自來(lái)水考試試題大題及答案一、論述題問(wèn)題：請(qǐng)結(jié)合自來(lái)水處理工藝，詳細(xì)闡述混凝沉淀環(huán)節(jié)的作用機(jī)理、關(guān)鍵影響因素及優(yōu)化控制措施。答案：混凝沉淀是自來(lái)水處理中去除懸浮物、膠體物質(zhì)及部分有機(jī)物的核心環(huán)節(jié)，其作用機(jī)理可分為四個(gè)階段：1.凝聚階段：通過(guò)投加混凝劑（如鋁鹽、鐵鹽或聚合氯化物），中和膠體顆粒表面的負(fù)電荷（ζ電位降低），破壞其穩(wěn)定性，使顆粒由分散狀態(tài)逐漸聚集為微小絮體。此階段依賴(lài)混凝劑的水解產(chǎn)物（如Al(OH)?、Fe(OH)?膠體）與顆粒間的靜電中和作用。2.絮凝階段：微小絮體在水力攪拌下相互碰撞，通過(guò)吸附架橋（高分子混凝劑的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)連接顆粒）或網(wǎng)捕卷掃（金屬氫氧化物沉淀形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包裹顆粒）作用，形成更大、更密實(shí)的絮體（礬花）。3.沉淀階段：絮體在重力作用下從水中分離，實(shí)現(xiàn)固液分離。關(guān)鍵影響因素包括：-原水水質(zhì)：濁度直接影響混凝劑投加量（濁度過(guò)低時(shí)需投加助凝劑，過(guò)高時(shí)易形成松散絮體）；pH值通過(guò)影響混凝劑水解形態(tài)（如Al3?在pH4-7生成Al(OH)?膠體，pH>8則生成AlO??）和顆粒表面電荷，顯著影響凝聚效果；水溫過(guò)低會(huì)減緩水解反應(yīng)速率，延長(zhǎng)絮凝時(shí)間。-混凝劑特性：無(wú)機(jī)混凝劑（如硫酸鋁）需依賴(lài)水解反應(yīng)，受pH影響大；聚合氯化鋁（PAC）因預(yù)水解程度高，適用pH范圍更廣（5-9），且形成絮體更快；有機(jī)高分子絮凝劑（如聚丙烯酰胺，PAM）通過(guò)架橋作用增強(qiáng)絮體強(qiáng)度，但過(guò)量會(huì)導(dǎo)致顆粒再穩(wěn)定。-水力條件：凝聚階段需高強(qiáng)度短時(shí)間攪拌（G值200-500s?1，時(shí)間10-30s）以促進(jìn)顆粒碰撞；絮凝階段需低強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間攪拌（G值20-70s?1，時(shí)間15-30min）以避免絮體破碎。優(yōu)化控制措施：1.動(dòng)態(tài)調(diào)整投藥量：通過(guò)在線(xiàn)濁度儀、pH計(jì)及流動(dòng)電流檢測(cè)儀（SCD）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)原水水質(zhì)，結(jié)合燒杯試驗(yàn)（如“六聯(lián)攪拌試驗(yàn)”）確定最佳投藥量，避免過(guò)量（導(dǎo)致出水鋁/鐵離子超標(biāo)）或不足（絮體形成差）。2.pH精準(zhǔn)調(diào)控：根據(jù)原水pH和混凝劑類(lèi)型投加酸堿（如石灰、鹽酸）調(diào)節(jié)，例如使用硫酸鋁時(shí)控制pH在6.5-7.5，使用PAC時(shí)可放寬至6-8。3.分階段水力控制：采用機(jī)械攪拌或折板絮凝池實(shí)現(xiàn)“先強(qiáng)后弱”的攪拌強(qiáng)度，前1/3時(shí)間G值50-100s?1，后2/3時(shí)間降至20-50s?1，確保絮體逐步增大。