水工程章節(jié)的課后思考題與習(xí)題答案

十四章給水處理概論

1、水中雜質(zhì)按尺寸大小可提成幾類？理解各類雜質(zhì)重要來源、特點(diǎn)及一般清除措施。

答：雜質(zhì)無外乎兩種來源：一是自然過程，例如地層礦物質(zhì)在水中的溶解，水中微生物的繁殖及其死亡殘

骸等：二是人為原因，即工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水及生活污水的污染.水中雜質(zhì)按尺寸大小可提成三類：

懸浮物：懸浮物尺寸較大，易于在水中卜沉或上浮。粒徑不小于0.hmn的泥砂清除較易，一般在水中很快

下沉。粒徑較小的懸浮物，須投加混凝劑方可清除。

膠體雜質(zhì)：尺寸很小，在水中長(zhǎng)期靜置也難下沉，水中所存在的膠體一般有粘土、某些細(xì)菌及病毒、腐殖

質(zhì)及蛋白質(zhì)等。有機(jī)高分子物質(zhì)一般也屬于膠體一類。天然水中的膠體一般帶有負(fù)電荷，有時(shí)也具有少許

正電荷的金屬氫氧化物膠體。須加混凝劑方可清除。

溶解雜質(zhì)：分為有機(jī)物和無機(jī)物兩類。它們與水所構(gòu)成的均相體系，外觀透明，屬于真溶液。有的無機(jī)溶

解物可使水產(chǎn)生色、臭、味。

2、理解《生活飲用水衛(wèi)生原則》中各項(xiàng)指標(biāo)的意義。

答：在《原則》中所列的水質(zhì)項(xiàng)目可提成如下幾類。

一類屬于感官性狀方面的規(guī)定。濁度、色度、臭和味以及肉眼可見物等。

第二類是對(duì)人體健康有益但不但愿過量的化學(xué)物質(zhì)。

第三類是對(duì)人體健康無益但一般狀況下毒性也很低的物質(zhì)。

第四類有毒物質(zhì)。

第五類細(xì)菌學(xué)指標(biāo)，目前僅列細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌數(shù)和余氯三項(xiàng)。

3、反應(yīng)器原理用于水處理有何作用和特點(diǎn)？

答：反應(yīng)器是化工生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵部分.在反應(yīng)器中所進(jìn)行的過程,既有化學(xué)反應(yīng)過程,又有物理過

程，影響原因復(fù)雜。在水處理方面引入反應(yīng)器理論推進(jìn)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，水的氯化消毒池，除鐵、除鉆泄池、

生物漉池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河渝自凈過程都可應(yīng)用反應(yīng)器原埋和措施進(jìn)行分析、研究。

4、試舉出3種質(zhì)量傳遞機(jī)理的實(shí)例。

答：質(zhì)量傳遞輸可分為：主流傳遞：分子擴(kuò)散傳遞：紊流擴(kuò)散傳遞。

1）主流傳遞：物質(zhì)隨水流主體而移動(dòng)，它與液體中物質(zhì)濃度分布無關(guān)，而與流速有關(guān)。實(shí)例：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：與濃度梯度有關(guān)。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，最終趨于均勻分布狀態(tài)，濃度梯度消失。實(shí)例：如平流池存在濃度梯度時(shí)。

3）紊流擴(kuò)散傳遞：在紊流狀態(tài)下，液體質(zhì)點(diǎn)不僅具有隨水流前進(jìn)的運(yùn)動(dòng)，還具有上下左右的脈動(dòng)，

且伴有渦旋。在絕大多數(shù)狀況下，水流往往處在紊流狀態(tài)。水處理構(gòu)筑物中絕大部分都是紊流擴(kuò)散。

5、3種理想反應(yīng)器的假定條件是什么？研究理想反應(yīng)器對(duì)水處理設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作有何作用。

答：3種理想反應(yīng)器的假定條件如下

1）完全混合間歇式反應(yīng)器（CMB型）：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）完全混合持續(xù)式反應(yīng)器（CSTR型）：反應(yīng)器內(nèi)物料完全均勻混合且與輸出產(chǎn)物相似的假定，且是在恒

溫下操作。

3）推流型反應(yīng)器（PF型）：反應(yīng)器內(nèi)的物料僅以相似流速平行流動(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。

在水處理中，反應(yīng)器含義較廣泛。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、除猛漉池，生物濾池等等。在水處理方

面引入反應(yīng)器理論，提供了一種分析研究水處理工藝設(shè)備的措施和思緒，推進(jìn)了水處理工藝發(fā)展。通過簡(jiǎn)

化的反應(yīng)器稱理想反應(yīng)器，雖然理想反應(yīng)器內(nèi)不能完全精確地描述反應(yīng)器內(nèi)所進(jìn)行的實(shí)際過程，但可近似

反應(yīng)真實(shí)反應(yīng)器的特性。并且，由理想反應(yīng)器模型可深入推出偏高理想狀態(tài)的實(shí)際反應(yīng)器模型。

6、為何串聯(lián)的CSTR型反應(yīng)器比同體積的單個(gè)CSTR型反應(yīng)器效果好？（8'）

答：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)〃―8時(shí)，所需反應(yīng)時(shí)

間將趨近于CMB型和PF型的反應(yīng)時(shí)間。

7、混合與返混合在概念上有何區(qū)別？返混合是怎樣導(dǎo)致的？

答：CMB和CSTR反應(yīng)器內(nèi)的混合是兩種不一樣的混合。前者是同步進(jìn)入反應(yīng)器又同步流出反應(yīng)器的相

似物料之間的混合，所有物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間相似；后者是在不一樣步間進(jìn)入反應(yīng)器又在不一樣步間

流出反應(yīng)器的物料之間的混合，物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間各不相似，理論上，反應(yīng)器內(nèi)物料的停留時(shí)間由

0至無窮大。這種停留時(shí)間不一樣的物料之間混合，在化學(xué)反應(yīng)工程上稱之為“返混”。顯然，在PF反應(yīng)

器內(nèi)，是不存在返混現(xiàn)象的。導(dǎo)致返混的原因，重要是環(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)散等等。

返混：廣義地說，泛指不一樣步間進(jìn)入系統(tǒng)的物料之間的混合，狹義地說，返混專指物料逆流

動(dòng)方向的I流動(dòng)和混合。

8、PF型和CMB型反應(yīng)器為何效果相似？?jī)烧邇?yōu)缺陷比較。

答：在推流型反應(yīng)器的起端（或開始階段），物料是在G的高濃度下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)速度很快。沿著液流

