然而，胶粒布朗运动的动能远小于Emax，两胶粒之间的距离无法靠近到oa以，故胶体处于分散稳定状态。
2.目前普遍用几种机理来描述水的混凝过程？
试分别叙述。
答：
目前普遍用四种机理来描述水的混凝过程。
（一）压缩双电层作用机理：
根据浓度扩散和异号电荷相吸的作用，这些离子可与颗粒吸附的反离子发生交换，挤入扩散层，使扩散层厚度缩小，进而更多地挤入滑动面与吸附面，使胶粒带电荷数减小，ξ电位降低。
这种作用叫做压缩双电层作用。
此时两个颗粒相互间的排斥力减小，同时由于它们相撞时距离减小，相互间的吸引力增大，胶粒得以迅速聚集；
（二）吸附和电荷中和作用机理：
指胶粒表面对异号离子、异号胶粒或链状分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用而中和了它的部分电荷，减少了静电斥力，因而容易与其他颗粒接近而互相吸附；（三）吸附架桥作用机理：
是指高分子物质与胶体颗粒的吸附与桥链。
当高分子链的一端吸附了某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，形成“胶粒—高分子—胶粒”的絮凝体。
高分子物质在这里起了胶体颗粒之间相互结合的桥梁作用；（四）沉淀物网捕作用机理：
网捕又称卷扫，是指向水中投加含金属离子的混凝剂，当药剂投加量和溶液介质的条件足以使金属离子迅速金属氢氧化物沉淀时，所生成的难溶分子就会以胶体颗粒或细微悬浮物作为晶核形成沉淀物，即所谓的网捕、卷扫水中胶粒，以致产生沉淀分离。
3.影响混凝效果的主要因素是什么？
答：
水温、h值、碱度、悬浮物含量、水力条件等。
4.什么是助凝剂？
目前我国常用的助凝剂有几种？
在什么情况下需要投加助凝剂？
答：
在净水过程中，有时使用单一的混凝剂不能取得良好的效果，需要投加辅助药剂以提高混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。
助凝剂的作用在于：
加速混凝过程，加大絮凝颗粒的密度和质量，使其更迅速沉淀；并加强粘结和架桥作用，使絮凝颗粒粗大且有较大表面，可充分发挥吸附作用，提高澄清效果。
常用的助凝剂有两类：
1）调节或改善混凝条件的助凝剂有Na2CO3、Na（OH）2、NaHCO3、Ca（OH）2等碱性物质，可以提高水的pH值；2）改善絮凝结构的高分子助凝剂有聚丙酰胺、骨胶、海藻酸钠、活性硅酸等。
5.目前常用的絮凝池有几种？
各有何优缺点？
答：
5种。
（一）隔板絮凝池：
水流以一定流速在隔板之间通过从而完成絮凝过程的絮凝设施称为隔板絮凝池。
通常适用于大、中型水厂，因水量过小时，隔板间距过狭不便施工和维修。
优点是构造简单，管理方便。
缺点是流量变化大者絮凝效果不稳定，与折板及网格式絮凝池相比，因水流条件不甚理想，能量消耗（即水头损失）中的无效部分比例较大，故需较长絮凝时间，池子容积较大；
（二）折板絮凝池：
优点：
水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间缩、放流动且连续不断，以至形成众多的小漩涡，提高了颗粒碰撞絮凝效果，接近于推流型。
与隔板絮凝池相比，水流条件大大改善，亦即在总的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝时间可以缩短，池子体积减小；（三）机械搅拌絮凝池：
按搅拌轴的安装位置，分为水平轴和垂直轴两种形式，水平轴式通常适用于大型水厂，垂直轴式一般用于中、小型水厂；（四）穿孔旋流絮凝池：
优点：
构造简单，施工方便，造价低，可用于中小型水厂或与其他形式絮凝池组合应用；（五）网格、栅条絮凝池：
优缺点：
效果好，水头损失小，絮凝时间较短。
不过，根据已建的网格和栅条絮凝池运行经验，还存在末端池底积泥现象，少数水厂发现网格上滋生藻类、堵塞网眼现象。