4.助凝劑協(xié)同應(yīng)用：低濁水可投加活化硅酸（增加顆粒碰撞核心），高藻水可投加高錳酸鉀（氧化分解藻類(lèi)分泌物，改善絮體結(jié)構(gòu)）。二、案例分析題問(wèn)題：某自來(lái)水廠日處理量8萬(wàn)m3，采用“混凝-沉淀-過(guò)濾-消毒”常規(guī)工藝。近期出廠水濁度連續(xù)3天超標(biāo)（標(biāo)準(zhǔn)≤0.3NTU，實(shí)測(cè)0.4-0.6NTU），經(jīng)排查沉淀池出水濁度為1.2-1.5NTU（正常應(yīng)≤1.0NTU），濾池運(yùn)行周期由24小時(shí)縮短至18小時(shí)。請(qǐng)分析可能原因，并提出針對(duì)性解決措施。答案：可能原因分析：1.混凝環(huán)節(jié)異常：-混凝劑投加量不足或失效：原水濁度或有機(jī)物（如腐殖酸）突然升高，導(dǎo)致混凝劑需求增加；PAC儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（超過(guò)6個(gè)月）或受溫度影響（如冬季低溫）水解失效，有效成分降低。-水力條件不匹配：絮凝池?cái)嚢鑿?qiáng)度過(guò)低（如機(jī)械攪拌槳葉磨損），導(dǎo)致絮體形成不充分；或沉淀區(qū)上升流速過(guò)高（設(shè)計(jì)值1.5-2.5mm/s，若實(shí)際因水量增加達(dá)3mm/s），絮體未完全沉淀即進(jìn)入濾池。2.沉淀環(huán)節(jié)問(wèn)題：-沉淀池排泥不及時(shí)：泥斗積泥厚度超過(guò)設(shè)計(jì)高度（一般≤泥斗深度1/3），導(dǎo)致水流短路（部分原水未經(jīng)沉淀直接流出）；排泥周期過(guò)長(zhǎng)（正常每8小時(shí)排泥1次，若延長(zhǎng)至12小時(shí)），污泥層上翻攜帶顆粒進(jìn)入出水區(qū)。-斜管（板）堵塞或傾斜：斜管因藻類(lèi)滋生、泥沙沉積導(dǎo)致有效沉淀面積減少；安裝角度偏差（設(shè)計(jì)60°，若降至50°）使絮體下滑速度降低，部分顆粒隨水流帶出。3.原水水質(zhì)突變：-上游河道受降雨影響，原水濁度由50NTU升至150NTU（超過(guò)設(shè)計(jì)負(fù)荷100NTU），超出混凝沉淀系統(tǒng)處理能力；-原水藻類(lèi)爆發(fā)（如藍(lán)藻密度>1×10?個(gè)/L），藻類(lèi)分泌的胞外聚合物（EPS）包裹顆粒，阻礙絮體形成，導(dǎo)致沉淀池出水?dāng)y帶微小藻類(lèi)顆粒。解決措施：1.快速驗(yàn)證與調(diào)整：-立即開(kāi)展燒杯試驗(yàn)：取原水按不同投藥量（如現(xiàn)投加量的1.2倍、1.5倍）進(jìn)行混凝試驗(yàn)，觀察絮體形成時(shí)間（正常≤2min）、礬花大?。ā?.5mm）及沉淀后上清液濁度（目標(biāo)≤1.0NTU），確定最佳投藥量（如原投加15mg/L，調(diào)整至20mg/L）。-檢測(cè)混凝劑有效性：取PAC樣品測(cè)定氧化鋁含量（標(biāo)準(zhǔn)≥10%），若低于9%則更換新藥劑；冬季投加前對(duì)PAC溶液加熱（至20℃以上），加速水解反應(yīng)。2.沉淀環(huán)節(jié)優(yōu)化：-縮短排泥周期：由8小時(shí)/次調(diào)整為6小時(shí)/次，每次排泥時(shí)間延長(zhǎng)至5min（原3min），確保泥斗積泥厚度<0.5m（設(shè)計(jì)泥斗深度2m）；-檢查斜管狀態(tài)：排空沉淀池，清理斜管內(nèi)堵塞物（如泥沙、藻類(lèi)），校正傾斜角度至60°，必要時(shí)更換破損斜管（占比>10%時(shí)需整體更換）。