给水工程课后思考题答案

2020-08-09 18:32

1. 高分子混凝剂投量过多时,为什么混凝效果反而不好?

当高分子物质投量过多时,将产生“胶 体保护”作用。 “胶体保护”可理解为:当全部胶粒的吸附面均被高 分子覆盖以后,两胶粒接近时,就受到高分子的阻碍而不能聚集。这 种阻碍来源于高分子之间的相互排斥。排斥里可能来源于“胶粒-胶 粒” 之间高分子受到压缩变形而具有排斥势能, 也可能由于高分子之间的电性斥力(对带电高分子而言)或水化膜。

2.

我国常用的混凝剂有:(无机盐类:)硫酸铝、三氯化铁;(高分

子混凝剂:)聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁。

硫酸铝: 优点:运输方便,操作简单,混凝效果好。缺点:水温低时,硫酸铝水解困难,形成的絮凝体较松散,混凝效果变差。而且因酸度较高而腐蚀性强,溶解与投加设备需要考虑防腐。

三氯化铁:优点: 易溶解,形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实,沉降速度快, 使用的pH值范围较宽,投加量比硫酸铝小。缺点:三氯化铁固体产品极易吸水潮解,不易保管,腐蚀性较强, 处理后水色度比铝盐处理水高,最佳投加量范围较窄,不易控制。

聚合氯化铝(PAC):优点: 形成混凝体速度快,絮凝体大而密实,沉降性能好;投加量较低;对原水水质适应性好 ;最佳混凝pH值范围较宽,最佳投加量范围宽, 对设备的腐蚀程度小,处理后水的pH值和碱度变化也较小。

聚合硫酸铁:采用聚合硫酸铁作混凝剂时,混凝剂用量少;絮凝体形成速度快、沉降速度快;有效的pH值范围宽;与三氯化铁相比腐蚀性大

大降低;处理后水的色度和铁离子含量均较低。

3. 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?

当单独使用混凝剂不能取得预期效果时,需投加某种辅助药剂以提高混凝效果,这种药剂称为助凝剂。 ①需吸附架桥改善已形成的絮体结构时; ②需调节原水酸碱度,促进混凝剂水解时;

③需破坏水中有机污染物对胶体颗粒稳定作用,改善混凝效果时 ④需改善混凝剂形态,促进混凝效果时。

4. 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?

影响水混凝的主要因素有:水温、pH值、碱度、水中浊质颗粒浓度、 水利条件。

水温: 水温低时,絮凝体形成缓慢,絮凝颗粒小,混凝效果较差。水温高时,混凝剂水解反应速度快,形成的絮凝体水合作用增强、松散不易沉降。

pH值: 1、水的pH值直接与水中胶体颗粒的表面电荷和电位有关,不同的pH值下胶体颗粒的表面电荷和电位不同,所需要的混凝剂量也不同;2、水的pH值对混凝剂的水解反应有显著影响,不同的混凝剂的最佳水解反应所需要的pH值范围不同。

碱度: 当原水中碱度很低时,投入混凝剂因消耗水中的碱度而使水的pH值降低,如果pH值超出混凝剂的最佳混凝pH值范围,将使混凝效果受到显著影响。

水中浊质颗粒浓度:浊质颗粒浓度过低时,颗粒间的碰撞几率大大减小,混凝效果变差。浊质颗粒浓度过高时,要使胶体颗粒脱稳所需的混凝剂量也将大幅度增加。

水利条件:水利条件包括水力强度和作用时间两方面的因素。混凝过程分为快速混合与絮凝反应两个连续不可分割的阶段,不同阶段所需要的水利条件也不同。

5. 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?

