东南大学环境工程水污染控制2017复习提纲

《东南大学环境工程水污染控制2017复习提纲》由会员分享，可在线阅读，更多相关《东南大学环境工程水污染控制2017复习提纲（20页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、水污染控制复习要点1. 水的自然循环与社会循环自然循环：就是水由海上蒸发为水蒸气，被风送至大陆，以雨、雪等形式降落到 地面，一部分水再蒸发返回大气，一部分水渗入地下形成地下水，另一部分在地 表汇集形成河、湖等地面水，地下水和地面水最终又流回海洋。社会循环：人们从天然水体取水，供生活生产使用，用过的水经过适当处理后排 放，回到天然水体。2. 饮用水水源类别及其水质特征、饮用水的水质标准（P9）水源类别：地下水、江河水、湖泊及水库水、海水（1）地下水：1、水质清澈、有机污染物很少，水质、水温较为稳定，含有多种 对人体有益的矿物质，2、含盐量较高，各地区分布不均匀3、硬度高于地表水， 通常需经处理后

2、方可使用4、含铁、锰，超标时需进行处理（2）江河水：1、水中悬浮物和胶态杂质较多，浊度高于地下水。浊度随地区及 时间变化较大2、含盐量和硬度较低3、易受污染4、需处理后才能作为饮用水（3）湖泊及水库水：1、流动性小，贮存时间较长，浊度较低2、藻类较多，湖 底淤泥较厚，含有腐殖质、氮磷营养盐、其他有机物等污染物质，易释放至水体。3. 含盐量通常高于河水4、近年来富营养化问题严重（富营养化）（4）海水：1、含盐量高，各种盐类比例基本一致2、氯化物含量约占总含盐量 的89%左右，硫化物次之，再次为碳酸盐3、需淡化后才可作为饮用水我国最新的饮用水水质标准是2006年12月发布的生活饮用水卫生标准 （G

3、B5749-2006）有四类指标：水的感官性状和一般化学指标、微生物学指标、 毒理性指标、放射性指标。3. 水中杂质的分类及相应去除方法。（P8）分类：悬浮物、胶体、溶解物；无机杂质、有机杂质、生物杂质。去除方法：悬浮物和胶体，直径大雨0.1mm泥沙：在水中自然沉降；较小的：混 凝沉淀。溶解物：有机物：生物与处理、活性炭、高级氧化、混凝沉淀；无机物：混凝沉淀、膜过滤、离子交换、树脂吸附、软化。4. 表征水中有机物的水质指标及各自的含义，各种常用的水质指标及其含义。（参见PPT）水质参数：包括具体参数、替代参数（1）COD :化学需氧量，代表有机物的含量，指用重铭酸钾在酸性条件下氧化- 一 .C

4、r .一 一水中有机物（绝大部分有机物）时所需的氧量。COD :耗氧量，代表水中易氧化有机物的含量，指用高锰酸钾氧化水中有机物（易 氧花有机物）时所需的氧量。TOC：总有机碳，表示水中有机化合物中碳的含量。DOC：溶解性有机碳，表示水中溶解性有机化合物中碳的含量。BDOC：可生物降解溶解性有机碳，表示水中溶解性易生物降解有机化合物中碳的 含量。UV :反应水中具有不饱和双键或芳香族化合物的量。三卤甲烷（THM）:水中三卤甲烷的量，包括氯仿、漠二氯甲烷、二漠氯甲烷、氯 仿。（2）臭：反映水中产生臭气的物质的量。味：反映水中产生味觉的物质的量。色度：反映水中产生颜色的物质的量。浊度：指水中的不溶解

5、物质对光线通过时所产生的阻碍程度。pH：表示水中酸、碱的强度。硬度：表示水中钙、镁、铁、锰、铝等易形成难溶盐类的金属阳离子的量。碱度：表示水中和强酸的能力，主要由氢氧化物、碳酸盐和重碳酸盐引起的。5. 反应器的概念、种类及其特征，学会进行物料衡算。反应器概念：在水处理中，反应器的含义更为宽广，凡是能引起水处理效应的容 器或设备，都称为反应器。理想反应器：完全混合间歇式反应器（CMB型）、完全混合连续式反应器（CSTR 型）、推流式反应器（PF型）等三种。PF型反应器在进口端是在高浓度C下进行反应，只是在出口端才在低浓度 C下进行反应。而CSTR型始终在低浓度0C下进行反应，故CSTR型反应器生

6、产能 力低于PF型。e非理想反应器：实际的反应器的水流流态介于CSTR与PF之间，可用完全混合连 续串联反应器来表述。四种反应器的比较：P44物料衡算:单位时间变化量二单位时间输入量-单位时间输出量+单位时间反应量6. 水中胶体的稳定性及其原因。（ppt及书P52）亲水胶体与憎水胶体的稳定有 何不同胶体的稳定性：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。原因：亲水和憎水胶体的共性（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按胶体与水的关系，水中的胶体分亲水胶体和憎水胶体两类。与水分子有很好亲 合力的胶体成为亲水胶体，固体包含在一个大水壳中。憎水胶体不发

7、生水合现象。 典型的亲水胶体：水化作用是胶体聚集稳定性的主要原因，带电稳定性则处于次 要地位。憎水胶体：稳定性决定于胶体颗粒表面的动电位，即Z电位，由双电层结构得到 解释DLVO理论。带电稳定性和动力稳定性起主导作用。7. DLVO理论（P57）（从胶粒之间相互作用能的角度阐述胶粒相互作用）排斥势能大于吸收势能一一保持稳定；吸收势能大于排斥势能一一相互聚集，最 后产生沉淀8. 混凝的概念。混凝：通过某种方法（如投加化学药剂）使水中胶体粒子和微小悬浮颗粒聚集的 过程。混凝作用：去除浊度、色度、部分无机与有机污染物。影响因素：水中胶体粒子的性质、混凝剂的水解产物、胶体粒子与混凝剂间的相 互作用。过

