河海大学806水质工程学历年考研真题.docx

考试科目：水质工程学考试时间：月日（注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效!）1、澄清池一一主要依靠活性泥渣层达到澄清目的。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。2、折点加氯一一从折点加氯的曲线看，到达峰点H时，余氯最高，但这是化合性余氯而非自由性余氯，到达折点时，余氯最低。3、氧垂曲线一一有机物排入河流后,经微生物降解而大量消耗水中的溶解氧，使河水耗氧;另一方面，空气中的氧通过河流水面不断地溶入水中，使溶解氧逐步得到恢复。所以耗氧与复氧是同时存在的,污水排入后，DO曲线呈悬索状态下垂，故称为氧垂曲线BOD5曲线呈逐步下降态，直至恢复到污水排入前的基值浓度。4、BOD5水温为20条件下，5天的时间内，由于微生物的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧。5、MLVSS本项指标所表示的是混合液活性污泥中的有机性固体物质部分的浓度，是混合液挥发性悬浮固体浓度。1、什么是统一给水、分质给水和分压给水，哪种系统目前用得最多？答：统一给水系统，即用同一系统供应生活、生产和消防等用水。分质给水，可以是同一水源，经过不同的水处理过程和管网，将不同水质的水供给各类用户；也可以是不同水源,例如地表水经简单沉淀。分压给水，因水压要求不同而分系统给水，有同一泵站内的不同水泵分别供水到水压要求高的高压水网和水压要求低的低压管网，以节约能量消耗。目前应用最多的是统一给水系统。2、水中杂质按尺寸大小可分成几类？了解各类杂质主要来源、特点及一般去除方法。答：水中杂质按尺寸大小可分成三类：1）悬浮物和胶体杂质：悬浮物尺寸较大，易于在水中下沉或上浮。但胶体颗粒尺寸很小，在水中长期静置也难下沉，水中所存在的胶体通常有粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。有机高分子物质通常也属于胶体一类。天然不中的胶体一-般带有负电荷，有时也含有少量正电荷的金属氢氧化物胶体。粒径大于0.1mm的泥砂去除较易，通常在水中很快下沉。而粒径较小的悬浮物和胶体物质，须投加混凝剂方可去除。2）溶解杂质，分为有机物和无机物两类。它们与水所构成的均相体系，外观透明，属于真溶液。但有的无机溶解物可使水产生色、臭、味。无机溶解杂质主要的某些工业用水的去除对象，但有毒、有害无机溶解物也是生活饮用水的去除对象。有机溶解物主要来源于水源污染，也有天然存在的。3、混合与返混合在概念上有何区别？返混合是如何造成的？答：CMB和CSTR反应器内的混合是两种不同的混合。前者是同时进入反应器又同时流出反应器的相同物料之间的混合，所有物料在反应器内停留时间相同；后者是在不同时间进入反应器又在不同时间流出反应器的物料之间的混合，物料在反应器内停留时间各不相同，理论上，反应器内物料的停留时间由。这种停留时间不同的物料之间混合，在化学反应工程上称之为“返混”。显然，在PF反应器内，是不存在返混现象的。造成返混的原因，主要是环流、对流、短流、流速不均匀、设备中存在死角以及物质扩散等等。4、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°?答：斜管沉淀池的理论依据是采用斜管沉淀池既可以增加沉淀面积，又可以利用斜管解决排泥问题。斜管倾角愈小，则沉淀面积愈大，沉淀效率愈高，但对排泥不利，实践证明，倾角为60°最好。5、什么叫“负水头”？它对过滤和冲洗有和何影响？如何避免滤层中“负水头”产生？答：负水头是指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。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，一是减少了过滤面积；二是气囊的上升可能将部分细滤料和轻质滤料带出，破坏滤层结构。避免出现负水头的方法可以采用增加砂面上的水深，或令滤池出口位置等于或高于滤层表面。1、平流沉淀池设计流量为720m3h°要求沉速等于和大于0.4mms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m?