1.水中杂质按其尺寸分为几类、各自特点
悬浮物：尺寸较大，易于在水中下沉或上浮，使水浑浊。
胶体：尺寸较小，在水中长期静置也难下沉，一般带负电荷，少量带正电荷。
溶解杂质：包括有机物和无机物。无机溶解物是指水中所含的无机低分子和离子。它们与水构成均相体系，外观透明，属于真溶液。但有的使水产生色、臭、味。有机溶解物主要来源于水源污染，也有天然存在，使水产生色臭，产味。
2.水处理中常用的物理化学处理方法
A澄清和消毒B除臭、除味C除铁锰D软化E淡化和除盐F水的冷却G水的腐蚀和结垢控制H水的预处理和深度处理
3.三中理想反应器（CMB、CSTR、PF）定义、特点
CMB ：完全混合间歇式反应器
定义：反应物投入反应器后，通过搅拌使容器内物质均匀混合，同时进行反应，直至反应物打到预要求时，停止操作，排出反应物。特点：整个反应器是一个封闭系统，在反应过程中，不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出。CSTR：完全混合连续式反应器，定义：当反应物投入反应器后，经搅拌立即与反应器内的料液打到完全均匀混合，特点：新的反应物连续输入，反应产物连续输出。PF：推流型反应器定义：反应器内的物料仅以相同流速平行流动而无扩散作用，物料浓度在垂直于液流方向完全均匀，沿液流方向发生变化。特点：唯一的质量传递就是平行流动的主动传递
4.名词解释：主流传递、分子扩散传递、紊流扩散传递
主流传递：物质随水流主体而移动。分子扩散传递：在静止或作层流运动的液体中，如果物料组分分布不均匀，即存在浓度梯度的话，由于分子无规律运动，高浓度区内组分向低浓度区迁移，最终趋于均匀分布状态，使浓度梯度消失。紊流扩散传递：在紊流状态下，液体质点不仅具有随水流前进的运动，还具有上下左右的脉动，且伴随涡旋。
5.混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程。
6.胶体稳定性：胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。、
7.胶体动力学稳定：颗粒布朗运动对抗重力影响的能力。
8.聚集稳定性：胶体粒子间不能相互聚集的特性。
9.ζ电位：胶体滑动面上（或称胶粒表面）的电位即为ζ电位。
10.异向絮凝：由布朗运动所造成的颗粒碰撞聚集。
11.同向絮凝：由流体运动所造成的颗粒碰撞聚集。
12.什么是胶体稳定性：胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。，导致胶体稳定的原因有：胶体的稳定性关键在于聚集稳定性。对于憎水胶体而言，聚集稳定性主要决定于胶体颗粒表面的动电位，即ζ电位。对于亲水胶体而言，聚集稳定性主要决定于胶体表面的水化作用。
13、常用无机盐混凝剂和高分子混凝剂投入过多时，为什么混凝效果反而不好？
当混凝剂投加量超过一定限度时，就会长生“胶体保护”作用，是脱稳胶粒电荷变号或使胶粒被包卷二重新稳定。
14、简述DLVO理论：当两个胶粒相互接近以至双电层发生重叠时，便产生静电斥力。静电斥力与胶粒表面间距有关，用排斥势能E R表示，则E R随x增大而按指数关系减小，然而相互接近的两胶粒之间除了静电斥力外还存在范德华力。此同样与胶粒间距有关，用吸引势能E A表示。球形颗粒的E A与x成反比，将排斥势能E R和吸引势能E A相加即为总是能E。相互接近的两胶粒能否凝聚，决定于总势能。
15、叙述混凝机理：（1）电性中和：在水中投加电解质，从而降低消除胶粒ζ电位。（2）压缩胶体双电层：为保持胶体电中性所要求的扩散层厚度，从而使胶体滑动面上的ζ电位降
至一定程度，是E max=0，胶粒便凝聚，是将胶体失去稳定性。（3）吸附架桥：高分子物质起胶粒与胶粒之间相互结合的桥梁作用。（4）网捕或卷扫：当铝盐或铁盐混凝剂投加量很大而形成大量氢氧化物沉淀时，可网捕或卷扫胶粒从产生沉淀分离。
16．速度梯度G（或GT）的含义：是相邻两流层的流速增量与垂直于水流方向的两流层之间的距离的比值。
17.简要叙述混凝阶段的控制指标及要求：混合阶段G：700到1000S1-，絮凝阶段G：20到70 S1-，GT：104到105。
18.影响混凝效果的影响因素有那些：（1）.水温影响（2）.水的PH值和碱度的影响（3）.水中悬浮物浓度的影响。
19.说出几种常用的絮凝设备：隔板絮凝池折板絮凝池机械絮凝池
20.自由沉淀：颗粒沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力。絮凝沉淀：沉淀过程中，彼此之间相互影响或者受到容器壁的影响，改变大小，性状，密度，并且随沉淀深度，时间的增长沉速越来越快。拥挤沉淀：颗粒在沉淀过程中，彼此相互干扰，沉速有所降低，颗粒群结合为一个整体，各自保持相对不变的位置，共同下沉。截留沉速：自池顶a开始下降所能全部去除的颗粒中最小的颗粒降速。
21.什么是理想沉淀池：①颗粒处于自由沉淀状态②水流沿着水平方向流动③颗粒沉到池底即认为已被去除，不再返回水流中。
22.实际平流式沉淀池的沉淀效果与哪些因素有关：①沉淀池实际水流状况对沉淀效果的影
响：一部分水流通过沉淀区的时间小于t
0，而另一部分水流则大于t
，这一现象称为短流。
②凝聚作用的影响。沉淀时间对沉淀效果是有影响的，池中的水深愈大，因颗粒沉速不同而引起的絮凝进行得愈完善，所以沉淀池的水深对混凝效果也是有一定影响的。
23.对沉淀池平面尺寸的要求：一般认为平流式长宽比不小于4，长深比宜大于十，每格宽度在3~8m，不宜大于15m。设置导流墙的作用：在平流式沉淀池中设置多条导流墙，可以增加水流断面的湿周，从而使沉淀池的水力半径减小，从而使Fr增大，提高水流的稳定性。24．雷诺数RE与佛劳得FR意义及对沉淀池的作用。
水流的紊动性用RE雷诺数判别该值表示水流的惯性力与粘滞力的之间的对比
水流的稳定性用FR佛劳得数判别该值反应水流的惯性力与重力两者之间的对比，FR表示惯性力相对增加重力作用相对减小，水流对温差，密度，差异重流及风浪抵抗能力强使沉淀池中的流态保持稳定。
在平流式沉淀池中，降低RE和提高FR值的有效措施，减小水力半径R，池中纵向分格及斜板或斜管沉淀池都能达到上述目的。
在沉淀池中增大水平流速，一方面提高了RE数而不利于沉淀，但另一方面却提高了FR数而加强了稳定性，从而提高了沉淀效果。水平流速可以在很宽的范围里选用，而不致对沉淀效果的影响，沉淀池的水平流速宜为10~25mm/s。
25、什么是浅池理论：当沉淀池容积一定时，池身浅些则表面积大些，去除率可以高些，此即是“浅池理论”，斜板斜管的发展基于此理论。简要叙述斜板斜管沉淀池的工艺特点：斜板沉淀池是把与水平面成一定角度（一般为60°）的众多斜板放在沉淀池中构成，水从下往上流动（也有从上往下，或水平方向流动），颗粒则沉于斜板底部。当颗粒累积到一定程度，便自动下滑。由于斜板沉淀池水力半径大大减小，从而使雷诺系数Re大为降低，二弗劳德数Fr则大为提高。一般讲，斜板沉淀池中的水流基本属于层流状态。斜管沉淀池工艺特点：斜管沉淀池是把与水平成一定角度（一般为60°）的众多管件至于沉淀池中构成，
水流可以从下向上或从上向下流动，颗粒则沉于众多斜管底部，而后自动滑下，斜管沉淀池的水力半径更小，Re多在200以下，甚至低于100。
26、简述澄清池的特点：①水中脱稳杂质通过碰撞结合成相当大的絮凝体，然后再沉淀池内下沉，澄清池则将这两个过程综合于一个构筑物中完成，主要依靠活性泥渣层达到澄清目的。当脱稳杂质随水流与泥渣层接触时，便被泥渣层阻留下来，使水获得澄清。②充分利用了活性泥渣的絮凝作用。澄清池的排泥措施能不断排出多余的旧泥渣，其排泥量相当于新形成的活性泥渣量，故泥渣始终处于新陈代谢状态中，泥渣始终保持接触絮凝的活性。