水厂中常用的混合方法有:水力混合、水泵混合、管式混合、机械混合。 水力混合:优点: 构造简单,缺点:难以适应水质、水量等条件的变化,占地面积大。

水泵混合:优点: 水泵混合效果好,不需不需另建混合设施,节省动力,适合于大、中、小型水厂。缺点:混凝剂对水泵有可能产生腐蚀作用,取水泵房距离水厂处理构筑物距离大于150m时不宜采用。 管式混合:优点:构造简单,无需另建混合设施。缺点:混合效果不稳定,流速低时混合不充分。

机械混合:优点: 混合效果好,不受水量水质变化的影响,适用于各种规模的水厂。缺点:增加了机械设备成本并增加了相应的机电维修工作量。

混合过程中,控制G值的作用是控制絮凝效果。

6. 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?

常用的絮凝设备有:隔板絮凝池、折板絮凝池、机械絮凝池 隔板絮凝池:优点: 构造简单、管理方便、效果较好。缺点:絮凝时间较长、容积较大、转弯处局部水头损失大,容易引起絮凝体破碎。 折板絮凝池:优点:与隔板絮凝池相比,总絮凝时间缩短,絮凝效果良好。

机械絮凝池:优点:单个机械絮凝池宜分格串联。分格愈多, 絮凝效果愈好。缺点:分格愈多,造价愈高、维修工作量也愈大

为了适应絮体增长的需要,G 值在进口处较大,此时,絮凝初期, 絮凝体尺寸较小,无破碎之虑,采用较大的 G 值;絮凝后期,絮体尺 寸较大,采用较小的 G 值,而且沿水流方向是逐渐递减的。

7. 采用机械絮凝池时,为什么采用3-4档搅拌机且格挡之间需要隔墙分开?

分格愈多, 絮凝效果愈好。 但分格愈多,造价愈高、维修工作量也愈大 ,所以一般采用3-4档分格。 用隔墙分开防止水流短路 8. 什么叫自由沉淀、拥挤沉淀和絮凝沉淀?

自由沉淀:颗粒在沉淀过程中,互不干扰,只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力作用的沉淀

拥挤沉淀:颗粒在沉淀过程中彼此相互干扰,或者受到容器壁的干扰的沉淀

絮凝沉淀: 利用絮凝剂使水中悬浮杂质形成较粗大的絮凝体,再通过自由沉淀的沉淀称为絮凝沉淀

9.影响平流沉淀池沉淀效果的主要因素有哪些?沉淀池纵向分格有何

作用?

主要因素:水流的紊动性、水流的稳定性、凝聚作用的影响 作用:降低水力半径R,从而降低雷诺数Re并提高弗劳德数Fr。 10.沉淀池表面负荷和颗粒截留沉速关系如何?两者涵义有何区别? 关系:对于理想沉淀池,表面负荷在数值上等于截留沉速,但意义不同。 即:

区别:表面负荷是指单位沉淀面积上所承受的水流量。

截留沉速是指恰好能从池顶始端沉淀到池底末端时的颗粒沉降速度。 11.平流沉淀池进水为何采用穿孔隔墙?出水为什么往往采用出水支渠? 采用穿孔隔墙是使流量均匀分布在进水截面上,尽量减少扰动。 采用出水支渠是为了增加出水堰的长度,降低流量负荷,避免流线过于集中。

12.斜管沉淀池的理论根据是什么?为什么斜管倾角通常采用60°? 由沉淀池颗粒的去处率公式

E?UiQA知:颗粒沉速

Ui 一定时,

增加沉淀池表面积可以提高去除率。但沉淀池容积一定时,池深浅些则 表面积大些,去除率可以提高些,即“浅池理论” ,斜板、斜管沉淀 池的发展即基于此理论。斜管倾角愈小,则沉淀面积愈大,沉淀效率 愈高,但对排泥不利,根据生产实践,倾角 ? 宜为60°

13. 设计平流沉淀池是主要根据沉淀时间、表面负荷还是水平流速,为什

么?

主要是根据表面负荷或沉淀时间。因为从理论上说采用前者较为合理,但是以沉淀时间作为指标所积累的经验较多。设计时应两者


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