（2）沉速为0.1mms的颗粒，可去除百分之几？（I（T）解：已知Q=720m3h=0.2m3suo=O.4mmsu=0.lmms1）所需沉淀池平面积为4=2=丝一=5（hM00.4X1（）32）沉速为0.1mm/s的颗粒的去除率为E=-=-=0.25M00.42、原水泥砂沉降试验数据见下表。取样口在水面180cm处。平流沉淀池设计流量为900m3h,表面积为5OOm2,试按理想沉淀池条件，求该池可去除泥砂颗粒约百分之几？（CO表示泥砂初始浓度，C表示取样浓度）。（200取样时间（min）O15203060120180ClCO0.980.880.700.300.120.08解：已知h=180cmQ=900m3hA=500m2沉速计算取样时间（min）015203060120180u=ht(cmmin)129631.51沉速分布见下图。辄8赞洞麋名馔原授f÷#Q900×100C截留。L速Uo=V=3cmmnA500x60从图上查得uo=3cmmin时，小于该沉速的颗粒组成部分等于Po=O.30。从图上，相当于积分式dp的面积为0.506o因此得到总去除百分数为：P=(l-0.30)+-(0.506)=86.9%考试科巨：水质工程学考试时间：月日（注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效!）1、饱和指数一一用以定性地预测水中碳酸钙沉淀或溶解倾向性的指数，用水的实际PH值减去其在碳酸钙处于平衡条件下理论计算的PH值之差来表示。2、机械搅拌澄清池一一利用机械的提升和搅拌作用，促使泥渣循环，并使原水中杂质颗粒与已形成的泥渣接触絮凝和分离沉淀的构筑物。3、虹吸滤池一一种以虹吸管代替进水和排水阀门的快滤池形式。滤池各格出水互相连通,反冲洗水由未进行冲洗的其余滤格的滤后水供给。过滤方式为等滤速、变水位运行。4、反渗透法一一在膜的原水侧施加比溶液渗透压高的外界压力，原水透过半透膜时，只允许水透过，其他物质不能透过而被截留在膜表面的过程。5、机械混合一一水体通过机械提供能量，改变水体流态，以达到混合目的过程。1、PF型和CMB型反应器为什么效果相同？两者优缺点比较。答：在推流型反应器的起端（或开始阶段），物料是在CO的高浓度下进行的，反应速度很快。沿着液流方向，随着流程增加（或反应时间的延续），物料浓度逐渐降低，反应速度也随之逐渐减小。这也间歇式反应器的反应过程是完全一样的。介它优于间歇式反应器的在于：间歇式反应器除了反应时间以外，还需考虑投料和卸料时间，而推流型反应器为连续操作。2、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：理想沉淀池应符合以下3个条件：1）、颗粒处于自由沉淀状态；2）、水流沿着水平方向流动；3）、颗粒沉到池底即认为已被去除。根据理想沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度无关，与表面积成反比。3、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：双层漉料上层采用密度较小、粒径较大的轻质滤料，下层采用密度较大、粒径较小的重质滤料，双层滤料含污能力较单层滤料高一倍。在相同游速下，过滤周期增长；在相同过滤周期下，滤速增长。三层滤料上层采用密度较小、粒径较大的轻质滤料，中层采用中等密度、中等粒径滤料,下层采用密度较大、粒径较小的重质滤料，三层滤料不仅含污能力较高，而且保证了滤后的水质。均质滤料是指沿整个滤层深度方向的任一横断面上，滤料组成和平均粒径均匀一致。这种均质滤料层的含污能力显然大于上细下粗的级配滤层0。4、反映有机物污染的指标有哪几项？它们相互之间的关系如何？答：有机物及其指标生物化学需氧量或生化需氧量（BoD）化学需氧量（COD）总需氧量（TOD）总有机碳（TOOB0D：在水温为20度的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量，称为生物化学需氧量或生化需氧量。C0D：在酸性条件下，将有机物氧化成CO?与HzO所消耗的氧量。TOD：由于有机物的主要元素是C、H、0、N、S等。