28.名词解释：等速过滤：当滤池过滤速度保持不变亦即滤池流量保持不变时。变速过滤：滤速随过滤时间而逐渐减小的过滤，开孔比：孔口总面积与滤池面积之比，接触过滤：原水经加药后，直接进入滤池过滤，滤前不设任何絮凝设备，微絮凝过滤：滤池前设一简易微絮凝池，原水加药混合后，经微絮凝池形成粒径相近的微絮粒后即刻进入滤池过滤。
29.简述颗粒滤料的过滤机理：过滤主要是悬浮颗粒与滤料颗粒之间黏附作用的结果，水流中的悬浮颗粒能够黏附与滤料颗粒表面上，涉及两个问题，首先，被水流夹带的颗粒如何与滤料颗粒表面接近或接触，这就涉及颗粒脱离水流流线而向滤料颗粒表面靠近的迁移机理，第二，当颗粒与滤料表面接触或接近时依靠哪些力的作用使得颗粒黏附与滤粒表面上，这就涉及黏附机理。
30.什么是直接过滤：原水不经沉淀而直接进入滤池的过滤。直接过滤工艺在滤池进水是否要投加混凝剂：是。为什么：原水进入滤池前，无论是接触过滤还是微絮凝过滤，均不应形成大的絮凝体以免很快堵塞滤层表面孔隙。为提高絮凝粒强度和粘附力，有时需投加高分子助凝剂以发挥高分子在滤层中吸附架桥作用，使粘附在滤料上的杂质不易脱落而穿透滤层。助凝剂投加在混凝剂投加之前，滤池进口附近。
31.属于等速过滤池有哪些：虹吸滤池、无阀滤池属于变速过滤滤池有哪些：移动罩滤池
32.什么是过滤中的负水头现象：在过滤过程中，当虑层截留了大量杂质以致砂面以下某一深度处的水的水头损失超过该处的水深时，便出现负水头现象。原因：上层滤料截留杂质多故负水头往往出现在上层滤料中。
33.叙述滤池承托层的作用：主要是防止滤料从配水系统中流失，同时对均布冲洗水也有一定作用。承托层材料有何要求：：单层或双层滤料滤池采用大阻力配水系统时，承压层采用天然卵石或砾石三层滤料滤池，由于下层滤料粒径小而重度大，承托层必须与之相适应，即上层应采用重质矿石，以免反冲洗时承托层移动。为防止冲洗时承托层移动，美国队单层或双层滤料滤池也采用粗—细—粗的砾石分层方式。上层粗砾石用以防止中层细砾石在反冲洗时向上移动，中层细砾石用以防止砂滤料流失，下层粗砾石则用以支撑中层细砾石。这种分层方式，亦可应用于三层滤料滤池。具体粒径配合厚度，应根据配水系统类型和滤料级配确定。如果采用小阻力配水系统，承托层可以不设，或者适用铺设一些粗砂或细砾石，视配水系统具体情况而定。
34. 气水反冲的作用机理：利用上升空气气泡的震动可有效地将附着于滤料表面污物擦洗下来使之悬浮于水中，然后再用水反冲把污物排出池外。因为气泡能有效地使滤料表面污物破碎、脱落，故水冲强度可降低，即可采用所谓的“低速反冲”。方式：先用空气反冲，然后再用水反冲；先用气—水同时反冲，然后再用水反冲；先用空气反冲，然后用气—水同时反冲，最后再用水反冲
35.何谓V型滤池？简述其主要工艺特点：v型滤池因两侧（或一侧也可）进水槽设计成v 字形而得名。特点：（1）可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。由于反冲时滤层不膨胀，故整个滤层在深度方向的粒径分布基本均匀，不发生水力分级现象，即所谓”均匀滤料“，使滤层含污能力提高。（2）气，水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。
36.概念：灭活水中的病原微生物，使水的微生物质量满足人类健康要求的技术。
折点加氯——从折点加氯的曲线看，到达峰点H时，余氯最高，但这是化合性余氯而非自由性余氯，到达折点时，余氯最低。
37.游离性氯：消毒时，氯以氯气、HOCL、OCL离子形式存在时，称为游离性氯，也称自由氯；水中所含的氯以氯胺存在时，称为化合性氯或结合氯。两者统称总氯。
38.水中加氯量分为：1）需氯量：用于灭活水中微生物、氧化有机物和还原性物质等所消耗的部分；2）余氯：为了抑制水中残余病原微生物的再度繁殖，管网中尚需维持少量剩余氯。
39.余氯的作用：保证反应完全；抑制水中残余病原微生物再度繁殖；指示二次污染。
40.二氧化氯消毒机理：对细菌的细胞壁有较强的吸附和穿透能力，从而有效地破坏细菌内的酶合成，迅速控制微生物蛋白质的合成，故二氧化氯对细菌、病毒等有很强的灭活能力。
41.二氧化氯消毒特点：1）二氧化氯不与水中有机物作用生成三卤甲烷；2）消毒能力比氯强，故相同情况下，投加量少；3）二氧化氯余氯能在管网中保持很长时间，即衰减速度比氯慢，4）受水的PH影响小；5）能有效去除水中或降低水的色、臭及铁、锰、酚等物质。但是二氧化氯本身和副产物二氧化氯离子对人体细胞有损害。
42.氯胺消毒的优点：1）当水中含有有机物和酚时，氯胺消毒不会产生氯臭和氯酚臭；2）大大减少THMs生成的可能；3）能保持水中余氯较久，故适合供水管网较长的情况。
43.臭氧消毒机理：利用臭氧的氧化作用，臭氧可迅速杀灭细菌、病毒等。
44.臭氧消毒的特点⑴消毒能力强。消毒效果强弱排序：臭氧>二氧化氯>氯>氯胺⑵臭氧消毒不会产生三卤甲烷和卤乙酸等氯化消毒副产物；⑶消毒后的水口感好，不会产生氯及氯酚等臭味；⑷臭氧在水中不稳定，易散失。消毒稳定性排序：氯胺>二氧化氯>氯>臭氧。
⑸臭氧无持续消毒作用，往往要投加少量的氯等其它消毒剂；
⑹系统设备复杂，电耗较高，投资较大。消毒成本：臭氧>二氧化氯>氯胺>氯；
⑺臭氧可把水中大分子物质氧化成一些小分子的中间产物，或者把溴离子氧化成溴酸盐等，这些物质再和之后的氯作用可生成致突变性的化合物。消毒副产物：甲醛（0.9mg/L）、溴酸盐（0.01mg/L）。
45.湿球温度：（名词解释）
46.循环冷却水处理过程需要注意----------控制---------------控制和---------------控制。（填空）4、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°？
答：斜管沉淀池的理论依据是采用斜管沉淀池既可以增加沉淀面积，又可以利用斜管解决排泥问题。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，实践证明，倾角为60°最好。
5、什么叫“负水头”？它对过滤和冲洗有和何影响？如何避免滤层中“负水头”产生？
答：负水头是指滤层截留了大量杂质以致砂面以下某一深度处的水头损失超过该处水深。负水头会导致溶解于水中的气体释放出来而形成气囊。气囊对过滤有破坏作用，一是减少了过滤面积；二是气囊的上升可能将部分细滤料和轻质滤料带出，破坏滤层结构。避免出现负水头的方法可以采用增加砂面上的水深，或令滤池出口位置等于或高于滤层表面。
6为什么粒径小于滤层中孔隙尺寸的杂质颗粒会被滤层拦截下来？悬浮颗粒必须经过迁移和粘附两个过程才能完成去除的过程。迁移：包括沉淀、扩散、惯性、截阻和水动力效应等5种基本作用。
粘附：包括范德华引力、静电力以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用、絮凝颗粒间的架桥作用等作用。
粒径小于滤层中孔隙尺寸的杂质颗粒迁移到滤料表面时，主要通过粘附作用，即在范德华引力、静电力、某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用下，被滤层拦截。而粘附作用主要取决于滤料和水中颗粒表面的物理化学性质，而与粒径尺寸大小无关
1什么是统一给水、分质给水和分压给水，哪种系统目前用得最多？
