給水工程思考題(編輯修改稿)
2024-12-09 18:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 易被堵塞。 原水進(jìn)入濾池前，無論是接觸過濾或微絮凝過濾，均不應(yīng)形成大的絮凝體以免很快堵塞濾層表面孔隙。 濾速應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)決定。 清潔濾層水頭損失與哪些因素有關(guān)？過濾過程中水頭損失與過濾時間存在什么關(guān)系？可否用數(shù)學(xué)式表達(dá)？ 答：因素：濾料粒徑、形狀、濾層級配和厚度及水溫。 隨著過濾時間的延長，濾層中截留的懸浮物量逐漸增多，濾層孔隙率逐漸減小，當(dāng)濾速保持不變 的情況下，將引起水頭損失的增加。數(shù)學(xué)表達(dá)式： 2 200 0 0 21( 1 ) 11 8 0 ( ) ( )2 n i iim pH h l v dg ???? ? ???? 什么叫“等速過濾”和“變速過濾”？兩者分別在什么情況下形成？分析兩種過濾方式的優(yōu)缺點并指出哪幾種濾池屬“等速過濾”。 答：當(dāng)濾池過濾速度保持不變，亦即濾池流量保持不變時，稱“等速過濾”。濾速隨過濾時間而逐漸減小的過濾稱“變速過濾” 隨著過濾時間的延長，濾層中截留的懸浮物量逐漸增多，濾層孔隙率逐漸減小，由公式可知道，當(dāng)濾料粒徑、形狀、濾層級配和厚度以及水溫已定時，如果孔隙率減小，則在水頭損失保持不變的條件下 ，將引起濾速的減??；反之，當(dāng)濾速保持不變的情況下，將引起水頭損失的增加。這樣就產(chǎn)生了等速過濾和變速過濾兩種基本過濾方式。 虹吸濾池和無閥濾池即屬等速過濾的濾池。 移動罩濾池屬變速過濾的濾池，普通快濾池可以設(shè)計成變速過濾也可設(shè)計成等速過濾 “ 負(fù)水頭 ” ?它對過濾和沖洗有何影響 ?如何避免慮層中 “ 負(fù)水頭 ” 的產(chǎn)生 ? 在過慮過程中 ,當(dāng)慮層截留了大量的雜質(zhì)以致砂面以下某一深度處的水頭損失超過該處水深時 ,便出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象 . 負(fù)水頭會導(dǎo)致溶解于水中的氣體釋放出來而形成氣囊 .氣囊對過濾有破壞作用 ,一是減少有效 過濾面積 ,使過濾時的水頭損失及慮層中孔隙流速增加 ,嚴(yán)重時會影響慮后水質(zhì) 。二是氣囊會穿過慮層上升 ,有可能把部分細(xì)慮料或輕質(zhì)慮料帶出 ,破壞慮層結(jié)構(gòu) .反沖洗時 ,氣囊更易將慮料帶出慮池 . 避免出現(xiàn)負(fù)水頭的方法是增加砂面上水深 ,或令慮池出口位置等于或高于慮層表面 ,虹吸慮池和無閥慮池所以不會出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象即是這個原因 . “ 有效粒徑 ” 和 “ 不均勻系數(shù) ” ?不均勻系數(shù)過大對過濾和反沖洗有何影響 ?“ 均質(zhì)慮料 ” 的涵義是什么 ? 慮料的有效徑粒是指通過慮料重量的篩孔孔徑 ,不均勻系數(shù)表示慮料粒徑級配 .不均勻系數(shù)愈大 ,表示粗細(xì)尺寸相差愈大 ,顆粒愈不均勻 ,這對過濾和沖洗都很不利 .因為不均勻系數(shù)較大時 ,過濾時慮層含污能力減小 。反沖洗時 ,為滿足粗顆粒膨脹要求 ,細(xì)顆粒可能被沖出慮池 ,若為滿足細(xì)顆粒膨脹要求 ,粗顆粒將得不到很好清洗 ,如果徑粒系數(shù)愈接近 1,慮料愈均勻 ,過濾和反沖洗效果愈好 ,但慮料價格提高 . ?當(dāng)慮層全部膨脹起來以后 ,反沖洗強度增大 ,水流通過慮層的水頭損失是否同時增大 ?為什么 ? 當(dāng)沖洗流速超過 mf 以后 ,慮層中水頭損失不變 ,但慮層膨脹起來 .沖洗 強度愈大 ,膨脹度愈大 . 不會 ,因為當(dāng)沖洗流速超過最小流態(tài)化沖洗流速 mf 時 ,增大沖洗流速只是使慮層膨脹度增大 ,而水頭損失保持不變 . 11 公式（ 172）與公式（ 1711）有何異同？