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给水工程总结

水资源概念。

广义概念:水资源指包括海洋,地下水,冰川,湖泊,土壤水,河川径流,大气水等在内的各种水体。

狭义概念:水资源指上述广义水资源范围内逐年可以得到恢复更新的那一部分淡水。

工程概念:水资源仅指上述狭义水资源范围内可以恢复更新的淡水量中,在一定技术经济条件下,可以为人们所用的那一部分水以及少量被用于冷却的海水。

取水工程任务要求量的概念,质的概念,水压的要求地下水源包括潜水,自流水,泉水。

地表水源包括江河,湖泊,水库,海水。

取水构筑物有管井,大口井,辐射井,复合井及渗渠。

管井和大口井最为常见。

管井深度一般在200m以内管井组成:井室,井壁管,过滤器,沉淀管根据井的构造,分为完整井和非完整井井群的互阻影响a在水位降落值不变条件下,共同作用时,各井的出水量小于单独工作时的出水量b在出水量不变条件下,共同作用时各井的水位降落值大于各井单独工作时的水位降落值。

地表水取水构筑物分类:按水源分,河流,湖泊,水库,海水取水构筑物。

按构造形式分,固定式(岸边式,河床式,斗槽式)和活动式(浮船式,缆车式)在山区河流上,有带堤坝的取水构筑物和低栏栅式取水构筑物。

给水处理方法:1澄清和消毒2除臭除味3除铁锰氟4软化5淡化除盐6水的冷却7水的腐蚀和结垢控制8生活饮用水预处理和深度处理反应器分类:按物料形态(均相反应器,多相反应器)按流态和操作(完全混合间歇式反应器完全混合连续式反应器推流式反应器)动力学稳定系指颗粒布朗运动对抗重力影响的能力聚集稳定性系指胶体粒子之间不能互相聚集的特性。

混凝剂的混凝作用:压缩双电层吸附-电性中和吸附架桥卷扫作用异向絮凝:由布朗运动所造成的颗粒碰撞聚集同向絮凝:由流体运动所造成的颗粒碰撞聚集混凝控制指标:混合阶段G在700~1000s每秒之内絮凝阶段G=20~70每秒平均GT=10000~100000范围内影响混凝效果主要因素:1水温影响2水的PH值和碱度影响3水中悬浮物浓度的影响4浊度影响5混凝剂6水力条件混凝剂的计量设备:转子流量计电磁流量计苗嘴计量泵混凝剂的投加方式:1泵前投加2高位溶液池重力投加3水射器投加4泵投加胶体稳定性:胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。

试用胶粒间互相作用势能曲线说明胶体稳定性的原因:当oa<x<oc时,排斥势能占优势,x=ob时,排斥势能最大,用Emax表示,称排斥能峰。

当x<oa或x>oc时,吸引势能均占优势。

不过,x>oc时虽然两胶粒表现出相互吸引趋势,但由于存在着排斥能峰这一屏障,两胶粒仍无法靠近。

只有当x<oa时,吸引势能随间距急剧增大,凝聚才会发生。

要使两胶粒表面间距小于oa,布朗运动的动能首先要能克服排斥能峰Emax才行。

然而,胶粒布朗运动的动能远小于Emax两胶粒之间距离无法靠近到oa以内,故胶体处于分散稳定状态。

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。

压缩双电层机理:由胶体粒子的双电层结构可知,反离子的浓度在胶粒表面处最大,并沿着胶粒表面向外的距离呈递减分布,最终与溶液中离子浓度相等。

当向溶液中投加电解质,使溶液中离子浓度增高,则扩散层的厚度减小。

该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中,从而使扩散层厚度减小。

由于扩散层厚度的减小,电位相应降低,因此胶粒间的相互排斥力也减少。

另一方面,由于扩散层减薄,它们相撞时的距离也减少,因此相互间的吸引力相应变大。

从而其排斥力与吸引力的合力由斥力为主变成以引力为主(排斥势能消失了),胶粒得以迅速凝聚。

吸附-电中和机理:胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用,由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷,减少了静电斥力,降低了ξ电位,使胶体的脱稳和凝聚易于发生。