8、程包括凝聚和絮凝两个过程。凝聚：水中胶体“脱稳”并生成微小聚集体的过程；絮凝：脱稳胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。9. 胶体的凝聚机理（压缩双电层、吸附-电性中和、吸附架桥、网捕-卷扫）（P60） 亲水胶体脱稳沉降的机理？混凝剂投加过量，水中悬浮物再稳的原因？凝聚机理：(1) 电性中和:包括压缩双电层作用、吸附一电性中和作用压缩双电层作用：降低排斥势能峰只能通过降低Z电位来实现。投入电解 质，可压缩胶体的双电层(即扩散层)厚度，从而降低滑动面上的Z电位，进而 降低排斥势能峰。吸附-电性中和作用：吸附作用指胶核表面直接吸附带相反电荷的聚合离子 或高分子物质。胶核表面的电荷降低，使Z电位降

9、低。降至临界电位Zk时，胶 体脱稳凝聚。(2) 吸附架桥：高分子物质不论带电与否，都与胶粒有吸附作用。高分子物质 分子链的一端吸附某一胶粒后，另一端会吸附另一胶粒，形成“胶粒一高分子一 胶粒”的絮凝体。(3) 网捕一卷扫作用：当铝盐或铁盐混凝剂投加量很大，形成大量的具有三维 立体结构的水合金属氧化物沉淀，可以网捕、卷扫水中胶粒而产生沉淀分离，称 网捕或卷扫作用。为机械作用。再稳的原因：胶体颗粒与一号离子的作用，首先是吸附，然后才是中和，由此可 推知，胶体颗粒表面电荷不但可以被降为零，而且还可能带上相反的电荷，即使 胶体颗粒反号，反生再稳定的现象。10. 无机混凝剂、高分子混凝剂的混凝作用机理？

10、(1) 对铝盐或铁盐混凝剂pH3，主要水解产物水合铝离子Al(H2O)63+起压缩双电层作用；pH=4.5-6，主要水解产物多核羟基配合物对负电荷胶体起吸附一电性中和作用， 凝聚体密实；pH=7-7.5，主要水解产物电中性氢氧化铝聚合物Al(OH)3n起吸附架桥作用， 也存在羟基配合物的吸附一电性中和作用；天然水的pH=6.5-7.8，胶体在吸附架桥和电性中和作用下脱稳，取决于铝盐投 加量。投加量过大，发生“再稳”现象；投加量继续增大，会发生网捕卷扫作用。(2) 高分子混凝剂阳离子型，对负电荷胶体起电性中和与吸附架桥作用；非离子型和阴离子型，只起吸附架桥作用。11. 絮凝机理(异向絮凝、同向絮

11、凝)、速度梯度G、GT的概念与意义。G值和GT值的范围异向絮凝：由布朗运动所引起的颗粒碰撞聚集；同向絮凝：由水力或机械搅拌推动水流运动所引起的颗粒碰撞聚集，也叫剪切絮 凝。G:速度梯度，反映了能量消耗的概念，即一个瞬间受剪而扭转的单位体积水流所消耗的功率。G值约为20-70S-1甘布公式：仔匚反映在T时间内单位体积水中两种颗粒碰撞总次数的无量纲量。GT值越大， 效果越好(n越小)。但絮凝过程中，絮体逐渐长大，容易破碎，因此G值不宜太 大。GT 约为 104-10512. 生产中为什么采用多级絮凝？回转式絮凝池是如何在结构上保证达到絮凝 控制指标值的？原因：1.根据反应器理论，其效率优于单级反应

12、器；2.每一级可采用不同的G 值，从絮凝开始到絮凝结束，G值逐渐减小，以保护形成的絮体不被破坏。采用 机械搅拌时，搅拌强度逐渐减小，采用水力絮凝池时，水流速度逐渐减小。改变廊道的截面积（宽度或者深度）来改变流速，从而降低G值，使其满足各阶 段要求13. 低温低浊水不易混凝的原因？如何提高低温低浊水的混凝效果？主要原因是颗粒之间的碰撞几率大大减小，此外低温时无机盐混凝剂水解反应慢、 水的黏度大，布朗运动减弱都导致絮凝效果变差。投加混凝剂的同时加入高分子助凝剂，或者在水中投加矿物颗粒如黏土等增加水 中颗粒的数量，从而提高碰撞几率，增加混凝水解产物的凝结中心。14. 影响混凝效果的主要因素？混凝剂的

13、分类及其作用、混凝剂的最佳剂量？ 影响因素：1. 水力条件:通过控制G值或GT值，来实现良好的混合与絮凝。2. 水温影响表现形式：低温时，絮体形成缓慢，絮体细小、松散，沉淀效果差。高温时，形 成的絮凝体水合作用增强、松散不宜沉降；污水处理中，产生的污泥体积大、含 水率高，不易处理。原因：水解速度、水的黏度、布朗运动。教材，P. 63。对策：对低温水，增加混凝剂投加量、投加高分子助凝剂。3. 水的pH值和碱度的影响原因：1、与颗粒表面电荷和电位有关；2、pH影响混凝剂的水解产物，从而影响 到混凝效果。对不同混凝剂，影响程度不一样。如：硫酸铝除浊 6.57.5； Fe3+ 6.08.4;聚铝 59