被氧化后，分别产生Co2、H2OsNO2和SO?，所消耗的氧量称为总需氧量。TOC：表示有机物浓度的综合指标。先将一定数量的水样经过酸化，用压缩空气吹脱其中的无机碳酸盐，排除干扰，然后注入含氧量已知的氧气流中，再通过以伯钢为触煤的燃烧管，在900度高温下燃烧，把有机物所含的碳氧化成C02,用红外气体分析仪记录CCh的数量并折算成含碳量即等于总有机碳TOC值。它们之间的相互关系为：TOD>COD>BOD>TOC5、说明沉淀有哪几种类型？各有何特点，并讨论各种类型的内在联系和区别，各适用在哪些场合？答：根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能，沉淀可分为4种类型。1、自由沉淀当悬浮物浓度不高时在沉淀的过程中，颗粒之间互不碰撞，呈单颗粒状态，各自独立地完成沉淀过程。适用于沉砂池中的沉淀以及悬浮物浓度较低的污水在初次沉淀池中的沉淀过程。2、絮凝沉淀当悬浮物浓度约为50500mgL时，在沉淀过程中，颗粒于颗粒之间可能互相碰撞产生絮凝作用，使颗粒的粒径与质量逐渐加大，沉淀速度不断加大。主要应用是活性污泥在二次沉淀池中的沉淀。3、区域沉淀当悬浮物浓度大于500mgL时，在沉淀过程中，相邻颗粒之间互相妨碍、干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，并在聚合力的作用下，颗粒群结合成一个整体向下沉淀。主要应用是二次沉淀池下部的沉淀过程及浓缩池开始阶段。4、压缩、区域沉淀的继续，即形成压缩。颗粒间互相支承，上层颗粒在重力作用下，挤出下层颗粒的间隙水，使污泥得到浓缩。典型的例子是活性污泥在二次沉淀池的污泥斗中及浓缩池中的浓缩过程。1、河水总碱度O.ImmolZL（按Cao计）。硫酸铝（含AbCh为16%）投加量为25mgL,问是否需要投加石灰以保证硫酸铝顺利水解？设水厂日生产水量50000m3,试问水厂每天约需要多少千克石灰（石灰纯度按50%计）。（处理水剩余碱度要求不得低于047mmolL（按CaO计）解：投入药剂量折合AI2。3为25mglX16%=4mg,AI2O3的分子量为02O故投入药剂量相当于4102=0.039mmoll,剩余碱度取0.37mmoM,则得CaO=3X0.039+lX0.37=0487（mmoll）,CaO的分子量为56,则石灰投量为0.487×56×50000/0.5=2.3×106（g）=2.3×103（kg）2、设初沉池为平流式，澄清部分高为H,长为L,进水量为Q,试按理想沉淀理论对比：出水渠设在池末端如图所示，设三条出水渠时，两种情况下可完全分离掉的最小颗粒沉速U0O解：1）可完全分离掉的最小颗粒沉速UO满足22）当水流至距池末端处时，最小颗粒沉速喝满足2L5H,日，5V口1=得%=HVu,0°3L当水流至距池末端WL处时，最小颗粒沉速/满足-L=5_2V,当水流至距池末端时，最小颗粒沉速满足Ll5l = HVn "<v = = lvA 32V所以设三条出水渠时，可完全分离掉的最小颗粒沉速u。为一一“，其值小于出水渠3L设在池末端时可完全分离掉的最小颗粒沉速Uoo考试科巨：水质工程学考试时间：月日（注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效!）1、净化、软化、除盐三种处理工艺中各去除的主要对象是什么？软化工艺主要去除的是Ca?+、Mg2+离子；除盐是去除水中全部或部分溶解盐类；净化是指包括悬浮物和胶体杂质的澄清过滤等预处理。2、什么是等速过滤？什么是变速过滤？为什么说等速过滤实质上是变速的，而变速过滤却接近等速？等速过滤是指滤池过滤速度保持不变，亦即滤池流量保持不变。认为是变速是因为对于滤层孔隙内来说，水流速度是一个增速。变速是指漉速随时间而逐渐减小的过渡。认为是等速是因为对于整个滤池的出水来说是不变的；其次，滤池组中，各个灌池处于过滤状态时，各个滤池的滤速不变。3、混合和絮凝反应同样都是解决搅拌问题，它们对搅拌的要求有何不同？为什么？混合的目的是使胶体颗粒凝聚脱稳，在混合过程中，必须要使混凝剂的有效成分迅速均匀地与水中胶体颗粒接触产生凝聚作用，所以混合过程要求强烈、快速、短时，在尽可能短的时间内使混凝剂均匀分散到原水中。