1、十四章：6、3種理想反應器的假定條件是什么？研究理想反應器對水處理設備的設計和操作有何作用。答：3種理想反應器的假定條件如下1）完全混合間歇式反應器中的反應：不存在由物質遷移而導致的物質輸入和輸出、且假定是在恒溫下操作。2）完全混合連續式反應器：反應器內物料完全均勻混合且與輸出產物相同的假定，且是在恒溫下操作。3）推流型反應器：反應器內的物料僅以相同流速平行流動，而無擴散作用，這種流型唯一的質量傳遞就是平行流動的主流傳遞。4）在水處理方面引入反應器理論推動了水處理工藝發展。在化工生產過程中，反應器只作為化學反應設備來獨立研究，但在水處理中，含義較廣泛。許多水處理設備與池子都可作為反應器來進行分

2、析研究，包括化學反應、生物化學反應以至物理過程等。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用反應器原理和方法進行分析、研究。介紹反應器概念，目的就是提供一種分析研究水處理工藝設備的方法和思路。7、為什么串聯的CSTR型反應器比同體積的單個CSTR型反應器效果好？(8)答：如果采用多個體積相等的CSTR型反應器串聯使用，則第2只反應器的輸入物料濃度即為第1只反應器的輸出物料濃度，以此類推。設為一級反應，每只反應器可寫出如下公式：=；=；=所有公式左邊和右邊分別相乘：式中為單個反應器的反應時間。總反應時間。串聯的反應器數愈多，所需反應時間愈短，理論

3、上，當串聯的反應器數時，所需反應時間將趨近于CMB型和PF型的反應時間。8、混合與返混合在概念上有何區別？返混合是如何造成的？答：CMB和CSTR反應器內的混合是兩種不同的混合。前者是同時進入反應器又同時流出反應器的相同物料之間的混合，所有物料在反應器內停留時間相同；后者是在不同時間進入反應器又在不同時間流出反應器的物料之間的混合，物料在反應器內停留時間各不相同，理論上，反應器內物料的停留時間由 。這種停留時間不同的物料之間混合，在化學反應工程上稱之為“返混”。顯然，在PF反應器內，是不存在返混現象的。造成返混的原因，主要是環流、對流、短流、流速不均勻、設備中存在死角以及物質擴散等等。9、PF

4、型和CMB型反應器為什么效果相同？兩者優缺點比較。答：在推流型反應器的起端（或開始階段），物料是在C0的高濃度下進行的，反應速度很快。沿著液流方向，隨著流程增加（或反應時間的延續），物料濃度逐漸降低，反應速度也隨之逐漸減小。這也間歇式反應器的反應過程是完全一樣的。介它優于間歇式反應器的在于：間歇式反應器除了反應時間以外，還需考慮投料和卸料時間，而推流型反應器為連續操作。十五章：3、高分子混凝劑投量過多時，為什么混凝效果反而不好？答：當高分子物質投量過多時，將產生“膠體保護”作用。“膠體保護”可理解為：當全部膠粒的吸附面均被高分子覆蓋以后，兩膠粒接近時，就受到高分子的阻礙而不能聚集。這種阻礙來源

5、于高分子之間的相互排斥。排斥里可能來源于“膠粒膠粒”之間高分子受到壓縮變形（象彈簧被壓縮一樣）而具有排斥勢能，也可能由于高分子之間的電性斥力（對帶電高分子而言）或水化膜。4、目前我國自來水廠內常用的無機混凝劑有哪些？常用的助凝劑有哪些？答：目前，我國自來水廠內常用的無機混凝劑包括鋁系和鐵系。其中，鋁系混凝劑包括硫酸鋁、明礬、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁。鐵系混凝劑包括三氯化鐵、硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵以及聚合氯化鐵。水廠內常用的助凝劑有：骨膠、聚丙烯酰胺及其水解產物、活化硅酸、海藻酸鈉等。5、什么是助凝劑？在什么情況下需投加助凝劑？答：當單獨使用混凝劑不能取得預期效果時，需投加某種輔助藥劑以提高混凝效果

6、，這種藥劑稱為助凝劑。助凝劑通常為高分子物質。其作用往往是為了改善絮體結構，促使細小而松散的絮粒變得粗大而密實，作用機理是吸附架橋。例如：對于低溫、低濁水，采用鋁鹽或鐵鹽混凝劑時，形成的絮粒往往細小松散，不易沉淀。當投入少量活化硅酸時，絮凝體的尺寸和密度就會增大，沉速加快。11、影響混凝效果的主要因素有哪些？答：影響混凝效果的主要因素有以下六類：1.混凝劑的種類和投量 5.水中懸浮物濃度影響2.水力條件和作用時間 6.水中雜質影響3.水溫影響4.水的PH值和堿度影響16、采用機械絮凝池時，為什么采用34檔攪拌器且各檔之間需用隔墻分開？答：單個機械絮凝池接近于CSTR型反應器，故宜分格串聯。分格