14、。碱度的意义：保持稳定的pH。对策：投加碱，如CaO;投加量：CaO=3a-x + 6。a:混凝剂投量；x:原水碱度；5：剩余碱度,0.250.5mmol/L（CaO）4. 原水水质的影响的影响（颗粒浓度与有机污染物）悬浮物浓度低时，混凝效果差，絮体细小松散。原因：影响混凝速率。对策：投加高分子助凝剂（活化硅酸或聚丙烯酰胺）一吸附架桥投加矿物质一增加混凝剂水解产物的凝结中心，提高颗粒碰撞速率，增加 絮凝体密度。直接过滤悬浮物浓度过高时，混凝剂用量增加。对策：预先沉淀，投加高分子助凝剂。有机污染物：吸附，阻碍胶体颗粒碰撞脱稳。对策：投加预氧化剂（高锰酸钾、臭氧、氯等），增加混凝剂投加量混凝剂的分

15、类：按作用分为凝聚剂、絮凝剂和助凝剂。凝聚剂：混凝过程中主要起脱稳作用而投加的药剂；絮凝剂：通过架桥作用把颗粒连接起来以结成絮体而投加的药剂；助凝剂：为了改善混凝效果所投加的药剂。最佳剂量：主要通过进行杯罐试验确定15. 混凝剂的配制方法、投加、计量方法、各种混合与絮凝设施的结构与适用场 合及优缺点1）混凝剂的配制：药剂溶解（对于固体混凝剂）和加水稀释至要求投加浓度 溶解池：钢筋混凝土或钢结构或玻璃钢，防腐处理总池容：W1=（0.20.3）W2溶液池：钢筋混凝土或钢结构，防腐处理总池容：W2=aQ/（cn）式中：W1、W2： m3； a：混凝剂投加量；Q：处理水量；c：溶液浓度；山每天调 制次

16、数。搅拌：机械搅拌、压缩空气搅拌、水力搅拌。2）投加：包括计量和投加两个部分，计量设备：转子流量计、苗嘴等；投加方式（投加点：混凝池进水管道，或混合池）重力投加：泵前投加、高位溶液池重力投加压力投加：水射投加、泵投加3）混合设施：水力、水泵、管式、机械水力混合：构造简单，难以适应水质、水量等条件的变化、占地面积大，目 前很少采用水泵混合（泵前加药，利用水泵叶轮产生的涡流而混合。） 混凝效果好，不 需要另建混合设备，节省动力了，大中小通用，但投加量大时，药剂可能会轻微 腐蚀叶轮，不适合水泵距水厂较远的情况，适合去水泵房靠近水厂处理构筑物的 场合管式混合（泵后压水罐加药，管式混合利用水流本身具有的

17、势能与动能，作 为输入能量）混合简单易行，无需另建设备，但混合效果不稳定，流速低时混合 不充分。机械混合（安装搅拌装置） 能充分满足混合要求，水头损失小，能适应水 量、水温、水质的变化，混合效果好。大中小通用。缺点是增加了机械设备成本 并增加了维修工作。4）4）絮凝设施：水力絮凝反应设施、机械絮凝反应设施 水力：隔板絮凝池、折板絮凝池、机械絮凝池及其他形式絮凝池（栅条、网格絮 凝池；穿孔旋流絮凝池等）。（1）隔板絮凝池（往复式、回转式、组合式）适用于大、中型水厂。优点：接近于推流反应器，构造简单，管理方便。缺点：流量变化大时，絮凝效果不稳定。水头损失中无效部分较大，絮凝时间长， 池容较大（2）

18、折板絮凝池（同波、异波）适用于大、中、小型水厂。优点：水流在折板间形成众多小漩涡，提高碰撞絮凝效果。折板间近似于CSTR 反应器，总体接近于推流反应器。水头损失中有效部分变多，絮凝时间缩短，池 容减小。缺点：流量变化大时，絮凝效果不稳定。因板距小，安装维修较困难，折板费用 较高。（3）机械絮凝池（水平轴（大）、垂直轴（中、小）适用于大、中、小型水厂。 优点：单格近似于CSTR反应器，总体接近于推流反应器。可随水质、水量变化 随时改变转速以保证絮凝效果。缺点：增加了机械维修工作16. 沉淀的种类、自由沉淀、拥挤沉淀的过程分析沉淀：水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程。分下沉与上浮。沉

19、淀是去除水中颗粒杂质的主要方法之一。下沉通常称为沉淀，有四类：自由沉淀、 絮凝沉淀、区域沉淀（拥挤沉淀、成层沉淀）、压缩。自由沉淀：颗粒沉淀过程中，没有受到干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用。（1）颗粒表面上都吸附了一层水膜，颗粒下沉时，实际上是水膜与水之间的滑 动关系；（2）当颗粒开始下沉时，其速度是由零开始的加速运动，但在很短的时间内即 变成等速运动，（终沉降速度）；（3）理想化的颗粒球体，重量和体积与原来颗粒一样，但表面积及与水接触的 面积与原来的颗粒不同；（4）自由沉降有两个含义：颗粒沉降时不受容器壁的干扰（颗粒距容器壁的距 离大于50d时）；不受其他颗粒的干扰（颗粒浓度

20、小于5000mg/L时）。拥挤沉淀（或区域沉淀）：颗粒沉淀过程中，彼此相互干扰，或受到容器壁的十 扰，沉淀速度较小。也存在絮凝沉淀（凝聚性颗粒的沉淀）。17. 理想沉淀池的假定、截留沉速的概念及推导。理想沉淀池的假定：（1）颗粒处于自由沉淀状态，颗粒的沉速始终不变。（即非凝聚性颗粒的自由沉 淀）（2）水流沿着水平方向流动，在过水断面上，各点流速相等，并在流动过程中 流速始终不变。（层流）（3）颗粒沉到池底即认为被去除，不再返回水流中。截留速度U0：理想沉淀池中能100%被去除的最小颗粒的沉降速度。18. 非凝聚性颗粒在理想沉淀池中的去除过程、去除率的影响因素与机理颗粒在理想沉淀池的沉淀效率只与

