给水工程思考题

给水工程思考题内容摘要：

易被堵塞。 原水进入滤池前，无论是接触过滤或微絮凝过滤，均不应形成大的絮凝体以免很快堵塞滤层表面孔隙。 滤速应根据原水水质决定。 清洁滤层水头损失与哪些因素有关。 过滤过程中水头损失与过滤时间存在什么关系。 可否用数学式表达。 答：因素：滤料粒径、形状、滤层级配和厚度及水温。 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，当滤速保持不变 的情况下，将引起水头损失的增加。 数学表达式： 2 200 0 0 21( 1 ) 11 8 0 ( ) ( )2 n i iim pH h l v dg    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”。 答：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即属等速过滤的滤池。 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 “ 负水头 ” ?它对过滤和冲洗有何影响 ?如何避免虑层中 “ 负水头 ” 的产生 ? 在过虑过程中 ,当虑层截留了大量的杂质以致砂面以下某一深度处的水头损失超过该处水深时 ,便出现负水头现象 . 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 ,一是减少有效 过滤面积 ,使过滤时的水头损失及虑层中孔隙流速增加 ,严重时会影响虑后水质。 二是气囊会穿过虑层上升 ,有可能把部分细虑料或轻质虑料带出 ,破坏虑层结构 .反冲洗时 ,气囊更易将虑料带出虑池 . 避免出现负水头的方法是增加砂面上水深 ,或令虑池出口位置等于或高于虑层表面 ,虹吸虑池和无阀虑池所以不会出现负水头现象即是这个原因 . “ 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 . ?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 . 11 公式（ 172）与公式（ 1711）有何异同。 后者是否可用于过滤，前者是否可用于反冲洗。 为什么。 答：公式（ 1711）与（ 172）的差别在于：公式右边多了紊流项（第二项），而层流项（第一项）的常数值稍小。 故前式适用于层流、过渡区和紊流区。 后者可用于过滤，前者不用于反冲洗。 12 什么叫“最小流态化冲洗流速”。 当反冲洗流速小于最小流态化冲洗流速 时，反冲洗时的滤层水头损失与反冲洗强度是否有关。 答：当滤料粒径、形状、密度、滤层厚度和空隙率以及水温等已知时，将式（ 1711）和（ 1713）绘成水头损失和冲洗流速关系图，得图 1713。 图中的 Vmf是反冲时滤料刚刚开始流态化的冲洗流速，称“最小流态化冲洗流速”。 有欧根公式和图 1713易知，反冲洗流速小于最小流态化冲洗流速时，反冲洗时的滤层水头损失与反冲洗强度有关。 13 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，有节省冲洗水量。 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，从而提高滤层含污能力。 14 大阻力配水系统和小阻力配水系统的涵义是什么。 各有何优缺点。 掌握大阻力配水系统的基本原理和公式（ 1732）的推导过程。 答： 一般规定：配水系统开孔比为  =%~%为大阻力配水系统；  =%~%为中阻力配水系统；  =%~%为小阻力配水系统。 大阻力配水系统的优点是配水均匀性好，但结构复杂，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。 小阻力配水系统可以克服上述缺点。 原理和推导过长，见书 P337339。 1 小阻力配水系有哪些形式。 各有何优缺点。 答： 小阻力配水系的形式有：钢筋混凝土穿孔（或缝隙）滤板；穿孔滤砖；滤头。 用时主要考虑的因素有：造价 、 配水均匀性 、孔口易堵塞性、强度、耐腐蚀性 1 滤池的冲洗排水槽设计应符合哪些要求，并说明理由。 答： 为达到及时均匀地排出废水，冲洗排水槽设计必须符合以下要求： （ 1）冲洗废水应自由跌落入冲洗排水槽。 槽内水面以上一般要有 7cm 左右的保护高度以免槽内水面和滤池水面连成一片，使冲洗均匀性受到影响。 （ 2）冲洗排水槽内的废水，应自由跌落进入废水渠， 以免废水渠干扰冲洗排水槽出流，引起壅水现象。 （ 3）每单位长的溢入流量应相等。 （ 4）冲洗排水槽在水平面上的总面积一般不大于滤池面积的 25%，以免冲洗时，槽与槽之间水流上升速度会过分增大，以致上升水流均匀性受到影响。 （ 5）槽与槽中心间距一般为。 间距过大，从离开槽口最远一点和最近一点流入排水槽的流线相差过远，也会影响排水均匀性。 （ 6）冲洗排水槽高度要适当。 槽口太高，废水排除不净；槽口太低，会使滤料流失。 1 冲洗水塔或冲洗水箱高度和容积如何确定。 答： 容积 V= V水塔或水 箱容积 m3 F单格滤池面积 m2 t冲洗历时 min 水塔或水箱底高出滤池冲洗排水槽顶距离： H=h1+h2。