水質(zhì)工程學(xué)上答案

1、14章4反應(yīng)器原理用于水處理有何作用和特點(diǎn)？答：作用：推動(dòng)了水處理工藝發(fā)展；特點(diǎn)：在化工生產(chǎn)中，反應(yīng)器都只作為化學(xué)反應(yīng)設(shè)備來(lái)獨(dú)立研究，但在水處理中，含義較廣泛，許多水處理設(shè)備與池子都可作為反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行分析研究，包括化學(xué)反應(yīng)、生物化學(xué)反應(yīng)以至純物理過(guò)程等。例：沉淀池。5.試舉出3種質(zhì)量傳遞機(jī)理的實(shí)例。答：質(zhì)量傳遞包括主流傳遞、分子擴(kuò)散傳遞、紊流擴(kuò)散傳遞。1、主流傳遞：在平流池中，物質(zhì)將隨水流作水平遷移。物質(zhì)在水平方向的濃度變化，是由主流遷

2、移和化學(xué)引起的。2、分子擴(kuò)散傳遞：在靜止或作層流運(yùn)動(dòng)的液體中，存在濃度梯度的話，高濃度區(qū)內(nèi)的組分總是向低濃度區(qū)遷移，最終趨于平均分布狀態(tài)，濃度梯度消失。如平流池等。3、紊流擴(kuò)散傳遞：在絕大多數(shù)情況下，水流往往處于紊流狀態(tài)。水處理構(gòu)筑物中絕大部分都是紊流擴(kuò)散。6.（1）完全混合間歇式反應(yīng)器（CMB）不存在由物質(zhì)遷移而導(dǎo)致的物質(zhì)輸入和輸出，且假定是在恒溫下操作（2）完全混合連續(xù)式反應(yīng)器（CSTR）反應(yīng)物投入反應(yīng)器后，經(jīng)攪拌立即與反應(yīng)器內(nèi)的料

3、液達(dá)到完全均勻混合，輸出的產(chǎn)物其濃度和成分與反應(yīng)器內(nèi)的物料相同(3)推流型反應(yīng)器（PF）反應(yīng)器內(nèi)的物料僅以相同流速平行流動(dòng)，而無(wú)擴(kuò)散作用，這種流型唯一的質(zhì)量傳遞就是平行流動(dòng)的主流傳遞答:在水處理方面引入反應(yīng)器理論推動(dòng)了水處理工藝發(fā)展。在化工生產(chǎn)過(guò)程中，反應(yīng)器只作為化學(xué)反應(yīng)設(shè)備來(lái)獨(dú)立研究，但在水處理中，含義較廣泛。許多水處理設(shè)備與池子都可作為反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行分析研究，包括化學(xué)反應(yīng)、生物化學(xué)反應(yīng)以至物理過(guò)程等。例如，氯化消毒池，除鐵、除錳濾池、

4、生物濾池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自凈過(guò)程都可應(yīng)用反應(yīng)器原理和方法進(jìn)行分析、研究。介紹反應(yīng)器概念，目的就是提供一種分析研究水處理工藝設(shè)備的方法和思路。7.為什么串聯(lián)的為什么串聯(lián)的CSTR型反應(yīng)器比同容積的單個(gè)型反應(yīng)器比同容積的單個(gè)CSTR型反應(yīng)器效果好？型反應(yīng)器效果好？答：因?yàn)槭褂枚鄠€(gè)體積相等的CSTR型反應(yīng)器串聯(lián)，則第二只反應(yīng)器的輸入物料濃度即為第一只反應(yīng)器的輸出物料濃度，串聯(lián)的反應(yīng)器數(shù)愈多，所需反應(yīng)時(shí)間愈短，理論上，當(dāng)串聯(lián)的

5、反應(yīng)器數(shù)N趨近無(wú)窮時(shí)，所需反應(yīng)時(shí)間將趨近于CMB型和PF型的反應(yīng)時(shí)間。8.混合與返混在概念上有什么區(qū)別？返混是如何造成的？混合與返混在概念上有什么區(qū)別？返混是如何造成的？答：區(qū)別是：返混又稱逆向混合。廣義地說(shuō)，泛指不同時(shí)間進(jìn)入系統(tǒng)的物料之間的混合，包括物料逆流動(dòng)方向的流動(dòng)。造成返混的原因主要是環(huán)流，對(duì)流，短流，流速不均勻，設(shè)備中存在死角以及物質(zhì)擴(kuò)散等。例如：環(huán)流和由湍流和分子擴(kuò)散所造成的軸向混合，及由不均勻的速度分布所造成的短路、停滯區(qū)