方向，伴隨流程增長(zhǎng)（或反應(yīng)時(shí)間的延續(xù)），物料濃度逐漸減少，反應(yīng)速度也隨之逐漸減小。這與間歇式

反應(yīng)器的反應(yīng)過程是完全同樣的。介它優(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

考濾投料和卸料時(shí)間，而推流型反應(yīng)器為持續(xù)操作。

9.為何CSTR型反應(yīng)器生產(chǎn)能力低于PF型？

在PF反應(yīng)器內(nèi)，液流以相似流速平行流動(dòng)，物料濃度在垂直于流動(dòng)方向完全混合均勻，但沿流動(dòng)反

向絕無混合現(xiàn)象，物料濃度在流動(dòng)方向形成濃度梯度。而在CSTR型反應(yīng)器內(nèi)，物料完全均勻混合，無論

進(jìn)口端還是出口端，濃度都相似。PF型反應(yīng)器在進(jìn)口端是在高濃度品下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)速率高，只是在出

口端才在低濃度Ce下進(jìn)行反應(yīng)。而CSTR型一直在低濃度Ce下遂行反應(yīng)，故反應(yīng)器一直處在低反應(yīng)速率

下操作，這就是CSTR型反應(yīng)器生產(chǎn)能力低于PF型的原因。

10、何謂“縱向分散模型"（PFD）?縱向分散模型對(duì)水處理設(shè)備的分析研究有何作用？（7,）

答：實(shí)際反應(yīng)器總是介于推流型和完全混合持續(xù)流型之間?？v向分散模型就是在推流型

基礎(chǔ)上加上一種縱向的混合，而這種混合又可設(shè)想為一種擴(kuò)散所引起的，其中既包括分

子擴(kuò)散、紊流擴(kuò)散，乂包括短流、環(huán)流、流速不均勻等。只要這種模型與實(shí)際所研究日勺

值的關(guān)系。

答：壓縮雙電層機(jī)理：當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)，使溶液中反需「濃度增高，加入的反離「與擴(kuò)散層原

有反離子之間的靜電斥力把原有部分反離了擠壓到吸附層中，使了微層小J厚度減小。從而不僅兩膠粒吸引

力對(duì)應(yīng)變大，并且導(dǎo)致電位對(duì)應(yīng)減少，使膠粒間的互相排斥力減少。此時(shí)，合力由斥力變成引力，膠粒得

以迅速微聚。

吸附-電中和機(jī)理：膠粒表面吸附異號(hào)離子、異號(hào)膠粒、或帶異號(hào)電荷的高分r,從而中和r肢體顆

粒自身所帶部分電荷，減少「膠體顆粒間的靜電斥力，減少電位，使膠體顆粒更易于聚沉。這種吸附

作用的驅(qū)動(dòng)力包括靜電力、氫鍵、配位鍵和范德華力等等。

此機(jī)理可解釋再穩(wěn)現(xiàn)象。膠粒吸附了過多的反離子，使本來為電荷變號(hào)，排斥力變大，從而發(fā)生了再

穩(wěn)現(xiàn)象。

吸附架橋作用：是指分散體系中的膠體顆粒通過吸附有機(jī)或無機(jī)高分子物質(zhì)架橋連接，凝集為大啊匯

集體而脫穩(wěn)聚沉，此時(shí)膠體顆粒之間并不直接接觸，高分r物質(zhì)在兩個(gè)膠體顆粒之間像一座橋?qū)⑺麄冞B接

起來。

網(wǎng)捕一卷掃作用：當(dāng)鋁鹽或鐵鹽混凝劑投量很大而形成大量氫氧化物沉淀時(shí)，可以網(wǎng)捕、卷掃水中膠

體以致產(chǎn)生沉淀分離。所需混凝劑量與原水雜質(zhì)含量成反比。

根據(jù)原水水質(zhì)不一樣，在同一原水混凝中也許發(fā)生多種作用機(jī)理。無論哪一種作用機(jī)理都并非十全十

美。

硫酸鋁混凝作用機(jī)理及其與水的pH值的關(guān)系：

pH<3時(shí)，簡(jiǎn)樸水和鋁離子可壓縮雙電層作用。

pH=4.5-6.0范圍內(nèi)時(shí)，重要是多核羥基配合物對(duì)負(fù)電荷膠體起吸附-電中和作用；pH=7-7.5范圍內(nèi)，

電中性氫氧化鋁聚合物可起吸附架橋作用，同步也存在某些羥基配合物的電性中和作用。

天然水的pH一般在6.5-7.8之間，鋁鹽的混凝作用重要是吸附架橋和電性中和。當(dāng)鋁鹽投加量過大，可

起網(wǎng)捕和卷掃作用。在一定的PH值下，幾種作用都也許同步存在，只是程度不一樣。假如水中膠粒含量

過低，往往需要投加大量鋁鹽混凝劑使之產(chǎn)生卷掃作用才能發(fā)生混凝作用。

3.高分子混凝劑投量過多時(shí)，為何混凝效果反而不好？

答：如投加量過大時(shí)，膠體顆粒表面被高分子所覆蓋，兩股應(yīng)莫近時(shí)，受到膠粒與膠粒之間因高分子

壓縮變形產(chǎn)生的反彈力和帶電高分子之間的靜電排斥力，使膠體不能匯集。

最佳投量應(yīng)是既能把膠粒迅速絮凝起來，又可使絮凝起來的最大膠粒不易脫落。

4、目前我國(guó)常用的混凝劑有哪幾種？各有何優(yōu)缺陷？

答：鋁系：硫酸鋁、聚合氯化鋁(PAC)

鐵系：三氯化鐵、硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵(PFS)

有機(jī)高分子混凝劑：聚丙烯酰胺(PAM).