絮凝反映的目的就是要创造促使细小颗粒有效碰撞逐渐增长成大颗粒,最终使颗粒能重力沉降，实现固液分离。要完成有效的同向絮凝，需满足两个条件：1、要使细小颗粒产生速度梯度，同时要求整个絮凝池中颗粒运动速度必须由快到慢逐级递减，才能保证已发生有效碰撞而絮凝的大颗粒不会破碎，保证絮凝效果。2、要有足够的反应时间，使颗粒逐渐增长到可以重力沉降的尺寸。4、3种理想反应器的假定条件是什么？研究理想反应器对水处理设备的设计和操作有何作用。答：3种理想反应器的假定条件如下1）完全混合间歇式反应器中的反应：不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出、且假定是在恒温下操作。2）完全混合连续式反应器：反应器内物料完全均匀混合且与输出产物相同的假定，且是在恒温下操作。3）推流型反应器：反应器内的物料仅以相同流速平行流动，而无扩散作用，这种流型唯一的质量传递就是平行流动的主流传递。4）在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。在化工生产过程中，反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛。许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研窕，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。例如，氯化消毒池，除铁、除镒滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。介绍反应器概念，目的就是提供一种分析研究水处理工艺设备的方法和思路。5、什么叫折点加氯？出现折点的原因是什么？折点加氯有何利弊？答：(1)当水中存在有机物且有机物主要是氨和氮化合物时，水中起始需氯量漏足后，加氯量增加，剩余氯也增加，当继续加氯时，虽然加氯量增加，余氯量反而下降，随着加氯量的进一步增加，剩余氯又上升了。这就称为折点加氯。1区：无余氯，消毒效果不可靠；2区：氯与氨反应，有余氯的存在，所以有一定的消毒效果，但是主要是化合性氯，主要是NH2C1；3区：2NH2C1+HOC1N2+HQ+H20,有效氯减少，NH2C1被氧化成没有消毒作用的化合物，最后到达折点B；4区：胺与HoCl反应完，自由性余氯增加。(2)出现折点加氯的原因是：水中存在氨和氮的化合物(3)折点加氯的利弊：当原水受到严重污染，一般的加氯量，不能解决问题时，采用折点加氯可取得明显的效果，它能降低水的色度，去除恶臭，降低水中有机物的含量，能提高混凝效果。但是，当发现水中有机物能与氯生成THMs后，折点加氯来处理水源水引起人们担心，因而人们寻求去除有机物的预处理和深度处理方法和其它消毒方法O1、设物料i分别通过CSTR型和PF型反应器进行反应，进水和出水中I浓度之比为，且属于一级反应，k=2h-l水流在CSTR型和PF型反应器内各需多少停留时间？(注：C0-进水中i初始浓度；C,一出水中i浓度)解：1)由CSTR一级反应方程式可得：t=(CCe-l)k=(l0-l)2=4.5h2)由PF一级反应方程式可得：t=(lnCo-InCe)k=l.l5h2、188、某天然海砂筛分结果见下表根据设计要求：4o=O.54mm,K8o=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20Og)筛分实验记录筛孔留在筛上砂量通过该号筛的砂量(mm)质量(g)%质量(g)%2.360.81.6518.41.0040.60.5985.00.2543.40.219.2筛盘底2.6已知：砂粒球度系数0=0.94；砂层孔隙率Zo=O.4；砂层总厚度0=70cm;水温按15解：补填以上表格如下。筛孔(mm)留在筛上砂量通过该号筛的砂量质量(g)%质量(g)%2.360.80.4199.299.61.6518.49.2180.890.4LOO40.6203140.270.10.5985.042.555.227.60.2543.421.711.85.90.219.24.62.61.3筛盘底2.61.3合计200100.0由已知设计要求do=0.54mmK8o=2.O,则dso=2x0.54=1.08o按此要求筛选滤料，方法如下：自横坐标054mm和1.08mm两点，分别作垂线与筛分曲线相交。