21、表面负荷有关，而与其它因素（如水深、池长、 水平流速、沉淀时间）无关。（1）E 一定，u越大，表面负荷越大；或q不变但E增大。与混凝效果有关，应 重视加强混凝工艺。（2）u 一定，增大A，可以增加产水量Q或增大E。当容积一定时，增加A，可 以降低水深一一“浅池理论”。19. 凝聚性颗粒的沉淀过程采取沉淀试验筒，筒长尽量接近实际沉淀池的深度，可采用23m，直径不 小于100mm，设56个取样口。先均匀搅拌测定初始浓度，然后试验，每隔一段时间，取出各取样口的水测 定悬浮物的浓度，计算相应的去除百分数。以沉淀筒高度h为纵坐标，沉淀时间 t为横坐标，将去除百分比相同的各点连成光滑曲线。“去除百分数等值

22、线”含义:对应所要求的去除百分数时，取出水样中不复 存在的颗粒的最远沉降途径，深度与时间的比值为所要求的去除百分数时的颗粒 的最小平均沉速。对于某一表面负荷（u ）而言，根据凝聚性颗粒去除百分数等值线，可以得 出总的去除百分数020. 平流沉淀池的结构、组成；主要设计参数、结构要求、设计方法分进水区、沉淀区、存泥区和出水区4个部分。（1）进水区：使水流均匀分布在整个进水断面上，并尽量减少扰动。要求：均匀布水，避免已形成的絮体破碎。措施：花墙（穿孔墙）配水。设计要点：穿孔流速一般小于0.080.10m/s，不宜大于0.150.20m/s。（2）沉淀区：悬浮颗粒沉淀。要求：减小水力半径。措施：导流

23、墙纵向分格。设计要点：水平流速V：重要参数，1025mm/s；表面负荷：1.52.5ms/(m2h)，停 留时间：曾经是主要参数。1.03.0 h。(3) 出水区要求：均匀出水措施：淹没式出水孔口；或采用出水堰，并增加堰长；设计要点：孔口流速：0.60.7m/s；孔径：2030mm；孔口在水面下1215cm。出 水堰：堰口溢流率小于500m3/(md)，或20m3/(mh)。(4) 存泥区排泥方式：泥斗排泥、穿孔排泥、机械排泥21. 影响平流沉淀池效果的因素，提高沉淀效果的方法(1) 浑水异重流的影响：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，形成浑水异重流，或密度流。与密度

24、差、水的密度、温度有关。 应对措施：1、表面集水，减小出水单宽流量(不大于20m3/(hm)。2、提高水 流稳定性。(2) 沉淀池实际水流状况不同于理想沉淀池：影响池内水流的因素还有：温度 密度流、短流、风浪引起的环流、不规则水流、水流的紊动等。平流沉淀池中Re=400015000，超过明渠流的临界值500，因此为紊流。要求隆 低雷诺数。平流沉淀池的Fr数宜大于10-5。要求提高弗劳德数。高的Re及低的Fr数会导致短流(水流不稳定)，不利于颗粒沉降。克服短流的技术路线：降低Re数，提高Fr数。克服短流的技术措施：减小水力半径一一平流沉淀池纵向分格；采用斜板、管沉 淀池(3) 悬浮颗粒凝聚作用的

25、影响:平流沉淀池内存在着悬浮颗粒的继续凝聚过程。 原因：池内流速分布实际上的不均匀，而出现的速度梯度将引起颗粒的相互碰撞 促进颗粒的继续絮凝。长的沉淀时间有利于絮凝。絮凝颗粒大小不均匀导致有不同的沉速，沉淀过程中会相互碰撞引起絮凝。大的 水深有利于絮凝。沉淀池的继续凝聚通常有利于提高沉淀效果。22. 沉淀池实际水流状况对沉淀效果的影响的克服措施减小水力半径一一平流沉淀池纵向分格；采用斜板、管沉淀池23. 浅池理论。斜板、斜管沉淀池的原理、结构与沉淀效率影响因素。浅池理论：理想沉淀池中某种颗粒的去除效率：E = ui/u0 = Ui/(Q/A) 池容一定时，减小池深，可增大表面积A，则去除效率提

26、高。若沉淀效率不变，可提高产水量，即斜管(斜板)沉淀池可用于老沉淀池增加水量 时的改造。若沉淀效率不变，处理水量不变，则可减小沉淀池表面积。原理：增加沉淀面积，可使颗粒去除率提高，并能良好的解决排泥问题。结构：由配水区、斜管区、出水区和积泥区四部分组成。影响因素：浑水异重流、雷诺数、弗劳德数。24. 澄清的概念、几种澄清池的基本原理与主要特点澄清：利用原水中的颗粒和池中积聚的沉淀泥渣相互碰撞接触、吸附、聚合，然 后形成絮粒与水分离，使原水得到澄清的过程。澄清池：综合了混凝和固液分离作用，在一个池内完成混合、絮凝、悬浮物分离 等过程的净水构筑物。原理：当水中永远保持存在絮体的适当体积比例后，就足

