S1为配水系统内的水力阻抗；S2为配水孔眼的水力阻抗；S3为承托层的水里阻抗；qⅠ为第一条线路的流量；qⅡ为第二条线路的流量。

反冲洗水在池中分布的均匀程度，常以池中反冲洗强度的最小值和最大值的比值来表示，并要求此比值不小于0.9～0.95。即：qmin/qmax≥0.9～0.95 为达到上述均匀分布反冲洗水的要求，可采用两种途径：

1、加大配水孔眼的水力阻抗S2，使S1和S2相比甚小，则式中阻抗比便能趋近于1，从而使两条线路的流量比也接近于1。所以，只要选择适当的S2的值，就能满足qmin/qmax≥0.9～0.95的要求。按这种原理设计出来的配水系统，称为大阻力配水系统。

大阻力配水系统特点：能定量地控制反冲洗水分布的均匀程度，工作比较可靠，但是水头损失大。 2、尽量减小配水系统内的水力阻抗S1，使S1与（S2+S3）相比甚小，也能使阻抗比趋近于1，从而使两条线路的流量比也接近于1。按这种原理设计出来的配水系统，称为小阻力配水系统。 小阻力配水系统特点：虽然分布水的均匀程度较差，但是反冲洗时消耗的水头损失很小，为滤池实现反冲洗提供了便利条件，常用于中、小型设备。

9. 小阻力配水系统有哪些形式？选用时主要考虑哪些因素？ 形式：有格栅、孔板、穿孔渠、滤头等形式。 因素：开孔比p、反冲洗强度q、孔眼流速v0。

10. 滤池的冲洗排水槽设计应符合哪些要求，并说明理由。 大、中型滤池在滤层上设排水槽，排水槽设计必须符合以下要求：

1、冲洗废水应自由跌落排水槽，槽内水面以上宜有7cm的超高，以免槽内水面与滤池水面连成一片，影响冲洗均匀性。

2、排水槽内的废水应自由跌落废水渠，以免废水渠干扰排水槽出流，引起壅水，所以废水渠水面应比排水槽底低0.2m左右。

3、为使单位槽长的溢流量相等，排水口应力求水平，误差限制在±2mm。

4、排水槽在平面上的总面积一般不大于滤池面积的25%。否则，冲洗时槽内之间水流上升速度过大，影响上升水流的均匀性。

5、槽与槽的间距一般为1.5～2.0m。间距过大，长短流线相差过远，也会影响排水的均匀性。 6、排水槽在滤池中的安裝高度要适当。槽口太高，废水排除不净，太低则滤料流失，故槽底应在滤层膨胀面之上。

11. 冲洗水塔或冲洗水箱高度和容积如何确定？

冲洗水箱(塔)一般与滤池合建，通常建造于滤池操作室层顶上，水塔（箱）中水深不宜超过3m。水塔（箱）容积可按单个滤池冲洗水量的1.5倍计算： （m3）

q——反冲洗强度，L/(s?m2)。 A——滤池面积，m2。 t——为冲洗历时，min。

水塔（箱）底高出滤池冲洗排水槽顶的高度可按下式计算： （m）

H0——排水槽顶与清水池最低水位之差，m； h1——从清水池至滤池的冲洗管道中总水头损失，m；

h2——滤池配水系统水头损失，m。大阻力配水系统按孔口平均水头损失计算。

h3——承托层的水头损失，m。可根据承托层的厚度Z（m）及冲洗强度q（L/s?m2）计算： h4——滤料层的水头损失，m， h5——备用水头，一般取1.5～2.0m。

水泵冲洗时，需考虑有备用措施。水泵流量和扬程分别为： （L/s）； (m)

12. 所谓V型滤池，其主要特点是什么？

V型滤池：是粗滤料滤池的一种形式。对滤池进行反冲洗时，由于滤料粒径较粗，水的反冲洗强度不足以使之悬浮，所以不致产生水力分级现象，从而使滤层过滤时不宜被堵塞，过滤周期较长，含污能力较高。V型滤池的过滤和反冲洗过程的操作已经全部实现了自动控制。常用于大、中型水厂。

13. 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)。 筛分试验记录 筛孔

（mm） 留在筛上砂量

质量（g）

通过该筛号的砂量

％

％ 质量（g）

2.36 0.8 1.65 18.4

1.00 40.6 0.59 85.0 0.25 43.4 0.21 9.2

筛底盘 2.6 合计

200

14. 根据上题所选砂滤料，求滤速为10m/h的过虑起始水头损失为多少cm？已知：砂粒球度系数ф＝0.94；砂层孔隙率m0＝0.4；砂层总厚度l0＝70cm；水温按15℃计。

15. 设大阻力配水系统干管起端流速为1m/s；支管起端流速为2m/s；孔口流速为3m/s。试通过计算说明该配水系统的配水均匀性是否达到95％以上。

16. 设滤池平面尺寸为5.4m（长）×4m（宽）。滤层厚70cm。冲洗强度q＝14 L/（s ? m2），滤层膨胀度e＝40％。采用3条排水槽，槽长4m，中心距1.8m。求： （1） （2） （3）

17. 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α＝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水头损失按0.6m计。求：（1）冲洗水箱容积；（2）冲洗水箱底至滤池排水冲洗槽高度。

标准排水槽断面尺寸； 排水槽顶距砂面高度；

校核排水槽在水平面上总面积是否符合设计要求。

第6章 吸附

思考题与习题

1、吸附剂与吸附质的概念。

吸附：在两相界面层中，某物质浓度能够自动地发生富集的现象称为吸附。 吸附剂：具有吸附能力的物质称作吸附剂。 吸附质：被吸附在吸附剂表面的物质称为吸附质。

2、活性炭吸附的应用主要有那几种类型？ 活性炭一般有两种应用方式。即粉末炭和粒状炭。 粉末炭：将活性炭制成粉末，直接投入水中吸附水中杂质。

粒状炭：将活性炭制成颗粒，当水经过活性炭滤池过滤时，水中某些杂质即被吸附在活性炭表面。

3、饮用水处理中活性炭吸附有哪些功能？

在饮用水处理中，活性炭的功能表现为以下几个方面：1、臭和味的去除；2、总有机碳的去除；3、