答：统一给水系统，即用同一系统供应生活、生产和消防等用水。分质给水，可以是同一水源，经过不同的水处理过程和管网，将不同水质的水供给各类用户；也可以是不同水源，例如地表水经简单沉淀。分压给水，因水压要求不同而分系统给水，有同一泵站内的不同水泵分别供水到水压要求高的高压水网和水压要求低的低压管网，以节约能量消耗。目前应用最多的是统一给水系统。
1、澄清池——主要依靠活性泥渣层达到澄清目的。当脱稳杂质随水流与泥渣层接触时，便被泥渣层阻留下来，使水获得澄清。
《水质工程学》学习指南 目录 一、学习水质工程学Ⅰ所需预备知识 (2) 二、学习水质工程学II所需预备知识 (4) 三、学习水质工程学Ⅲ所需预备知识 (6) 四、水质工程学Ⅰ内容提要 (7) 五、水质工程学Ⅱ内容提要 (28) 六、水质工程学Ⅲ内容提要 (30) 七、与本课程学习相关的规范标准 (33) 八、学习本课程相关教材、辅导书 (35) 九、学习本课程相关手册图集 (37) 附件、大学专业课程学习指南手册 (39)
一、学习水质工程学Ⅰ所需预备知识 1、学习本课程所需的水力学知识 学习第二章2.3混凝动力学需要水力学方面关于布朗运动，菲克定律，层流流速分布，等基础知识； 学习第二章2.6混合和絮凝设备需要水力学方面关于局部和沿程水头损失的计算， 学习第三章3.1悬浮颗粒在静水中的沉淀需要水力学方面关于浮力计算，沉速公式，相似原理等基础知识。 学习第三章3.2 平流式沉淀池需要水力学方面关于雷诺数，弗劳得数判别，出口堰，淹没式孔口出流，变水头放空容积公式等基础知识。 学习第三章3.3 斜管与斜板沉淀池需要水力学方面关于水力半径，雷诺数，弗劳得数，层流，紊流等基础知识。 学习第三章3.4 澄清池需要水力学方面关于拥挤沉淀水力学规律，孔口出流公式，孔口面积计算等基础知识。 学习第四章 4.2 过滤理论需要水力学方面关于惯性力，扩散理论，水动力学，水流剪力，粘附力，管渠水头损失，测压管水头等基础知识。 学习第四章 4.4 滤池冲洗需要水力学方面关于沿途泄流穿孔管水力计算，穿孔管大阻力配水系统，孔口出流，小阻力配水系统的计算，水泵扬程等基础知识。 学习第四章 4.6无阀滤池需要水力学方面关于虹吸管，虹吸管道的水力计算，谢才公式等基础知识。 2、学习本课程所需的水分析化学知识
水质工程学
water quality engineering
水的物理化学处理理论与应用
第一篇、水质与水处理概论
第一章、水质与水质标准
第二章、水的处理方法概论
天然水中的杂质
杂质的来源
杂质的分类
水中杂质分类···
分类 无机物 溶解物 0.05～1nm 溶解气体和离 子 胶体 1nm～0.2μm 悬浮物 0.2μm～1mm 粘土、金溶胶、 细泥、细砂、中砂、 硅溶胶等 灰尘等
有机物
染料、谷氨酸、 腐殖质、 DNA 、 纸浆纤维、红血球、 蔗糖、·甲酸等 酶、蛋白质等 头发等 病毒 质子显微镜 透明 电子显微镜、超 显微镜 浑浊 细菌、藻类、病原 菌等 普通显微镜、肉眼 浑浊
微生物 观测方法 水体外观
水处理的目的在于去除水中不符合要求的杂质， 对于不同类型的杂质，其去除方法也不尽相同:
1
大部分悬浮颗粒通过重力沉降去除； 2 胶体物质采用物理化学方法去除；
3
溶解物质一般通过离子交换与膜技术等方法去除; 4 针对不同水质，应采用不同水处理方法。
各种天然水源 的水质特点
地下水
浊度和色度很低， 微生物较少， 水质清澈。 水质不易受外界污染， 有利于卫生防护， 水质、水温较稳定， 水温较低。 含盐量较高 。 硬度较大 。
地表水
（1）江河水 含盐量少，硬度较低， 但水的浊度高， 易受人为污染， 水质、水温不稳定。 （2）湖泊水库水 水的浊度较低， 但藻类较多， 腐殖质含量高， 湖水含盐量比河水高
14章 4．反应器原理用于水处理有何作用和特点？ 答：作用：推动了水处理工艺发展； 特点：在化工生产中，反应器都只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛，许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至纯物理过程等。例：沉淀池。 5.试举出3种质量传递机理的实例。 答：质量传递包括主流传递、分子扩散传递、紊流扩散传递。 1、主流传递：在平流池中，物质将随水流作水平迁移。物质在水平方向的浓度变化， 是由主流迁移和化学引起的。 2、分子扩散传递：在静止或作层流运动的液体中，存在浓度梯度的话，高浓度区内的 组分总是向低浓度区迁移，最终趋于平均分布状态，浓度梯度消失。如平流池等。 3、紊流扩散传递：在绝大多数情况下，水流往往处于紊流状态。水处理构筑物中绝大 部分都是紊流扩散。 6.（1）完全混合间歇式反应器（CMB）不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出，且假 定是在恒温下操作 （2）完全混合连续式反应器（CSTR）反应物投入反应器后，经搅拌立即与反应器内的料液达到完全均匀混合，输出的产物其浓度和成分与反应器内的物料相同 (3)推流型反应器（PF）反应器内的物料仅以相同流速平行流动，而无扩散作用，这种流型唯一的质量传递就是平行流动的主流传递 答:在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。在化工生产过程中，反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛。许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。例如，氯化消毒池，除铁、除锰滤池、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。介绍反应器概念，目的就是提供一种分析研究水处理工艺设备的方法和思路。 7.为什么串联的CSTR型反应器比同容积的单个CSTR型反应器效果好？ 答：因为使用多个体积相等的CSTR型反应器串联，则第二只反应器的输入物料浓度即为第一只反应器的输出物料浓度，串联的反应器数愈多，所需反应时间愈短，理论上，当串联的反应器数N趋近无穷时，所需反应时间将趋近于CMB型和PF型的反应时间。 8.混合与返混在概念上有什么区别？返混是如何造成的？ 答：区别是：返混又称逆向混合。广义地说，泛指不同时间进入系统的物料之间的混合，包括物料逆流动方向的流动。 造成返混的原因主要是环流，对流，短流，流速不均匀，设备中存在死角以及物质扩散等。例如：环流和由湍流和分子扩散所造成的轴向混合，及由不均匀的速度分布所造成的短路、停滞区或“死区”、沟流等使物料在系统中的停留时间有差异的所有因素。 9.PF型和CMB型反应器为什么效果相同？两者优缺点比较。 答：在推流型反应器的起端（或开始阶段），物料是在C0的高浓度下进行的，反应速度很快。沿着液流方向，随着流程增加（或反应时间的延续），物料浓度逐渐降低，反应速度也随之逐渐减小。这跟间歇式反应器的反应过程是一样的。推流型反应器优于间歇式反应器的在于：间歇式反应器除了反应时间以外，还需考虑投料和卸料时间，而推流型反应器为连续操作。