27、以加快絮凝过程。这个 絮凝过程是发生在微观的初级颗粒和宏观的絮体表面，是一种接触絮凝过程。按水与泥渣的接触情况，分为泥渣悬浮（泥渣过滤）型和泥渣循环（回流）型两 大类。（1）泥渣悬浮（泥渣过滤）型工作原理：加药后的原水自下而上通过悬浮状态的泥渣层时，使水中脱稳杂质 与高浓度的泥渣颗粒碰撞凝聚并泥渣层拦截下来。也称泥渣过滤型。（2）泥渣循环型澄清池使泥渣在池内循环流动，充分发挥泥渣接触絮凝作用。回流量为设计流量的35 倍。25. 滤料的筛分做筛分实验，得出筛分曲线，根据需要调整d、K确定d ,7等分，向上取2份作d，向下去1份作d026. 简0述过滤*1理，过滤的作用100过滤：水处理过程中，通

28、过过滤介质的表面或滤层截留水中悬浮杂质，从而使水 获得澄清的工艺过程。过滤是常规水处理必备工艺，位于沉淀或澄清池之后。过滤的分类：颗粒材料过滤、粗滤、微滤、膜滤等过滤的功能：降低浊度；部分去除水中有机物、细菌、病毒;为后续消毒创造条 件。27. 滤料层杂质分布规律与过滤工艺发展、快滤池的优化。滤层含污能力及其影 响因素分布规律：（1）过滤初期：粘附作用占优势（2）过滤中：杂质逐渐增多，孔隙率逐渐减小，水流剪力加大，已粘附的颗粒 脱落，或后续颗粒不再被粘附（饱和层），悬浮颗粒向下层推移，下层滤料截留 作用渐次得到发挥（工作层）。（3）过滤后期：下层滤料作用远未得到充分发挥时，过滤就得停止。发展：

29、土壤的自净作用一 慢滤池一快滤池优化：改变水流方向：反粒度过滤：上向流过滤，双向流过滤；改变滤层结构：多层滤料过滤，混杂滤层过滤。滤层含污能力：一个过滤周期内，整个滤层中单位体积滤料中的平均含污量。影响因素：1.滤层的空隙尺寸和数量，由上而下连续减小有利”。2.杂质在水中 的分布，均匀分布有利于滤层水头损失增长缓慢，过滤周期增长，含污能力增大。28. 等速过滤、变速过滤及其特点，快滤池的工作周期等速过滤：当滤池过滤速度保持不变，亦即滤池流量保持不变的过滤方式。水头 损失随时间逐渐增加，滤池中水位逐渐上升。 虹吸滤池、无阀滤池变（减）速过滤：滤速随过滤时间逐渐减小的过滤。一一移动罩滤池、（普通快

30、 滤池）等水头变速过滤：过滤过程中，过滤水头损失始终保持不变，滤层孔隙率逐渐减 小，滤速逐渐减小。工作周期：水质周期：滤池由开始进入有效过滤期到出水浊度达到泄漏值。压力周期：滤池由开始进入有效过滤期到滤层的水头损失达到最大值。 与滤速、滤料结构、滤层厚度有关。29. 滤料粒径级配、有效粒径、不均匀系数、强制滤速滤料粒径级配：指滤料中各种粒径颗粒所占的重量比例。有效粒径：d10不均匀系数：K80强制滤速：水厂中部分滤池因进行检修或翻砂而停运时，在总滤水量不变的情况 下其它运行滤格的滤速。30. 快滤池的工作过程，过滤的影响因素及过滤效果改善对策(1) 快滤池过滤机理:滤料经反冲洗后，发生水力分级

31、，即滤料粒径自上而下按由 细到粗依次排列，滤层中孔隙尺寸也因此由上而下逐渐增大。快滤池过滤是颗粒 迁移和颗粒粘附的结果，和机械筛滤作用无关。颗粒迁移：被水流夹带的颗粒脱离水流流线向滤料颗粒表面靠近。物理力学作用 影响因素：滤料尺寸、形状、滤速、水温、水中颗粒尺寸、形状和密度等。颗粒粘附：当颗粒与滤料表面接触或接近时，依靠一些力的作用粘附于滤料表面 上，或粘附于已被粘附的颗粒上。物理化学作用粘附原因：作用力：范德华引力、静电力、化学键、化学吸附力、絮凝颗粒的架 桥作用、后期表层滤料的筛滤作用影响因素：滤料与颗粒的表面物理化学性质。影响水质周期的因素：滤速的影响：滤速大，杂质穿透深度大，下层滤料发

32、挥的作用也大。但滤速的提 高有限度，过高流速会影响滤后水质，水头损失迅速增加，工作周期太短。滤料粒径及级配的影响：滤料粒径越大，孔隙尺寸越大，截留悬浮颗粒越多。滤 层含污能力越大，杂质穿透深度越大；水头损失增加较慢，工作周期延长。滤层厚度的影响：滤层厚度越厚，截留悬浮颗粒越多，穿透时间延长，水质周期 越长。但水头损失增加较快。(3) 快滤池的运行优化提高滤层的含污能力：a. 改变水流方向：采用反粒度过滤技术:由滤料粒径循水流方向大到小的过滤技 术，称为反粒度过滤技术。包括：1)上向流过滤、2)双向流过滤(可以较大 滤速)b. 改变滤层结构：双层及多层滤料过滤、均质滤料过滤31. 反冲洗的方式及

