参考习题

《水处理工程》

第一篇 水和废水物化处理的原理与工艺

习题集

第二章 混 凝

1. 何谓胶体稳定性？试用胶粒间相互作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。 2. 混凝过程中，压缩双电层何吸附－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。

3. 高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？

4.为什么有时需要将PAM在碱化条件下水解成HPAM？PAM水解度是何涵义？一般要求水解度为多少？

5.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？

6.混合和絮凝反应同样都是解决搅拌问题，它们对搅拌有何不同？为什么？ 7.根据反应器原理，什么形式的絮凝池效果较好？折板絮凝池混凝效果为什么优于隔板絮凝池？

8.采用机械絮凝池时，为什么要采用3～4档搅拌机且各档之间需用隔墙分开？ 9.试述给水混凝与生活污水及工业废水混凝各自的特点。

10.某粗制硫酸铝含Al2O315％、不溶解杂质30％，问：(1)商品里面Al2(SO4)3和溶解杂质各占的百分数；(2)如果水中加1克这种商品，计算在水中产生的Al(OH)3、不溶解杂质和溶解的杂质分别重多少？

11.For a flow of 13500 m3/d containing 55mg/L of suspended solids, ferric sulfate is used as a coagulant at a dose of 50mg/L

(a) Assuming that there is little alkalinity in the water, what is the daily lime dose? (b) If the sedimentation basin removes 90% of the solids entering it, what is the daily solids production from the sedimentation basin?

12.隔板絮凝池设计流量75000m3/d。絮凝池有效容积为1100m3。絮凝池总水头损失为0.26m。求絮凝池总的平均速度梯度G值和GT值各为多少？（水厂自用水量按5%计）

13.某机械絮凝池分成3格。每格有效尺寸为2.6m（宽）?2.6m（长）?4.2m（深）。

每格设一台垂直轴桨板搅拌器，构造按图15-21，设计各部分尺寸为：r2=1050mm；桨板长1400mm，宽120mm；r0=525mm。叶轮中心点旋转线速度为： 第一格 v1=0.5m/s 第二格 v2=0.32m/s 第三格 v3=0.2m/s

求：3台搅拌器所需搅拌功率及相应的平均速度梯度G值（水温按20℃计算） 14. 当硫酸铝投加量为20毫克/升（商品重），消毒加氯量为5毫克/升，水厂产水量为10000米3/日，一级和二级泵房总提升高度为60米，试计算每日所耗药费和电费，又每千吨水的药费和电费为多少？（每吨硫酸铝和液氯分别按350元及1500元估算，工业用电按每千瓦小时0.5元算，功率E=Q H/102?，千瓦；Q——流量，升/秒；H——水泵扬程，米；?——泵站总效率，一般为0.55～0.85）

第三章 沉淀与澄清

1. 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？

2. 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？ 3. Determine the settling velocity in m/s of a spherical sand particle with a specific gravity of 2.65 and diameter of 0.45 mm at temperature of 20 ?C.

4. 平流沉淀池设计流量为720m3/h。要求沉速等于和大于0.4m/s的颗粒全部去除。试按理想沉淀条件，求： （1） 所需沉淀池平面积为多少m3？

（2） 沉速为0.1mm/s的颗粒，可去除百分之几？

5. 原水泥砂沉降试验数据见下表。取样口在水面下180cm处。平流沉淀池设计流量为900m3/h，表面积为500m2。试按理想沉淀池条件，求该池可去除泥沙颗粒约百分之几？（C0表示泥砂初始浓度，C表示取样浓度）

沉降试验数据 取样时间（min） C/C0

0 1 15 0.98 20 0.88 30 0.70 60 0.30 120 0.12 180 0.08 6. A laboratory settling analysis has been performed on a domestic wastewater exhibiting flocculent sedimentation with the results given in the following table. The column had a diameter of 14cm and total depth of 2.40m, with sampling ports spaced

with 0.60m. The initial concentration of the wastewater was 300 mg/L. Determine the surface loading rate of sedimentation tank when SS overall removal of 65% is requested.

