【正文】 1 第一章 給水系統(tǒng) 1. 由高地水庫供水給城市，如按水源和供水方式考慮，應(yīng)屬于哪類給水系統(tǒng)？ 水源方式屬于地表水給水系統(tǒng)，按供水方式屬于自流給水系統(tǒng)。 2. 給水系統(tǒng)中投資最大的是哪一部分，試行分析。 輸配水系統(tǒng)。 3. 給水系統(tǒng)是否必須包括取水構(gòu)筑物、水處理構(gòu)筑物、泵站、輸水管和管網(wǎng)、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物等，哪種情況下可省去其中一部分設(shè)施？ 不是。 大城市通常不設(shè)調(diào)節(jié)構(gòu)筑物；地下水水質(zhì)好可以省略水處理構(gòu)筑物；水源處于適當(dāng)高程，可以省去一級泵站或二級泵站或同時省去；城市附近山上有泉水時，可建泉室供水系統(tǒng)不設(shè)泵站。 4. 什么是統(tǒng)一給水、分質(zhì)給水和分壓 給水，哪種系統(tǒng)目前用得最多？ 統(tǒng)一給水：用同一系統(tǒng)供應(yīng)生活、生產(chǎn)和消防等各種用水。 分質(zhì)給水：水源經(jīng)不同的水處理過程和管網(wǎng)，將不同水質(zhì)的水供給各類用戶。 分壓給水：根據(jù)水壓要求不同而供水。 用得最多的是統(tǒng)一給水系統(tǒng)。 5. 水源對給水系統(tǒng)布置有哪些影響？ ① 當(dāng)?shù)赜胸S富的地下水，可在城市上游或給水區(qū)內(nèi)開鑿管井或大口井。 ② 水源處于適當(dāng)高程，能重力輸水，可省去泵站；有泉水的，可建泉室。 ③ 地表水為水源時，上游取水，加以處理。 ④ 水源豐富，隨用水量增長而發(fā)展為多水源給水系統(tǒng)。 ⑤ 枯水季節(jié)、地下水位下降、海水倒灌時，采用跨流域、遠(yuǎn)距離取水方式。 6. 工業(yè)給水有哪些系統(tǒng)，各適用于何種情況？ ① 循環(huán)給水系統(tǒng)，火力發(fā)電、冶金、化工等冷卻水用量大的企業(yè)中。 ② 復(fù)用給水系統(tǒng)，適用于在車間排出的水可不經(jīng)過處理或略加處理就可供其它車間使用的情況。 7. 工業(yè)用水量平衡圖如何測定和繪制？水量平衡圖起什么作用？ 查明水源水質(zhì)和取水量，各用水部門 的工藝過程和設(shè)備，現(xiàn)有計(jì)量儀表的狀況，測定每臺設(shè)備的用水量、耗水量、排水量、水溫等，按廠區(qū)給水排水管網(wǎng)圖核對，對于老的工業(yè)企業(yè)還應(yīng)測定管道和閥門的漏水量。 了解工廠用水現(xiàn)狀，采取節(jié)約用水措施，健全工業(yè)用水計(jì)量儀表，減少排水量，合理利用水資源以及對廠區(qū)給水排水管道的設(shè)計(jì)都很有用處。 第二章 設(shè)計(jì)用水量 1. 設(shè)計(jì)城市給水系統(tǒng)時應(yīng)考慮哪些用水量？ ① 綜合生活用水，包括居民生活用水和公共建筑及設(shè)施用水。 ② 工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和工作人員生活用水。 ③ 消防用水。 ④ 澆灑道路和綠地用水。 ⑤ 未預(yù)計(jì)水量及管網(wǎng)漏失水量。 2. 居住區(qū)生活用水量定額是按哪些條件制定的？ 城市人口、每人每日平均生活用水量和城市給水普及率。 2 3. 影響生活用水量的主要因素有哪些？ 水資源、氣候條件、生活習(xí)慣 4. 城市大小和消防流量的關(guān)系如何？ 中小城市消防流量所占比例較大 5. 怎樣估計(jì)工業(yè)生產(chǎn)用水量？ ① 根據(jù)工業(yè)用水的以往資料，按歷年產(chǎn)值用水增長率推算。 ② 根據(jù)單位工業(yè)產(chǎn) 值的用水量、工業(yè)用水量增長率與工業(yè)產(chǎn)值的關(guān)系，或單位產(chǎn)值用水量與用水重復(fù)利用率的關(guān)系加以預(yù)測。 6. 工業(yè)企業(yè)為什么要提高水的重復(fù)利用率？ 降低工業(yè)用水單耗。 7. 說明日變化系數(shù) Kd 和時變化系數(shù) Kh 的意義。