《水质工程学（Ⅱ）》教学大纲 学时：40 学分：2.5 教学大纲说明 一、课程教学目的与任务 《水质工程学（Ⅱ）》是给水排水专业的主干课程之一，是给水排水专业的必修课程。本课程的主要任务是，使学生掌握水处理基本原理，全面系统地了解水在社会循环中的性质、城市污水的水质特征与水质标准、水体污染与自净等基本概念与理论，较扎实地掌握水处理的基本概念、基本理论、基本方法及其发展状况，基本掌握水处理的工程技术与方法、应用条件以及新工艺与新技术，为将来从事本专业的工程设计、科研及运行管理工作奠定必要的理论和应用基础。培养学生具有设计、计算水质工程中的各构筑物、工艺系统的初步能力。为将来从事本专业的水工程设计、科研及运行管理工作等奠定必要的理论和应用基础 二、课程的基本要求 1. 了解水的污染指标、污水排放标准、污水处理的目标和我国现行法规对污水处理技术提出的要求； 2.了解水体污染的原因和危害、水体自净过程规律、水污染防治措施； 3.掌握城市污水处理方法和工艺技术原理、设计计算方法；了解新工艺与新技术的应用条件，培养学生具有水质工程设计、运行管理与科学研究的基本能力； 4.熟悉污泥处理与处置设施的设计的设计原理与设计方法； 5. 基本掌握城市污水处理工程的设计、运行管理与科学研究的技能。 三、与其它课程的联系与分工 学习本课程前，学生应掌握高等数学、水力学、水文学、工程地质学、水泵与水泵站、水分析化学、水处理生物学等课程的相关内容。
教学大纲内容 第1章水体污染与自净 污水的分类、城市污水的特征与污染指标；排放标准。 水体污染及危害、水体自净的基本规律。河流氧垂曲线方程的建立及应用，水环境容量。教学提示：掌握污水的分类、城市污水中污染物特征及污染指标、污水排放要求。 重点掌握水体自净的基本规律，河流氧垂曲线方程，控制水体污染方法，城市污水处理系统的组成。 第2章物理处理 物理处理单元及构筑物的工作原理，设计及计算方法。 教学提示：本章重点格栅、沉砂池、初沉池、二沉池的功能、工作原理、基本构造、主要设计参数、设计要点等。学生能正确地选型，及掌握基本的设计方法。如何强化和改进沉淀池的沉淀效果。 第3章生物处理概论 微生物代谢与底物降解、生物处理工艺概述、生物处理的生化反应动力学基础。 教学提示：本章重点微生物的生长规律、微生物增长与产率系数关系；生物处理工艺分类、生物处理的应用与发展；生物处理动力学基本方程。 第4章活性污泥法 活性污泥法的基本原理、活性污泥法反应动力学公式、曝气的原理与曝气设备、活性污泥法的运行方式、传统活性污泥法系统的工艺设计计算、活性污泥处理系统的运行管理。 教学提示：本章重点让学生了解活性污泥处理污水的基本原理，掌握有机物降解与微生物反应动力学关系，介绍目前活性污泥法运行方式及优缺点，根据曝气理论及微生物需氧理论设计曝气系统，重点掌握传统活性污泥处理系统工艺设计原理及设计计算方法。介绍活性泥处理系统的发展动向。 第5章生物膜法 生物膜法基本原理与基本流程。介绍几种生物膜工艺如生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、曝气生物滤池等设计原理、构造、及设计方法。 教学提示：重点让学生了解生物膜法处理污水的原理、与活性污泥法工艺的区别和特点。介绍生物膜法需氧量的计算、生物滤池和生物接触氧化的工艺设计计算方法。 第6章厌氧生物处理 介绍污水厌氧生物处理基本理论和基本概念：净化机理、工艺流程、影响因素、应用条件、发展趋势。污水厌氧生物处理工艺设计参数及设计计算，两级厌氧与两相厌氧生物处理教学提示：重点掌握厌氧生物处理影响因素，厌氧接触法工艺系统设计方法；上流式厌氧污泥床基本构造与设计方法。 第7章自然生物处理系统 稳定塘、土地处理和湿地处理系统净化污水的原理、基本工艺流程、基本设计方法。稳定塘类型。土地处理系统应用中应注意的问题。 教学提示：重点介绍稳定塘的类型及设计方法，湿地处理系统设计时应注意的问题。 第8章污水深度处理与利用
同济大学浙江学院课程考核试卷（A卷） 2012——2013学年第二学期 课名：给水处理考试考查：考试 此卷选为：期中考试（）期终考试（√）补考（）重修（） 年级专业学号________姓名___________任课教师得分（注意：本试卷共大题，大张，满分100分．考试时间为120分钟。） 一、概念题（每题2分，共20分） 1．混凝 2．GT值 3．自由沉淀 4．表面负菏（沉淀池） 5．滤速 6．滤料K 80 7．等速过滤 8．直接过滤 9．自由氯 10．氯氨 二、简答题（共50分） 1.目前我国饮用水水质指标包括哪几大类？（3分） 2.水中杂质按其尺寸大小，可分为几类？（3分） 3.我国常用的混凝剂有哪几种？各有何优缺点？（4分） 4.影响混凝效果的主要因素有哪几种？怎么影响混凝效果的？（4分） 5.费劳德数（Fr）可以反映哪些水力特性，设计沉淀池时一般采用哪些措施控制此指标？（4分）
6.何为浅池理论？（4分） 7.何为澄清池？简述其特点。（4分） 8.什么叫做“负水头”？如何避免滤层中产生负水头？（4分） 9.何谓大阻力配水系统？（4分） 10.何谓气-水反冲洗？（4分） 11.简述V型滤池的工作原理和主要工艺特点。（4分）12.改善滤池过滤过程的途径有哪些？（4分） 13.画图说明普通快滤池的结构，试说明如何计算冲洗水塔高度。（4分） 三、论述题（每题10，共30分） 1.试述胶体稳定的原因？
2.试分析理想沉淀池中某沉速为ui 的颗粒去除率公式（参见下式）的意义？ A Q u E i / 3.试绘出折点氯化曲线，说明每一区域氯的主要形态和消毒能力，并说明其消毒特点和副产 物情况。
5、曝气池有效容积为4000m 3，（5000）混合液浓度2000mg/L （其中挥发性污泥浓度为1500mg/L ），半小时沉降比为30%，当进水BOD 5为220mg/L ，每日处理1000m 3/d （10000）生活污水时，处理后水的溶解性BOD 5为20mg/L ，试验测得污泥产率系数为0.65g/g ，自身氧化率为0.05d -1。计算污泥负荷率、污泥指数、剩余污泥量、污泥龄、回流污泥浓度及污泥回流比。 解：由已知条件V=4000m 3 X=MLSS=2000mg/l MLVSS=1500mg/l SV=30% S a =220mg/l Q=1000 m 3/d S e =20mg/l Y=0.65g/g K d =0.05d -1 (1).污泥负荷率 N s =XV QS a =4000 20002201000??=0.0275 (2).污泥指数 SVI=MLSS SV =l g l ml /2/300=150ml/g (3).剩余污泥量 剩余污泥浓度X r 66 10101150 r SVI =?=?=6667 mg/L r 取值1.0 ∴剩余污泥量为QX r ＝1000?6667＝6667 kg/d (4).污泥龄 θc =QwXr VX ＝6 10667.620004000??＝1.2d (5).回流污泥浓度 即X r =150 106 =6667g/ml (6).回流污泥比 X=r SVI R R ??+6 101 r 取值1.0 2000＝6667 1.01R R ??+ 得 R=0.43 即，回流污泥比为0.43 6、某市平均日污水流量为48000m 3/d （5000），K z =K d ·K h =1.1×1.2。污水BOD 5=180mg/L ，一级处理BOD 5去除率为20%。二级处理拟用推流式鼓风曝气
第一章水质与水处理概论 1、天然水体中的杂质分类 ⑴按水中杂质的尺寸，可分为溶解物、胶体颗粒和悬浮物。 ⑵从化学结构上可分为无机物、有机物和生物。 ⑶按杂质的来源可分为天然杂质和污染性杂质。 2、水体富营养化：指富含磷酸盐和某些形式的氮素的水，在光照和其他环境条件适宜的情 况下，这些营养物质足以使水中的藻类过量生长，在随后的藻类死亡和随之而来的异氧微生物代谢活动中，水体中的溶解氧很可能被耗尽，造成水质恶化和生态环境结构破坏的现象。 3、两个相关的水质指标描述水体的自净过程： 生化需氧量BOD：该值越高说明有机物含量越高，水体受污染程度越严重。 水中溶解氧DO：是维持水生物生态平衡和有机物能够进行生化分解的条件，DO值越高说明水中有机污染物越少。 水体中BOD值和DO值呈高低反差关系 4、生活饮用水水质常规检验项目和限制： 第四章凝聚与絮凝 1、胶体的稳定性：从水处理角度而言，是指交替颗粒在水中长期保持分散状态的特性。