Sampling ports Percentage SS removed at the following settling times (%) depth (m) 5min 10min 20min 40min 60min 90min 120min 0.6 41 55 60 67 72 73 76 1.2 19 33 45 58 62 70 74 1.8 15 31 38 54 59 63 71 7. 如何从理想沉淀池的理论分析得出斜板（管）沉淀的设计原理？

8. 已知平流沉淀池的长度L=20m，池宽B=4m，池深H=2m。今欲改装成斜板沉淀池，斜板水平间距10cm，斜板长度l=1m，倾角60度。如不考虑斜板厚度，当废水中悬浮颗粒的截留速度u0=1m/h，求改装后沉淀池的处理能力与原有池子比较提高多少倍？改装后沉淀池中水流的雷诺数Re为多少？与原有池子的Re相差多少倍？

9. 澄清池的工作原理与沉淀池有何异同？运行上要注意什么问题？ 10.简述4种澄清池的构造、工作原理和主要特点。

第四章 气 浮

1. 是否任何物质都能粘附在空气泡上，取决于哪些因素？

2. 为什么废水中的乳化油类不易相互粘聚上浮？ 3. 混凝剂与浮选剂有何区别？各起什么作用？

4. 在处理同样水量的条件下，试比较加压溶气气浮、叶轮气浮与射流气浮三种设备的电耗比值。

5. 造纸废水量3000m3/d，悬浮物浓度平均为1,000mg/L，水温20℃，采用回流式加压溶气气浮处理流程，溶气水压力（表压）为3kg/cm2，溶气罐中停留时间2分钟，空气饱和率为70％，问在气浮池中释放出的空气量有多少L/m3，回流水量占处理水量的百分比是多少？投入的空气量占处理水量的体积百分比是多少（假设原来废水中溶解氧为0）？

第五章 过 滤

1. 试述快滤池的工作原理。

2. 某天然海砂筛分结果见下表，根据设计要求：d10＝0.54mm，K80＝2.0。试问

筛选滤料时，共需筛除百分之几天然砂粒（分析砂样200g）。

筛孔 （mm） 2.36 1.65 1.00 0.59 0.25 0.21 砂底盘 合计 留在筛上砂量 质量（g） 0.8 18.4 40.6 85.0 43.4 9.2 2.6 200 0.4 9.2 20.3 42.5 21.7 4.6 1.3 100 ％ 通过该号筛的砂量 质量（g） 199.2 180.8 140.2 55.2 11.8 2.6 ％ 99.6 90.4 70.1 27.6 5.9 1.3

3. 某生活饮用水厂由于有预沉池，预沉池水的浊度保持在16～18度，试考虑能否不投加混凝剂直接过滤，为什么？

4. 直接过滤有哪两种方式？采用直接过滤应注意哪些问题？

5. 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”？

6. 什么叫滤料“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？ 7. 设滤池尺寸为5.4m（长）×4m（宽）。滤层厚70cm。冲洗强度q＝14L/s.m2，滤层膨胀度e＝40％。采用3条排水槽，槽长4m，中心距为1.8m。求： a) 标准排水槽断面尺寸； b) 排水槽顶距砂面高度；

c) 校核排水槽在水平面上总面积是否符合设计要求。 8. 滤池平面尺寸、冲洗强度及砂滤层厚度同上题，并已知：

冲洗时间6min；承托层厚0.45m；大阻力配水系统开孔比?＝0.25％；滤料密度为2.62g/cm3；滤层孔隙率为0.4；冲洗水箱至滤池的管道中总水头损失按0.6计。求： a) 冲洗水箱容积；

b) 冲洗水箱底至滤池排水冲洗槽高度。

9. 如果过滤速度为10米/时，过滤周期为24小时，初步估算1米2滤池在过滤周期内扣去冲洗水，净生产多少水量，又砂层里截留了多少你（重量）？（停止过滤至冲洗完毕约需10－20分钟，冲洗消耗清水约占滤池生产水量的1～3％）。

