给水工程考试重点教学提纲.doc

给水工程考试重点

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给水系统:是保证城市／工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统
按供水方式：自流系统（重力供水）水泵供水（压力供水）混合供水
给水系统组成：取水构筑物，水处理构筑物，泵站，输水管网和管渠，调节构筑物
用水量组成：1，居民综合用水2工业企业生产用水和工作人员生活用水3消防用水4道路浇洒和绿化用水5未预计水量和管网漏失
用水量定额：设计年限内达到的用水水平
节点流量：是从沿线流量折算得出的并且假设是在节点集中流出的流量。
沿线流量：是指供给该管段两侧用户所需流量。
舍维列夫公式(苏联)—国内应用较多 旧铸铁管旧钢管
巴甫洛夫斯基公式(苏联) —国内应用较多 混凝土管钢筋混凝土管渠道的水头损失
海曾-威廉公式(欧洲) —西方应用较多 塑料管
地下水取水构筑物分类
树状网：一般用于小城市或小型工矿企业，特点：投资小，供水可靠差，末端水质易变差
环状网：用于大城市或大型工矿企业，投资大，供水可靠性高，减轻水锤
管井：井室，井壁管，过滤器和沉淀管，大口井:井筒，进水部分，井口
取水构筑物 按构造形式：固定式（岸边式、河床式、斗槽式）和活动式（浮船式和缆车式）固定式特点 牢固可靠 管理方便 投资大 水下工程量大 工期长 适用于大型大水量取水 移动式特点 投资小 建设快 ;灵活 取水水质好 操作管理麻烦 安全可靠性差
岸边式取水构筑物：它适用于江河岸边较陡，主流近岸，岸边有足够水深，水质和地质条件较好，水位变幅不大的情况。
河床式取水构筑物：河床稳定，河岸较平坦，枯水期主流离岸较远，岸边水深不够或水质不好，而河中又具有足够水深或较好水质
水的杂质组成：悬浮物和胶体杂质，溶解杂质
各种天然水源的水质特点
1.地下水1）清澈，悬浮物、胶体渗滤过程中除去2）有机物含量低3）无机物含量高－－溶解性矿物质2.江河水1) 水中的悬浮物和胶体较多，浊度高于地下水；2）含盐量和硬度较低；江河水易受工业废水、生活污水等人为污染。
3.湖泊及水库水1）水质与河水类似；2）浊度更低（水的流动性小，长期沉淀）；3）含藻类较高；4）含盐量比河水高（原因：蒸发浓缩的过程）
4.海水1）各地的水质基本一致；2）含盐量高；（原因，蒸发浓缩的过程－－太阳能量－－冲刷，太阳能冲刷移平作用与地壳造山运动）
4. 《生活饮用水卫生标准》1）感观性状方面2）对人体有益但是不希望过量的化学物质－3）对人体无益但一般情况下毒性也很低的物质4）有毒物质5）微生物学指标6）放射性
1、胶体的特点
A、尺寸介于溶解物（低分子、离子）和悬浮物之间
B、丁达尔效应（即光的散射）
C、布朗运动：受水分子热运动的影响而产生的不规则运动
D、表面性能：比表面积极大，因而表面自由能极大，具有吸附能力。
E、电学性质：电泳现象等
2、胶体稳定的原因 所谓的“胶体稳定性”－－系指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特征。A、动力学稳定性－－难以沉降 颗粒太小，重力作用相对弱B、聚集稳定性－－难以凝聚
憎水胶体－－同性电荷互相排斥，无法接近亲水胶体－－水合壳（水化壳）阻碍，无法接近

三、胶体（团）的难以聚集的原因
胶体的双电层的相互作用及排斥能峰
胶体之间的作用力：静电斥力、范德华引力布朗运动的动能远小于排斥能峰所以通常胶体呈分散状态
降低ζ电位，就可以使得胶体间更为接近，有利于发生凝聚
三、混凝机理
混凝目的：使胶体脱稳（失去稳定性）并相互聚结成大颗粒。
1、电性中和 投加电解质，增大溶液中离子浓度，扩散层厚度（降低ζ电位），使得最大排斥能（能垒）消失。 2、吸附架桥 高分子物质与胶粒的吸附与桥连，一般指不带电的高分子物质对胶粒的吸附作用而发生聚集。3、网捕或卷扫 水中胶粒被混凝剂形成的絮状沉淀物所网捕，胶粒本身也可作为沉淀物形成的核心 。 以上三种机理往往可能同时存在。