它們的大小對設(shè)計(jì)流量有何影響？ Kd。一年中最高日用水量與平均日用水量比值。 Kh:最高一小時用水量與平均用水量比值。 數(shù)值越大，設(shè)計(jì)流量越大。 第三章 給水系統(tǒng)的工作情況 1. 如何確定有水塔和無水塔時的清水池調(diào)節(jié)容積？ 有水塔時，清水池容積由一、二級泵站供水量曲線確定。 無水塔時，由一級泵站供水量和用水量曲線確定。 2. 取 用地表水源時，取水口、水處理構(gòu)筑物、泵站和管網(wǎng)等按什么流量設(shè)計(jì)？ 取水構(gòu)筑物，一級泵站和水廠等按最高日的平均時流量計(jì)算 二級泵站，管網(wǎng)，水塔按照用水流量變化曲線和二級泵站工作曲線確定。 3. 已知用水量曲線時，怎樣定出二級泵站工作線？ 無水塔時，工作線等于用水量。 有水塔時，盡量接近用水量曲線，分三級供水。 4. 清水池和水塔起什么作用？哪些情況下應(yīng)設(shè)置水塔？ 調(diào)節(jié)泵站供水量和用水量流量差值。 小城市用水量不均勻時，可以設(shè)置水塔，工業(yè)用水按生產(chǎn)要求可以設(shè)置水塔。 5. 有水塔和無水塔的管網(wǎng)，二級泵 站的計(jì)算流量有何差別？ 沒有水塔時，流量按最高日最高時計(jì)算； 有水塔時，按用水量變化曲線擬合。 6. 無水塔和網(wǎng)前水塔時，二級泵站的揚(yáng)程如何計(jì)算？ Hp=Zc+Hc+hs+hc+hn 7. 寫出消防時的二級泵站揚(yáng)程計(jì)算式。 Hp’ =Zc+Hf+hs’ +hc’ +hn’ 8. 對置水塔管網(wǎng)在最高用水時、消防時和轉(zhuǎn)輸時水壓線是怎樣的？ 無能為力。 第十五章 混凝 思考題 3 何謂膠體穩(wěn)定性？試用膠粒間互相作用勢能曲線說明膠體穩(wěn)定性的原因。 答：膠體穩(wěn)定性是指膠體粒子在水中長期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。原因 P255 最后一段。 混凝過程中，壓縮雙電層和吸附 電中和作用有何區(qū)別？簡要敘述硫酸鋁混凝作用機(jī)理及其與水的 pH 值的關(guān)系。 答：壓縮雙電層機(jī)理：由膠體粒子的雙電層結(jié)構(gòu)可知，反離子的濃度在膠粒表面處最大，并沿著膠粒表面向外的距離呈遞減分布 ,最終與溶液中離子濃度相等。當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)，使溶液中離子濃度增高，則擴(kuò)散層的厚度減小。該過程的實(shí)質(zhì)是加入的反離子與擴(kuò)散層原有反離子之間的靜電斥力把原有部分反離子擠壓到吸附層中，從而使擴(kuò)散層厚度減小。 由于擴(kuò)散層厚度的減小，電位相應(yīng)降低，因此膠粒間的相互排斥力也減少。另一方面，由于擴(kuò)散層減薄， 它們相撞時的距離也減少，因此相互間的吸引力相應(yīng)變大。從而其排斥力與吸引力的合力由斥力為主變成以引力為主 (排斥勢能消失了 )，膠粒得以迅速凝聚。 吸附 電中和機(jī)理：膠粒表面對異號離子、異號膠粒、鏈狀離子或分子帶異號電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用，由于這種吸附作用中和了電位離子所帶電荷，減少了靜電斥力，降低了ξ電位，使膠體的脫穩(wěn)和凝聚易于發(fā)生。此時靜電引力常是這些作用的主要方面。上面提到的三價鋁鹽或鐵鹽混凝劑投量過多，凝聚效果反而下降的現(xiàn)象，可以用本機(jī)理解釋。因?yàn)槟z粒吸附了過多的反離子，使原來的電荷變號，排斥力變大， 從而發(fā)生了再穩(wěn)現(xiàn)象。 硫酸鋁混凝作用機(jī)理及其與水的 pH 值的關(guān)系： Ph3 時，壓縮擴(kuò)散雙電層作用。 Ph3 時 ,吸附 電中和作用。 Ph3 時水中便出現(xiàn)聚合離子及多核羥基配合物，這些物質(zhì)會吸附在膠核表面，分子量越大，吸附作用越強(qiáng)。 3,高分子混凝劑投量過多時，為什么混凝效果反而不好？ 答：在廢水處理中，對高分子絮凝劑投加量及攪拌時間和強(qiáng)度都應(yīng)嚴(yán)格控制，如投加量過大時，一開始微粒就被若干高分子鏈包圍，而無空白部位去吸附其他的高分子鏈，結(jié)果造成膠粒表面飽和產(chǎn)生再穩(wěn)現(xiàn)象。