10. 试述反冲洗配水不均匀的绝对性，怎样才能达到配水的相对均匀？

11. 理想的滤池应是怎样的？

12. 虹吸滤池分格数如何确定？虹吸滤池与普通快滤池相比有哪些主要优缺点？

第六章 消 毒

1．The chlorine residuals measured when various dosages of chlorine were added to a wastewater are given below. Determine (a) the breakpoint dosage and

(b) the design dosage to obtain a residual of 0.75mg/L free available chlorine

Dosage, mg/L Residual, mg/L 0.1 0 0.5 0.4 1.0 0.8 1.5 0.4 2.0 0.4 2.5 0.9 3.0 1.4 2．The following data were obtained for a 0.99 percent inaction for a given bacterial strain at 10 ℃.Using these data develop a general relationship that can be used to model the observed data. Using the relationship developed, determine the chlorine dose required to achieve a 99.99 percent inactivation in 60 min. Combined chlorine residual, mg/L Contact time ,min 2 240 3 92 4 47 5 28 6 18 7 12 8 9 9 6.8 10 5.1 3. 为什么在水消毒中广泛采用氯作为消毒剂？近年来发现了什么问题？ 4. 试讨论其他消毒剂的发展前途。

第七章 氧化还原

1. 如何运用氧化还原电位数值判断氧化还原反应的可行性？ 2. 离子交换反应和氧化还原反应的区别是什么？

3. 用氯处理含氰废水时，为何要严格控制溶液的pH值？ 4. 电解可以产生哪些反应过程？对水处理可以起什么作用？

第八章 膜技术

1．电渗析膜与离子交换树脂在离子交换过程中的作用有何异同？

2. 什么是电渗析的极化现象？它对电渗析器的正常运行有何影响？如何防止？ 3. 利用电渗析法处理工业废水有何特点？ 4. 电渗析器的电流效率与电能效率有何区别？

5. 反渗透与超滤在原理、设备构造、运行上有何区别？有何联系？ 6. 反渗透法除盐与其它除盐方法相比有何特点？

第九章 软化与除盐

1． 石灰软化处理水质有何变化？为什么不能将水中硬度降为零？ 2． 水质资料如下：

CO2 Ca2+

30mg/L

HCO3-

3.6mmol/L 0.55mmol/L 0.3mmol/L

0

1.4mmol/L 0.9mmol/L

SO42- Cl- Fe2+

Mg2+

Na++K+ 0.4mmol/L 少？

计算石灰软化时石灰投加量。如果市售石灰含CaO50%，实际石灰投加量为多

3． 水质资料同习题1，试计算经RH软化后产生的CO2和强酸（H2SO4+HCl）

各为多少毫升？

4．软化水量50立方米每小时，水质资料为：HCO3-283mg/L，SO42-67mg/L，Cl-13mg/L，软化后要求剩余碱度为0.3meq/L，采用H-Na并联软化系统，计算经RH和RNa软化的水量及每小时产生的CO2的量。

5．在固定床逆流再生中，用工业盐酸再生强酸阳离子交换树脂。若工业盐酸中HCl含量为31％，而NaCl含量为3％，试估算强酸树脂的极限再生度（KNa+H+＝1.5）。

6．以RNa交换水中Ca2+为例，推导不等价离子交换的平衡关系式，并画出其概括性平衡曲线。

7．离子交换速度有什么实际意义？影响离子交换速度的因素有哪些？ 8．强酸性阳树脂和弱酸性阳树脂的交换特性有什么不同？在实际应用中应如何选择？

9．固定床离子交换器中树脂层的工作过程怎样？什么是树脂工作层高度？它有什么使用意义？

10. 什么是树脂的工作交换容量？影响树脂工作交换容量的因素有哪些？ 11. 强碱性阴树脂和弱碱性阴树脂的工艺特性有什么区别？它们各适用于什么样的水质条件？

12. 混合床除盐和复床除盐有什么区别？为什么混合床大都设在除盐系统的最后？

13. 离子交换除盐和离子交换软化系统有什么区别？在生产实际中如何选择离子交换除盐系统？

离子交换法处理工业废水的特点是什么？

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