给水工程14-21章课后思考题与习题答案 整合版 下载本文

PAM水解度:由酰胺基转化为羟基的百分数称水解度。一般控制水解度在30%--40%较好。 7.何谓同向絮凝和异向絮凝?两者絮凝速率(或碰撞数率)与哪些因素有关?

同向絮凝:由流体运动所造成的颗粒碰撞聚集称为同向絮凝。其速率与颗粒直径的三次方成正比,与颗粒数量浓度平方成正比,以及速度梯度一次方成正比。

异向絮凝:由布朗运动所造成的颗粒碰撞聚集称异向絮凝。其速率与水温成正比,与颗粒的数量浓度平方成反比,而与颗粒尺寸无关。

8.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? 在絮凝阶段,以同向絮凝为主。同向絮凝不仅与G值有关,还与絮凝时间T有关。TN0即为整个絮凝时间内单位体积流体中颗粒碰撞次数,因N0与G成正比,因此在絮凝阶段,通常以G值或GT值作为控制指标。重视混凝剂控制指标的研究,可以控制混凝效果,即节省能源,取得好的混凝效果。

在絮凝过程中,所施功率或G值愈大,颗粒碰撞速率愈大,絮凝效果愈好,但实际絮凝过程中,G值增大时,水流的剪切力也随之增大,已形成的絮体有破碎的可能,如何计算或控制一个最佳G值,使达到最佳的絮凝效果又不致使絮凝体破裂的G值能有待研究。

由于大的絮凝体容易破碎,故自絮凝开始至絮凝结束,G值应渐次减小。

9.絮凝过程中,G值的真正涵义是什么?沿用依旧的G值和GT值的数值范围存在什么缺陷?请写出机械絮凝池和水力絮凝池的G值公式。

G值表示速度梯度,控制混凝效果的水力条件,反映能量消耗概念。

旧的G值和GT值变化幅度很大,从而失去控制意义。而且按公式求得的G值,并未反应有效功率消耗。

G值公式:G?p??gh??T 10.折板絮凝池混凝效果为什么优于隔板絮凝池?

答:折板絮凝池的优点是:水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间间缩放流动且连续不断,以至形成众多的小涡旋,提高了颗粒碰撞絮凝效果。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,絮凝效果良好。 11.影响混凝效果的主要因素有哪几种?这些因素是如何影响混凝效果的?

影响混凝效果的主要因素有水温,水的PH值和碱度及水中悬浮物浓度、有机物污染。 水温:a.无机盐的水解是吸热反应,低温水混凝剂水解困难;

b.低温水的粘度大,使水中杂质颗粒布朗运动强度减弱,碰撞机会减少,不利于胶粒脱稳凝聚;

c.水温低时胶体颗粒水化作用增强,妨碍胶体混凝; d.水温与水的PH值有关。

PH值:水的PH对混凝效果的影响很大。一方面,不同的PH值下胶体颗粒的表面电荷和电位不同,所需要的混凝剂量也不同;另一方面,水的pH对混凝剂的水解反应有显著影响。

水的碱度:当原水碱度不足或混凝剂投量甚高时,水的pH值将大幅度下降以至影响混凝剂继续水解。如果水的PH值超出混凝剂最佳混凝pH值范围,将使混凝效果受到显著影响。

悬浮物浓度:含量过低时,颗粒碰撞速率大大减小,混凝效果差。含量高时,所需铝盐或铁盐混凝剂量将大大增加。

水中有机污染物的影响:水中中有机物对胶体有保护稳定作用,阻碍胶体颗粒之间的碰撞,阻碍混凝剂与胶体颗粒之间的脱稳凝聚作用。

此外,混凝剂种类与投加量、混凝剂投加方式、水力条件对混凝效果的影响都是非常显著的。要根据水质情况和所投加的混凝剂优化选择。

12.混凝剂有哪几种投加方式?各有何优缺点及其适用条件?

混凝剂投加分固体投加(干投)和液体投加(湿投)两种方式。Ps:搅拌装置有机械搅拌、压缩空气搅拌及水力搅拌等。 常用的有:

1)、泵前投加 该投加方式安全可靠,一般适用于取水泵房距水厂较近者

2)、高位溶液池重力投加 该投加方式安全可靠,但溶液池位置较高。适用于取水泵房距水厂较远者 3)、水射器投加 该投加方式设备简单,使用方便,溶液池高度不受太大限制,但水射器效率较低,

且易磨损。

4)、泵投加 有两种方式:一是采用计量泵,一是采用离心泵配上流量计。采用计量泵不必另备计量

设备,泵上有计量标志,最适合用于混凝剂自动控制系统。

13.何谓混凝剂“最佳剂量”?如何确定最佳剂量并实施自动控制?

混凝剂“最佳剂量”,即混凝剂的最佳投加量,是指达到既定水质目标的最小混凝剂投加量。目前问过大多数水厂还是根据实验室混凝搅拌试验确定混凝剂最佳剂量,然后进行人工调整。这种方法虽然简单易行,但实验结果到生产调节往往滞后,且试验条件与生产条件也很难一致,故试验所得最佳剂量未必是生产上的最佳剂量。混凝工艺的自动控制技术正逐步推广应用,主要有数学模型法、现场模拟实验法、特性参数法等。

14.当前水厂中常用的混合方法有哪几种?各有何优缺点?在混合过程中,控制G值的作用是什么? 1)水泵混合 混合效果好,不需另建混合设施,节省动力,大、中、小型水厂均可采用。但采用FeCl3混凝剂时,若投量较大,药剂对水泵叶轮可能有轻微腐蚀作用。适用于取水泵房靠近水厂处理构筑物的场合,两者间距不宜大于150m。

2)管式混合 简单易行。无需另建混合设备,但混合效果不稳定,管中流速低,混合不充分。

3)机械混合池 混合效果好,且不受水量变化影响,缺点是增加机械设备并相应增加维修工作。 控制G值的作用是可以控制混凝效果,即节省能源,取得好的混凝效果。

15.当前水厂中常用的絮凝设备有哪几种?各有何优缺点?在絮凝过程中,为什么G值应自进口至出口逐渐减少?

分为两大类:水力搅拌式和机械搅拌式。

1)、隔板絮凝池 包括往复式和回转式两种。优点:构造简单,管理方便。缺点:流量变化大时,絮凝效果不稳定,絮凝时间长,池子容积大。

2)、折板絮凝池 优点:与隔板絮凝池相比,提高了颗粒碰撞絮凝效果,水力条件大大改善,缩短了絮凝时间,池子体积减小。缺点:因板距小,安装维修较困难,折板费用较高。

3)、机械絮凝池 优点:可随水质、水量变化而随时改变转速以保证絮凝效果,能应用于任何规模水厂 缺点:需机械设备因而增加机械维修工作。

G值增大时,水流的剪切力也随之增大,已形成的絮体有破碎的可能。絮凝过程中絮凝体尺寸逐渐增大,为避免絮凝体破碎,絮凝设备内的流速及水流转弯处的流速应沿程逐渐减少,从而G值也沿程逐渐减少。

16.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?

因为单个机械絮凝池接近于CSTR型反应器,故宜分格串联。分格愈多,愈接近PF型反应器,絮凝效果愈好,但分格过多,造价增高且增加维修工作量。各档之间用隔墙分开是为防止水流短路。