自两交点作平行线与右边纵坐标轴相交，并以此交点作为10%和80%,在10%和80%之间分成7等分，则每等分为10%的砂量，以此向上下两端延伸，即得0和100%之点，以此作为新坐标。再自新坐标原点和100%作平行线与筛分曲线相交，在此两点以内即为所选滤料，余下部分应全部筛除。由图知，大粒径(d>1.52)颗粒约筛除13.6%,小粒径(d<0.43)颗粒约筛除17.5%,共筛除31.1%左右。滤料筛分曲线如下图。80604020 (W)卿卷 W 整fe!s1.810080604020100河海大学2016年攻读博士学位研究生入学考试试题考试科目：水质工程学考试时间：月日（注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效!）1、硝化一一在消化细菌的作用下，氨态氮进行分解氧化，就此分两个阶段进行，首先在亚消化菌的作用下，使氨转化为亚硝酸氮，然后亚硝酸氮在硝酸菌的作用下，进步转化为硝酸氮。2、径流系数一一径流量与降雨量的比值称径流系数，其值常小于1。3、混凝剂一一为使胶体失去稳定性和脱稳胶体相互聚集所投加的药剂。4、机械混合一一水体通过机械提供能量，改变水体流态，以达到混合目的过程。5、脉冲澄清池一一处于悬浮状态的泥渣层不断产生周期性的压缩和膨胀，促使原水中杂质颗粒与已形成的泥渣进行接触凝聚和分离沉淀的构筑物。1、如何衡量平流式沉淀的水力条件？在工程实践中为获得较好的水力条件，采用什么措施最为有效？答：以雷诺数Re和弗劳德数Fr来衡量平流式沉淀池的水力条件。通常应降低Re、提高Fro工程实践中为获得较好的水力条件，有效的措施是减少水力半径。池中采用纵向分格及斜板、斜管沉淀池。2、影响混凝效果的主要因素有哪些？答：影响混凝效果的主要因素有以下六类：1.混凝剂的种类和投量5.水中悬浮物浓度影响2 .水力条件和作用时间6.水中杂质影响3 .水温影响4 .水的PH值和碱度影响3、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：双层滤料上层采用密度较小、粒径较大的轻质滤料，下层采用密度较大、粒径较小的重质滤料，双层滤料含污能力较单层滤料高一倍。在相同游速下，过滤周期增长；在相同过滤周期下，滤速增长。三层滤料上层采用密度较小、粒径较大的轻质滤料，中层采用中等密度、中等粒径滤料,下层采用密度较大、粒径较小的重质滤料，三层滤料不仅含污能力较高，而且保证了滤后的水质。均质滤料是指沿整个滤层深度方向的任一横断面上，滤料组成和平均粒径均匀一致。这种均质滤料层的含污能力显然大于上细下粗的级配滤层。4、写出地表水的四种不同处理工艺流程高分子助凝剂I消毒剂CE*i列F分子助凝剂I消毒剂混合L直接过滤清水池一A二级泵房A用户I混凝剂I消毒剂2 .高浊度水处理原水预沉池L混合T絮凝沉淀池T滤#清水池f二级泵房-A用户L澄清池上*臭氧接触池一A活性炭池I混凝剂.受污染水源处理(I)原本混合一澄清池一砂滤池1.清水池A二级泵房一用户C12混凝剂消毒剂3 .受污染水源处理（三）原水生物处理混絮凝沉淀法制清水i也L级泵房用户A5、进水管U形存水弯有何作用？答：进水管设置U形存水弯的作用，是防止滤池冲洗时，空气通过进水管进入虹吸管从而破坏虹吸。当滤池反冲洗时，如果进水管停止进水，U形存水弯即相当于一根测压管，存水弯中的水位将在虹吸管与进水管连接三通的标高以下。这说明此处有强烈的抽吸作用。如果不设U形存水弯，无论进水管停止进水或继续进水，都会将空气吸入虹吸管。1、在实验室内做氯消毒试验。已知细菌被灭活速率为一级反应，且k=0.85min-,求细菌被灭99.5%时，所需消毒时间为多少分钟？(分别为CMB型和CSTR型计算)解：设原有细菌密度为S,t时后尚存活的细菌密度为“被杀死的细菌则为CO-C”若为CMB型反应器，根据题意，在t时刻三-=99.5%即Cj=O.005CO细菌被灭火率等于细菌减少速率于是r(ci)=-kcj-0.85G即t=-In°>°=In200=6.23min0.85c00.85若为CSBR型反应器，根据题意,199 085=234.1 min2、液体中物料i浓度为200mgL,经过2个串联的CSTR型反应器后，i的浓度降至20mgL°液体流量为5OOOm3h;反应级数为1；速率常数为0.8hL求每个反应器的体积和总反应时间。