给水工程课后答案

给水工程课后答案内容摘要：

紊动性和水流稳定性；分别用 雷诺数 Re 和弗劳德数 Fr） ； 2） 凝聚作用的影响。 沉淀池纵向分格 /斜板 /斜管沉淀池可以减小水力半径 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。 6．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： AQu0 表面负荷在数值上等于截留沉速，但涵义不同。 前者是指单位沉淀池表面积的产水量，后者代表自池顶开始下沉所能全部去除的颗粒中的最小颗粒的沉速。 、表 面负荷还是水平流速 ?为什么 ? 答 :设计平流沉淀池是根据表面负荷 .因为根据 E= AQui/ 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 6 与其他因素如水深、池长、水平流速和沉淀时间均无关。 ?出水为什么往往采用出水支渠 ? 答 :平流 沉淀池进水采用穿孔隔墙的原因是使水流均匀地分布在整个进水截面上 ,并尽量减少扰动。 增加出水堰的长度 或堰口布置 ，采用出水支渠是为了使出水均匀流出 ,缓和出水区附近的流线过于集中，降低堰口的流量负荷。 ?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=AQui/，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。 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。 11 简要叙述书中所列四种澄清池的构造，工作原理和主要特点。 主要构造 工作原理 主要特点 悬浮澄清池 气水分离器，澄清室，泥渣浓缩室等 加药后的原水经汽水分离（作用：分离空气，以免进入澄清池扰动泥渣层）从配水管进入澄清室，水自下而上通过泥渣层，水中杂质被泥渣层截留，清水从集水槽流出，泥渣进入浓缩室浓缩外运。 一般用于小型水厂，处理效果受水质，水量等变化影响大，上升流速较 小。 脉冲澄清池 脉冲发生器 ， 进水室 ， 真空泵 ， 进水管 ， 稳流板 原水由进水管进入进水室，由于真空泵造成的真空使进水室水位上升，此为进水过程，当水位达到最高水位时，进气阀打开通入空气，进水室的水位迅速下降，此为澄清池放水过程。 通过反复循环地进水和放水实现水的澄清。 澄清池的上升流速发生周期性的变化，处理效果受水量水质 水温影响较大，构造也较复杂。 机械搅拌澄清池 第一絮凝室 ， 第二絮凝室 ， 分离室 加药后的原水进入第一絮凝室和第二絮凝室内与高浓度的回流泥渣相接触，达到较好的絮凝效果，结成大而重的 絮凝体，在分离室中进行分离。 泥渣的循环利用机械进行抽升 ，增加维修工作，结构较复杂。 泥渣回流量大，浓度高，需按要求进行调整控制，对原水的水量、水质、水温的变化适应性强。 水力循环澄清池 第一絮凝室 ， 第二絮凝室 ， 泥渣浓缩室 ， 分离室 ， 喷嘴 原水从池底进入，先经喷嘴高速喷入喉管，在喉管下部喇叭口造成真空而吸入回流泥渣。 原水和泥渣在喉管剧烈混合后被送入两絮凝室，从絮凝室出来的水进入分离室进行泥水分离。 泥渣一部分进入浓缩室，一部分进行回流。 结构较简单，无需机械设备，但泥渣回流量难以控制，且因絮凝室容 积较小，絮凝时间较短，处理效果较机械澄清池差 ，耗药量大，对原水水量，水质和水温的变化适应性较差，适用于中、小型水厂。 前两种是泥渣悬浮型澄清池，后两种是泥渣循环型澄清池。 第 17章 过滤 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。 答：颗粒较小时，布朗运动较剧烈，然后会扩散至滤粒表面而被拦截下来。 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。 答：使用双层滤料、三层滤料或混合滤料及均质滤料等滤层组成以改变上细下粗的滤层中杂质分布严重的不均匀现象，提高滤层含污能力。 直接过滤有哪两种方式。 采用原水直接过滤应注意哪些问题。 答：两种方式： 原水经加药后直接进入滤池过滤，滤前不设任何絮凝设备，这种过滤方式一般称“接触过滤” 滤池前设一简易微絮凝池，原水加药混合后先经微絮凝池，形成粒径相近的微絮凝池后（粒径大致在 40～ 60μ m 左右）即刻进入滤池过滤，这种过滤方式称“微絮凝过滤”。 注意问题： 1） 原水浊度和色度较低且水质变化较小。 2)采用双层、三层或均质材料，滤料粒径和厚度适当增大，否则滤层表面孔隙易被堵塞。 3)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。 4)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 7 小，当滤速保持不变的情况下，将引起水头损失的增加。 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。 