此时静电引力常是这些作用的主要方面。

上面提到的三价铝盐或铁盐混凝剂投量过多,凝聚效果反而下降的现象,可以用本机理解释。

因为胶粒吸附了过多的反离子,使原来的电荷变号,排斥力变大,从而发生了再稳现象。

硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系:Ph<3时,压缩扩散双电层作用。

Ph>3时,吸附-电中和作用。

Ph>3时水中便出现聚合离子及多核羟基配合物,这些物质会吸附在胶核表面,分子量越大,吸附作用越强。

.混凝控制指标有哪几种?为什么要重视混凝控制指标的研究?你认为合理的控制指标应如何确定?在絮凝阶段通常以G和GT值作为控制指标。

可以控制混凝效果,即节省能源,取得好的混凝效果。

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?1)、水泵混合混合效果好,不需另建混合设施,节省动力,大、中、小型水厂均可采用。

但但采用FeCl3混凝剂时,若投量较大,药剂对水泵叶轮可能有轻微腐蚀作用。

适用于取水泵房靠近水厂处理构筑物的场合,两者间距不宜大于150m。

2)、管式混合简单易行。

无需另建混合设备,但混合效果不稳定,管中流速低,混合不充分。

3)、机械混合池混合效果好且不受水量变化影响,缺点是增加机械设备并相应增加维修工作。

控制G值的作用是使混凝剂快速水解、聚合及颗粒脱稳。

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值应自进口值出口逐渐减少?1)、隔板絮凝池括往复式和回转式两种。

优点:构造简单,管理方便。

缺点:流量变化大者,絮凝效果不稳定,絮凝时间长,池子容积大。

2)、折板絮凝池优点:与隔板絮凝池相比,提高了颗粒碰撞絮凝效果,水力条件大大改善,缩短了絮凝时间,池子体积减小。

缺点:因板距小,安装维修较困难,折板费用较高。

3)、机械絮凝池 优点:可随水质、水量变化而随时改变转速以保证絮凝效果,能应用于任何规模水厂 缺点:需机械设备因而增加机械维修工作。

絮凝过程中,为避免絮凝体破碎,絮凝设备内的流速及水流转弯处的流速应沿程逐渐减少,从而G 值也沿程逐渐减少。

沉淀筒分区:清水区 等浓度区 变浓度区 压实区浅池理论: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。

澄清池分类:泥渣悬浮型澄清池 泥渣循环型澄清池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、长度和表面积关系如何?答:1)颗粒处于自由沉淀状态。

2)水流沿着水平方向流动,流速不变。

3)颗粒沉到池底即认为已被去除,不再返回水流中。

Q/AuiE 去除率 由式子可知:悬浮颗粒再理想沉淀池中的去除率只与沉淀池的表面负荷有关,与其他因素如水深,池长,水平流速和沉淀时间均无关。

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? 答1)沉淀池实际水流状况对沉淀效果的影响。

(雷诺数Re 和 弗劳德数Fr 有效停留时间)2)凝聚作用的影响。

沉淀池纵向分格可以减小水力半径R 从而降低Re 和提高Fr 数,有利于沉淀和加强水的稳定性,从而提高沉淀效果。

设计平流沉淀池是根据沉淀时间、表面负荷还是水平流速?为什么?设计平流沉淀池是根据表面负荷.因为根据E=AQ u i /可知,悬浮颗粒在理想沉淀池中的去除率只与沉淀池的表面负荷有关,而与其他因素如水深、池长、水平流速和沉淀时间均无关.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度?答:斜管沉淀池的理论根据:根据公式E=AQ u i /,在沉淀池有效容积一定的条件下,增加沉淀面积,可使颗粒去除率提高。