后者是否可用于過濾，前者是否可用于反沖洗？為什么？ 答：公式（ 1711）與（ 172）的差別在于：公式右邊多了紊流項（第二項），而層流項（第一項）的常數(shù)值稍小。故前式適用于層流、過渡區(qū)和紊流區(qū)。后者可用于過濾，前者不用于反沖洗。 12 什么叫“最小流態(tài)化沖洗流速”？當(dāng)反沖洗流速小于最小流態(tài)化沖洗流速 時，反沖洗時的濾層水頭損失與反沖洗強度是否有關(guān)？ 答：當(dāng)濾料粒徑、形狀、密度、濾層厚度和空隙率以及水溫等已知時，將式（ 1711）和（ 1713）繪成水頭損失和沖洗流速關(guān)系圖，得圖 1713。圖中的 Vmf是反沖時濾料剛剛開始流態(tài)化的沖洗流速，稱“最小流態(tài)化沖洗流速”。有歐根公式和圖 1713易知，反沖洗流速小于最小流態(tài)化沖洗流速時，反沖洗時的濾層水頭損失與反沖洗強度有關(guān)。 13 氣 水反沖洗有哪幾種操作方式？各有何優(yōu)缺點？ 答：操作方式有以下 3 種： 1）先用空氣反沖，然后再用水反沖。 2）先用氣 水同時反沖 ，然后再用水反沖。 3）先用空氣反沖，然后用氣 水同時反沖，最后再用水反沖。 高速水流反沖雖然洗操作方便，池子和設(shè)備較簡單，但是沖洗耗水量大，沖洗結(jié)束后，濾料上細(xì)下粗分層明顯。采用氣、水反沖洗方法既提高沖洗效果，有節(jié)省沖洗水量。同時，沖洗時濾層不一定需要膨脹或僅有輕微膨脹，沖洗結(jié)束后，濾層不產(chǎn)生或不明顯產(chǎn)生上吸下粗分層現(xiàn)象，即保持原來濾層結(jié)構(gòu)，從而提高濾層含污能力。 14 大阻力配水系統(tǒng)和小阻力配水系統(tǒng)的涵義是什么？各有何優(yōu)缺點？掌握大阻力配水系統(tǒng)的基本原理和公式（ 1732）的推導(dǎo)過程。答： 一般規(guī)定：配水系統(tǒng)開孔比為 ? =%~%為大阻力配水系統(tǒng)； ? =%~%為中阻力配水系統(tǒng)； ? =%~%為小阻力配水系統(tǒng)。大阻力配水系統(tǒng)的優(yōu)點是配水均勻性好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔口水頭損失大，沖洗時動力消耗大；管道易結(jié)垢，增加檢修困難，此外，對沖洗水頭有限的虹吸濾池和無閥濾池，大阻力配水系統(tǒng)不能采用。小阻力配水系統(tǒng)可以克服上述缺點。原理和推導(dǎo)過長，見書 P337339。 1 小阻力配水系有哪些形式？各有何優(yōu)缺點？ 答： 小阻力配水系的形式有：鋼筋混凝土穿孔（或縫隙）濾板；穿孔濾磚；濾頭。 用時主要考慮的因素有：造價 、 配水均勻性 、孔口易堵塞性、強度、耐腐蝕性 1 濾池的沖洗排水槽設(shè)計應(yīng)符合哪些要求，并說明理由。 答： 為達(dá)到及時均勻地排出廢水，沖洗排水槽設(shè)計必須符合以下要求： （ 1）沖洗廢水應(yīng)自由跌落入沖洗排水槽。槽內(nèi)水面以上一般要有 7cm 左右的保護(hù)高度以免槽內(nèi)水面和濾池水面連成一片，使沖洗均勻性受到影響。 （ 2）沖洗排水槽內(nèi)的廢水，應(yīng)自由跌落進(jìn)入廢水渠， 以免廢水渠干擾沖洗排水槽出流，引起壅水現(xiàn)象。 （ 3）每單位長的溢入流量應(yīng)相等。 （ 4）沖洗排水槽在水平面上的總面積一般不大于濾池面積的 25%，以免沖洗時，槽與槽之間水流上升速度會過分增大，以致上升水流均勻性受到影響。 （ 5）槽與槽中心間距一般為 。間距過大，從離開槽口最遠(yuǎn)一點和最近一點流入排水槽的流線相差過遠(yuǎn)，也會影響排水均勻性。 （ 6）沖洗排水槽高度要適當(dāng)。槽口太高，廢水排除不凈；槽口太低，會使濾料流失。 1 沖洗水塔或沖洗水箱高度和容積如何確定？ 答： 容積 V= V水塔或水 箱容積 m3 F單格濾池面積 m2 t沖洗歷時 min 水塔或水箱底高出濾池沖洗排水槽頂距離： H=h1+h2
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