目前尚在不断发展和完善之中。
第五章沉淀
1.试述沉淀的四种基本类型。
答：
（1）自由沉淀；
（2）絮凝沉淀；（3）拥挤沉淀；（4）压缩沉淀。
2.完成沉淀过程的主要构筑物有哪些？
答：
沉淀池，气浮池，澄清池等。
3.理想沉淀池的有哪三个假定？
答：
（1）颗粒处于自由沉淀状态；
（2）水流沿着水平方向作等速流动，在过水断面上各点流速相等，颗粒的水平分速等于水流流速；（3）颗粒沉到池底即认为已被去除。
4.影响沉淀池沉淀效果的因素有哪些？
答：
（一）沉淀池实际水流状况对沉淀效果的影响；
（二）絮凝作用的影响。
5.选用沉淀池时一般应考虑的因素有哪些？
答：
考虑因素：
（1）地形，地质条件；
（2）气候条件；（3）水质、水量；（4）运行费用。
6.平流式沉淀池的流人装置有什么作用？
具体做法有哪些？
答：
平流式沉淀池的流人装置作用是使水流均匀地分布在整个进水断面上，并尽量减少扰动。
原水处理时一般与絮凝池合建，设置穿孔墙，直接从絮凝池流入沉淀池，均布于整个断面上，保护形成的矾花，沉淀池的水流一般采用直流式，避免产生水流的转折。
一般孔口流速不宜大于0.15～0.2m/s,孔洞断面沿水流方向渐次扩大，以减小进水口射流，防止絮凝体破碎。
7.常见澄清池有几种类型？
各自的特点有哪些？
答：
澄清池根据池中泥渣运动的情况可分为泥渣悬浮型和泥渣循环型两大类。
前者有脉冲澄清池和悬浮澄清池，后者有机械搅拌澄清池和水力循环澄清池。
（一）泥渣悬浮型
（1）悬浮澄清池：
加药后的原水经气水分离器从穿孔配水管流入澄清室，水自下而上通过泥渣悬浮层后，水中杂质被泥渣层截留，清水从穿孔集水槽流出，悬浮层中不断增加的泥渣，在自行扩散和强制出水管的作用下，由排泥窗口进入泥渣浓缩室，经浓缩后定期排除。
强制出水管收集泥渣浓缩室的上清液，并在排泥窗口两侧造成水位差，以使澄清室的泥渣流入浓缩室。
一般用于小型水厂。
（2）脉冲澄清池的上升流速发生周期性的变化。
这种变化是由脉冲发生器引起的。
当上升流速小时，泥渣悬浮层收缩，浓缩增大而使颗粒排列紧密；当上升流速大时，泥渣悬浮层膨胀。
悬浮层不断产生周期性的收缩和膨胀不仅有利于微絮凝颗粒与活性泥渣进行接触絮凝，还可以使悬浮层的浓度分布在全池趋于均匀并防止颗粒在池底沉积；
（二）泥渣循环型
（1）机械搅拌澄清池：
主要由第一絮凝池和第二絮凝池及分离室组成。
整个池体上部是圆筒形，下部是截头圆锥形。
加过药剂的原水在第一絮凝池和第二絮凝池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。
（2）水力循环澄清池：
处理效果较机械加速澄清池差，耗药量较大，对原水水量、水质和水温的变化适应性较差。
且因池子直径和高度有一定比例，直径越大，高度也越大，故水力循环澄清池一般适用于中、小型水厂。
第六章过滤
1.试分析过滤在水处理过程中的作用与地位。
答：
一方面进一步降低了水的浊度，使滤后水浊度达到生活饮用水标准；另一方面为滤后消毒创造了良好的条件，在生活饮用水净化工艺中，过滤是极其重要的进化工序，有时沉淀池或澄清池可以省略，但过滤是不可缺少的，它是保证生活饮用水卫生安全的重要措施。
2.什么是直接过滤？
直接过滤工艺有哪两种方式？
采用直接过滤工艺应注意哪些问题？
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：
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所吸附的物质量。
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。
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