33、基本操作参数、气、水反冲洗的特点滤池反冲洗系统包括：承托层、配水系统、反冲洗水供给系统、反冲洗水排出及 处理系统、控制系统(1) 高速水流反冲洗特点：冲洗强度较大，冲洗时滤料膨胀流化，呈悬浮状态。冲洗效果决定于冲洗 流速。冲洗后滤料通过水力分级后呈上细下粗的分层结构状态。优点：只需一套反冲洗系统，设备简单。缺点：冲洗耗水量大，冲洗能力弱，强度不当，可造成承托层松动，导致漏砂。气、水反冲洗反冲洗时，微小气泡加剧滤料之间的碰撞、摩擦，对颗粒进行擦洗，加速污 泥脱落；反冲洗水主要起漂洗作用，并将脱落污泥带出滤层。水洗强度小，滤层 基本不膨胀或微膨胀。优点：效果好；用水量小；冲洗后保持原来滤层结构，提

34、高滤层含污能力；不需 滤层流化，可选用较粗滤料。缺点：需增加空气系统，设备、池子结构与操作均较复杂。气水反冲洗操作方式有三种：气、水；气-水，水；气、气-水，水操作参数:气冲强度（10-20L/（sw2）、水冲强度（3-4L/（sw2）、4-6L/（sw2）、 反冲时间（6-10min）（3）水力表面冲洗作为单水洗的辅助手段。在滤料表层设置高速冲洗系统，利用高速水流对表 层滤料加以搅拌，增加颗粒滤料碰撞机会。同时高速水流的剪切作用也明显高于 反冲洗。32. 滤池负水头及克服措施、负水头对过滤和冲洗的影响？滤池出水水位低于滤料层时，会出现负水头：某深度处滤料的水头损失超过 该处水深（静水头）。危

35、害：使溶解于水中的气体释放出来而形成气囊，破坏过滤。防止负水头的措施：增加滤层上水深；使滤池出口位置等于或高于滤层表面。33. 大阻力配水系统中干管与末端支管中的水头变化流速水头逐渐减小，而压力水头逐渐升高。管道末端，流速水头为零。所增加的 压头就是由流速水头转变而来，简称“压头恢复”。34. 大（小）阻力配水系统的原理及_ 12 +_L2 0.29的推导。（见ppt） 大阻力配水系统：若压力差最大的两孔流量如等则认为整个滤池布水均匀。 增大孔口阻力系数，来消弱承托层和滤料层阻力系数及配水系统压力不均匀的影 响。小阻力：若压力差最大的两孔出流量相等，则认为整个滤池布水均匀。减小干管 和支管的流

36、速，来使水趋于均匀35. 滤池冲洗水由水泵供给，水泵的扬程计算由哪几部分组成？水泵扬程计算：H = H0 +h1+h2 +h3 +h4 +h5H0为净扬程（净水头），排水槽顶与清水池最低水位之差。h1:反冲洗水在输送管道中的水头损失（局部+沿程）h2:反冲洗水在配水系统中的水头损失h3:反冲洗水在承托层中的水头损失h4:反冲洗水在悬浮滤层中的水头损失36. 异向流斜板沉淀池中设计流量Q与截留沉速u0关系的推导。37. V型滤池的主要特点。V型滤池因两侧（或一侧也可）进水槽设计成V字形而得名，池底设有一排 小孔，既可以作过滤时进水用，冲洗时又可供横向扫洗布水用，这是V型滤池的 一个特点。V型滤池

37、的主要特点是：（1）可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。由于反冲洗时滤层不膨胀，故 整个滤层在深度方向的粒径分布基本均匀，不发生水力分级现象。即所谓“均质 滤料”，使滤层含污能力提高。一般采用砂滤料，有效粒径0.95-1.50mm，不均匀 系数（1）2-1.5，滤层厚约 0.95-1.5m。（2）气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减 少。38. 混合池、絮凝池、平流沉淀池、斜管沉淀池、滤池的主要设计参数39. 为什么无阀滤池通常采用2格或3格滤池合用1个冲洗水箱？合用冲洗水箱的滤池格数过多对反冲洗有何影响？合用一个冲洗水箱的滤池愈多，冲洗水箱深度愈小，滤池总高度得

38、以降低。 这样，不仅降低造价，也有利于与滤前处理的够筑物在高程上的衔接。合用水箱滤池数过多时，将会造成不正常冲洗现象。冲洗行将结束时，虹吸 破坏管刚露出水面，由于期于数格滤池不断向冲洗水箱大量工供水，管口很快 又被水封，致使虹吸破坏不彻底，造成该格滤池时断时续地不停冲洗。40. 水处理中常用化学氧化剂的特点、功能氯、二氧化氯、过氧化氢、高锰酸盐、高铁酸盐等。功能：消毒，除臭、味，除藻，除微污染物，除铁、锰，控制氯化副产物，氧化 助凝41. 消毒、安全消毒、需氯量、自由性余氯、化合性余氯。消毒效果的影响因素。 消毒的定义：水的处理方法中，灭活水中绝大部分病原体，使水的微生物质量满 足人类健康要求

39、的技术。消毒的作用：消除水中致病微生物的致病作用，保障水安全卫生。也有氧化作用。 安全消毒：有效杀灭致病微生物，同时不生成新的有毒、有害物质。消毒效果的影响因素：消毒剂浓度C、有效接触时间T、水质（微生物种类、pH 值、温度）等需氯量:指用于灭活水中病原微生物、氧化有机物和还原性物质所消耗的加氯量。 余氯：水中没有被消耗的剩余氯。可以抑制水中病原微生物的再度繁殖。自由性余氯：没有与其它物质结合的氯，水中所含的C、HOCl、OCl-都称为自由 性余氯。2化合性余氯：以氯胺形式存在的氯，亦称结合氯。有效氯：具有消毒作用的氯。可用来比较含氯化合物的氧化能力。将71g Cl分 子中所含的35.5g C