優(yōu)缺陷

長(zhǎng)處缺陷

硫酸鋁價(jià)格較低，使用便利，混凝效果很好，不會(huì)給處理后的水當(dāng)水溫低時(shí)，硫酸鋁水解困難，形成的絮體較松散；不溶雜

質(zhì)帶來不良影響質(zhì)含量較多：酸度較高而腐蝕性強(qiáng)，溶解與投加設(shè)備需考灌

防腐。

聚合氯化鋁1.形成絮凝體速度快，累凝體大而密實(shí)，沉降性能好；2.缺陷無

(PAC)投加量比無機(jī)鹽類混凝劑低;3.合適的PH值范圍較寬(在機(jī)理：重要是運(yùn)用水解縮合過程中產(chǎn)生的高價(jià)多核配合物的

5?9間)；4.對(duì)原水水質(zhì)適應(yīng)性好；5.對(duì)設(shè)備的腐蝕程度壓縮雙電層作用和吸附電中和作用。

小,處理后水的pH值和堿度變化也較小。

三氧化鐵極易溶于水；形成的絮凝體密實(shí)，沉淀性好；處理低溫水固體產(chǎn)品極易吸水潮解，不易保管；腐蝕性較強(qiáng)；處理后水

或低濁水效果比鋁鹽的好；合用的川值范圍較寬，投加色度較鋁鹽處理水高：最佳投加量范圍較窄，不易控制等。

連比硫酸鋁小。

硫酸亞鐵價(jià)格低廉不如三價(jià)鐵鹽那樣有良好的混凝效果：殘留在水中的FeJ，

會(huì)使處理后的水帶色。

聚合硫酸鐵投加劑量少；絮體形成快，沉降速度也快；有效H勺pH值

范圍寬；與三氯化鐵相比腐蝕性大大減少，處理后的色度

和鐵離子含量均較低。

聚丙烯酰胺混凝效果在于對(duì)膠體表面具有強(qiáng)烈的吸附作用，在膠粒之有毒，毒性在于單體丙烯酰胺。

(PAM)間形成橋聯(lián)。常作助凝劑以配合鋁鹽和鐵鹽作用，效果明

顯。

Ps：合成有機(jī)高分子絮凝劑可分為陽離子型(占重要地位)、陰離子型、兩性聚合物以及非離子型

聚合物。非離子的重要品種是聚丙烯酰胺(PAM)o與合成高分子絮凝劑相比，天然高分子物質(zhì)分子量低，

電荷密度較小，易生物降解而失去活性，因此實(shí)際應(yīng)用不多。但其毒性也許比合成高分子要小，并且由于

易于生物降解，不會(huì)引起環(huán)境污染問題，因此這背面的研究受到關(guān)注。

5、什么叫助凝劑？常用的助凝劑有哪幾種？在什么狀況下需要投加助凝劑？

答：在單獨(dú)使用混凝劑不能獲得預(yù)期效果時(shí)，需投加某種輔助藥劑以提高混凝效果，這種藥劑稱為助凝劑。

老式意義上的助凝劑一般是高分子物質(zhì)，其作用往往是為了改善鬻凝體構(gòu)造，促使細(xì)小而松散的絮粒變得

粗大而密實(shí)，作用機(jī)理是高分子物質(zhì)的吸附架橋。

常用的助凝劑有：骨膠、聚丙烯酰胺及其水解物、活化硅酸、海藻酸鈉等。

當(dāng)單獨(dú)使用混凝劑效果不佳時(shí)采用助凝劑，例如：對(duì)于低溫、低濁度水采用鋁鹽或鐵鹽混凝劑時(shí)，形

成絮粒往往細(xì)小松散，不易沉淀。當(dāng)加如少許活化硅酸時(shí)，絮凝體的尺寸和密度就會(huì)增大，沉速加緊。

6、為何有時(shí)需將PAM在堿化條件下水解成HPAM?PAM水解度是何涵義？一般規(guī)定水解度為多少？

答：PAM聚丙烯酰胺，混凝效果在于對(duì)膠體表面具有強(qiáng)烈的吸附作用，在膠粒之間形成橋聯(lián)。由于酰

胺基之間的氫鍵作用，線性分子往往不能充足伸展開來，致使橋梁作用消弱.為此，一般將PAM在堿性條

件下（pHXO）進(jìn)行部分水解，生成陰離子型水解聚合物（HPAM）

PAM水解度：由酰胺基轉(zhuǎn)化為羥基的百分?jǐn)?shù)稱水解度。一般控制水解度在30%—40%很好。

7.何謂同向絮凝和異向絮凝？?jī)烧咝跄俾剩ɑ蚺鲎矓?shù)率）與哪些原因有關(guān)？

同向絮凝：由流體運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的顆粒碰撞匯集稱為同向絮凝。其速率與顆粒直徑的三次方成正比，與

顆粒數(shù)量濃度平方成正比，以及速度梯度一次方成正比。

異向絮凝：由布朗運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的顆粒碰撞匯集稱異向絮凝。其速率與水溫成正比，與顆粒的數(shù)量濃度

平方成反比，而與顆粒尺寸無關(guān)。

8.混凝控制指標(biāo)有哪幾種？為何要重視混凝控制指標(biāo)的研究？你認(rèn)為合理的控制指標(biāo)應(yīng)怎樣確定？

在絮凝階段，以同向絮凝為主。同向絮凝不僅與G值有關(guān)，還與絮凝時(shí)間T有關(guān)。TN。即為整個(gè)絮凝時(shí)間

內(nèi)單位體積流體中顆粒碰撞次數(shù)，因N。與G成正比，因此在絮凝階段，一般以G值或GT值作為控制指標(biāo)。

重視混凝劑控制指標(biāo)的研究，可以控制混凝效果，即節(jié)省能源，獲得好的混凝效果。

在絮凝過程中，所施功率或G值愈大，顆粒碰撞速率愈大，絮凝效果愈好，但實(shí)際絮凝過程中，G值

增大時(shí)，水流的剪切力也隨之增大，已形成的絮體有破碎的也許，怎樣計(jì)算或控制一種最佳G值，使到達(dá)

最佳的絮凝效果又不致使絮凝體破裂的G值能有待研究。

由于大的絮凝體輕易破碎，故自絮凝開始至絮凝結(jié)束，G值應(yīng)漸次減小。

9.絮凝過程中，G值的真正涵義是什么？沿用仍舊的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。

G值表達(dá)速度梯度，控制混凝效果的水力條件，反應(yīng)能量消耗概念。

舊的G值和GT值變化幅度很大，從而失去控制意義。并且按公式求得的G值，并未反應(yīng)有效功率消

耗。

10.折板絮凝池混凝效果為何優(yōu)于隔板絮凝池？

答：折板絮凝池的長(zhǎng)處是：水流在同波折板之間波折流動(dòng)或在異波折板之間間縮放流動(dòng)且持續(xù)不停，以

至形成眾多的小渦旋，提高了顆粒碰撞絮凝效果。與隔板絮凝池相比，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，故所需絮凝時(shí)間可以縮短，池子體積減小，絮凝效果良好。

