2010级 《给水工程》试卷A答案

 2010级 《给水工程》 课程试题答案（A卷）答案

题号	一	二	三	四	五	六	七	总分
分数

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一、名词解释：（每题2分，共10分）	分数	评卷人

1．水质标准：用水对象所要求的各项水质参数应达到的指标和限值。

2．同向絮凝：由流体运动所造成的颗粒碰撞聚集。

3．拥挤沉淀：颗粒沉淀过程中，彼此互相干扰，或者受到容器壁的干扰的沉淀。

4．冲洗强度：单位面积滤层所通过的冲洗流量。

5．表面负荷：单位沉淀池表面积的产水量。

二、填空题：（每空1分，共20分）	分数	评卷人

1．水中含有的杂质按尺寸大小可分为3类，其中__悬浮物_________和____胶体_______是使水产生浑浊现象的根源。

2．对于任何水源来说，生活饮用水的处理工艺中，_____消毒______是必不可少的一个环节。

3．对于憎水胶体而言，聚集稳定性主要决定于胶体颗粒表面的_____动（或ζ）____电位。

4．高分子助凝剂的作用机理是_____高分子物质的吸附架桥_____。

5．混凝剂对水中胶体粒子的混凝作用有_____电性中和_____、_____吸附架桥_____和网捕卷扫。

6．若取水泵房远离水厂处理构筑物的时候，混凝剂与水的混合方式常采用_____管式混合_____。

7．一平流式理想沉淀池，其溢流率为17m3/(d·m2)，沉降速率为0.1mm/s的颗粒。在该沉淀池中的去除率为_____50_____%。 

8．从过滤开始到冲洗结束的一段时间称为快滤池的_____工作周期_____。

9．在工程中，平流式沉淀池可用_____在过水断面上增加导流板_____的方法减少水力半径。

10．澄清池将_____絮凝_____和_____沉淀_____两个过程综合于一个构筑物中完成。

11．采用双层滤料时，下层采用密度较_____大_____、粒径较_____小_____的滤料。

12．工程中，表征滤料粒径级配的不均匀系数K80的数值应_____不大于2_____。

13．无阀滤池由反冲洗向过滤转变的过程中，起主要作用的管件是_____虹吸破坏管_____。

14．氯气消毒起主要作用的物质是_____次氯酸_____。

15．当原水游离氨浓度很低时，通常加氯量控制在_____折点后_____。

16．水厂应尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑_____防洪措施_____。

二、简答题：（每题10分，共50分）	分数	评卷人

1．与天然地表水相比，地下水水源的水质特点是什么？多使用什么工艺处理？

答：⑴ 地下水：水在地层渗透过程中，悬浮物和胶质已基本或大部分去除，水质清澈，且水源不宜受外界污染和气温的影响，因而水质、水温较稳定，一般宜作为饮用水和工业冷却水的水源；含盐量和硬度高于大部分地表水，因此不宜于作为某些对此要求严格的工业水源。

工艺多使用：除铁锰-混凝-沉淀-过滤.

2．通过胶体双电层结构图概述水中胶体稳定性的原因。

答：DLVO理论。

当两个胶粒相互接近以致双电层发生重叠时，便产生静电斥力。静电斥力与两胶粒表面间距有关。排斥势能随间距增大而按指数关系减小。吸引势能与间距成反比。相互接近的两胶粒是否能凝聚，决定于总势能。

3．答：理想沉淀池应符合以下3个假定：

⑴ 颗粒处于自由沉淀状态。颗粒间互不干扰，颗粒的大小、形状和密度不变，沉速不变。

⑵ 水流沿着水平方向流动。在过水断面上，各种流速相等，且在流动过程中流速始终不变。

⑶ 颗粒沉到池底即认为已被去除，不再返回水流中。

根据理想沉淀池条件，沉淀效率只与沉淀池的表面负荷有关，而与其它因素如水深、池长、水平流速和沉淀时间均无关。

4．为何粒径小于滤料间隙的悬浮颗粒也能被滤层截留？

答：在过滤过程中，滤层空隙中的水流属层流状态，被水流挟带的颗粒将随着水流流线运动。他所以会脱离流线与滤粒表面接近，完全是一种物理-力学作用，一般认为由以下几种作用引起：拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用等。颗粒尺寸大时，产生沉淀作用；颗粒具有较大惯性时脱离流涎与滤料表面接触，发生惯性作用；颗粒较小时发生扩散作用；在滤料表面附近存在速度梯度是，发生水动力作用

5．根据图形描述折点加氯的过程。

答：当水中的有机物主要是氨和氮化合物时，加氯量与余氯的浓度关系如图所示。当起始需氯量OA满足之后，加氯量增加，剩余氯液增加（AH段），但后者增长的慢一点，此时余氯的主要成份为一氯胺；超过H点加氯量后，虽然加氯量增加，余氯量反而下降，如HB段，H点为峰点，此段氯胺被氧化成了一些不起消化作用的化合物；此后随着加氯量的增加，剩余氯又上升，如BC段，B点成为折点，此段的余氯有两行总形式，自由性余氯和化合性余氯。

三、计算题：（10分）	分数	评卷人

 1． 某往复式隔板絮凝池设计流量为80000m3/d，絮凝时间采用25min，为了配合平流沉淀池宽度和深度，絮凝池的宽度设计为20m，平均水深3m。请设计各廊道宽度并计算絮凝池长度。其中可能用到的设计经验数据：廊道中流速起端0.5~0.6m/s，末端0.2~0.3m/s。

解：⑴ 絮凝池净长度

絮凝池设计流量Q=80000×1.06÷24=3533.3 m3/h=0.98m3/s

絮凝池净长度L′=QT/BH=3533.3×25÷（20×3×60）=24.54m

⑵ 廊道宽度设计

池起端流速取0.5m/s，末端流速取0.25m/s。首先根据起、末端流速和平均水深算出起末端廊道宽度，然后按照流速递减原则，决定廊道分段数和各段廊道宽度。

起端廊道宽度b=Q/Hv=0.98/3/0.5=0.653m取0.7m

末端廊道宽度b=0.98/3/0.25=1.31m取1.4m

可将廊道分为4段，列表如下：

廊道宽度和流速计算表

廊道分段号	1	2	3	4
各段廊道宽度（m）	0.7	0.9	1.1	1.4
各端廊道流速（m/s）	0.5	0.37	0.3	0.25
各段廊道数	6	5	5	4
各段廊道总净宽（m）	4.2	4.5	5.5	5.6

四段廊道宽度之和为4.2+4.5+5.5+5.6=19.8m

取隔板厚度为0.1m，共有19块隔板，则絮凝池总长度L=19.8+19×0.1=21.7m

2．非凝聚性悬浮颗粒在实验条件下的沉淀数据列于表1。试确定理想平流式沉淀池当表面负荷为50m3/（m2·d）时的悬浮物去除百分率。实验管取样口悬在水面下150cm。

表1  沉淀试验记录

取样时间（min）	0	15	30	45	60	90	180
C/C0	1	0.98	0.82	0.61	0.45	0.22	0.05

答：

沉速计算表：

取样时间（min）	0	15	30	45	60	90	180
U=h/t（cm/min）	-	10	5	3.33	2.5	1.67	0.83

依此画图：

U0=50×100/24/60=3.47cm/min

由图查：p0=0.75，阴影部分面积约为1.2。因此总去除百分数为

P=（1-0.75）+1.2/3.47=59.6%

四、论述题：（10分）	分数	评卷人

1．何谓负水头现象？为何令滤池出口位置等于或高于滤层表面可以避免出现负水头现象？

答：在过滤过程中，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。