40、l+1定义为含有100%的有效氯，以此作为比较含氯化合物氧 化能力的标准。42. 氯消毒原理、氯消毒的优缺点及应用前景。氯胺消毒的原理、使用方法 氯消毒机理:实践表明，pH越低，消毒作用越强，表明HOCl是消毒的主要因素。 OCl-带有负电，难于接近带负电的细菌表面oHOCl为很小的中性分子，能扩散到 带负电的细菌表面，并通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部，氧化破坏细菌的酶系 统而使细菌死亡。氯胺消毒：优虹杀菌持续时间长，维持水中余氯量较久。不产生氯臭和氯酚臭，大大减少 氯仿生成的可能。缺点：消毒作用慢，杀菌能力比自由氯弱。使用场合：原水中有机物含量较多，不宜采用氯预氯化；出厂水输水管线较长。先加

41、氯消毒，在满足接触时间后，再加氨形成氯胺。设计要点：氯氨投加比、投加次序、接触时间、氨的种类 投加方式：真空投加与压力投加；防止结垢。43. 当水中含有氨和氮化合物时，结合图表阐述氯消毒时加氯量与剩余氯的关 系。书P21844. 折点加氯法及其优缺点。消毒剂的投加、消毒池的改进加氯量超过折点需氯量时称为折点加氯法。优点：效果好，能降低水的色度，去除恶臭，降低有机物含量，（提高混凝效果）。 缺点：加氯量大，产生氯臭，生成消毒副产物。45. 二氧化氯与臭氧氧化消毒、紫外消毒的原理与优缺点（1）二氧化氯：消毒机理：首先附着在细胞壁上，然后穿过细胞壁与含巯基的 酶反应而使细菌死亡。优点：具有广谱杀菌性

42、。消毒能力比氯高几十倍。缺虹需要现场制备，主要消毒副产物是亚氯酸根，对红血球有破坏作用，不能 大量投加。（2）臭氧氧化：消毒机理：与臭氧的高氧化电位和容易通过微生物细胞膜扩散 有关，能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，对顽 强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力。优点：杀菌作用强，反应迅速，消耗量少，基本不受pH的影响。不产生三卤甲 烷等消毒副产物，不会产生酚臭，可改善水质，氧化部分有机物，去除色、嗅、 味等。缺点：设备多，投资大，电耗高。不具有持续消毒作用。臭氧消毒后的水进入管 网前需加氯或氯胺。臭氧化作用的副产物令人担忧。臭氧一一活性炭工艺。（3）紫外消毒：消毒机理

43、：紫外线的波长为200390nm。细菌细胞内许多化学物 质尤其是DNA对紫外线具有强烈吸收作用，DNA吸收峰在260nm处，吸收紫外线 后分子结构被破坏，引起菌体内蛋白质和酶的合成发生障碍，最终导致细菌死亡。 因此波长260nm左右的紫外线杀菌能力最强。优点：无需化学药品，无三卤甲烷类消毒副产物；杀菌作用快；无嗅味、无噪音、 不影响水的口感；容易操作，管理简单，运行和维修费用低。缺点：处理水量较小；无持续消毒能力。46. 消毒副产物的形成原因与控制方法三卤甲烷（THM，有 CHC, CHCBr, CHB%, CHCI）、卤乙酸（HAA，有 CHClCOOH, CHCl COOH, CCl CO

44、OH, CHrCOOH, C3HBr COoH 等）为氯化消毒过程 中的两大类主要副产物，具有“三致”2作用。2形成：氯与消毒副产物的前驱物发生反应而产生。前驱物有：腐殖酸、富里酸、小分子有机污染物影响因素：水质、水温、消毒剂、时间、管材控制方法：1）强化混凝、活性炭吸附、膜过滤、臭氧-生物活性炭；（水厂内） 2）采用其他消毒方法；（水厂内、管网）3）多级加氯。（管网）47. 除铁、除锰的方法与原理。含铁、含锰水的水质特征；除铁除锰工艺及组合；（1）除铁：方法：空气自然氧化法、氯氧化法、接触过滤氧化法、空气自然氧化法。空气自然氧化法：原理：含Fe2+水在中性范围内，被水中溶解氧氧化，生成Fe（

45、OH）3沉淀而析出。4Fe2+O +10H O=4Fe（OH） +8H+基本流程：223含Fe2+地下水一曝气装置一氧化沉淀池一过滤池一除铁水（1小时左右）接触过滤氧化法：原理：以溶解氧为氧化剂，以固体催化剂为滤料，在接触滤池中进行Fe2+的氧 化，铁同时得到去除。铁的氧化生成物覆盖于滤料表面，成为催化剂，称为自催 化氧化反应。基本流程：含地下水一曝气一接触氧化池一除铁水曝气仅为了充氧，不考虑CO2的散失和提高pH值，因为pH对接触氧化的影响很 小。水充氧后立即进入滤层，以避免滤前生成Fe3+胶体粒子穿透滤层。生物法除铁：利用铁细菌的作用，氧化除铁。（2）除锰：方法：高锰酸钾氧化法、氯接触过虑

46、法、光化学氧化法、生物固锰除锰法接触氧化法：常采用曝气一反应沉淀一过滤处理工艺流程滤池经长期运行后，在滤料表面自然形成了锰质滤膜，具有催化作用，水中的滤 膜在锰质滤膜催化作用下，能迅速被溶解氧氧化而从水中去除。这种除锰方法， 由于锰质滤膜的强烈接触催化作用，使二价锰被溶解氧氧化的反应能在PH=7.5 左右顺利进行。作为催化剂的锰质活性滤膜，起催化作用的是二氧化锰。二氧化锰沉淀物的催化 过程，首先是吸附水中的二价锰离子：Mn2+MnO2 - xH2O=MnO2 - MnO - （x-1）H2O+2H+被吸附的二价锰在二氧化锰沉淀物表面被溶解氧氧化MnO2 - MnO - （x-1）H2O+l/2