11.影響混凝效果的重要原因有哪幾種？這些原因是怎樣影響混凝效果的？

影響混凝效果的重要原因有水溫，水的PH值和城度及水中懸浮物濃度、有機(jī)物污染。

水溫：a.無機(jī)鹽的水解是吸熱反應(yīng)，低溫水混凝劑水解困難：

b.低溫水的粘度大，使水中雜質(zhì)顆粒布朗運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度減弱，碰撞機(jī)會(huì)減少，不利于膠粒脫穩(wěn)凝聚：

c.水溫低時(shí)膠體顆粒水化作用增強(qiáng)，阻礙膠體混凝：

d.水溫與水的PH值有關(guān)。

PH值：水的PH對(duì)混凝效果的影響很大。首先，不一樣的PH值下膠體顆粒的表面電荷和電位不一樣，所需

要的混凝劑量也不一樣：另首先，水的pH對(duì)混凝劑的水解反應(yīng)有明顯影響。

水的堿度：當(dāng)原水堿度局限性或混凝劑投量甚高時(shí)，水的pH值洛大幅度下降以至影響混凝劑繼續(xù)水解。

假如水的PH值超過混凝劑最佳混凝pH值范圍，將使混凝效果受到明顯影響。

懸浮物濃度：含量過低時(shí)，顆粒碰撞速率大大減小，混凝效果差.含量高時(shí)，所需鋁鹽或鐵鹽混凝劑量將

大大增長(zhǎng)。

水中有機(jī)污染物的影響：水中中有機(jī)物對(duì)膠體有保護(hù)穩(wěn)定作用，阻礙膠體顆粒之間的碰撞，阻礙混凝劑與

膠體顆粒之間的脫穩(wěn)凝聚作用。

此外，混凝劑種類與投加量、混凝劑投加方式、水力條件對(duì)混凝效果的影響都是非常明顯的。要根據(jù)水質(zhì)

狀況和所投加的混凝劑優(yōu)化選擇。

12.混凝劑有哪幾種投加方式？各有何優(yōu)缺陷及其合用條件？

混凝劑投加分固體投加（干投）和液體投加（濕投）兩種方式。Ps：攪拌裝置有機(jī)械攪拌、壓縮空氣

攪拌及水力攪拌等。

常用的有:

1）＞泵前投加該投加方式安全可靠，一般合用于取水泵房距水廠較近者

2）、高位溶液池重力投加該投加方式安全可靠，但溶液池位置較高。合用于取水泵房距水廠較遠(yuǎn)者

3）、水射器投加該投加方式設(shè)備簡(jiǎn)樸，使用以便，溶液池高度不受太大限制，但水射器效率較低，

且易磨損。

4）、泵投加有兩種方式：一是采用計(jì)量泵，一是采用離心裝配上流量計(jì)。采用計(jì)量泵不必另備計(jì)量

設(shè)備，泵上有計(jì)量標(biāo)志，最合用于混凝劑自動(dòng)控制系統(tǒng).

13.何謂混凝劑“最佳劑量”？怎樣確定最佳劑量并實(shí)行自動(dòng)控制？

混凝劑“最佳劑量”，即混凝劑的最佳投加量，是指到達(dá)既定水質(zhì)目的的最小混凝劑投加量。目前問

過大多數(shù)水廠還是根據(jù)試驗(yàn)室混凝攪拌試驗(yàn)確定混凝劑最佳劑量，然后進(jìn)行人工調(diào)整。這種措施雖然簡(jiǎn)樸

易行，但試驗(yàn)成果到生產(chǎn)調(diào)整往往滯后，且試驗(yàn)條件與生產(chǎn)條件也很難一致，故試驗(yàn)所得最佳劑量未必是

生產(chǎn)上的最佳劑量?；炷に嚨淖詣?dòng)控制技術(shù)正逐漸推廣應(yīng)用，重要有數(shù)學(xué)模型法、現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)法、特

性參數(shù)法等。

14.目前水廠中常用的混合措施有哪幾種？各有何優(yōu)缺陷？在混合過程中，控制G值的作用是什么？

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FeCL

混凝劑時(shí)，若投量較大，藥劑對(duì)水泵葉輪也許有輕微腐蝕作用。合用于取水泵房靠近水廠處理構(gòu)筑物的場(chǎng)

所，兩者間距不適宜不小于150m,

2）管式混合簡(jiǎn)樸易行。尢需另建混合設(shè)備，但混合效果不檢定，管中流速低，混合不充足。

3）機(jī)械混合池混合效果好，且不受水量變化影響，缺陷是增長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備并對(duì)應(yīng)增長(zhǎng)維修工作。

控制G值的作用是可以控制混凝效果，即節(jié)省能源，獲得好的混凝效果。

15.目前水廠中常用的絮凝設(shè)備有哪幾種？各有何優(yōu)缺陷？在絮凝過程中，為何G值應(yīng)自進(jìn)口至出口逐漸

減少？

分為兩大類:水力攪拌式和機(jī)械攪拌式。

1）、隔板絮凝池包括往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩種。長(zhǎng)處：構(gòu)造簡(jiǎn)樸，管理以便。缺陷：流量變化大時(shí)，

絮凝效果不穩(wěn)定，絮凝時(shí)間長(zhǎng)，池子容積大。

2）、折板絮凝池長(zhǎng)處：與隔板絮凝池相比，提高了顆粒極撞絮凝效果，水力條件大大改善，縮短

了絮凝時(shí)間，池子體積減小。缺陷：因板距小，安裝維修較困難，折板費(fèi)用較高。

3）、機(jī)械絮凝池長(zhǎng)處：可隨水質(zhì)、水量變化而隨時(shí)變化轉(zhuǎn)速以保證絮凝效果，能應(yīng)用于任何規(guī)模