⑴动力稳定性；⑵带电稳定性；⑶溶剂化作用稳定性。 2、胶体稳定存在的原因： ⑴胶体的双电层结构：胶体粒子可以通过吸附而带有电荷，同种胶粒带同种电荷，而同种电荷会相互排斥，要使胶体聚沉，就要克服排斥力，消除胶粒所带电荷。 ⑵胶体粒子在不停的做布朗运动。 3、胶体的凝聚机理： ⑴压缩双电层作用：水处理所去除的胶体主要为带负电的胶体，常用的铝盐、铁盐混凝剂产生的带正电和的高价金属羟基聚合离子可以起到压缩双电层的作用。高价电解质压缩双电层的能力优于低电解质离子，所以，一般选作混凝剂的多为高价电解质。如：Fe3＋、AL3＋。 ⑵吸附电中和作用：指胶体微粒表面吸附异号离子、异号胶体颗粒或带异号电荷的高分子，从而中和了胶体颗粒本身所带部分电荷，减少了胶体颗粒间的静电斥力，使胶体颗粒更易于聚沉。 ⑶吸附架桥作用：指分散体系中的胶体颗粒通过吸附有机物或无机高分子物质架桥连接，凝集为大的聚集体而脱稳聚沉，此时胶粒间并不直接接触，高分子物质在两个胶体颗粒之间像一座桥一样将它们连接起来。 ⑷网捕——卷扫作用：指投加到水中的铝盐、铁盐等混凝剂水解后形成较大量的具有三维立体结构的水合金属氧化物沉淀，当这些水合金属氧化物体积收缩沉降时，会像多孔的网一样，将水中胶体颗粒和悬浮浊质颗粒捕获卷扫下来。 4、絮凝机理： ⑴异向絮凝：有布朗运动引起的颗粒碰撞聚集称为异向絮凝。 ⑵同向絮凝：由水力或机械搅拌所造成的流体运动引起的颗粒碰撞聚集称为同向絮凝。 5、影响絮凝效果的主要因素： ⑴客观因素：水温（适宜20°~30°）、PH值、碱度、水中浊质颗粒浓度。 ⑵主观因素：混凝剂的种类及投加方式，水力条件。 混凝剂有干投和湿投两种投加方式（硫酸铝以稀溶液形式投加较好，而三氯化铁则以干投或浓溶液投加较好） 6、混凝剂的种类及其优缺点： ⑴无机盐类混凝剂： ①硫酸铝：固体硫酸铝需溶解投加，一般配成10%左右的重量百分浓度使用。采用硫酸铝作混凝剂时，运输方便，操作简单，混凝效果较好，但水温较低时，硫酸铝水解困难，
混凝：是指通过某种方法使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集的过程。混凝包括凝聚和絮凝两个步骤，凝聚是指使胶体脱稳并聚集为微絮粒的过程，而絮凝则指微絮粒通过吸附、卷带和桥连而成长为更大的絮体的过程。混凝去除对象：胶体及部分细小的悬浮物。混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大矾花，以便在后续沉淀工艺中去除。混凝的原理：压缩双电层，吸附电中和作用，吸附架桥作用，网捕——卷扫作用。 压缩双电层：根据DLVO理论，加入电解质对胶体进行脱稳。起聚沉作用的主要是反离子，反离子的价数越高，其聚沉效率也越高。不能解释：1.混凝剂投加过多，混凝效果反而下降；2.与胶粒带同样电号的聚合物或高分子混凝效果好。压缩双电层：理论上电位=0，等电状态效果最好，实际上只需电位临近于0. 吸附—电中和作用：这种现象在水处理中出现的较多。指胶核表面直接吸附异号离子、异号高分子、异号胶粒等，来降低电位、减少静电斥力，有利于颗粒接近而互相吸附。其特点是：当药剂投加过多时，电位可反号，此为“吸附—电性中和作用机理”。 铝系：适宜PH：5.5~8 铁系：适宜PH：5~11，但腐蚀性强。 铝盐作混凝剂时，运输方便，操作简单，混凝效果较好，但
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。 铁盐作混凝剂时，其优点是易溶解，形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实，沉降速度快，处理低温、低浊水时效果优于硫酸铝，适用的PH值范围较宽，投加量比硫酸铝小。 铁盐形成的絮体比铝盐絮体密实，但腐蚀性强，有颜色。机理：吸附电中和与吸附架桥协同作用。 铝盐和铁盐作为混凝剂在水处理过程中发挥以下三种作用：1.Al3+或Fe3+和低聚合度高电荷的多核羟基配合物的脱稳凝 聚作用 2.高聚合度羟基配合物的桥连絮凝作用 3.以氢氧化物沉淀形态存在时的网捕絮凝作用 混凝动力学：异向絮凝：由布朗运动造成的碰撞，主要发生在凝聚阶段。絮凝速率只与颗粒数量有关，而与颗粒粒径无关。同向絮凝：由水力或机械搅拦产生。其理论仍在发展之中。最初的理论基于层流的假定。 凝聚：在混合设备中完成。作用：带电荷的水解离子或高价离子压缩双电层或吸附电中和，凝聚，生长成约d=10um（微絮体>5um）要求：混合要快速、剧烈（使药剂均匀分散）絮凝：在絮凝设备中完成作用：使微絮凝体通过合适的水利条件变成粗大的絮凝体。生长成大矾花d=0.6~1.2mm 要求：提供足够的碰撞次数（需要一定时间）；搅拌强度要递
1、水质标准：水质标准是用水对象所要求的各项水质参数应达到的限值。各种用户都对水质有特定的要求，就产生了各种用水的水质标准。水质标准是水处理的重要依据。此外，水质标准同其他标准一样，可分为国际标准、国家标准、地区标准、行业标准和企业标准等不同等级。 2、胶体双电层：胶体表面带电后, 由于静电力的作用, 会吸引水溶液中的反号离子, 使固－液相界面两侧形成电荷符号相反的双层结构, 称为胶体双电层. 3、气浮工艺：在水中形成高度分散的微小气泡，粘附废水中疏水基的固体或液体颗粒，形成水- 气- 颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除，从而实现固液或者液液分离的过程。 4、微絮凝过滤：直接过滤的过滤池，不设沉淀设备，原水经过混凝过程后直接进入过滤池，即将沉淀澄清和过滤由两步合成一步，称为直接过滤、徽絮凝过滤、接触过滤等。 5、混合床：为了完全除掉水中所含的离子，可以先经过阳离子交换剂渗滤，再经过阴离子交换剂渗滤，也可以用一个由强的阳离子交换树脂与强的阴离子交换树脂按等当量密切混合而组成的床层进行渗滤。这种床层叫做混合床。 1、生活饮用水水质标准包括哪几大类指标？针对每一大类，试分别列举1?2项指标加以说明。感官性状和一般化学指标、毒理学指标和细菌学指标. 2、为何低温低浊水难于处理？应对措施有哪些？ 随着水温的降低,水的粘滞度增加,絮凝速度降低,颗粒沉速减速减慢.原水浊度的减少,使絮凝过程中颗粒碰撞的机率降低,影响絮凝过程的进行. 因此,低温低浊水的处理较常规水的处理困难.即使加大混凝剂的投加量, 仍难以达到要求的水质目标. 低温低浊水处理的关键是选择合适的混凝剂和助凝剂以强化絮凝过程,其次是选择合适的澄清及过滤形式. 低温低浊水处理的混凝剂一般可采用聚合氯化铝或硫酸铝.实践表明, 聚合氯化铝对各种水质的适应性较强.助凝剂则多采用活化硅酸（水玻璃）. 3、为什么斜管沉淀池，澄清池均能获得大于平流沉淀池的表面负荷？试从机理角度加以分析。对一座沉淀池来说，当进水量一定时，它所能去除的颗粒的大小也是一定的。在所能去除的颗粒中，最小的颗粒沉速正好等于该沉淀池的水力表面负荷。因此，水力表面负荷越小，所能去除的颗粒越多， 4、图示说明为何无烟煤，石英砂双层滤料滤层含污能力优于石英砂单层滤料。沉淀效率越高；反之水力表面负荷越大，沉淀效率越低。 在单层、双层及多层层滤料滤池设计中，滤池的优化设计是以滤池运行处于最佳工作条件为原则。为此可调整各种工艺参数，使滤池的压力周期等于它的水质周期。以调整滤层厚度为例，增加滤层厚度会提高整个滤层的含污能力，延长水质周期。