与等速过滤相比，在平均滤速相同情况下，减速过滤的滤后水质较好，而且，在相同过滤周期内，过滤水头损失也较小。 过滤初期， 滤速较大可使悬浮杂质深入下层滤料；过滤后期 滤速减小，可防止悬浮颗粒穿透滤层。 等速过滤则不具备这种 自然调节 功能。 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 滤 层中 “ 负水头 ” 的产生 ? 答：在过滤 过程中 ,当滤 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滤 层中孔隙流速增加 ,严重时会影响滤 后水质。 二是气囊会穿过滤 层上升 ,有可能把部分细 滤 料或轻质 滤 料带出 ,破坏 滤 层结构。 反冲洗时 ,气囊更易将 滤 料带出 滤 池。 避免出现负水头的方法是增加砂面上水深 ,或令 滤 池出口位置等于或高于 滤 层表面 ,虹吸 滤 池和无阀 滤 池所以不会出现负水头现象即是这个原因。 滤 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 滤 料 ” 的涵义是什么 ? 滤 料的有效径粒是指通过 滤 料重量的筛孔孔径 ,不均匀系数表示 滤 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 滤 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 滤 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,滤 料愈均匀 ,过滤和反冲洗效果愈好 ,但 滤 料价格提高。 滤 料混杂与否与那些因素有关 ?滤 料混杂对过滤有何影响 ? 主要决定于 滤 料的密度差 ,粒径差及 滤 料的粒径级配 ,滤 料形状 ,水温及反冲洗强度等因素 . 滤 料混杂对过滤影响如何 ,有两种不同的观点 .一种意见认为 ,滤 料交界面上适度混杂 ,可避免交界面上积聚过多杂质而是 水头损失增加较快 ,故适度混杂是有益的。 另一种意见认为 滤 料交界面不应有混杂现象 .因为上层 滤 料起截留大量杂质作用 ,下层则起精 滤 作用 ,而界面分层清晰 ,起始水头损失将较小 .实际上 ,滤 料交界面不同程度的混杂是很难避免的 .生产经验表明 ,滤 料交界混杂厚度在一定时 ,对 滤 料有益无害 . 料承托层有何作用 ?粒径级配和厚度如何考 滤 ? 承托层作用 ,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 . 为防止反冲洗时承托层移动 ,对 滤 料 滤 池常采用”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过程中向上 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 .具体粒径级配和厚度 ,应根据配水系统类型和 滤 料级配确定 .对于一般的级配分层方式 ,承托层总厚度不一定增加 ,而是将每层厚度适当减小 . 池反冲洗强度和 滤 层膨胀度之间关系如何 ?当 滤 层全部膨胀起来以后 ,反冲洗强度增大 ,水流通过 滤 层的水头损失是否同时增大 ?为什么 ? 当冲洗流速超过 Vmf 以后 ,滤 层中水头损失不变 ,但 滤 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 Vmf 时 ,滤料处于悬浮状态，其受力平衡，即 水流冲击力等于重力，水流冲击力用于克服重力做功，做功大小用水头损失表示，重力不变，所以水头损失也不变。 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： 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”。 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。 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。 冲洗方法有哪几种。 简述各方式的工作原理和 优缺点。 冲洗的目的是 清除 滤层中所截留的污物，使滤池恢复过滤能力。 快滤池冲洗方法有以下几种： ； 、水反冲洗； 高速反冲洗原理 ：利用流速较大的反向水流冲洗滤料层，使整个滤层达到流态化状态，且具有一定的膨胀度。 截留于滤层中的污物，在水流剪力和滤料颗粒碰撞摩擦双重作用下，从滤料表面脱落下来，然后被冲洗水带出滤池。 冲洗流速 过大或过小，冲 洗效果均会降低。 8 优缺点：高速水流反冲洗虽然洗操作方便，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。 气、水反冲洗效果在于：利用上升空气气泡的振动可有效地将附着于滤料表面污物擦洗下来使之悬浮与水中，然后再用水“低速反冲”把污物排除池外。 优缺点： 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。