已經(jīng)架橋絮凝的膠粒，如受到劇烈的長時間的攪拌 ，架橋聚合物可能從另一膠粒表面脫開，重又卷回原所在膠粒表面，造成再穩(wěn)定狀態(tài)。 目前我國常用的混凝劑有哪幾種？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 答：鋁系：硫酸鋁 明礬 聚合氯化鋁（ PAC） 聚合硫酸鋁（ PAS） 鐵系：三氯化鐵 硫酸亞鐵 聚合硫酸鐵（ PFS） 聚合氯化鐵（ PFC） 有機(jī)高分子混凝劑：聚丙烯酰胺（ PAM） 優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 硫酸鋁 價格較低，使用便利，混凝效果較好，不會給處理后的水質(zhì)帶來不良影響 當(dāng)水溫低時硫酸鋁水解困難，形成的絮體較松散；不溶雜質(zhì)含量較多。 聚合氯化鋁 （ PAC） 1 應(yīng)用范圍 廣 。 2 易快速形成大的礬花，沉淀性能好，投藥量一般比硫酸鋁低 。 適宜的 PH 值范圍較寬 (在 5～ 9 間 )； 4 水溫低時，仍可保持穩(wěn)定的混凝效果； 其堿化度比其他鋁鹽、鐵鹽為高，因此藥液對設(shè)備的侵蝕作用小 三氯化鐵 極易溶于水；沉淀性好，處理低溫水或低濁水效果比鋁鹽的好 氯化鐵液體、晶體物或受潮的無水物腐蝕性極大，調(diào)制和加藥設(shè)備必須考慮用耐腐蝕材料 硫酸亞鐵 不如三價鐵鹽那樣有良好的混凝效果；殘留在水中的 Fe2+會使處理后的水帶色； 聚合硫酸鐵 投加劑量少；絮體生成快；對水質(zhì)的適應(yīng)范圍廣以及水 解時消耗水中堿度少 聚丙烯酰胺 （ PAM） 常作助凝劑以配合鋁鹽和鐵鹽作用，效果顯著 什么叫助凝劑？常用的助凝劑有哪幾種？在什么情況下需要投加助凝劑？ 答：在單獨(dú)使用混凝劑不能取得預(yù)期效果時，需投加某種輔助藥劑以提高混凝效果，這種藥劑稱為助凝劑。助凝劑通常是高分子物質(zhì)，作用機(jī)理是高分子物質(zhì)的吸附架橋。 常用的助凝劑有：骨膠、聚丙烯酰胺及其水解物、活化硅酸、海藻酸鈉等。 當(dāng)單獨(dú)使用混凝劑效果不佳時采用助凝劑，例如：對于低溫、低濁度水采用鋁鹽或鐵鹽混凝時，形成絮粒往往細(xì)小松散，不易沉淀。當(dāng)加如少量 活化硅酸時，絮凝體的尺寸和密度就會增大，沉速加快。 為什么有時需將 PAM 在堿化條件下水解成 HPAM？ PAM 水解度是何涵義？一般要求水解度為多少？ 答： PAM 聚丙烯酰胺，混凝效果在于對膠體表面具有強(qiáng)烈的吸附作用，在膠粒之間形成橋聯(lián)。由于酰胺基之間的氫鍵作用，線性分子往往不能充分伸展開來，致使橋架作用消弱。為此，通常將 PAM在堿性條件下（ pH10）進(jìn)行部分水解，生成陰離子型水解聚合物（ HPAM） PAM 水解度：由酰胺基轉(zhuǎn)化為羥基的百分?jǐn)?shù)稱水解度。 一般控制水解度在 30%40%較好。 ？兩者絮凝速率（或碰撞數(shù)率）與哪些因素有關(guān)？ 同向絮凝：由流體運(yùn)動所造成的顆粒碰撞聚集稱為同向絮凝。其數(shù)率與顆粒直徑的三次方成正比，與顆粒數(shù)量濃度平方成正比，以及速度梯度一次方成正比。 異向絮凝：由布朗運(yùn)動所造成的顆粒碰撞聚集稱異向絮凝。其數(shù)率與水溫成正比，與顆粒的數(shù)量濃度平方成反比。 ？為什么要重視混凝控制指標(biāo)的研究？你認(rèn)為合理的控制指標(biāo)應(yīng)如何確定？ 在絮凝階段通常以 G 和 GT 值作為控制指標(biāo)?？梢钥刂苹炷Ч?，即節(jié)省能源，取得好的混凝效果。 5 程中， G 值的真正涵義是什么？沿用依舊的 G 值和 GT 值的數(shù)值范圍存在什么缺陷？請寫出機(jī)械絮凝池和水力絮凝池的 G 值公式。 速度梯度，控制混凝效果的水力條件，反映能量消耗概念。 G 值和 GT 值變化幅度很大，從而失去控制意義。 p ghG T???? ? 10 根據(jù)反應(yīng)器原理，什么形式的絮凝池效果較好？折板絮凝池混凝效果為什么優(yōu)于隔板絮凝池？ 折板絮凝池的優(yōu)點(diǎn)是：水流在同波折板之間曲折流動或在異波折板之間間縮放流動且連續(xù)不斷，以至形成眾多的小渦