1、在实验室内做氯气消毒试验。已知细菌被灭活速率为一级反应，且k=0.85min-1求细菌被灭活99.5℅时，所需消毒时间为多少分钟？ 解：由一级反应方程式可得：
lgCA = lgCA0 – o.4343kt
而CA =(1-99.5%) CAO，k=0.85min-1
得t = （lgCA0 - lgCA）/0.4343k=6.23(min)
2、大阻力配水系统和小阻力配水系统的涵义是什么？各有什么优缺点？掌握大阻力配
?f??f?水系统的基本原理和公式??w?????nw??≤0.29的推导过程。
?0??a?1）在配水系统中，如果孔口内压头最大的a孔和c孔出流量相等，则可认为整个滤池布水是均匀的。由于排水槽上缘水平，可认为冲洗时水流自各孔口流出后的终点水头在同一水平面上，这一水平面相当于排水槽的水位。孔口内压头与孔口流出后的重点水头之差，即
‘‘
为水流经孔口、承托层和滤料层的总水头损失，分别以Ha和Hc表示。
‘‘
Hc = Ha+(v02+va2) ① 设上述各项水头损失均与流量平方成正比，则有：
‘‘
Ha =（S1 + S2）Qa2
‘‘‘
Hc =（S1 +S2）Qc2 式中 Qa—孔口a出流量； Qc—孔口c出流量；
S1—孔口阻力系数。当孔口尺寸和加工精度相同时，各孔口S1均相同； ‘‘‘
S2 ，S2—分别为孔口a和c处承托层及滤料层阻力系数之和。 将上式代入①式可得：
QC?'1v20?v2a2S1?S2??Qa ''''2gS1?S2S1?S222由上式可知，两孔口出流量不可能相等。但使Qa尽量接近Qc是可能的。其措施之一就
是减小孔口总面积以增大孔口阻力系数S1。增大S1就削弱了承托层、滤料层阻力系数及配水系统压力不均匀的影响，这就是“大阻力”的涵义。
小阻力配水系统基本原理可从大阻力配水系统原理上引申出来。在①式中如果不以增大孔口阻力系数S1的方法而是减小干管和支管进口流速v0和va，同样可使布水趋于均匀。从①式可以看出，v0和va减小到一定程度，等式右边根号中第2项对布水均匀性的影响将大大削弱。或者说，配水系统总的压力变化对布水均匀性的影响将甚微，在此基础上，可以减小孔口阻力系数以减小孔口水头损失。“小阻力”的涵义，即指配水系统中孔口阻力较小，这是相对于“大阻力”而言的。
2）大阻力配水系统的优点是配水均匀性较好。但结构较复杂；孔口水头损失大，冲洗时动力消耗大；管道易结垢，增加检修困难。此外，对冲洗水头有限的虹吸滤池和无阀滤池，大阻力配水系统不能采用。小阻力配水系统可克服上述缺点。
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水质工程学(上)考试试卷八
班级： 学号： 姓名：
一、选择题：（2’×10）
1、下面关于水源选择的说法错误的是( B )。 (1)水源选择前，必须进行水资源的勘察 (2)井群的运行应采用集中控制
(3)用地下水作为供水水源时，应有确切的水文地质资料，取水量必须小于允许开采量，严禁盲目开采
(4)确定水源、取水地点和取水量等，应取得有关部门同意。生活饮用水水源的水质和卫生防护，还应符合现行的《生活饮用水卫生标准》的要求 (5)镇的设计枯水流量保证率，也不能适当降低
(6)用地表水作为工业企业供水水源时，其设计枯水流量的保证率，应按各有关部门的规定执行
A．(2)、(5) B．(5) C．(4)、(6) D．(5)、(6)
2、水泵吸水管的流速，在直径大于1000mm时，为( D )m／s。
A．0．5～1．0 B．1．0～1．2 C．1．2～1．6 D．1．5～2．0
3、湿投凝聚剂时，溶解次数应根据凝聚剂用量和配制条件等因素确定，一般每日不宜超过( A )次。
A．3 B．2 C．4 D．6。
4、沉淀池积泥区和澄清池沉泥浓缩室(斗)的容积，应根据进出水的( B )含量、处理水量、排泥周期和浓度等因素通过计算确定。
A．浊度 B．悬浮物 C．含砂量 D．有机物 5、设计折板絮凝池时，折板夹角采用( C )。
A．450～900 B．900～1200 C．600～1000 D．600～900
6、同向流斜板沉淀池斜板沉淀区液面负荷，应根据当地原水水质情况及相似条件下的水厂运行经验或试验资料确定，一般可采用( A )m3／(m2?h)。
A．30～40 B．15～25 C．10～20 D．20～30
7、水力循环澄清池清水区的( D )流速，应按相似条件下的运行经验确定，一般可采用0．7～1．0mm／s。
A．进水 B．出水 C．水平 D．上升
8、快滤池宜采用大阻力或中阻力配水系统。大阻力配水系统孔眼总面积与滤池面积之比为( C )。
A．1．0％～1．5％ B．1．5％～2．0％ C．0．20％～0．28％ D．0．6％～0．8％
9、地下水除铁一般采用接触氧化法或曝气氧化法。当受到硅酸盐影响时，应采用( A )氧化法。
A．接触 B．曝气 C．自然 D．药剂 10、加氯(氨)间应尽量靠近( D )。
A．值班室 D．氯库 C．清水池 D．投加点
二、名词解释：（4’×5）
1、管道防腐（corrosion preventive of pipes）——为减缓或防止管道在内外介质的化学、电
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化学作用下或由微生物的代谢活动而被侵蚀和变质的措施。
2、助凝剂（coagulant aid）——为改善絮凝效果所投加的辅助药剂。