但滤层水头损大也相应增大，从而缩短了压力周期。无烟煤滤料一双层滤料滤池因其显而易见的优点, 含污能力强，而广泛地应用于给水处理工艺。现今，甚至研制三层滤料滤池，以期更大程度地利用整个滤层的含污能力。这是单层滤料所无法比拟的。但是，有一利必有一弊，双层滤料、三层滤料滤池也有其不足之处：1 、滤层构造复杂2、对各层滤料筛分要求精确，操作麻烦，如级配不当，投产后常有煤砂混杂现象发生。3、施工中，对垫层、各层滤 料装填要求严格，操作也麻烦。使用中，滤层一旦翻混或定期更换滤料更是令人头疼。4、运行中要 求更高的管理水平。如管理不当，反冲洗强度控制不好，会产生清新牌无烟煤滤料严重流失现象。要经常补充新的滤料。 5、为何臭氧、紫外线等消毒工艺后还需要加氯进行消毒？自来水加氯后，氯气与水反应生成的次氯酸有强氧化性，能杀菌消毒，成本较低．自来水加氯消毒后会产生各种氯化物，典型的如三氯甲烷，它被世界卫生组织确定为严重的致癌物．在用自来水烧开水，要煮沸3 分钟，让有害氯化物挥发一些，但不能煮沸过久，易产生亚硝酸盐等有害物质．优点：有消毒杀菌作用，成本低；缺点：5、什么叫自由沉淀、拥挤沉淀和絮凝沉淀？自由沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用的沉淀；而拥挤沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此相互干扰，或者受到容器壁的干扰的沉淀；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。 6若原水铁锰较高，采用超滤工艺能否达到处理效果？为什么？（1）直接超滤工艺对水中浊度、 藻类、细菌等污染物质有着较好的去除能力，去除率达到了97%以上。通过超滤膜的截留作用， 其出水浊度也仅为0.1 NTU左右，超滤工艺并不能有效的改善水中有机污染的状况。因此直接超滤出水完全可以保证对水中浊度、藻类、细菌、大肠菌群的去除。但对有机物消毒副产物去除效果有限，膜污染严重。6、理想沉淀池应符合哪些条件？根据理想沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度
1.什么是水的良性社会循环？何谓水质性水资源短缺？ 答：水的良性社会循环：从天然水体取水不会对水体生态环境构成威胁；对城市污水和工业废水进行处理使其排入水体后不会造成污染，实现水资源的可持续利用。 水质性水资源短缺：丰水地区，因为水源水质受到污染而不宜作为饮用水源。 2.水处理中的反应器有哪些类型？ 答：常见的有间歇反应器、活塞流反应器、恒流搅拌反应器等 3.水中杂质按尺寸大小可分成几类？简述各类杂质主要来源、特点及一般去除方法？ 答：水中杂质按尺寸大小可分成：悬浮物、胶体杂质和溶解杂质。 悬浮物尺寸较大，易于在水中下沉或上浮。但胶体颗粒尺寸很小，在水中长期静置也难下沉，水中所存在的胶体通常有粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。有机高分子物质通常也属于胶体一类。天然不中的胶体一般带有负电荷，有时也含有少量正电荷的金属氢氧化物胶体。 粒径大于0.1mm的泥砂去除较易，通常在水中很快下沉。而粒径较小的悬浮物和胶体物质，须投加混凝剂方可去除。 溶解杂质分为有机物和无机物两类。它们与水所构成的均相体系，外观透明，属于真溶液。但有的无机溶解物可使水产生色、臭、味。无机溶解杂质主要的某些工业用水的去除对象，但有毒、有害无机溶解物也是生活饮用水的去除对象。有机溶解物主要来源于水源污染，也有天然存在。 4、为什么斜板、斜管沉淀池的水力条件比平流式沉淀池好？ 答：由于斜板（管）的水力R很小，则Re小，Fr大，水力条件好。 5、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？ 答：沉淀池表面负荷和颗粒截留沉速在数值上相等，但含义不同。沉淀池表面负荷指单位沉淀池表面积的产水量，而截留沉速指沉淀池中能被全部去除的所有颗粒中最小颗粒的沉速。 6、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°？ 答：斜管沉淀池的理论依据是采用斜管沉淀池既可以增加沉淀面积，又可以利用斜管解决排泥问题。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，实践证明，倾角为60°最好。 7.微气泡与悬浮颗粒相粘附的基本条件是什么？有哪些影响因素？如何改变微气泡与颗粒的粘附性能？ 答：微气泡与悬浮颗粒相粘附的基本条件是水中颗粒的润湿接触角大于90度，即为疏水表面，易于为气泡粘附或者水的表面张力较大，接触角较大，也有利于气粒结合。 影响微气泡与悬浮颗粒相粘附的因素有：界面张力、接触角和体系界面自由能，气－粒气浮体的亲水吸附和疏水吸附，泡沫的稳定性等。 在含表面活性物质很少的废水中加入起泡剂，可以保证气浮操作中泡沫的稳定性，从而增强微气泡和颗粒的
一、名词解释 1、污泥回流比:是指从二沉池返回到曝气池的回流污泥量Qr与污水流量Q之比。 2、半速度常数: Ks为当μ= 1/2μmax时的底物浓度，也称之为饱和常数。 3、CAST: 循环式活性污泥法，一种生活污水处理工艺，它是在SBR工艺的基础上增加了选择器及污泥回流设施，并对时序做了一些调整，从而大大提高了SBR工艺的可靠性及效率。 4、湿地处理：将污水投放到土壤经常处于水饱和状态且生长有耐水植物的沼泽地上，是使污水沿一定方向流动，在耐水植物和土壤的联合作用下使污水得到净化一种土地处理工艺，主要包括天然湿地和人工湿地。 5、污泥调理:对污泥进行预处理以提高污泥的浓缩脱水效率，并为经济地进行后续处理而有计划地改善污泥性质的措施。 6、SVI :污泥容积指数(简称污泥指数)是从曝气池出口处取出的混合液，经过30min静沉后，每克干污泥形成的沉淀污泥所占有的容积，以mL/g计。 7、活性污泥：在微生物群体新城代谢功能的作用下，活性污泥具有将有机物转化为稳定的无机物的活力，故称活性污泥。 8、MLVSS:混合液挥发性悬浮固体浓度，表示的是混合液活性污泥中有机固体物质部分的浓度。 9、UASB:上流式厌氧污泥层（床）反应器，是一种处理污水的厌氧生物方法，又叫升流式厌氧污泥床。 10、生物除磷：利用聚磷菌一类的微生物，能够过量的在数量上超过其生理需要，从外部环境摄取磷，并将磷以聚合的形态储藏在菌体内，形成高磷污泥，排除系统外，达到从污水中除磷的效果。 二、简答题 1、影响产酸发酵过程的主要因素有哪些？ 答：温度、PH、污泥龄、搅拌和混合、营养与碳氮比。 2、评价曝气设备性能的指标有哪些？各有什么含义？ 答：评价曝气设备性能的指标有： （1）动力效率Ep：每消耗1kWh电能转移到混合液中的氧量，以kgO2/(Kw?h)计；
水质工程学重点