7、越多，越接近于PF反應器，絮凝效果越好，但分格過多，造價增高且增加維修工作量，一般采用34擋分格，每格均安裝一臺攪拌機，各擋攪拌機之間用隔墻分開以防止水流短路。為適應絮凝體形成規律，第一格內攪拌強度最大，而后逐格減少，從而速度梯度G值也相應由大到小十六章：1、什么叫自由沉淀、擁擠沉淀和絮凝沉淀？(7)答：自由沉淀是指顆粒在沉淀過程中，彼此沒有干擾，只受到顆粒本身在水中的重力和水流阻力的作用的沉淀；而擁擠沉淀是指顆粒在沉淀過程中，彼此相互干擾，或者受到容器壁的干擾的沉淀；利用絮凝劑使水中懸浮雜質形成較粗大的絮凝體，再通過自由沉淀的沉淀稱為絮凝沉淀。3、了解肯奇沉淀理論的基本概念和它的用途。(8)

8、答：肯奇沉淀理論：Ct=C0H0/Ht 其中高度為Ht、均勻濃度為Ct的沉淀管中所含懸浮物量和原來高度為H0、均勻濃度為C0的沉淀管中所含懸浮物量相等。這種理論使用于較短的沉淀管作實驗，來推測實際沉淀效果。1、理想沉淀池應符合哪些條件？根據理想沉淀條件，沉淀效率與池子深度、長度和表面積關系如何？(7)答：理想沉淀池應符合以下3個條件：1）顆粒處于自由沉淀狀態；2）水流沿著水平方向流動；3）顆粒沉到池底即認為已被去除。根據理想沉淀條件，沉淀效率與池子深度、長度無關，與表面積成反比。5、影響平流式沉淀池沉淀效果的因素有哪些？答：實際平流沉淀池偏離理想沉淀池條件的主要原因有：（1）沉淀池實際水流狀況

9、對沉淀效果的影響。由于如下原因引起水流短流：進水的慣性作用；出水堰產生的水流抽吸；較冷或較重的進水產生的異重流；風浪引起的短流；池內存在導流壁和刮泥設施等。（2）凝聚作用的影響6、沉淀池表面負荷和顆粒截留沉速關系如何？兩者涵義有何區別？(7)答：顆粒的截留沉速u0與沉淀池表面負荷Q/A相等。但含義不同，表面負荷代表自池頂A開始下沉所能全部去除的顆粒中的最小顆粒的沉速；而截留沉速u0反映了沉淀池所能全部去除的顆粒中的最小顆粒的沉速。7、設計平流沉淀池主要根據沉淀時間、表面負荷還是水平流速？為什么？(7)答：設計平流沉淀池的主要控制指標是表面負荷或停留時間，從理論上說，采用前者較為合理，但是以停留

10、時間作為指標所積累的經驗較多。在實際設計中應兩者兼顧。水平流速對設計平流沉淀池不是主要根據。8、平流沉淀池進水為什么采用穿孔隔墻？出水為什么往往采用出水支渠？答：平流沉淀池要求進水區是使水流均勻地分布在整個進水截面上，并盡量減少擾動。一般做法是使水流從絮凝池直接流入沉淀池，通過穿孔墻將水流均勻分布于沉淀池整個斷面上。為了緩和出水區附近的流線過于集中，應盡量增加出水堰的長度，以降低堰口的流量負荷，而采用出水支渠的形式。（或答：平流沉淀池進水采用穿孔隔墻是為防止絮凝體破碎，而出水采用出水支渠是使水盡量均勻流出，同時是為了降低堰口的流量符合。）9、斜管沉淀池的理論根據是什么？為什么斜管傾角通常采用6

11、0°？答：由沉淀池顆粒的去處率公式E=知：顆粒沉速ui一定時，增加沉淀池表面積可以提高去除率。但沉淀池容積一定時，池深淺些則表面積大些，去除率可以提高些，即“淺池理論”，斜板、斜管沉淀池的發展即基于此理論。為解決排泥問題，斜板和斜管沉淀池發展起來，淺池理論才得到實際應用。斜管傾角愈小，則沉淀面積愈大，沉淀效率愈高，但對排泥不利，根據生產實踐，傾角宜為600。（或答：斜管沉淀池的理論依據是采用斜管沉淀池既可以增加沉淀面積，又可以利用斜管解決排泥問題。斜管傾角愈小，則沉淀面積愈大，沉淀效率愈高，但對排泥不利，實踐證明，傾角為60°最好。）10、澄清池的基本原理和主要特點是什么？

