第十至十九章给水处理理论至其他处理方法习题及答案要点

给水工程 第十四章第十四章给水处理概论给水处理概论 P252P252：：1 1、、2 2、、3 3 思考题思考题 1. 1.水中杂质按尺寸大小可分成几类？了解各类杂质主要来源水中杂质按尺寸大小可分成几类？了解各类杂质主要来源 特点及一般去除方特点及一般去除方 法。法。 2. 2.叙述我国天然地表水源和地下水源的水质特点。叙述我国天然地表水源和地下水源的水质特点。 3 3了解《生活饮用水卫生标准》中各项指标的意义。了解《生活饮用水卫生标准》中各项指标的意义。 4 4反应器原理用于水处理有何作用和特点？反应器原理用于水处理有何作用和特点？ 5 5试举出试举出 3 3 种质量传递机理的实例。种质量传递机理的实例。 6 63 3 种理想反应器的假定条件是什么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研究理想反应器对水处理设备的设计和 操作有何作用？操作有何作用？ 7 7为什么串联的为什么串联的 CSTRCSTR 型反应器比同容积的单个型反应器比同容积的单个 CSTRCSTR 型反应器效果好？型反应器效果好？ 8 8混合与返混在概念上有何区别？返混是如何造成的？混合与返混在概念上有何区别？返混是如何造成的？ 9 9PFPF 型和型和 CMBCMB 型反应器为什么效果相同？两者优缺点比较。型反应器为什么效果相同？两者优缺点比较。 10103 3 种理想反应器的容积或物料停留时间如何求得？试写出不同反应级数下种理想反应器的容积或物料停留时间如何求得？试写出不同反应级数下 3 3 种理想反应器内物料的平均停留时间公式。种理想反应器内物料的平均停留时间公式。 1111何谓何谓 “纵向分散模型”“纵向分散模型”？纵向分散模型对水处理设备的分析研究有何作用？？纵向分散模型对水处理设备的分析研究有何作用？ 1. 1.水中杂质按尺寸大小可分成几类？了解各类杂质主要来源水中杂质按尺寸大小可分成几类？了解各类杂质主要来源 特点及一般去除方特点及一般去除方 法。法。 答： （1）水中杂质按尺寸大小可分成悬浮物、胶体和溶解物三类。 （2）悬浮物的主要来源河中的泥沙、下雨的藻类物质、水中腐殖质、矿物 质废渣。 悬浮物的特点悬浮物尺寸较大，易于在水中下沉或上浮。如果密度小于水， 则可上浮到水面。易于下沉的一般式大颗粒泥沙及矿物质废渣，能够上浮 的一般式体积较大而密度小的某些有机物。 悬浮物去除方法：大的颗粒通过自行下沉，而粒径较小的悬浮物须加混凝 剂去除。 （3）胶体的主要来源是粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质，工业废 水排入水体，会引入各种各样的胶质或有机分子物质和带电的金属氢氧化 物胶体。 胶体的特点是胶体颗粒尺寸很小，在水中长期静置也难下沉，同时胶体还 1 带点并且有的胶体分子量很大。 胶体去除方法是投加混凝剂来去除。 （4）溶解体可分有机物和无机物两类；无机溶解物主要来源工业废水排放 和矿物质；有机溶解物主要来源于水源污染，也有天然存在的，如腐殖质。 溶解体的特点是它与水所构成的均相体系，外观透明。同时会使水产生色、 味、并且有的溶解体含有毒、有害的。溶解体去除的方法是离子交换器和 投加混凝剂。 2. 2.叙述我国天然地表水源和地下水源的水质特点。叙述我国天然地表水源和地下水源的水质特点。 答：1）我国天然地表水可分江河水、湖泊与水库水、海水。 （1） 江河水易受自然条件影响。水中悬浮物和胶态杂质含量较多，浊度 高于地下水，凡土质、植被和气候条件较好地区，如华北和西南地 区大部分河流，浊度均较低。江河水的含盐量和硬度较低。