1、水质标准：水质标准是用水对象所要求的各项水质参数应达到的限值。各种用户都对水质有特定的要求，就产生了各种用水的水质标准。水质标准是水处理的重要依据。此外，水质标准同其他标准一样，可分为国际标准、国家标准、地区标准、行业标准和企业标准等不同等级。 2、胶体双电层：胶体表面带电后,由于静电力的作用,会吸引水溶液中的反号离子,使固－液相界面两侧形成电荷符号相反的双层结构,称为胶体双电层. 3、气浮工艺：在水中形成高度分散的微小气泡，粘附废水中疏水基的固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除，从而实现固液或者液液分离的过程。 4、微絮凝过滤：直接过滤的过滤池，不设沉淀设备，原水经过混凝过程后直接进入过滤池，即将沉淀澄清和过滤由两步合成一步，称为直接过滤、徽絮凝过滤、接触过滤等。 5、混合床：为了完全除掉水中所含的离子，可以先经过阳离子交换剂渗滤，再经过阴离子交换剂渗滤，也可以用一个由强的阳离子交换树脂与强的阴离子交换树脂按等当量密切混合而组成的床层进行渗滤。这种床层叫做混合床。 1、生活饮用水水质标准包括哪几大类指标？针对每一大类，试分别列举1～2项指标加以说明。 感官性状和一般化学指标、毒理学指标和细菌学指标. 2、为何低温低浊水难于处理？应对措施有哪些？ 随着水温的降低,水的粘滞度增加,絮凝速度降低,颗粒沉速减速减慢.原水浊度的减少,使絮凝过程中颗粒碰撞的机率降低,影响絮凝过程的进行.因此,低温低浊水的处理较常规水的处理困难.即使加大混凝剂的投加量,仍难以达到要求的水质目标.低温低浊水处理的关键是选择合适的混凝剂和助凝剂,以强化絮凝过程,其次是选择合适的澄清及过滤形式.低温低浊水处理的混凝剂一般可采用聚合氯化铝或硫酸铝.实践表明,聚合氯化铝对各种水质的适应性较强.助凝剂则多采用活化硅酸(水玻璃). 3、为什么斜管沉淀池，澄清池均能获得大于平流沉淀池的表面负荷？试从机理角度加以分析。 对一座沉淀池来说，当进水量一定时，它所能去除的颗粒的大小也是一定的。在所能去除的颗粒中，最小的颗粒沉速正好等于该沉淀池的水力表面负荷。因此，水力表面负荷越小，所能去除的颗粒越多，4、图示说明为何无烟煤，石英砂双层滤料滤层含污能力优于石英砂单层滤料。沉淀效率 越高；反之水力表面负荷越大，沉淀效率越低。 在单层、双层及多层层滤料滤池设计中，滤池的优化设计是以滤池运行处于最佳工作条件为原则。为此可调整各种工艺参数，使滤池的压力周期等于它的水质周期。以调整滤层厚度为例，增加滤层厚度会提高整个滤层的含污能力，延长水质周期。但滤层水头损大也相应增大，从而缩短了压力周期。 无烟煤滤料一双层滤料滤池因其显而易见的优点,含污能力强，而广泛地应用于给水处理工艺。现今，甚至研制三层滤料滤池，以期更大程度地利用整个滤层的含污能力。这是单层滤料所无法比拟的。但是，有一利必有一弊，双层滤料、三层滤料滤池也有其不足之处：1、滤层构造复杂2、对各层滤料筛分要求精确，操作麻烦，如级配不当，投产后常有煤砂混杂现象发生。3、施工中，对垫层、各层滤料装填要求严格，操作也麻烦。使用中，滤层一旦翻混或定期更换滤料更是令人头疼。4、运行中要求更高的管理水平。如管理不当，反冲洗强度控制不好，会产生清新牌无烟煤滤料严重流失现象。要经常补充新的滤料。 5、为何臭氧、紫外线等消毒工艺后还需要加氯进行消毒？自来水加氯后，氯气与水反应生成的次氯酸有强氧化性，能杀菌消毒，成本较低．自来水加氯消毒后会产生各种氯化物，典型的如三氯甲烷，它被世界卫生组织确定为严重的致癌物．在用自来水烧开水，要煮沸3分钟，让有害氯化物挥发一些，但不能煮沸过久，易产生亚硝酸盐等有害物质．优点：有消毒杀菌作用，成本低；缺点：5、什么叫自由沉淀、拥挤沉淀和絮凝沉淀？自由沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用的沉淀；而拥挤沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此相互干扰，或者受到容器壁的干扰的沉淀；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。
1. 解释生化需氧量BOD 在水温为20度的条件下，由于微生物的生活活动，将有机物氧化为无机物所消耗的溶解氧量。 2. 解释化学需氧量COD 用强氧化剂，在酸性条件下，将有机物氧化为CO2与H2O所消耗的氧量。 √3. 解释污泥龄曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比，即活性污泥在曝气池内的平均停留时间。 4. 绘图说明有机物耗氧曲线 5.绘图说明河流的复氧曲线 6. 解释自由沉降当悬浮物质浓度不高时，在沉淀的过程中，颗粒之间互不碰撞，呈单颗粒状态，各自独立地完成沉底过程。 7. 解释成层沉降又称区域沉淀，当悬浮物质浓度大于500mg/L时，在沉淀过程中，相邻颗粒之间相互妨碍、干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，并在聚合力的作用下，颗粒群结合成一个整体向下沉淀，与澄清水之间形成清晰的液——固界面，沉淀显示为界面下沉。 √8. 解释沉淀池表面负荷的意义在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量。 √9. 写出沉淀池表面负荷q0的计算公式 q=Q/A √10. 曝气沉砂池的优点平流沉砂池主要缺点是沉砂池中夹杂有15%的有机物，使沉砂的后续处理增加难度，故需配洗砂机，把排砂经清洗后，有机物含量低于10%，称为清洁砂，再外运，曝气沉砂池可克服这一缺点。 √11. 说明初次沉淀池有几种型式平流式沉淀池、普通辐流式沉淀池、向心辐流式沉淀池、竖流式沉淀池、斜板（管）沉淀池 √12. 说明沉淀有几种沉淀类型自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀（成层沉淀）、压缩 13. 说明沉砂池的作用去除比重较大的无机颗粒。 √14. 辐流沉淀池的进水和出水特点普通辐流式沉淀池中心进水，周边出水，中心传动排泥。进水管设穿孔挡板，变速水流，中心流速最大，沉下的颗粒也是中心最大，向四周逐渐减小，出水用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣。 15. 解释向心辐流沉淀池的特点向心辐流式沉淀池周边进水，中心出水。流入槽采用环形平底槽，等距设布水孔导流絮凝区的宽度与配水槽等宽，沉淀池的表面负荷可高于普通辐流式2倍，流水槽，可用锯齿堰出水。 16.绘图解释辐流沉淀池的工作原理 17. 解释竖流沉淀池的特点竖流沉淀池可用圆形或正方形，沉淀区呈圆柱形，污泥斗呈截头倒锥体。污水从中心管自上而下，经反射板折向上流，沉淀水用设在池周的锯齿溢流堰，溢入出水槽。水流速度向上。√18. 解释浅层沉降原理池长为L，池深为H，水平流速v，颗粒沉速为u，理想状态下L/H=v/u，可见L 与v不变时池深H越浅，可被除去的悬浮颗粒也越小。 √19. 说明二次沉淀池里存在几种沉淀类型、为什么自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀（成层沉淀）、压缩√20. 活性污泥的定义及组成定义：污水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的黄褐色絮凝体，其中含有大量活性微生物，这种污泥就是活性污泥。组成：（1）具有代谢功能活性的微生物群体（2）微生物内源代谢、自身氧化物的残留物（3）由原污水夹入的难为细菌降解的惰性有机物（4）由污水夹入的无机物质 √21. 绘图说明活性污泥增长曲线（1）适应期。微生物细胞内各种酶系统对新培养基环境的适应过程，初期微生物不裂殖，数量不增加；后期，细胞开始分裂、增殖。（2）对数增长期。营养物质非常充分，不是微生物增殖的控制因素。增值速度与时间呈直线关系。（3）减速增殖期。微生物大量繁殖，营养物质被大量耗用，营养物质逐步成为微生物增殖的控制因素，微生物增殖速度慢，几乎与细胞衰亡速度相等，微生物活体数达到最高水平，趋于稳定。本期末端，由于微生物增殖数抵不上衰亡数时，曲线开始出现下降趋势。（4）内源呼吸期。营养物质继续下降，开始利用体内物质进行内源代谢。多数细菌进行自身代谢二逐步死亡，只有少数细胞继续裂殖，活菌体数大为下降，曲线呈下降趋势。综述，决定微生物活体数量和增殖曲线上升、下降走向的主要因素是周围环境中营养物质的多寡。 √22. 说明生物絮体形成机理当曝气池内有机营养物质降到一定程度，细菌增殖速度低下或停止，处于内源呼吸期或减速增殖期后段，运动性能微弱，动能很低，不能与范德华力相抗衡，并且在布朗运动的作