12、(7)答：澄清池是主要依靠活性泥渣層達到澄清的效果。當脫穩態雜質隨水流與泥渣層接觸時，便被泥渣層阻留下來，使水獲得澄清。澄清池最大特點是充分利用了活性泥渣的絮凝作用。澄清池的排泥措施，能不斷排除多余的陳舊泥渣，其排泥量相當于新形成的活性泥渣量。十七章：3、直接過濾有哪幾種方式？采用原水直接過濾應注意哪些問題？答：直接過濾有接觸過濾和微絮凝過濾兩種方式，采用直接過濾應注意以下幾點：1）原水濁度和白色較低且水質變化較小；2）通常采用雙層、三層或均質濾料；3）原水進入濾池前，不應形成大的絮凝體以免很快堵塞濾料層表面孔隙；4）濾速應根據原水水質決定5、什么叫“等速過濾”和“變速過濾”？兩者分別在什么情

13、況下形成？分析兩種過濾方式的優缺點并指出哪幾種濾池屬“等速過濾”。 (8)答：等速過濾是指濾池濾速保持不變的過濾；變速過濾是指濾速隨過濾時間而逐漸減少的過濾。在濾料粒徑、形狀、濾層級配和厚度以及水溫一定時，如果孔隙率減小，水頭損失保持不變，則濾速將減小，利用這一原理產生了變速過濾；反之，濾速保持不變，則水頭損失將增加，利用這一原理就可以形成等速過濾。變速過濾在過濾初期，濾速較大可以使懸游雜質深入下層濾料，過濾后期濾速減小，可防止懸浮顆粒穿透濾層。等速過濾不具備這種自然調節功能，并可能產生負水頭現象。虹吸濾池和無閥濾池屬于等速濾池。6、什么叫“負水頭”？它對過濾和沖洗有和何影響？如何避免濾層中“

14、負水頭”產生？答：負水頭是指濾層截留了大量雜質以致砂面以下某一深度處的水頭損失超過該處水深。負水頭會導致溶解于水中的氣體釋放出來而形成氣囊。氣囊對過濾有破壞作用，一是減少了過濾面積；二是氣囊的上升可能將部分細濾料和輕質濾料帶出，破壞濾層結構。避免出現負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“不均勻系數”？不均勻系數過大對過濾和反沖洗有何影響？“均質濾料”的涵義是什么？(8)答：濾料有效粒徑（d10）是指通過濾料重量10%的篩孔孔徑，濾料不均勻系數（K80）是指通過濾料重量80%的篩孔孔徑。濾料不均勻系數過大，過濾時濾層含污能力減小；

15、反沖洗時，為滿足粗顆粒膨脹要求，細顆粒可能被沖出濾池，若滿足細顆粒膨脹要求，粗顆粒可能得不到很好的沖洗。均質濾料是指濾料均勻，K80等于1。9、濾料承托層有何作用？粒徑級配和厚度如何考慮？(8)答：濾料承托層的作用，主要是防止濾料從配水系統中流失，同時對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時，承托層采用天然卵石或礫石，其每層厚度都為100mm，粒徑自上而下為24、48、816、1632 mm。三層濾料濾池自上而下，14層采用重質礦石粒徑由0.58mm依次增加，厚度14層為50 mm，第5、6層采用礫石粒徑由832mm依次增加，厚度為100 mm或更大。12、什么叫“最小

16、流態化沖洗流速”？當反沖洗流速小于最小流態化沖洗流速時，反沖洗時的濾層水頭損失與反沖洗強度是否有關？(7)答：最小流態化沖洗流速是指反沖洗時濾料剛剛開始流態化的沖洗速度。當反沖洗流速小于最小流態化沖洗流速時，反沖洗時的濾層水頭損失與反沖洗強度有關。14、大阻力配水系統和小阻力配水系統的涵義是什么？各有何優缺點？答：“大阻力“一詞的含義是指配水系統中孔口阻力較大。大阻力配水系統的優點是配水均勻性較好。但結構復雜；孔口水頭損失大，沖洗時動力消耗大；管道易結垢，增加檢修困難。而“小阻力”一詞的含義是指配水系統中孔口阻力較小。小阻力配水系統的優缺點剛好與大阻力配水系統相反。對于沖洗水頭優先的虹吸濾池和