河水含 盐量和硬度与地质、植被、气候条件及地下水补给情况有关。江河 水易受工业废水、生活污水及其它各种人为污染。 （2） 湖泊及水库水主要由河水供给，水质与河水类似。但由于湖水流动 性小，储存时间较长，经过长期自然沉淀，浊度较低。湖底沉积物 或泥沙泛起，才产生浑浊现象；湖水一般含藻类较多，同时，水生 物死亡残骨沉积湖底，使湖底淤积中积存了大量腐殖质，一经风浪 泛起，便使水质恶化，湖也水易受废水污染。由于湖水不断得到补 给又不断蒸发溶缩，故含盐量往往比河水高。 （3） 海水含盐量高，而且所含各种盐类或离子的重量比列基本上一定。 2）地下水的特点：水在底层渗滤过程中，悬浮物和胶质已基本或大部分去 除，水质清澈，且水源不易受外界污染和气温影响，因而水质、水温较稳 定。由于地下水流经岩层时溶解了各种可溶性矿物质，因而水的含盐量通 常高于地表水；地下水硬度高于地表水；同时我国含铁地下水分布较广。 3 3了解《生活饮用水卫生标准》中各项指标的意义。了解《生活饮用水卫生标准》中各项指标的意义。 答：生活饮用水水质标准共35项。其中感官性状和一般化学指标15项，主 要为了保证饮用水的感官性状良好。毒理学指标15项、放射指标2项，是为了保 证水质对人不产生毒性和潜在危害；细菌学指标3项是为了保证饮用水在流行病 学上安全而制定的。 4 4反应器原理用于水处理有何作用和特点？反应器原理用于水处理有何作用和特点？ 答:在水处理方面引入反应器理论，推动了水处理工艺发展。许多水处理设 备与池子都可作为反应器来进行分析，包括化学反应、生物化学反应以至纯物理 2 过程等。列如，水的氯化消毒池，除铁滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等， 甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。 5 5试举出试举出 3 3 种质量传递机理的实例。种质量传递机理的实例。 答： 主流传递；分子扩散传递；紊流扩散传递 6 63 3 种理想反应器的假定条件是什么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研究理想反应器对水处理设备的设计和 操作有何作用？操作有何作用？ 答：1) 完全混合间歇式反应器：恒温 2)完全混合连续式反应器：反应器内物料完全均匀混合且与输出产物相同 3) 推流式反应器：反应器内的物料仅以相同流速平行流动，而无扩散作用 7 7为什么串联的为什么串联的 CSTRCSTR 型反应器比同容积的单个型反应器比同容积的单个 CSTRCSTR 型反应器效果好？型反应器效果好？ 答： 采用多个体积相同的 CSRT 型反应器串联使用，则第二个反应器的输出 物料浓度即为第一个反应器的输出物料浓度，一次类推。所以采用两个串联的 CSTR 型反应器，所需要的消毒时间比一个同容积的单个 CSTR 型反应器大大缩 短。 8 8混合与返混在概念上有何区别？返混是如何造成的？混合与返混在概念上有何区别？返混是如何造成的？ 答：混合，即在 CMB 中同种物料之间的混合，停留时间相同。 返混，即在 CSRT 停留时间不同的物料之间混合。 原因：环流、对流、短流、流速不均匀、设备中存在死角以及物质扩散 9 9PFPF 型和型和 CMBCMB 型反应器为什么效果相同？两者优缺点比较。型反应器为什么效果相同？两者优缺点比较。 答：1）因为在推流型反应器的起端，物料是在C0的高浓度下进行反应，反应速 度很快。沿着液流方向，随着流程增加，物料浓度逐渐降低，反应速度也随之逐 渐减小。这与 CMB 型反应器内的反应过程是完全一样的。 2）PF 型比 CMB 型反应器优于在：CMB 型反应器除了反应时间外，还需要考