提示：由CSTR二级反应方程式可得：C2C0=(1/(1+kt)2得t=2.7(h)所以T=2t=5.4(h)V=Qt=5000×2.7=135OO(m3)考试科巨：水质工程学考试时间：月日（注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效!）1、为什么串联的CSTR型反应器比同体积的单个CSTR型反应器效果好？（8，）答：如果采用多个体积相等的CSTR型反应器串联使用，则第2只反应器的输入物料浓度即为第1只反应器的输出物料浓度，以此类推。设为一级反应，每只反应器可写出如下公式：C1=1C2=1C=1Co+!a'G"NCT+%f所有公式左边和右边分别相乘：G.UC._1.1.1COClC,2CJ-I1-bkt1+A1+kt-ktCn（1YCO1+2J式中，为单个反应器的反应时间。总反应时间彳=加。串联的反应器数愈多，所需反应时间愈短，理论上，当串联的反应器数8时,所需反应时间将趋近于CMB型和PF型的反应时间。2、什么叫自由沉淀、拥挤沉淀和絮凝沉淀？（7，）自由沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用的沉淀；而拥挤沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此相互干扰，或者受到容器壁的干扰的沉淀；利用絮凝剂使水中悬浮杂质形成较粗大的絮凝体，再通过自由沉淀的沉淀称为絮凝沉淀。3、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（8，）答：等速过滤是指滤池滤速保持不变的过滤；变速过滤是指滤速随过滤时间而逐渐减少的过滤。在滤料粒径、形状、滤层级配和厚度以及水温一定时，如果孔隙率减小，水头损失保持不变，则滤速将减小，利用这一原理产生了变速过滤；反之，滤速保持不变，则水头损失将增加，利用这一原理就可以形成等速过滤。变速过滤在过滤初期，滤速较大可以使悬游杂质深入下层滤料，过滤后期滤速减小，可防止悬浮颗粒穿透滤层。等速过滤不具备这种自然调节功能，并可能产生负水头现象。虹吸滤池和无阀滤池属于等速滤池。4、水的PH值对氯消毒作用有何影响？为什么？（7,）答：氯消毒作用的机理，主要是通过次氯酸HOCl起作用:C12+H2O<Z>HOC1+HC1hoci<=>h+ocr因为起消毒作用的是HOCL而PH值HOCl与OCL的相对比例取决于温度和PH值。PH值较高时，OC厂居多，pH>9时，OC接近100%；PH值较低时，HOCl较多，当PH<6时，HoCI接近100%,当pH=7.54时，HoCl与OC厂的量相当。所以，耍保持好的的消毒效果，需要调整PH值。1、位于一区的某城市，用水人口65万，求该城市最高日居民生活用水量和综合生活用水量。（查表已知最高日生活用水量定额：0.2m3（d.人）；综合生活用水定额：031m3（d.）解：最高日居民生活用水量：Q=qNt=0.2×65×IO4X100%=1.3×105m3q最高日生活用水量定额，n?/（d.人），查表知；N设计年限内计划人口数；F自来水普及率，%；综合生活用水量：Q2=qN=0.31×65×IO4=2.015×105m3q综合生活用水定额，查表知；N设计年限内计划人口数；2、假设沉池为平流式，澄清部分高为H,长为L,进水量为Q,试按理想沉淀理论对比：出水渠设在池末端如图所示，设三条出水渠时，两种情况下可完全分离掉的最小颗粒沉速UooQ/3 Q/3 Q/3解：1）可完全分离掉的最小颗粒沉速U。满足v得u0=-HoL22）当水流至距池末端处时，最小颗粒沉速喝满足5H/曰，5VLr1=得=HVu,0°3L当水流至距池末端WL处时，最小颗粒沉速满足Ll_5TM2 V'v- = = A 3当水流至距池末端时，最小颗粒沉速满足Ll5l=Hn "<v=lvA32V所以设三条出水渠时，可完全分离掉的最小颗粒沉速u。