17、無閥濾池適用。15、小阻力配水系有哪些形式？選用時主要考慮哪些因素？(7)答：小阻力配水系統有穿孔濾板、濾磚、濾頭等形式。選用時主要考慮流速和阻力等因素。28、所謂V型濾池，其主要特點是什么？簡要地綜合評述普通快濾池、無閥濾池、移動罩濾池、V型濾池及壓力濾池的主要優缺點和適用條件。(8)答:V型濾池因兩側（或一側也可）進水槽設計成V字形而得名。其主要特點是：（1）可采用較粗濾料較厚濾層以增加過濾周期。（2）氣、水反沖再加始終存在的橫向表面掃洗，沖洗效果好，沖洗水量大大減少。普通快濾池運轉效果良好，首先是沖洗效果得到保證。使用任何規模水廠。主要缺點是管配件及閥門較多，操作較其它濾池稍復雜。無閥濾

18、池多用于中小型給水工程。優點是：節省大型閥門，造價較低；沖洗完全自動，因而操作管理較方便。缺點是：池體結構較復雜：濾料處于封閉結構中，裝、卸困難；沖洗水箱位于濾池上部，出水標高較高，相應的抬高了濾前處理構筑物如沉淀池或澄清池的標高，從而給水廠處理構筑物的總體高程布置往往帶來困難。移動罩濾池適用于大、中型水廠。優點：池體結構簡單；無需沖洗水箱或水塔；無大型閥門，管件少；采用泵吸式沖洗罩時，池深較淺。缺點：移動罩濾池比其它快濾池增加了機電及控制設備；自動控制和維修較復雜。壓力濾池常用于工業給水處理中，往往與離子交換器串聯使用。其特點是：可省去清水泵站；運轉管理較方便；可移動位置，臨時性給水也很使用

19、。但耗用鋼材多，濾料的裝卸不方便。28、何謂V型濾池？其主要特點是什么？答：V型濾池是法國德格雷蒙公式設計的一種快濾池，因兩側（或一側也可）進水槽設計成V字形而得名。其主要特點是：（1）V型槽底設有一排小孔，既可作過濾時進水用，沖洗時又可供橫向掃洗布水用；（2）可用較粗濾料較厚濾層以增加過濾周期。反沖洗時，由于“均質濾料”，不發生水力分級現象，提高濾層含污能力。（3）氣水反沖洗再加始終存在的橫向表面掃洗，沖洗效果好，沖洗水量大大減少。18章：1、目前水的消毒方法主要有哪幾種？簡要評述各種消毒方法的優缺點。(8)答：主要方法和優缺點見下表：方式優點缺點氯經濟有效，有后續消毒效果，技術成熟對某些病

20、毒芽孢無效，產生臭味，受pH影響，有消毒副產物THMs氯胺當水中存在有機物和苯酚時，氯胺消毒不會產生氯臭和氯酚臭，且大大減少THMs的生成，能較長時間保持水中余氯殺菌能力弱，本身是致突變劑ClO2殺菌效果比氯好，不受PH影響，不產生有機鹵代物成本高，現場制備，使用，設備復雜，管理操作要求高，消毒副產物亞氯酸鹽有一定的毒性O3除色除臭效果好，殺菌氧化能力均比氯強，溶于水后使DO增加，無毒投資運行成本高，無后續殺菌能力紫外線殺菌效果好，快速簡潔電耗大，紫外燈管和石英套管需要定期更換，對濁度要求高，有光復活現象2、什么叫自由性氯？什么叫化合性氯？兩者消毒效果有何區別？簡述兩者消毒原理。(8)答：各種

21、物質介紹見下表：名稱自由性氯化合性氯定義以次氯酸，次氯酸鹽離子和溶解的單質氯形式存在的氯以氯胺和有機氯胺形式存在的總氯的一部分消毒機理主要是次氯酸起作用，它為中性分子，能擴散到帶負電的細菌表面，并通過細胞的細胞壁穿透到細胞內部，起到氧化作用破壞細胞的酶系統而殺死細胞它使微生物的酶被氧化失效，破壞微生物正常的新陳代謝，從而使微生物死亡。消毒效果經濟有效，有后續消毒效果，技術成熟；有消毒副產物當水中存在有機物和苯酚時，氯胺消毒不會產生氯臭和氯酚臭，且大大減少THMs的生成，能較長時間保持水中余氯。但是，消毒作用緩慢。殺菌能力差3、水的pH值對氯消毒作用有何影響？為什么？(7)答：氯消毒作用的機理，主要是通過次氯酸HOCl起作用：Cl2+ H2OHOCl+HClHOClH+ + OCl因為起消毒作用的是H