常用的无机混凝剂A、硫酸铝[Al2(SO4)3]B、聚合铝 聚合氯化铝PAC聚合硫酸铝PASC、三氯化铁 三氯化铁FeCl3.6H2O是铁盐混凝剂中最常用的一种D、硫酸亚铁
常用的高分子混凝剂为聚丙烯酰胺，三种形态均有。
常用的助凝剂:高分子有机物PAM聚丙烯酰胺
混凝过程控制
A、 快速搅拌阶段（混合阶段） 主要发生以上的混凝过程：药水混合、胶体迅速脱稳、脱稳胶体在布朗运动的主要作用下发生同向絮凝形成微米级颗粒。 控制要求：水流剧烈、时间短暂
B、 渐减搅拌过程 主要发生以上的混凝过程：微米级颗粒在水流的推动下，继续碰撞逐步形成更大的颗粒，最终形成矾花（絮体）。 控制要求：水流缓和并且逐渐递减、时间相对较长、 防止矾花破碎
影响混凝效果主要的因素：一、温度二、pH和碱度三、水中的悬浮物的浓度
2、措施：
A、在投加铝盐或铁盐的同时，投加高分子助凝剂；
B、投加矿物颗粒以增加混凝剂水解产物的凝结中心、提高颗粒碰撞速率并增加絮凝体密度；
C、采用直接滤法。
混凝剂投加方式
A、泵前投加 药液投加在水泵吸水管或吸水喇叭口B、高位溶液池重力投加C、水射器投加D、泵投加
三种混合方式：A、水泵混合B、管式混合C、机械混合
平流式沉淀池的核心设计参数
---表面负荷（Q/A）表面负荷（Q/A）的取值大小，决定了对应的能去除的颗粒的大小，决定了沉淀池的去除能力（净化能力）
设计沉淀池时，除了对表面负荷率有求外，还对停留时间、池深、进出水构造、排泥方式等均有要求。
平流式沉淀池：进水区，出水区，沉淀区，污泥区，缓冲区

一、浅池沉淀理论 在沉淀池有效容积一定的条件下，增加沉淀面积，可使颗粒去除率提高。
一、澄清池机理 沉淀池是将絮凝与沉淀分开，澄清池将絮凝与沉淀合为一个构筑物。澄清池则将二者合为一个池子，靠活性泥渣层的接触絮凝拦截胶体，使水获得澄清。
澄清池和沉淀池区别在于前者是沉淀和絮凝在同一池，后者是沉淀絮凝分开。澄清池处理对象是低浊度的水，沉淀池处理对象是悬浮物较多的水
过滤机理A、机械筛滤B、粘附作用
三、颗粒粘附A、范德华力B、静电力C、化学键和某些化学吸附力D、絮凝颗粒的桥架作用
六、直接过滤： 原水不经沉淀而直接进入滤池的过滤，称为直接过滤。
B、直接过滤的机理 接触絮凝---滤料的粘附
主要的滤料 石英砂、无烟煤、石榴石、钛铁矿、磁铁矿、金刚砂、陶粒，聚苯乙烯等
冲洗方法有：高速水流反冲洗，气水反冲洗，表面助冲反冲洗
高速水流反冲洗 优点：操作方便，池子和设备构造简单。缺点：冲洗耗水量大，冲洗结束后滤料上细下粗 明显，冲洗不够干净。
气、水反冲洗的特点
克服了高速反冲洗的缺点，提高了冲洗效果，节约了冲洗水量。冲洗时滤层不一定需要膨胀或仅有轻微膨胀，冲洗结束后，滤层不产生或不明现产生上细下粗的分层现象。
氯消毒的原理:
通过氯及其化合物(具有氧化性)进入细菌的体内,氧化破坏酶系统,从而灭菌.主要起作用的是次氯酸
加氯点的设计
1）.滤后加氯主要作用:消毒 特点:水质较好,加氯量少运用:所有水厂水站通用.
2）.滤前氯化或预氯化
主要作用:氧化有机物,提高混凝效果,防止水厂构筑物滋生青苔.运用:藻类等含量教高的水的处理.存在问题：受污染水源容易导致消毒副产物的产生
3）.管网中途加氯
主要作用:维持余氯,防止细菌滋生.运用:管网较长或离管网较远.
四、除铁除锰的差别
滤 速：5~10m/h（铁） 5~8m/h （锰） 难以程度：除铁较易、除锰较难
催 化：锰一定需要加以催化

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