3、机械搅拌澄清池（accelerator ）——利用机械的提升和搅拌作用，促使泥渣循环，并使原水中杂质颗粒与已形成的泥渣接触絮凝和分离沉淀的构筑物。
4、表面扫洗（surface sweep washing）——V型滤池反冲洗时，待滤水通过V型进水槽底配水孔在水面横向将冲洗含泥水扫向中央排水槽的一种辅助冲洗方式。
5、稳定指数（stability index(Lyzner index)）——用以相对定量地预测水中碳酸钙沉淀或溶解倾向性的指数，用水在碳酸钙处于平衡条件下理论计算的PH值的两倍减去水的实际PH值之差表示。
三、简答题：(30’)
1、何谓―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？(7’)
答：纵向分散模型就是在推流型基础上加上一个纵向的混合，而这种混合又可设想为一种扩散所引起的，其中既包括分子扩散、紊流扩散，又包括短流、环流、流速不均匀等。这种模型与实际所研究的对象基本等效，不必去深究扩散机理及其它细节，所以在对水处理设备的分析研究中采用此模型更简单方便。
2、设计平流沉淀池主要根据沉淀时间、表面负荷还是水平流速？为什么？(7’)
答：设计平流沉淀池的主要控制指标是表面负荷或停留时间，从理论上说，采用前者较为合理，但是以停留时间作为指标所积累的经验较多。在实际设计中应两者兼顾。水平流速对设计平流沉淀池不是主要根据。
3、从滤层中杂质分布规律，分析改善快滤池的几种途径和滤池发展趋势。(8’)
答：双层滤料上层采用密度较小、粒径较大的轻质滤料，下层采用密度较大、粒径较小的重质滤料，双层滤料含污能力较单层滤料高一倍。在相同滤速下，过滤周期增长；在相同过滤周期下，滤速增长。
三层滤料上层采用密度较小、粒径较大的轻质滤料，中层采用中等密度、中等粒径滤料，下层采用密度较大、粒径较小的重质滤料，三层滤料不仅含污能力较高，而且保证了滤后的水质。
均质滤料是指沿整个滤层深度方向的任一横断面上，滤料组成和平均粒径均匀一致。这种均质滤料层的含污能力显然大于上细下粗的级配滤层。 4、什么叫自由性氯？什么叫化合性氯？两者消毒效果有何区别？简述两者消毒原理。(8’)
答：各种物质介绍见下表： 名称 自由性氯 化合性氯 以次氯酸，次氯酸盐离子和溶解的单质以氯胺和有机氯胺形式存在的总氯定义 氯形式存在的氯 的一部分 主要是次氯酸起作用，它为中性分子，它使微生物的酶被氧化失效，破坏微消毒能扩散到带负电的细菌表面，并通过细生物正常的新陈代谢，从而使微生物机理 胞的细胞壁穿透到细胞内部，起到氧化死亡。 作用破坏细胞的酶系统而杀死细胞 消毒经济有效，有后续消毒效果，技术成熟；当水中存在有机物和苯酚时，氯胺消
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效果 有消毒副产物 毒不会产生氯臭和氯酚臭，且大大减少THMs的生成，能较长时间保持水中余氯。但是，消毒作用缓慢。杀菌能力差 四、计算题：30’
1、设物料i分别通过CSTR型和PF型反应器进行反应，进水和出水中I 浓度之比为且属于一级反应，k=2h-1水流在CSTR型和PF型反应器内各需多少停留时间？C0/Ce?10，
（注：C0—进水中i初始浓度；Ce—出水中i浓度） 提示：1)由CSTR一级反应方程式可得：
t=(C0/Ce-1)/k=(10-1)/2=4.5h
2) 由PF一级反应方程式可得： t=(㏑C0-㏑Ce)/k=1.15h
2、某天然海砂筛分结果见下表 根据设计要求：d10=0.54mm，K80=2.0。试问筛选滤料时，共需筛除百分之几天然砂粒（分析砂样200g）
筛 分 实 验 记 录 筛孔 （mm） 2.36 1.65 1.00 0.59 0.25 0.21 筛盘底 合计 0.8 18.4 40.6 85.0 43.4 9.2 2.6 200 留在筛上砂量 质量（g） ℅ 通过该号筛的砂量 质量（g） ℅ 已知：砂粒球度系数?=0.94；砂层孔隙率m0=0.4；砂层总厚度l0=70cm；水温按150C 解：补填以上表格如下。 筛孔 （mm） 2.36 1.65 1.00 0.59 0.25 0.21 筛盘底
留在筛上砂量 质量（g） 0.8 18.4 40.6 85.0 43.4 9.2 2.6 ℅ 0.4 9.2 20.3 42.5 21.7 4.6 1.3 通过该号筛的砂量 质量（g） 199.2 180.8 140.2 55.2 11.8 2.6 — ℅ 99.6 90.4 70.1 27.6 5.9 1.3 — 29
合计 200 100.0
由已知设计要求 d10=0.54mm K80=2.0，则d80=2х0.54=1.08。按此要求筛选滤料，方法如下：
自横坐标0.54mm和1.08mm两点，分别作垂线与筛分曲线相交。自两交点作平行线与右边纵坐标轴相交，并以此交点作为10%和80%，在10%和80%之间分成7等分，则每等分为10%的砂量，以此向上下两端延伸，即得0和100%之点，以此作为新坐标。再自新坐标原点和100%作平行线与筛分曲线相交，在此两点以内即为所选滤料，余下部分应全部筛除。由图知，大粒径（d>1.52）颗粒约筛除13.6% ，小粒径（d<0.43）颗粒约筛除17.5% ，共筛除 31.1% 左右。
滤料筛分曲线如下图。
通过筛孔砂量（%）筛孔孔径（mm）
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