6、或“死區(qū)”、溝流等使物料在系統(tǒng)中的停留時(shí)間有差異的所有因素。9.PF型和型和CMB型反應(yīng)器為什么效果相同？?jī)烧邇?yōu)缺點(diǎn)比較。型反應(yīng)器為什么效果相同？?jī)烧邇?yōu)缺點(diǎn)比較。答：在推流型反應(yīng)器的起端（或開(kāi)始階段），物料是在C0的高濃度下進(jìn)行的，反應(yīng)速度很快。沿著液流方向，隨著流程增加（或反應(yīng)時(shí)間的延續(xù)），物料濃度逐漸降低，反應(yīng)速度也隨之逐漸減小。這跟間歇式反應(yīng)器的反應(yīng)過(guò)程是一樣的。推流型反應(yīng)器優(yōu)于間歇式反應(yīng)器的在于：間歇式反應(yīng)器除了反應(yīng)時(shí)間以外，還

7、需考慮投料和卸料時(shí)間，而推流型反應(yīng)器由于擴(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(shí)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(shì)能消失了)，膠粒得以迅速凝聚。吸附吸附電中和機(jī)理：電中和機(jī)理：膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠粒、鏈狀離子或分子帶異號(hào)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

8、ξ電位，使膠體的脫穩(wěn)和凝聚易于發(fā)生。此時(shí)靜電引力常是這些作用的主要方面。上面提到的三價(jià)鋁鹽或鐵鹽混凝劑投量過(guò)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(guò)多的反離子，使原來(lái)的電荷變號(hào)，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(shí)吸附電中和作用。Ph3時(shí)水中便出現(xiàn)聚合離子及多核羥基配合物，這些物質(zhì)會(huì)吸附在膠核表面，分子量越大，吸附作用越強(qiáng)。（請(qǐng)具體一些）（請(qǐng)具體一些）3.高分子混凝劑投

9、量過(guò)多時(shí)，為什么混凝效果反而不好？高分子混凝劑投量過(guò)多時(shí)，為什么混凝效果反而不好？答：這是因?yàn)楫?dāng)高分子混凝劑投量過(guò)多時(shí)，將產(chǎn)生“膠體保護(hù)”作用。投加量過(guò)多時(shí)，一開(kāi)始微粒就被若干高分子鏈包圍，而無(wú)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(zhǎng)時(shí)間的攪拌，架橋聚合物可能從另一膠粒表面脫開(kāi)，重又卷回原所在膠粒表面，造成再穩(wěn)定狀態(tài)。7.何為同向絮凝劑和異向絮凝？?jī)烧叩哪鬯俾剩ɑ蚺鲎菜俾剩┡c哪

10、些因素有關(guān)？何為同向絮凝劑和異向絮凝？?jī)烧叩哪鬯俾剩ɑ蚺鲎菜俾剩┡c哪些因素有關(guān)？答：同向絮凝：由布朗運(yùn)動(dòng)所造成額顆粒碰撞聚集。異向絮凝：由流體運(yùn)動(dòng)所造成的顆粒碰撞聚集。對(duì)于異向絮凝而言，顆粒碰撞速率NP=8KTn2（3vρ），從而可得，其與水溫成正比，與顆粒的數(shù)量濃度平方成正比，而與顆粒尺寸無(wú)關(guān)。對(duì)于同向絮凝而言，碰撞速率N0=(4n2d3G)3.從而可知，其與速度梯度成正比，與顆粒的數(shù)量濃度平方成正比，與粒徑的三次方成正比。又因?yàn)镚

11、=△u△z因而，碰撞速率也與相鄰兩流層的流速增量成正比，與垂直于水流方向的兩流層之間距離成反比。9.9.絮凝過(guò)程中，絮凝過(guò)程中，G值的真正涵義是什么？沿用依舊的值的真正涵義是什么？沿用依舊的G值和值和GTGT值的數(shù)值范圍存在什么缺值的數(shù)值范圍存在什么缺陷？請(qǐng)寫(xiě)出機(jī)械絮凝池和水力絮凝池的陷？請(qǐng)寫(xiě)出機(jī)械絮凝池和水力絮凝池的G值公式。值公式。答：G值表示的是速度梯度，控制混凝效果的水力條件，反映能量消耗概念。由于G值和GT值變化幅度很大，從而

12、失去控制意義。TghpG?????1010、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、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？絮凝池？答：推流型絮凝池的絮凝效果優(yōu)于單個(gè)機(jī)械絮凝池，但4個(gè)機(jī)械絮凝池串聯(lián)時(shí)，絮凝效果接近推流型絮凝池。與隔板絮凝池相比，折板絮凝池的水流條件大大改善，亦即在總的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故折板絮凝池所需絮凝時(shí)間可以縮短，池子