2005年水质工程学（上）考试试题 一、概念题（每题1分，15分） 1．滤速 2．氯氨 3．等速过滤 4．自由沉淀 5．直接过滤 6．臭氧消毒 7．GT值 8．折点氯化 9．接触氧化除锰 10．表面负菏（沉淀池） 11、饱和度曲线 12、湿真密度 13、硬度 14、德国度 15、极水 一、简答题（每题2.5分，共35分） 1．哪类絮凝设备对水质与水量变化适应性较小？ 2．费劳德数（Fr）可以反映哪些水力特性，设计沉淀池时一般采用哪些措施控制此指标？ 3．何为反粒度过滤？ 4．何谓小阻力配水系统？ 5．何谓气-水反冲洗？ 6．等速过滤与变速过滤哪种形式滤后水质较好？说明原因？ 7．何为氯化消毒副产物？请简单举例？ 8．如何确定投氯量？说明原因？ 9．何为澄清池？简述其特点。 10．地表水中产生色度的主要成分一般是哪些？ 11、写出电渗析的极室反应 12、何谓阴膜或阳膜的选择透过率？ 13、在除盐系统中为什么要去除二氧化碳？ 14、碱度的危害？
三、实验题（每题10分，共20分） 1、某城市选择地表水为水源设计给水处理厂，请说明如何通过实验确定混凝剂投药量，根据何种实验结果确定助凝剂的种类，并说明如何设计药剂的溶解、贮存与投加设备。 2、试说明如何通过实验测定强酸型阳离子交换树脂的全交换容量和工作交换容量？ 四、论述题（每题5分，共20分） 1．何为聚合铁？说明其混凝机理。 2．什么是理想沉淀池？其沉淀效率与哪些因素有关？ 3．给水处理中主要有哪些消毒方法？请说明各自特点？你认为哪种消毒方法比较好，采用怎样的消毒方式比较合理，说明原因。 4、电渗析器内极化是如何产生的？如何消除 五、判断题（每题5分，共10分） 1．某水厂以某江水为水源，由于原水水质变化较大。在夏季时浊度比较高一般为100-200NTU；在冬季时一般10-15NTU，水质难于保障。特别是在低温、低浊时期，水厂工人将混凝剂投加量增加几倍后水质仍然难以改善，请你帮助采取一些措施，如何提高水质。2．南方某城市以一湖泊为水源，水中藻类在4-7月份比较高，一般达到106-7个/L，有时产生难闻的土腥味。对于此种类型的地表水，你认为采用哪些处理方法比较合理？并说明理由。
《水质工程学》课程知识要点 1.设计供水量应根据下列各种用水确定：综合生活用水、工业企业生产用水和工作人员生活用水、消防用水、浇洒道路和绿地用水、未预见用水量及管网漏失水量。 2、通向加氯(氨)间的给水管道，应保证不间断供水，并尽量保持管道内水压的稳定。 3.药剂仓库的固定储备量，应按当地供应、运输等条件确定，一般可按最大投药量的7-15天用量计算，其周转储备量应根据当地具体条件确定。 4、水和氯应充分混合。其接触时间不应小于30min。 5.设计沉淀池和澄清池时应考虑均匀的配水和集水。 6、地下水除铁曝气氧化法的工艺：原水曝气-氧化-过滤。 7.设计隔板絮凝池时，絮凝池廊道的流速，应按由大到小的渐变流速进行设计，起端流速一般宜为0.5-0.6 m/s,末端流速一般宜为0.2-0.3m/s。 8、三层滤料滤池宜采用中阻力配水系统。 9.异向流斜管沉淀池，斜管沉淀池的清水区保护高度一般不宜小于1.0 m；底部配水区高度不宜小1.5m。 10、平流沉淀池的每格宽度(或导流墙间距)，一般宜为3-8m，最大不超过15m，长度与宽度之比不得小于4；长度与深度之比不得小于10。 11.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0.20%-0.28%。 12、凝聚剂的投配方式为湿投时，凝聚剂的溶解应按用药量大小、凝聚剂性质，选用水力、机械或压缩空气等搅拌方式。 13.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，应采用接触氧化法。 14、工业企业生产用水系统的选择，应从全局出发，考虑水资源的节约利用和水体的保护，并应采用复用或循环系统。 15、反渗透法：在膜的原水一侧施加比溶液渗透压高的外界压力，原水透过半透膜时，只允许水透过，其他物质不能透过而被截留在膜表面的过程。 16、混凝剂：为使胶体失去稳定性和脱稳胶体相互聚集所投加的药剂。 17、饱和指数：用以定性地预测水中碳酸钙沉淀或溶解倾向性的指数，用水的实际PH值减去其在碳酸钙处于平衡条件下理论计算的PH值之差来表示。 18、径流系数：径流量与降雨量的比值称径流系数，其值常小于1。 19、机械搅拌澄清池：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。 20、硝化：在消化细菌的作用下，氨态氮进行分解氧化，就此分两个阶段进行，首先在亚消化菌的作用下，使氨转化为亚硝酸氮，然后亚硝酸氮在硝酸菌的作用下，进一步转化为硝酸氮。 21、虹吸滤池：一种以虹吸管代替进水和排水阀门的快滤池形式。滤池各格出水互相连通，反冲洗水由未进行冲洗的其余滤格的滤后水供给。过滤方式为等滤速、变水位运行。 22、如何衡量平流式沉淀的水力条件?在工程实践中为获得较好的水力条件，采用什么措施最为有效? 以雷诺数Re和弗劳德数Fr来衡量平流式沉淀池的水力条件。通常应降低Re、提高Fr。工程实践中为获得较好的水力条件，有效的措施是减少水力半径。池中采用纵向分格及斜板、斜管沉淀池。 23、什么叫“负水头”?它对过滤和冲洗有和何影响?如何避免滤层中“负水头”产生? 负水头是指滤层截留了大量杂质以致砂而以下某一深度处的水头损失超过该处水深。负水头会导致溶解于水中的气体释放出来而形成气囊。气囊对过滤有破坏作用，一是减少了过滤面积;二是气囊的上升可能将部分细滤料和轻质滤料带出，破坏滤层结构。避免出现负水头的方法可以采用增加砂而上的水深，或令滤池出口位置等于或高于滤层表而。 24、影响混凝效果的主要因素有哪些? （1）混凝剂的种类和投量（2）水力条件和作用时间（3）水温影响（4）水的PH值和碱度影响（5）水中悬浮物浓度影响（6）水中杂质影响 25、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°? 斜管沉淀池的理论依据是采用斜管沉淀池既可以增加沉淀而积,又可以利用斜管解决排泥问题。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，实践证明，倾角为60°最好。 26、进水管U形存水弯有何作用? 进水管设置U形存水弯的作用，是防止滤池冲洗时，空气通过进水管进入虹吸管从而破坏虹吸。当滤池反冲洗时，如果进水管停止进水，U形存水弯即相当于一根测压管，存水弯中的水位将在虹吸管与进水管连接三通的标高以下。这说明此处有强烈的抽吸作用。如果不设U形存水弯，无论进水管停止进水或继续进水，都会将空气吸入虹吸管。 27、什么是统一给水、分质给水和分压给水，哪种系统目前用得最多? 统一给水系统，即用同一系统供应生活、生产和消防等用水。分质给水，可以是同一水源，经过不同的水处理过程和管网,将不同水质的水供给各类用户，也可以是不同水源，例如地表水经简单沉淀。分压给水，因水压要求不同而分系统给水，有同一泵站内的不同水泵分别供水到水压要求高的高压水网和水压要求低的低压管网，以节约能量消耗。目前应用最多的是统一给水系统。