水廠缺陷；需機(jī)械設(shè)備因而增長(zhǎng)機(jī)械維修工作。

G值增大時(shí)，水流的剪切力也隨之增大，已形成的絮體有破碎的也許。絮凝過程中絮凝體尺寸逐漸增

大，為防止絮凝體破碎，絮凝設(shè)備內(nèi)的流速及水流轉(zhuǎn)彎處的流速應(yīng)沿程逐漸減少，從而G值也沿程逐漸減

少。

16.采用機(jī)械絮凝池時(shí)，為何要采用3-4檔攪拌機(jī)且各檔之間需用隔墻分開？

由于單個(gè)機(jī)械絮凝池靠近于CSTR型反應(yīng)器，故宜分格串聯(lián)。分格愈多，愈靠近PF型反應(yīng)器，絮凝效

果愈好，但分格過多，造價(jià)增高且增長(zhǎng)維修工作量。各檔之間用隔墻分開是為防止水流短路。

1、河水總堿度0.1加冽0〃工（按CaO計(jì)）。硫酸鋁（含AI2O3為16%）投加量為25〃?g/￡

問是否需要投加石灰以保證硫酸鋁順利水解？設(shè)水廠每日生產(chǎn)水顯50000M,試

問水廠每日約需要多少千克石灰（石灰純度按50%計(jì)）。

解：將硫酸鋁投加量折合成月/03為：25xl6%=4wg/z

禮。3分子量為102,故投加藥量相當(dāng)于需=0.039〃〃〃。//Z

剩余堿度取0.37〃〃〃。//￡,則[CaO]=3x0,039-0.1+0.37=0387.nmioUL所以需要投

加0.387.加〃血/工石灰以保證硫酸鋁順利水解。石灰CaO分子量為56,則石灰投加

量為0.387*56+0.5=43.34〃名/2

43.34X50000x1000=2167000000〃噌=2167^

2、設(shè)聚合鋁［必（次）」.」.在制備過程中，控制m=5.〃=4,試求該聚合鋁的堿

化度為多少？

解：根據(jù)題意得：堿化度B=x100%=—x100%=66.7%

3xJ/l3x2

3、某水廠采用精制硫酸鋁為混凝劑，其最大投量:為35,吆/2.水廠設(shè)計(jì)流量為

100000/〃。混凝劑每日調(diào)制3次，溶液濃度按10%計(jì)，試求溶解池和溶液池體

積各為多少？

解：溶液池體積為:

aaO35x1.05x100000

%=------=------------------------=12.247w3

417cn24x417x10x3

溶解池體積為:

%=(0.2~0.3叱=0.25%=0.25x12.24=3.06〃/

4、隔板絮凝池設(shè)計(jì)流量乃00。川人。絮凝池有效容積為110。加。絮凝池總水頭損

失為0.26川。求絮凝池總的平均速度梯度值G和市值各為多少？（水廠自用水量

按5%計(jì)）。

解：計(jì)算流量

Q=75000x(1+5%)=78750m3/J=0.911??/Is,則平均速度梯度為:

9.8x0.911x0.26

=43.O2S1(15℃)(用20℃算是45.80『)

l.MxlO^xllOO

則：GT=Gx—=43.02x21^-=51945(用20。。算是55363.04)

Q0.911

5、某機(jī)械絮凝池分成三格。各格有效尺寸為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)各部分尺寸為：/2=1050m;漿

板氏1400mm,寬120mm,ro=525mm0葉輪中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)線速度為:

第一格Vi=0.5m/s

第二格v2=0.32m/s

第三格v3=0.2m/s

求：3臺(tái)攪拌機(jī)所需攪拌功率及相應(yīng)的平均速度梯度G值（水溫按20℃計(jì)）。

解：設(shè)槳板相對(duì)于水流的線速度等于槳板旋轉(zhuǎn)線速度的0.75倍，則相對(duì)于水流

的葉輪轉(zhuǎn)速為：

-0.7512,0.75*0.5八一

W.=------=--------=0.7\rads

為0.525

e07550.75*032,,

JF,=------=---------=0.46rad/s

-%0.525

e0.75u0.75*0.2

W.=------=--------=Q.29rad!s

7o0.525

外槳板5=1.05%[=1.05-0.12=0.93羽:內(nèi)槳板弓=0.525+0.06=0.585冊(cè),

J\=0.525-0.06=0.465W,內(nèi)外槳板各四塊。

帶入公式：

耳.竽山日”4*1.1*1000^1.4*0.713*[(l.C'54-0.934)+(0.5854-0.4654)]=148.22JT

8

4*1,1*1000^

號(hào)=￡竽尾（^一心----------*1.4*0.46MJ"-0.934)+(05854-04654)]=40.3\W

1b8

4*1.1*1000

月=亡竽礙（弓4-「）----------*1.4*0.2妒*[(1.054-0.934)+(0.585?！?.4654)]=埼]嚴(yán)

1b8

K=2.6*2.6*4.2=28392m

，G=J口^―

"VI.005*1O-3*28.392

G,=戶=J40f1-----=37.59s-1

yfiVV1.005*10-3*28.392

房I10Ji

G,=1---=J----------：--------=18.815

V1.005*10-3*28392

S=,乒運(yùn)=尸。"3.9+16.81=38.74b

""*3。V1.OO5*1O-3*3*28.392

6、設(shè)原水懸浮物體積濃度0=5x10。假定懸浮顆粒粒徑均勻,有效碰撞系數(shù)a=l,

水溫按15匕計(jì)。設(shè)計(jì)流量0=360//力。攪拌功率（或功率消耗）P=195FTo試求：

（1）絮凝池按尸產(chǎn)型反應(yīng)器考慮，經(jīng)15mm絮凝后水中顆粒數(shù)量濃度將降低

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）同。攪拌總功率仍為195%,設(shè)3座絮凝池?cái)嚢韫?/p>

率分別為:月=100%.巴=60%.月=35%,試問顆粒數(shù)量濃度最后降低百分

之幾？

解：(1):采用尸產(chǎn)型反應(yīng)器

/="=360x15/60=90〃/

p=195/90=2.17FF/7n3

15℃?時(shí)，//=1.14xl03Pd?s,貝lj

采用公式i=」-*1n以

KGn

A：=—x^=^?-x5xl0-5=6.37xl0-5

n3.14

.?.生=丁=12.17

n

:.水中顆粒數(shù)量濃度將降低I-占=9L78%。

(2)：用3座同體積機(jī)械絮凝池串聯(lián)，則

月飛一月=195%

G=G=43.6s-1

T=3/=15min.Z=5mill=300s

1I

___(_￡_\E_]=______________1n)3-1=300

KGn~6.37xl0-5x43.6

m乙.