因为斜管倾角越小,沉淀面积越大,沉淀效率越高,但对排泥不利,根据生产实践,故倾角宜为60度。

澄清池的基本原理和主要特点是什么?答:基本原理:原水加药后进入澄清池,使水中的脱稳杂质与澄清池中的高浓度泥渣颗粒充分接触碰撞凝聚,并被泥渣层拦截下来,水得到澄清。

主要特点:澄清池将絮凝和沉淀两个过程综合与一个构筑物内完成,主要利用活性泥渣层达到澄清的目的。

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。

过滤机理:机械筛滤,重力沉淀,接触吸附。

提高滤层含污能力的三大方式:均质滤料,双层滤料,进水方式直接过滤分为;接触过滤,微絮凝过滤什么叫“等速过滤”和“变速过滤”?两者分别在什么情况下形成?分析两种过滤方式的优缺点并指出哪几种滤池属“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,称“等速过滤”。

滤速随过滤时间而逐渐减小的过滤称“变速过滤” 随着过滤时间的延长,滤层中截留的悬浮物量逐渐增多,滤层孔隙率逐渐减小,由公式可知道,当滤料粒径、形状、滤层级配和厚度以及水温已定时,如果孔隙率减小,则在水头损失保持不变的条件下,将引起滤速的减小;反之,当滤速保持不变的情况下,将引起水头损失的增加。

这样就产生了等速过滤和变速过滤两种基本过滤方式。

虹吸滤池和无阀滤池属等速过滤的滤池。

移动罩滤池属变速过滤的滤池,普通快滤池可以设计成变速过滤也可设计成等速过滤常用滤料:石英砂,无烟煤,石榴石,陶粒什么叫虑料“有效粒径”和“不均匀系数”?不均匀系数过大对过滤和反冲洗有何影响?“均质虑料”的涵义是什么?虑料的有效径粒是指通过虑料重量的筛孔孔径,不均匀系数表示虑料粒径级配.不均匀系数愈大,表示粗细尺寸相差愈大,颗粒愈不均匀,这对过滤和冲洗都很不利.因为不均匀系数较大时,过滤时虑层含污能力减小;反冲洗时,为满足粗颗粒膨胀要求,细颗粒可能被冲出虑池,若为满足细颗粒膨胀要求,粗颗粒将得不到很好清洗,如果径粒系数愈接近1,虑料愈均匀,过滤和反冲洗效果愈好,但虑料价格提高K80=d80/d10(d10滤料有效粒径,K80不均匀系数K80min=1)虑池反冲洗强度和虑层膨胀度之间关系如何?当虑层全部膨胀起来以后,反冲洗强度增大,水流通过虑层的水头损失是否同时增大?为什么?当冲洗流速超过mf 以后,虑层中水头损失不变,但虑层膨胀起来.冲洗强度愈大,膨胀度愈大.不会,因为当冲洗流速超过最小流态化冲洗流速mf 时,增大冲洗流速只是使虑层膨胀度增大,而水头损失保持不变. 气-水反冲洗有哪几种操作方式?各有何优缺点?答:操作方式有以下3种: 1先用空气反冲然后再用水反冲。

2先用气-水同时反冲,然后再用水反冲。

3先用空气反冲,然后用气-水同时反冲,最后再用水反冲。

高速水流反冲虽然洗操作方便,池子和设备较简单,但是冲洗耗水量大,冲洗结束后,滤料上细下粗分层明显。

采用气、水反冲洗方法既提高冲洗效果,又节省冲洗水量。

同时,冲洗时滤层不一定需要膨胀或仅有轻微膨胀,冲洗结束后,滤层不产生或不明显产生上吸下粗分层现象,即保持原来滤层结构,提高滤层含污能力。

普通快滤池构造:进水系统,滤料层,承托垫层,出水系统,反洗系统,排污系统。

所谓V 型滤池,其主要特点是什么? V 型滤池因两侧(或一侧也可)进水槽设计成V 字形而得名,池底设有一排小孔既可以作过滤时进水用,冲洗时又可供横向扫洗布水用,这是V 型滤池的一个特点。

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