第二章习题水的物理化学处理方法..doc

第二章 水的物理化学处理方法 2-1 自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀与压缩沉淀各有什么特点？说明它们的内在区别和特点。 悬浮颗粒在水中的沉降，根据其浓度及特性，可分为四种基本类型： 自由沉淀：颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰。 絮凝沉淀：沉降过程中各颗粒之间相互粘结，其尺寸、质量会随深度增加而逐渐增大，沉速亦随深度而增加。 拥挤沉淀：颗粒在水中的浓度较大，颗粒间相互靠得很近，在下沉过程中彼此受到周围颗粒作用力的干扰，但颗粒间相对位置不变，作为一个整体而成层下降。清水与浑水间形成明显的界面，沉降过程实际上就是该界面下沉过程。 压缩沉淀：颗粒在水中的浓度很高时会相互接触。上层颗粒的重力作用可将下层颗粒间的水挤压出界面，使颗粒群被压缩。 2-2 水中颗粒的密度=2.6 ，粒径d=0.1 mm，求它在水温10 ℃情况下的单颗粒沉降速度。 解：6.7×10-3m/s。 2-3 非絮凝性悬浮颗粒在静止条件下的沉降数据列于表2-22中。试确定理想式沉淀池过流率为1.8m3/m2h时的悬浮颗粒去除率。试验用的沉淀柱取样口离水面120cm和240cm。ρ表示在时间t时由各个取样口取出的水样中悬浮物的浓度，ρ0代表初始的悬浮物浓度。 习题2-3附表 时间 0 15 30 45 60 90 180 120cm处的ρ/ρ0 1 0.96 0.81 0.62 0.46 0.23 0.06 240cm处的ρ/ρ0 1 0.99 0.97 0.93 0.86 0.70 0.32 解： （1）H=1.2m，69.6%；（2）H=2.4m，61.9%。 2-4 生活污水悬浮物浓度300mg/L，静置沉淀试验所得资料如表2-23所示。求沉淀效率为65%时的颗粒截留速度。 习题2-4附表 取样口离水面高度/m 在下列时间（min）测定的悬浮物去除率/% 5 10 20 40 60 90 120 0.6 41 55 60 67 72 73 76 1.2 19 33 45 58 62 70 74 1.8 15 31 38 54 59 63 71 解： 不同水深下的E～U 5 10 20 40 60 90 120 0.6m 0.12 0.06 0.03 0.015 0.01 0.0067 0.005 41 55 60 67 72 73 76 1.2m 0.24 0.12 0.06 0.03 0.02 0.013 0.01 35.5 49.5 56.3 64.8 69.5 72.3 75.5 1.8m 0.36 0.18 0.09 0.045 0.03 0.02 0.015 29.3 43.7 51.3 61.8 66.5 70.3 74.5 根据上表数据绘制不同水深条件下的E～U曲线，结合曲线求解。 2-5 污水性质及沉淀试验资料同习题2-4，污水流量1 000m3/h，试求： （1）采用平流式、竖流式、辐流式沉淀池所需的池数及澄清区的有效尺寸； （2）污泥的含水率为96%时的每日污泥容积。 解：以平流式沉淀池为例：6座池子，长24m，宽5m，有效水深1.8m。 污泥的含水率为96%时的每日污泥容积19.5m3。 2-6 已知平流式沉淀池的长度L=20m，池宽B=4m，池深 H=2m。今欲改装成斜板沉淀池，斜板水平间距10cm，斜板长度=1 m，倾角60°。如不考虑斜板厚度，当废水中悬浮颗粒的截留速度=1 时，改装后沉淀池的处理能力与原池相比提高多少倍？ 解：提高了5倍。 2-7 试叙述脱稳和凝聚的原理。 胶体脱稳的机理可归结为以下四种： A 压缩双电层：带同号电荷的胶粒之间存在着范德华引力和由ζ电位引起的静电斥力。这两种力抗衡的结果决定胶体的稳定性。一般当两胶体颗粒表面距离大于3nm时，两个颗粒总处于相斥状态（对憎水胶体颗粒而言，两胶核之间存在两个滑动面内的离子层，使颗粒保持稳定的相斥状态；对于亲水胶体颗粒而言，其表面吸附了大量的水分子构成水壳，使彼此不能靠近而保持稳定。） 在水处理中使两胶体颗粒间距减少，发生凝聚的主要方法是在水中投加电解质。电解质在水中电离产生的离子可与胶粒的反离子交换或挤入吸附层，使胶粒带电荷数减少，降低ζ电位，并使扩散层厚度减小。 B 吸附电中和：胶粒表面对异号离子、异号胶粒或链状高分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，使得胶粒表面的部位或全部电荷得以中和，减少静电斥力，致使颗粒间易于接近而相互吸附。 C 吸附架桥：如果投加的化学药剂是能吸附胶粒的链状高分子聚合物，或者两个同号胶粒吸附在同一异号胶粒上，胶粒就能连结、团聚成絮凝体而被除去。 D 网捕作用：含金属离子的化学药