區(qū)=6.16-^-=0.16

0no

-^^=-=1-0.16=0.84=84%

幾

16章沉淀和澄清

1.什么叫自由沉淀，擁擠沉淀和絮凝沉淀?

答：在沉淀過程中，彼此沒有收到干擾，只收到顆粒自身在水中的重力和水流阻力的作用，稱為自由

沉淀。

顆粒在沉淀的過程中，彼此互相干擾，或者收到容器壁的干擾，雖然其粒度和第一種相似，但沉淀速

度卻較小，稱為擁擠沉淀。

擁擠沉淀：顆粒的沉降受到周圍其他顆粒的影響，顆粒間相對(duì)位置保持不變，形成一種整體共同下沉,

與澄清水之間有一種清晰的泥水界面。

2.已知懸浮顆粒密度和粒徑，可否采用公式（16-4）直接求得顆粒沉速？為何？

答：不可以。由于從（15-4）式可以懂得，規(guī)定得顆粒的沉速，除了鬟懂得懸浮顆粒密度和粒徑外，

還需要懂得阻力系數(shù)Cd?

3.理解肯奇沉淀理論的基本概念和它的用途。

答：肯奇理論：Ct=CoHo/Ht

涵義：高度為A,均勻濃度為0t沉淀管中所含懸浮物量和本來高度為周均勻濃度為C。的沉淀管中所

含懸浮物量相等。

4.理想沉淀池應(yīng)符合哪些條件？根據(jù)理想沉淀?xiàng)l件，沉淀效率與池子深度、長(zhǎng)度和表面積關(guān)系怎樣？

答：1）顆粒處在自由沉淀狀態(tài)。

2）水流沿著水平方向流動(dòng)，流速不變。

3）顆粒沉到池底即認(rèn)為已被清除，不再返回水流中。

去除率K=一旦」由式子可知：懸浮顆粒在理想沉淀池中的清除率只與沉淀池的表面負(fù)荷有

Q/A

關(guān)，而與其他原因如水深，池長(zhǎng)，水平流速和沉淀時(shí)間均無關(guān)。

5.影響平流沉淀池沉淀效果的重要原因有哪些？沉淀池縱向分格有何作用？

答：1）沉淀池實(shí)際水流狀況對(duì)沉淀效果的影響。（包括水流的紊動(dòng)性和水流穩(wěn)定性：分別用雷諾數(shù)Re和弗

勞德數(shù)Fr）：2）凝聚作用的影響。

沉淀池縱向分格/斜板/斜管沉淀池可以減小水力半徑R從而減少Re和提高Fr數(shù)，有助于沉淀和加強(qiáng)水

的穩(wěn)定性，從而提高沉淀效果。

6.沉淀池表面負(fù)荷和顆粒截留沉速關(guān)系怎樣？?jī)烧吆x有何區(qū)別？

答：Uo=—表面負(fù)荷在數(shù)值上等于截留沉速，但涵義不一樣。前者是指單位沉淀池表面積的產(chǎn)水

A

量，后者代表自池頂開始下沉所能所有清除的顆粒中的最小顆粒的沉速。

7.設(shè)計(jì)平流沉淀池是根據(jù)沉淀時(shí)間、表面負(fù)荷還是水平流速?為何？

Ui

可知,懸浮顆粒在理想沉淀池中的清除率

答:設(shè)計(jì)平流沉淀池是根據(jù)表面負(fù)荷.由于根據(jù)E=QTA

只與沉淀池的表面負(fù)荷有關(guān)，而與其他原因如水深、池長(zhǎng)、水平流速和沉淀時(shí)間均無關(guān)。

8.平流沉淀池進(jìn)水為何要采用穿孔隔墻?出水為何往往采用出水支渠？

答:平流沉淀池進(jìn)水采用穿孔隔墻的原因是使水流均勻地分布在整個(gè)進(jìn)水截面上,并盡量減少擾動(dòng)。增

長(zhǎng)出水堰的長(zhǎng)度或堰口布置，采用出水支集是為了使出水均勻流出，緩和出水區(qū)附近的流線過于集中，減

少堰口的流星負(fù)荷。

9.斜管沉淀池的理論根據(jù)是什么?為何斜管傾角一般采用60度？

答：斜管沉淀池的理論根據(jù)：根據(jù)公式E=在沉淀池有效容積一定的I條件下，增長(zhǎng)沉淀面積,

Q/A

可使顆粒清除率提高。由于斜管傾角越小，沉淀面積越大，沉淀效率越高，但對(duì)排泥不利，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，

故傾角宜為60度。

10.澄清池的基本原理和重要特點(diǎn)是什么？

答：基本原理：原水加藥后進(jìn)入澄清池，使水中的脫穩(wěn)雜質(zhì)與澄清池中的高濃度泥渣顆粒充足接觸碰

撞凝聚，并被泥渣層攔截下來，水得到澄清。

重要特點(diǎn)：澄清池將絮凝和沉淀兩個(gè)過程綜合與一種構(gòu)筑物內(nèi)完畢，重要運(yùn)用活性泥渣層到達(dá)澄清的

目的。當(dāng)脫穩(wěn)雜質(zhì)隨水流與泥渣層接觸時(shí)，便被泥渣層阻留下來，使水獲得澄清。

11簡(jiǎn)要論述書中所列四種澄清池的構(gòu)造，工作原理和重要特點(diǎn)？

重要構(gòu)造工作原理重要特點(diǎn)

懸浮澄清氣水分離器，澄清加藥后的原水經(jīng)汽水分離（作用：分離空氣，以免進(jìn)入澄一般用于小型水廠，處理效果受水質(zhì)，水量等變

池室，泥渣濃縮室等清池?cái)_動(dòng)泥渣層）從配水管進(jìn)入澄清室，水自下而上通過化影響大，上升流速較小。

泥渣層，水中雜質(zhì)被泥渣層截留，清水從集水槽流出，泥

渣進(jìn)入濃縮室濃縮外運(yùn)。

脈沖澄清脈沖發(fā)生器，進(jìn)原水由進(jìn)水管進(jìn)入進(jìn)水室，由于真空泵導(dǎo)致的真空使進(jìn)水澄清池的上升流速發(fā)生周期性的變化，處理效果

池水室，真空泵，室水位上升，此為進(jìn)水過程，當(dāng)水位到達(dá)最高水位時(shí)，進(jìn)受水量水質(zhì)水溫影響較大，構(gòu)造也較復(fù)雜。

