《水处理工程技术》习题库答案

甘肃建筑技术学院环境与市政工程系水处理工程技术

哪些问题？

答：直接过滤是指原水不经沉淀而直接进入滤池过滤。在生产过程中，直接过滤工艺的应用方式有两种：（1）原水加药后不经任何絮凝设备直接进入滤池过滤的方式称“接触过滤”；（2）原水加药混合后先经过简易微絮凝池，待形成粒径大约在40～60μm左右的微絮粒后即可进入滤池过滤的方式称“微絮凝过滤”。采用直接过滤工艺时要求：1）原水浊度较低、色度不高、水质较为稳定；2）滤料应选用双层、三层或均质滤料，且滤料粒径和厚度要适当增大，以提高滤层含污能力；3)需加高分子助凝剂以提高微絮粒的强度和粘附力；4）滤速应根据原水水质决定，一般在5m/s左右。

3.什么是“等速过滤”和“变速过滤”？两者分别在什么情况下形成？属于“等速过滤”和“变速过滤”的滤池分别有哪几种？

答：“等速过滤”是指在过滤过程中，滤池过滤速度保持不变，亦即滤池流量保持的过滤方式。“变速过滤”是指在过滤过程中，滤池过滤速度随过滤时间的延续而逐渐减小的过滤方式。虹吸滤池和无阀滤池即属于等速过滤滤池。普通快滤池可设计成变速滤池，也可设计成等速滤池。

4.什么是“负水头”现象？负水头对过滤和反冲洗造成的危害是什么？避免滤层中出现“负水头”的措施是什么？

答：过滤过程中，当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时，便出现负水头现象。滤层出现负水头现象后，由于压力减小，原来溶解在水中的气体有些会不断释放出来。释放出来的气体对过滤有两个破坏作用：一是增加滤层局部阻力，减少有效过滤面积，增加过滤时的水头损失，严重时会影响滤后水质；二是气体会穿过滤层，上升到滤池表面，有可能把部分细滤料或轻质滤料带上来，从而破坏滤层结构。在反冲洗时，气体更容易将滤料带出滤池，造成滤料流失。要避免出现负水头现象，一般有两种解决方法，一是增加滤层上的水深，二是使滤池出水水位等于或高于滤层表面。 5.什么是滤料“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？ 答：在公式：K80?d80d10中，d10又称“有效粒径”，指通过滤料重量10%的筛孔

孔径，mm。它反映滤料中细颗粒尺寸；K80的大小反映了滤料颗粒粗细不均匀程度，K80越大，则粗细颗粒的尺寸相差越大，颗粒越不均匀，对过滤和反冲洗都会产生非常不利的影响。因为K80越大，则粗细颗粒的尺寸相差越大，颗粒越不

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均匀，对过滤和反冲洗都会产生非常不利的影响。因为K80较大时，滤层的孔隙率小，含污能力低，从而导致过滤时滤池工作周期缩短；反冲洗时，若满足细颗粒膨胀要求，粗颗粒将得不到很好清洗，反之，若为满足粗颗粒膨胀要求，细颗粒可能被冲出滤池。K80越接近1，滤料越均匀，过滤和反冲洗效果越好，但滤料价格很高，为保证过滤与反冲洗效果，通常要求K80<2.0。

6.气、水反冲洗的原理是什么？气、水反冲洗操作方式有哪几种？

答：气、水反冲洗的原理是：利用压缩空气进入滤池后，上升空气气泡产生的振动和擦洗作用，将附着在滤料表面的杂质清除下来并使之悬浮于水中，然后再用水反冲把杂质排出池外。空气由鼓风机或空气压缩机和储气罐组成的供气系统供给，冲洗水由冲洗水泵或冲洗水箱供应，配气、配水系统多采用长柄滤头。气、水反冲洗操作方式有以下几种：（1）先进入压缩空气擦洗，再进入水冲洗；（2）先进入气-水同时反冲，再进入水冲洗；（3）先进入压缩空气擦洗，再进入气、水同时反冲，最后进入水反冲。

第七章 吸附

1.名词解释：

吸附：是一种物质附着在另一种物质表面上的过程，它可发生在气液、气固、液固两相之间。在相界面上，物质的浓度自动发生积累或浓集。在水处理中，主要利用固体物质表面对水中物质的吸附作用。

吸附法：利用多孔性的固体物质，使水中一种物质被吸附在固体表面而去除的方法。

吸附剂：具有吸附能力的多孔性固体物质。 吸附质：废水中被吸附的物质。

分散相：包容吸附剂和吸附质并以分散形式存在的介质。 吸附过程：吸附质被吸附剂吸附的过程。

解吸过程：已被吸附的吸附质脱离吸附剂的表面又回到液相中去的过程。 吸附平衡：当吸附速度和解吸速度相等时，即单位时间内吸附的数量等于解吸的数量时，则吸附质在溶液中的浓度和吸附剂表面上的浓度都不再改变而达到的动态平衡状态。

平衡浓度：在吸附平衡时吸附质在溶液中的浓度。 吸附容量：指单位重量的吸附剂所吸附的吸附质的重量。 吸附速度：单位重量的吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。