47、O2+H2O=2MnO2 - xH2O由于反应生成物是催化剂，所以二价锰的氧化是自催化反应过程。该工艺不投药，简单曝气，流程短，出水水质良好稳定。生物固锰除锰：利用微生物的氧化作用除锰。锰氧化菌胞内酶促反应，其生物法除锰的一级氧化作用；Mn”（2+）吸附在带负电 的、锰氧化菌细胞膜表面的胞外聚合物上，随之产生酶促氧化反应；在锰氧化菌 附近，由于所分泌的生物聚合物的影响，产生了简单的催化反应。除铁除锰影响因素铁锰相互干扰，水中溶解硅酸的影响，水的pH，有机物的影响48. 活性氧化铝除氟的原理；活性氧化铝的活化与再生活性氧化铝在酸性条件下表面带有正电荷是吸附F-的基本条件。活性氧化铝是多孔吸附剂，

48、有较大的比表面积，是两性物质，等电点约为9.5, 在酸性溶液中为阴离子交换剂，可选择性吸附氟。49. 常见吸附等温式、等温线的应用吸附等温线：单位吸附剂的吸附容量qe和平衡溶液浓度Ce之间的关系曲线。Freundlich吸附等温式（经验公式）:Langmuir吸附等温式（理论公式）:50. 活性炭的性质、活性炭性能指标、吸附性能影响因素、应用（1）活性炭的性质物理性质比表面积（m2/g）:单位质量活性炭所具有的表面积，一般在1000m2/g以上； 孔隙结构及其匹配：微孔（12nm，提供比表面积的95%以上）、中孔（2100nm， NO - Cl- HCO - HSiO-因为阳床出水中总有微量N

49、a3泄漏，当硅酸开始泄漏时，会有弱酸突然出现与微 量NaOH生成硅酸钠和碳酸钠，使导电率降低。67. 混合床除盐的原理与工艺优缺点。基本原理：阴、阳离子交换树脂混匀装填在同一交换器内，构成无数微型复床， 反复进行多次脱盐，出水纯度高。适用于制取纯水、超纯水。优点：出水纯度高、水质稳定、失效终点明显、设备较少缺点：再生时阴、阳树脂很难彻底分开，阳树脂转变为Na型，Na+泄漏导致交 叉污染；对有机污染物很敏感；树脂变质与污染使出水电阻率逐步下降，树脂损 耗率大；再生操作复杂。68. 复床除盐阳床在前的原因阴床上的弱碱性树脂要在强酸性条件下进行，不具有分解中性盐的能力，因此弱 碱阴床往往设置在强酸阳

50、床后。69. 电渗析的原理与工作过程电渗析法是在外加直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的 选择透过性，使水中阴、阳离子作定向迁移，从而使离子从水中分离的一种物理 化学过程。电渗析是膜分离的一种工艺。原理：利用离子交换膜的选择透过特性。通过孔隙作用、静电作用、在外力作用 下的定向扩散作用实现。电渗析过程：电解过程、反离子迁移、同名离子迁移、电渗失水、渗析、渗透、 渗漏、极化70. 电渗析器的浓差极化与结垢及控制对策极化：电渗析过程中，由于膜内离子的迁移数大于溶液中的迁移数，导致膜界面 处存在界面层，界面层两侧出现浓度差。提高电流密度，使得界面层靠近膜的一 侧离子浓度c减小。再提高i

51、值，离子扩散将来不及补充离子迁移数的差， 在膜界面处将引起水的离解，以使产生的H+透过阳膜、OH-透过阴膜来传递电流， 这种膜界面现象称为电渗析的极化。发生在阳膜淡室一侧。结垢：淡水一侧出现水的离解，产生的OH-离子迁移通过阴膜进入浓室，使浓水 的pH上升，在浓水侧阴膜界面上出现CaCO3、Mg(OH)2的沉淀现象。极化对电渗析运行的影响：电流效率下降；引起结垢沉淀；膜损耗控制措施：1. 控制操作电流；在低于极限电流下运行2. 定时倒换电极；淡、浓室转换，实现溶解与沉淀交替3. 定期酸洗；4. 将原水进行软化；5. 在原水中加入螯合剂或分散剂，进行阻垢处理。71. 反渗透原理、反渗透的脱盐率反

52、渗透：在半透膜的咸水一侧施加一个大于渗透压的压力P后，咸水中水的化学 位升高并超过纯水的化学位，水分子由咸水一侧反向地透过半透膜到纯水一侧， 此现象称为反渗透。发生反渗透的两个必要条件：(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。72. 反渗透工艺布置系统及特点反渗透系统的基本形式：单程式、循环式、多段式等单程式：回收率50%以下。循环式：回收率提高，但出水水质下降。浓水串联：进一步提高回收率；淡水串联：进一步提高淡水水质73. 超滤过程的浓差极化浓差极化: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， 使流体阻力与局部渗透压增加，从而使水的透过通量下降。74. 离子交换树脂的性质(1) 外观不透明或半透明球状颗粒，粒径一般为0.3-1.2mm。(2) 交联度交联度二交联剂的质量/干树脂总质量X100%水处理用离子交换树脂的交联度通常为7%-10%。(3) 含水率含水率二湿树脂中水的质量/湿树脂总质量X100%，通常为40%-60%。含水率与树脂空隙率成正比。(4) 溶胀性绝对