進(jìn)水管，穩(wěn)流板氣閥打開通入空氣，進(jìn)水室的水位迅速下降，此為澄清池

放水過程。通過反更循環(huán)地進(jìn)水和放水實(shí)現(xiàn)水的澄清。

機(jī)械攪捽第一絮凝室，第加藥后的原水進(jìn)入第一絮凝室和第二絮凝室內(nèi)與高泥渣的循環(huán)運(yùn)用機(jī)械進(jìn)行抽升，增長(zhǎng)維修工作，

澄清池二絮凝室，分離濃度的回流泥渣相接觸，到達(dá)很好的絮凝效果，結(jié)成大而構(gòu)造較復(fù)雜。泥渣回流量大，濃度高，需按規(guī)定

室重的絮凝體，在分離室中進(jìn)行分離。進(jìn)行調(diào)整控制，對(duì)原水的水量、水質(zhì)、水溫的變

化適應(yīng)性強(qiáng)。

水力循環(huán)第一絮凝室，第原水從池底進(jìn)入，先經(jīng)噴嘴高速噴入喉管，在喉管構(gòu)造較簡(jiǎn)樸，無需機(jī)械設(shè)備，但泥渣回流量難以

澄清池二紫凝室，泥渣下部喇叭口導(dǎo)致真空而吸入回流泥渣。原水和泥渣在喉管控制，且因絮凝室容積較小，絮凝時(shí)間較短，處

濃縮室，分離劇烈混合后被送入兩絮凝室，從絮凝室出來的水進(jìn)入分離理效果較機(jī)械澄清池差，耗藥量大，對(duì)原水水量，

室，噴嘴室進(jìn)行泥水分離。泥渣一部分進(jìn)入濃縮室，一部分進(jìn)行回水質(zhì)和水溫的變化適應(yīng)性較差，合用于中、小型

流。水廠，

前兩種是泥渣懸浮型澄清池，后兩種是泥渣循環(huán)型澄清池。

已知顆粒密度0=2.65g/c步,粒徑d=0.45加刑（按球形顆粒考慮）,求該顆粒在

20：。水中沉降速度為多少？

解：（1）設(shè)Re<l,則根據(jù)斯托克斯公式，有

1Pp-Pl,

u=------------gd2

18〃

33

12.65X10-1X10X9.8(0.45X10"F

-181.002xl0-3

=0.18(w/s)

由于"亂工…

”,因此得到

4p\

4g(。廠Pi川4x9.8x(2650-1000)x0.45x1O與

=0.299

3PM23xl000x0.182

因此Re=T=^024_=8o.i

CD0.299

這與假設(shè)矛盾，故題設(shè)錯(cuò)誤。

（2）設(shè)kRe<1000.則根據(jù)阿蘭公式，有

0一巧）注2

u=

2

4](2650-1000葭9.823

=1.225^1.002xIO-3x1000X045x10-3

=7.5X10-2G??/S)

/4gFP-P"\,因此得到

由于〃=p

4g(夕「-7)d_4x9.8x(2650—1000)x0.45x10-3

1.725

3PM3x1000x0.075

n100100q「

Rek-----7-=33.6

因此二2

QD1.725

這與假設(shè)相符，故題設(shè)正確。所以，該顆粒在20℃水中的沉降速度為75mm/s。

2、平流沉淀池設(shè)計(jì)流量為720川3人要求沉速等于和大于0.4〃〃〃/s的顆粒全部

除去。試按理想沉淀?xiàng)l件，求：

(1)所需沉淀池平面積為多少？

(2)沉速為的顆粒，可去除百分之幾?

解：(1)設(shè)計(jì)流量Q=720?w5/h=720/3600m3/s=0.2/wJ/s

沉淀池衣面負(fù)荷—=u.=0.4〃〃〃/s=0.4xl0-)〃/s

A

因此所需沉淀池面積為：^=-^-=0.2/(0.4x10-3)=500w2

(2)沉速為0.1mm/s的顆粒的去除率為：E=X1oo%=—X100%=25%

/0.4

3、原水泥沙沉降實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見卜.衣.取樣口在水面K180cm處.平流沉淀池設(shè)計(jì)流

量為900〃//力，表面積為so?！?試按理想沉淀池條件，求該池可去除泥沙顆粒約百

分之幾？(Co表示泥沙初始濃度,C表示取樣濃度).

沉降試驗(yàn)數(shù)據(jù)

取樣時(shí)間(mm)015203060120180

C/C010.980.880.700300.120.08

解:沉速計(jì)算

取樣時(shí)間(min)015203060120180

h-

u=—129631.51

t

畫出沉速分布圖(圖16-7,此處略)

截流沉速在數(shù)值上等于表面負(fù)荷率：

Q900/60.,.

v=-=------=3cm/min

0A500

從圖卜.杳得畤=3皿/面11時(shí)小于該沉速的顆粒組成部分々=0.3,相當(dāng)于積分式

「輛的陰影部分面積為0.486,因此得到總?cè)コ俜謹(jǐn)?shù)為：

P=1-0.3+L0.486=0.862=86.2%

3

第17章過濾

1、為何粒徑不不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：顆粒較小時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)較劇烈，然后會(huì)擴(kuò)散至濾粒表面而被攔截下來。

2、從漉層中雜質(zhì)分布規(guī)律，分析改善快濾池的幾種途徑和濾池發(fā)展趨勢(shì)。

答：使用雙層濾料、三層濾料或混合濾料及均質(zhì)濾料等濾層構(gòu)成以變化上細(xì)下粗的濾層中雜質(zhì)分布嚴(yán)

重的不均勻現(xiàn)象，提高濾層含污能力.

3、直接過濾有哪兩種方式？采用原水直接過濾應(yīng)注意哪些問題？

答：兩種方式：1、原水經(jīng)加藥后直接進(jìn)入漉池過濾，漉前不設(shè)任何絮凝設(shè)備，這種過濾方式一般稱

“接觸過濃”2、濾池前設(shè)一簡(jiǎn)易微絮凝池，原水加藥混合后先經(jīng)微絮凝池，形成粒徑相近的微絮凝池后

（粒徑大體在40?6011m左右）即刻進(jìn)入漉池過漉，這種過漉方式稱“微絮凝過流”。

注意問題：1）原水濁度和色度較低且水質(zhì)變化較小。2）采用雙層、三層或均質(zhì)材料，濾料粒徑和厚度合

適增大，否則漉層表面孔隙易被堵塞。3）水進(jìn)入漉池前，無論是接觸過濾或微絮凝過流，均不應(yīng)形成大的

絮凝體以免很快堵塞流層表面孔隙。4）流速應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)決定.