为三一H,其值小于出水渠3L设在池末端时可完全分离掉的最小颗粒沉速Uoo河海大学2015年攻读博士学位研究生入学考试试题考试科目：水质工程学考试时间：月日(注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效!)1、絮凝(flocculation)完成凝聚的胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集，以形成较大絮状颗粒的过程。2、上向流斜管沉淀池(tubesettler)池内设置斜管，水自下而上经斜管进行沉淀，沉泥沿斜管向下滑动的沉淀池。3、均匀级配滤料(UnifOrmlygradedfilteringmedia)粒径比较均匀，不均匀系数(k80)一般为13-1.4,不超过1.6的滤料。4、虹吸滤池(SiPhOnfilter)种以虹吸管代替进水和排水阀门的快滤池形式。滤池各格出水互相连通，反冲洗水由未进行冲洗的其余滤格的滤后水供给。过滤方式为等滤速、变水位运行。5、活性氧化铝除氟(activatedaluminumprocessfordefluorinate)采用活性氧化铝漉料吸附、交换氟离子，将氟化物从水中除去的过程。1、反应器原理用于水处理有何作用和特点？(7，)答：反应器是化工生产过程中的核心部分.在反应器中所进行的过程,既有化学反应过程,又有物理过程,影响因素复杂。在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。在化工生产过程中，反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛。许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。例如，不的氯化消毒池，除铁、除锌滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。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？答：影响平流沉淀池沉淀效果的主要因素有：1)、沉淀池实际水流状况：2)、絮凝作用。沉淀池纵向分格可以减少水力半径R,改善水流条件，降低Re和提高Fr数。3、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？答：滤料有效粒径(do)是指通过滤料重量10%的筛孔孔径，滤料不均匀系数(KW)是指通过滤料重量80%的筛孔孔径。滤料不均匀系数过大，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，细颗粒可能被冲出漉池，若满足细颗粒膨胀要求，粗颗粒可能得不到很好的冲洗。均质滤料是指滤料均匀，K80等于1。4、制取ClO2有哪几种方法？写出它们的化学反应式并简述CIO?消毒原理和主要特点。答：1)、主要的制取方法：a、用亚氯酸钠NaCIo2和氯Cb制取，反应如下C12+H2OHOC1+HC1H0C1+HC1+2NaClO22C102+2NaCl+H20总反应式Cl2+2NaClO22ClO2+2NaClb、用酸和亚氯酸钠NaCIo2制取，反应如下5NaC102+4HC14C102+2H2O10NaCl2+5H2SO48C102+5Na2S04+4H2O2)、消毒机理：它与微生物接触时，对细胞壁有较强的吸附力和穿透能力，可有效的氧化细胞内的酶以损伤细胞或抑制蛋白质的合成来破坏微生物。3)、主要特点：A、物理和化学性质易溶于水，室温下溶解度是CL的5倍。在水中以水合分了的形式存在，不易发生水解作用，在酸性溶液中稳定，在碱性溶液中发生歧化反应。生成亚氯酸盐和氯酸盐，氧化能力是CL的2.63倍，易爆炸。B、消毒特点YlOz消毒是利用了其强氧化作用，它可降解农药和多芳香烧的难降解的物质，当pH=9时，可以很快的将水中的S和P氧化除去。当PH=49时，可将水中的有致癌作用的THMS氧化除去。消毒效果好，且不生成有机卤代物。1、某城市最高日用水量为15万m3d,用水量变化曲线参照图如下，求最高日最高时、平均时、一级和二级泵站的设计流量(m3s)._rII1-I-5.0(4.17%2"1I12.78%-6.OO1AIIII1Xln/11I.jt一-1432124681012141618202224时间(h)城市用水量变化曲线1一用水量变化曲线：2一二级泵站设计供水线解：最高日最高时的流量：Q=15×104×6%=9OOOm3平均时的流量：Q2=15×10424=6250m3一级泵站的设计流量：Q=a×QdzT=(1.10×15×104)24=6875m3h二级泵站的设计流量：Q=Qi=9000mVh2、原水泥砂沉降试验数据见下表。