粒表面的物理化學(xué)性質(zhì)，而無需增大顆粒尺寸。第 5 題1 等速過濾：保持濾池進(jìn)水流量不

29、變， 即濾速保持不變，則水頭損失增大，這叫等速（恒速） 過濾。變水頭等速過濾，等速（恒速）過濾”實(shí)際上就是保持濾池流量Q 不變，而水頭 H 隨濾層孔隙率減小而增加，虹吸濾池和無閥濾池就是按“等速過濾”工作的。“等速”過濾，砂濾層縫隙的流速實(shí)際上是增大的，水流剪力也不斷增大，從而引起雜質(zhì)顆粒的脫落和不粘附，所以水質(zhì)較差，但縮短了過濾周期。2 變速過濾：水頭損失保持不變，則濾速減小，這叫變速（減速）過濾。變速過濾，濾速隨時(shí)間而逐漸減小的過濾過程稱“變速過濾”或“減速過濾”。普通快濾池及移動(dòng)沖洗罩濾池即屬于變速過濾的濾池。“減速”過濾，過濾初期濾速較大可使懸浮質(zhì)深入下層濾料；過濾后期濾速減小（但砂層

30、縫隙中的濾速減小要緩慢得多），可防止顆粒穿透濾層，所以產(chǎn)水量較大，水質(zhì)較好，過濾周 期較長(zhǎng)。6什么叫負(fù)水頭？他對(duì)沖洗合過濾有何影響？如何避免濾層中負(fù)水頭產(chǎn)生？答：“負(fù)水頭”是指濾層截留了大量雜質(zhì)以致砂面以下某一深度處的水頭損失超過該處水 深。負(fù)水頭會(huì)導(dǎo)致溶解于水中的氣體釋放出來而形成氣囊。氣囊對(duì)過濾有破壞作用，一是減少了過濾面積，使過濾時(shí)的水頭損失及濾層中孔隙流速增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響濾后水質(zhì)；二是氣囊的上升可能將部分細(xì)濾料和輕質(zhì)濾料帶出，破壞濾層結(jié)構(gòu)。反沖洗時(shí)，氣囊更易將濾料帶出濾池。避免出現(xiàn)負(fù)水頭的方法可以采用增加砂面上的水深，或令濾池出口位置等于或高于濾層表面。7什么叫濾料“有效粒徑”和“不

31、均勻系數(shù)”？不均勻系數(shù)過大對(duì)于過濾和反沖洗有何影 響？“均質(zhì)濾料“的涵義是什么？答：有效離徑是指的是濾料經(jīng)篩分后，小于總重量10%的濾料顆粒粒徑。“不均勻系數(shù)”是指的是濾料經(jīng)篩分后，小于總重量80%的濾料顆粒粒徑與有效粒徑之比。不均勻系數(shù)過大對(duì)于過濾和反沖洗的影響是“過大導(dǎo)致濾層孔隙率小，含污能力低，從而導(dǎo)致過濾時(shí)濾池工作周期縮短；反沖洗時(shí)，若滿足細(xì)顆粒膨脹要求， 粗顆粒將得不到很好清洗。料有效粒徑（d10）是指通過濾料重量 10%的篩孔孔徑，濾料不均勻系數(shù)（ K80）是指通過濾 料重量 80%勺篩孔孔徑。濾料不均勻系數(shù)過大，過濾時(shí)濾層含污能力減小；反沖洗時(shí)，為滿 足粗顆粒膨脹要求， 細(xì)顆粒可

32、能被沖出濾池， 若滿足細(xì)顆粒膨脹要求， 粗顆粒可能得不到很好的沖洗。均質(zhì)濾料是指濾料均勻，K80 等于 1。習(xí)題 4.解：要配水均勻性達(dá)到 95 鳩上，即7Q=根據(jù)式 17-29 有2 2 2 2Fa9(Vo+Va)/2g=9(1 +2)/(2X)=而根據(jù)式 17-30 及 17-33，將式 17-33 代入式 17-30 得：H=(v/ 卩)2/2g=(3/)2/(2X)=故該配水系統(tǒng)的配水均勻性不能達(dá)到 95%以上。18章2、什么叫自由性氯？什么叫化合性氯？?jī)烧呦拘Ч泻螀^(qū)別？簡(jiǎn)述兩者消毒原理。 答：各種物質(zhì)介紹見下表：氯性曲自氯性合化a氯式次形以氯式形胺氯機(jī)有和胺氯分A RPU立口消毒機(jī)理y -n KT E咅駅，菌胞葉是散細(xì)壞要擴(kuò)的破主能胞作用有物，產(chǎn)效副濟(jì)消經(jīng)有毒余俏少H砌水差氯大持力J甘匕匕，TS保厶冃時(shí)且間菌酚，殺苯臭長(zhǎng)。和酚較幔物氯能緩機(jī)和用有臭C作在氯切毒存生弦消中產(chǎn)佃，水會(huì)HM是當(dāng)不TH但4、 什么叫折點(diǎn)加氯？出現(xiàn)折點(diǎn)的原因是什么？折點(diǎn)加氯有何利弊？答：(1)當(dāng)水中存在有機(jī)物且有機(jī)物主要是氨和氮化合物時(shí)，水中起始需氯量滿足后， 加氯量增加，剩余氯也增加，當(dāng)繼續(xù)加氯時(shí)，雖然加氯量增加，余氯量反而下降，隨著加氯量的 進(jìn)一步增加，