4、清潔濾層水頭損失與哪些原因有關(guān)？過濾過程中水頭損失與過濾時(shí)間存在什么關(guān)系？可否用數(shù)學(xué)式體

現(xiàn)？

答：原因：濾料粒徑、形狀、漉層級(jí)配和厚度及水溫。伴隨過濾時(shí)間的延長(zhǎng)，濾層中截留的懸浮物

量逐漸增多，濾層孔隙率逐漸減小，當(dāng)濾速保持不變的狀況下，將引起水頭損失的增長(zhǎng)。

5、什么叫“等速過濾”和“變速過濾”？?jī)烧叻謩e在什么狀況K形成？分析兩種過濾方式的優(yōu)缺陷并指

出哪幾種濾池屬“等速過漉，

答，當(dāng)濾池過池速度保持不變，亦即濾池流量保持不變時(shí)，稱“等速過淀，淀速隨過濁時(shí)間而逐漸

減小的過濾稱“變速過濾”。

伴隨過濾時(shí)間的延長(zhǎng)，濁層中截留的懸浮物量逐漸增多，濾層孔隙率逐漸減小，由公式可懂得，當(dāng)濾

料粒徑、形狀、濾層級(jí)配和厚度以及水溫已定期，假如孔隙率減小，則在水頭損失保持不變的條件下，將

引起濾速的減??；反之，當(dāng)濾速保持不變的狀況下，將引起水頭損失的增長(zhǎng)。這樣就產(chǎn)生了等速過濾和變

速過濾兩種基本過濾方式。

與等速過濾相比，在平均濾速相似狀況下，減速過濾的濾后水質(zhì)很好，并且，在相似過濾周期內(nèi)，過濾水

頭損失也較小。過濾初期，濾速較大可使懸浮雜質(zhì)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。等速過漉則不具有這種自然調(diào)整功能。

虹吸通池和無閥濾池即屬等速過濾的流池，移動(dòng)罩施池屬變速過濾的漉池，一般快速池可以設(shè)計(jì)成變速過

濾也可設(shè)計(jì)成等速過濾。

6.什么叫“負(fù)水頭”？它對(duì)過濾和沖洗有何影響?怎樣防止淀層中“負(fù)水頭”的I產(chǎn)生？

答：在過漉過程中，當(dāng)漉層截留了大量的雜質(zhì)以致砂面如下某一深度處於I水頭損失超過該處水深時(shí),便出

現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象.

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，一是減少有效過濾面積，

使過漉時(shí)的水頭損失及油層中孔隙流速增長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響濾后水質(zhì)；二是氣囊會(huì)穿過濾層上升，有也許把

部分細(xì)濾料或輕質(zhì)漉料帶出,破壞濾層構(gòu)造。反沖洗時(shí),氣囊更易將濾料帶出灌池。

防止出現(xiàn)負(fù)水頭的措施是增長(zhǎng)砂面上水深,或令濾池出口位置等于或高于灌層表面,虹吸濾池和無閥濾

池因此不會(huì)出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象即是這個(gè)原因。

7.什么叫濾料“有效粒徑”和“不均勻系數(shù)”？不均勻系數(shù)過大市過濾和反沖洗有何影響？“均質(zhì)濾料”的

涵義是什么？

濾料的有效徑粒是指通過濾料重量的篩孔孔徑,不均勻系數(shù)表達(dá)濾料粒徑級(jí)配.不均勻系數(shù)愈大,表達(dá)粗

細(xì)尺寸相差愈大,顆粒愈不均勻,這對(duì)過濾和沖洗都很不利。由于不均勻系數(shù)較大時(shí)，過漉時(shí)濾層含污能力

減小;反沖洗時(shí),為滿足粗顆粒膨脹規(guī)定,細(xì)顆粒也許被沖出濾池,若為滿足細(xì)顆粒膨脹規(guī)定,粗顆粒格得不

到很好清洗,假如徑粒系數(shù)愈靠近1,濾料愈均勻,過濾和反沖洗效果愈好,但濾料價(jià)格提高。

8.雙層和多層濾料混雜與否與那些原因有關(guān)?漉料混雜對(duì)過漉有何影響？

重要決定于濾料的密度差,粒徑差及濾料的粒徑級(jí)配,濾料形狀,水溫及反沖洗強(qiáng)度等原因.

漁料混雜對(duì)過濾影響怎樣，有兩種不一樣的觀點(diǎn).一種意見認(rèn)為，流科交界面上適度混雜，可防止交界

面上積聚過多雜質(zhì)而是水頭損失增長(zhǎng)較快,故適度混雜是有益的;另一種意見認(rèn)為濾料交界面不應(yīng)有混雜

現(xiàn)象.由于上層濾料起截留大量雜質(zhì)作用，下層則起精灌作用，而界面分層清晰,起始水頭損失將較小,實(shí)際

上,漉料交界面不一樣程度的混雜是很難防止的.生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，濾料交界混雜厚度在一定期,對(duì)漉料有益

無害.

9.濾料承托層有何作用?粒徑級(jí)配和厚度怎樣考濾？

承托層作用,重要是防止濾料從配水系統(tǒng)中流失,同步對(duì)均布沖洗水也有一定作用.

為防止反沖洗時(shí)承托層移動(dòng),對(duì)濾料濾池常采用”粗-細(xì)一粗”的礫石分層方式.上層粗礫石用以防止中

層細(xì)礫石在反沖洗過程中向上移動(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.

詳細(xì)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.對(duì)于一般的級(jí)配分層方式,承托層總厚度不一

定增長(zhǎng),而是將每層厚度合適減小.

10.濾池反沖洗強(qiáng)度和濾層膨張度之間關(guān)系怎樣？當(dāng)濾層所有膨脹起來后來,反沖洗強(qiáng)度增大,水流通過濾

層的水頭損失與否同步增大?為何？

當(dāng)沖洗流速超過Vmf后來,濾層中水頭損失不變,但濾層膨脹起來.沖洗強(qiáng)度愈大,膨脹度愈大。

不會(huì),由于當(dāng)沖洗流速超過最小流態(tài)化沖洗流速V”