取样口在水面180cm处。平流沉淀池设计流量为900m,表面积为500n,试按理想沉淀池条件，求该池可去除泥砂颗粒约百分之几？（Co表示泥砂初始浓度，C表示取样浓度）。取样时间（min）015203060120180cc010.980.880.700.300.120.08解：已知h=180cmQ=900m3hA=500m2沉速计算取样时间（min）015203060120180u=ht(cmmin)129631.51沉速分布见下图。辕6匿即/睡笈则归/+W部阳、击Q900×100Q,.截m7几速Uo=3cmmmA500×60从图上查得UO=3cnVmin时，小于该沉速的颗粒组成部分等于PO=O.30。从图上，相当于积分式1dp的面积为0.506。因此得到总去除百分数为：P=(l-0.30)+-(0.506)=86.9%3河海大学2014年攻读博士学位研究生入学考试试题考试科目：水质工程学考试时间：月日(注：带别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效!)1、水力混合(hydraulicmixing)消耗水体自身能量，通过流态变化以达到混合目的的过程。2、侧向流斜板沉淀池(SideflOWIamelIa)池内设置斜板，水流由侧向通过斜板，沉泥沿斜板滑下的沉淀池。3、膨胀率(PerCentageOfbed-expansion)滤料层在反冲洗时的膨胀程度，以滤料层厚度的百分比表示。4、无阀滤池(valvelessfilter)种不设阀门的快滤池形式。在运行过程中，出水水位保持恒定，进水水位则随滤层的水头损失增加而不断在虹吸管内上升，当水位上升到虹吸管管顶，并形成虹吸时，即自动开始滤层反冲洗，冲洗排泥水沿虹吸管排出池外。5、水质稳定处理(StabiliZatiOntreatrnentOfWaterqUality)使水中碳酸钙和二氧化碳的浓度达到平衡状态，既不由于碳酸钙沉淀而结垢，也不由于其溶解而产生腐蚀的处理过程。三、简答题：(30，)1、3种理想反应器的假定条件是什么？研究理想反应器对水处理设备的设计和操作有何作用。(8,)答：1)、完全混合间歇式反应器中的反应：不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出、且假定是在恒温下操作。2)、完全混合连续式反应器：反应器内物料完全均匀混合且与输出产物相同的假定，且是在恒温下操作。3)、推流型反应器：反应器内的物料仅以相同流速平行流动，而无扩散作用，这种流型唯一的质量传递就是平行流动的主流传递。4)、在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。在化工生产过程中，反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛。许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。例如，不的氯化消毒池，除铁、除镐滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。介绍反应器概念，目的就是提供一种分析研究水处理工艺设备的方法和思路。2、平流沉淀池进水为什么要采用穿孔隔墙？出水为什么往往采用出水支渠？(7，)答：平流沉淀池进水采用穿孔隔墙是为防止絮凝体破碎，而出水采用出水支渠是使水尽量均匀流出，同时是为了降低堰口的流量符合。3、滤料承托层有何作用？粒径级配和厚度如何考虑？)答：滤料承托层的作用，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。单层或双层滤料滤池采用大阻力配水系统时，承托层采用天然卵石或砾石，其每层厚度都为100mm,粒径自上而下为24、48、816、1632mm0三层滤料滤池自上而下，14层采用重质矿石粒径由0.58mm依