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2.吸附类型有哪些？分别描述各自的特征。

答：吸附类型有化学吸附和离子交换吸附。（1）物理吸附：①是放热反应；②没有特定的选择性；③物理吸附的动力来自分子间引力，吸附力较小，因而在较低温度下就可以进行；④被吸附的物质由于分子的热运功会脱离吸附剂表面而自由转移，吸附质在吸附剂表面可以较易解吸。⑤影响物理吸附的主要因素是吸附剂的比表面积。（2）化学吸附：①吸附热大，相当于化学反应热；②有选择性；③化学吸附比较稳定，当吸附的化学键力较大时，吸附反应为不可逆；④吸附剂表面的化学性能、吸附质的化学性质以及温度条件等，对化学吸附有较大的影响。（3）离子交换吸附是指吸附质的离子由于静电引力聚集到吸附剂表面的带电点上，同时吸附剂表面原先固定在这些带电点上的其他离子被置换出来，等于吸附剂表面放出一个等当量离子。离子所带电荷越多，吸附越强。电荷相同的离子，其水化半径越小，越易被吸附。 3.影响吸附的因素主要有哪些？

答：（1）吸附剂的性质；（2）吸附质的性质；（3）吸附过程的操作条件：主要包括水的pH值，共存物质、温度、接触时间等。 4.试述吸附剂的表面特性。

答：（1）比表面积：单位重量的吸附剂所具有的表面积，随物质空隙的多少而变化。（2）表面能：液体或固体物质内部的分子受周围分子的引力在各个方向上都是均衡的，一般内层分子之间引力大于外层分子之间引力，故一种物质的表面分子比内部分子具有多余的能量，称为表面能。（3）表面化学性质：在固体表面上的吸附除与其比表面积有关外，还与固体所具有的晶体结构中的化学键有关。

5.活性炭的一般性质有哪些？

答：外观为暗黑色，具有良好的吸附性能，化学稳定性好，可耐强酸及强碱，能经受水浸、高温。比重比水轻，是多孔性的疏水性吸附剂。 6.吸附操作分为哪几种形式，并分别加以阐述。

答：吸附操作方式分为静态吸附与动态吸附两种。静态吸附：又称静态间歇式吸附，是指在水不流动的条件下进行的吸附操作，其操作的工艺是把一定数量的吸附剂加入待处理的水中，不断进行搅拌，经过一定时间达到吸附平衡时，以静置沉淀或过滤方法实现固液分离，若一次吸附的出水不符合要求时，可增加吸附剂用量，延长吸附时间或进行二次吸附，直到符合要求。动态吸附：又称动态连

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续式吸附。是在水流条件下进行的吸附操作。其操作工艺过程是，污水不断地流过装填有吸附剂的吸附床，污水中的污染物质和吸附剂接触并被吸附，在流出吸附床之前，污染物浓度降至处理要求值以下，直接获得净化出水。实际中的吸附处理系统一般都采用动态连续式吸附工艺。 7.水处理常用的动态吸附设备有哪些？

答：常用的动态吸附设备有固定床、移动床、流化床等。 8.什么是吸附剂的再生？活性炭的再生方法有哪几种？

答：吸附剂的再生就是在吸附剂本身结构不发生或极少发生变化的情况下，用某种方法将被吸附的物质，从吸附剂的细孔中除去，以达到能够重复使用的目的。活性炭的再生方法有加热法、蒸汽法、溶剂法、臭氧氧化法、生化法等。加热再生法又分为低温法与高温法；药剂再生法分为无机药剂再生法和有机溶剂再生法；氧化再生法包括湿式氧化法、电解氧化法、臭氧氧化法和生物氧化法。

第八章 氧化还原与水的消毒

1.目前水的消毒方法主要有哪几种？简要评述各种消毒方法的优缺点。 答：目前水的消毒方法有氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒。

（1）氯消毒是应用最广泛的消毒方法，杀灭有机物效率较高，经济有效，使用方便。但消毒后会产生有害健康的副产物，如三卤甲烷。

（2）臭氧消毒作为消毒剂不会产生三卤甲烷等副产物，其杀菌能力均比氯强，同时也可改善水的口感和感官性能，对一些病毒，臭氧的灭活作用也远远高于氯。

（3）二氧化氯消毒对一般的细菌和很多病毒的杀灭作用强于氯，且其消毒效果受pH的影响不大。它几乎不与水中的有机物作用而生成有害的卤代有机物，有机副产物主要包括低分子量的乙醛和羧酸，含量大大低于臭氧氧化过程。 2.简述氯消毒和氯胺消毒的原理。两者消毒效果有何不同？

答：一般认为，氯消毒过程中主要通过次氯酸起消毒作用，当HOCl分子到达细菌内部时，与有机体发生氧化作用而使细菌死亡。OCl—虽然也具有氧化性，但由于静电斥力难于接近带负电的细菌，因而在消毒过程中作用有限。氯胺消毒也是HOCl的作用。用氯消毒5min内可杀灭细菌达99%以上；而用氯胺时，相同条件下，5min内仅达60%，需要将水与氯胺的接触时间延长到几十小时，才能达到99%的灭菌效果。

3.水的氧化、还原处理法有哪些？各有何特点？适用于何种场合？

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