[工学]水质工程学习题

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1、水质工程学(上)例题、思考题、习题第1章水质与水质标准1.水中杂质按尺寸大小可分为几类?了解各类杂质主要来源、特点及一般去除方法。2.各种典型水质特点。3.《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)分类指标。第2章水的处理方法概论1.水的主要物理化学处理方法。2.反应器原理用于水处理有何作用和特点?3.反应器的类型。4.典型给水处理工艺流程。第3章凝聚和絮凝例题1.设已知K=5.14×10-5,G=30s-1。经过絮凝后要求水中颗粒数量浓度减少3/4,即n0/nM=4,试按理想反应器作以下计算:1)采用PF型反应器所需絮凝时间为多

2、少分钟?2)采用CSTR反应器(如机械搅拌絮凝池)所需絮凝时间为多少分钟?3)采用4个CSTR型反应器串联所需絮凝时间为多少分钟?解:1)将题中数据代入公式得:=ln4/(5.14×10-5×30)=899s=15min2)将题中数据代入公式得:=(4-1)/(5.14×10-5×30)=1946s=32min3)将题中数据代入公式得:=(41/4-1)/(5.14×10-5×30)=269s总絮凝时间=4=4×269=1076s=18min由此可知,推流型絮凝池的絮凝效果优于单个机械絮凝池,但采用4个机械絮凝池串联时,絮凝效果接近推流

3、型絮凝池。2.某地表水源的总碱度为0.2mmol/L。市售精制硫酸铝(含Al2O3约16%)投量为28mg/L。试估算石灰(市售品纯度为50%)投量为多少mg/L。解:投药量折合Al2O3为28mg/L×16%=4.48mg/L,Al2O3分子量为102,故投药量相当于4.48/102=0.044mmol/L,剩余碱度取0.37mmol/L,则得:[CaO]=3×0.044-0.2+0.37=0.3mmol/LCaO分子量为56,则市售石灰投量为:0.3×56/0.5=33mg/L。3.某往复式隔板絮凝池设计流量为75000m3/d;絮

4、凝时间采用20min;为配合平流沉淀池宽度和深度,絮凝池宽度22m,平均水深2.8m。试设计各廊道宽度并计算絮凝池长度。解:1)絮凝池净长度设计流量Q=75000*1.06/24=3312.5m3/h=0.92m3/s(水厂自用水量占6%)絮凝池净长度L=QT/BH=3312.5*20/(22*2.8*60)=17.92m2)廊道宽度设计絮凝池起端流速取0.55m/s,末端流速取0.25m/s。首先根据起、末端流速和平均水深算出起末端廊道宽度,然后按流速递减原则,决定廊道分段数和各段廊道宽度。起端廊道宽度b=Q/Hv=0.92/(2.8

5、*0.55)=0.597m≈0.6m末端廊道宽度b=Q/Hv=0.92/(2.8*0.25)=1.3m6廊道宽度分为4段、各段廊道宽度和流速见下表。廊道宽度和流速计算表廊道分段号1234各段廊道宽度(m)0.60.81.01.3各段廊道流速(m/s)0.550.410.330.25各段廊道数6554各段廊道总净宽(m)3.6455.2四段廊道宽度之和∑b=3.6+4+5+5.2=17.8m取隔板厚度δ=0.1m,共19块隔板,则絮凝池总长度L为:L=17.8+19*0.1=19.7m如果要计算隔板絮凝池水头损失和速度梯度,可根据上表有关

6、数据按公式分别求得。思考题与习题1.何谓胶体稳定性?2.胶体的凝聚机理。3.混凝过程中,压缩双电层和吸附-电中和作用有何区别?简要叙述硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系。4.高分子混凝剂投量过多时,为什么混凝效果反而不好?5.目前我国常用的混凝剂有哪几种?各有何优缺点?6.什么叫助凝剂?常用的有哪几种?在什么情况下需要投加助凝剂?7.何谓同向絮凝和异向絮凝?两者的絮凝速率(或碰撞速率)与哪些因素有关?8.混凝实验的操作过程,采用何种混凝剂,用理论说明混凝实验中出现的水质变化。9.絮凝过程中,G值的真正涵义是什么?沿用已久的G值和G

7、T值的数值范围存在什么缺陷?请写出机械絮凝池和水力絮凝池的G值公式。10.根据反应器原理,什么形式的絮凝池效果较好?折板絮凝池混凝效果为什么优于隔板絮凝池?11.影响混凝效果的主要因素有哪几种?这些因素是如何影响混凝效果的?12.混凝剂有哪几种投加方式?各有何优缺点和其适用条件?13.当前水厂中常用的混合方法有哪几种?各有何优缺点?在混合过程中,控制G值的作用是什么?14.当前水厂中常用的絮凝设备有哪几种?各有何优缺点?在絮凝过程中,为什么G值应自进口至出口逐渐减小?15.河水总碱度0.1mmol/L(按CaO计),硫酸铝(含Al2O3

8、约16%)投加量为25mg/L。问是否需要投加石灰以保证硫酸铝顺利水解?设水厂每日生产水量50000m3,试问水厂每天约需要多少千克石灰(石灰纯度按50%计)?16.设聚合铝[A12(OH)n∙Cl6-n]

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