3.應(yīng)對(duì)原水水質(zhì)突變：-增加預(yù)氧化工藝：投加次氯酸鈉（1-2mg/L）或高錳酸鉀（0.5-1.0mg/L）預(yù)氧化，破壞藻類(lèi)EPS結(jié)構(gòu)，提高混凝效果；-分流處理：若原水濁度持續(xù)>150NTU，啟用應(yīng)急調(diào)節(jié)池（有效容積1萬(wàn)m3）進(jìn)行原水稀釋?zhuān)ㄅc低濁度原水按1:1混合），降低系統(tǒng)負(fù)荷。4.濾池強(qiáng)化運(yùn)行：-延長(zhǎng)反沖洗時(shí)間：由10min延長(zhǎng)至12min，反沖洗強(qiáng)度由15L/(s·m2)提高至18L/(s·m2)，確保濾料層（石英砂，粒徑0.5-1.2mm）內(nèi)截留的顆粒徹底排出；-投加助濾劑：在濾前投加PAM（0.1-0.3mg/L），增強(qiáng)濾料對(duì)微小顆粒的吸附能力，降低濾后濁度。三、計(jì)算題問(wèn)題：某自來(lái)水廠采用聚合氯化鋁（PAC）作為混凝劑，PAC溶液濃度為10%（以Al?O?計(jì)），原水流量為2000m3/h，經(jīng)燒杯試驗(yàn)確定最佳投加量為15mg/L（以Al?O?計(jì)）。試計(jì)算：（1）PAC溶液的投加量（L/h）；（2）若PAC溶液密度為1.1g/cm3，計(jì)算PAC固體（Al?O?含量30%）的日消耗量（kg/d）。答案：（1）PAC溶液投加量計(jì)算：原水流量Q=2000m3/h=2×10?L/h；最佳投加量C=15mg/L=15×10?3g/L；PAC溶液濃度ρ=10%=0.1g/g（以Al?O?計(jì)）。需投加的Al?O?質(zhì)量M=Q×C=2×10?L/h×15×10?3g/L=3×10?g/h=30kg/h。PAC溶液質(zhì)量=M/ρ=30kg/h/0.1=300kg/h。PAC溶液體積=質(zhì)量/密度=300kg/h/1.1kg/L≈272.73L/h（注：1g/cm3=1kg/L，1.1g/cm3=1.1kg/L）。（2）PAC固體日消耗量計(jì)算：PAC固體中Al?O?含量為30%，即每kg固體含0.3kgAl?O?。每日需Al?O?總量=30kg/h×24h=720kg/d。PAC固體日消耗量=720kg/d/0.3=2400kg/d=2.4噸/d。四、操作題問(wèn)題：某水廠V型濾池運(yùn)行中出現(xiàn)反沖洗時(shí)濾料流失（石英砂粒徑0.8-1.2mm，設(shè)計(jì)層厚1.2m），反沖洗后濾層厚度減少至1.0m，同時(shí)濾后水濁度上升至0.5NTU（正常0.2NTU）。請(qǐng)分析濾料流失的可能原因，并寫(xiě)出處理步驟。答案：可能原因：1.反沖洗強(qiáng)度過(guò)高：設(shè)計(jì)反沖洗強(qiáng)度為15-18L/(s·m2)，若實(shí)際因水泵頻率過(guò)高或閥門(mén)開(kāi)啟過(guò)大，導(dǎo)致強(qiáng)度達(dá)20L/(s·m2)，超過(guò)濾料最小流化速度（石英砂密度2.65g/cm3，最小流化速度約16L/(s·m2)），濾料被水流帶出排水槽。2.排水槽高度偏差：設(shè)計(jì)排水槽頂高于濾料層上表面0.5m（濾料層上表面距池頂1.7m，排水槽頂距池頂1.2m），若施工誤差導(dǎo)致排水槽頂僅高于濾料層0.3m，反沖洗時(shí)濾料隨上升水流越過(guò)槽頂流失。3.濾料級(jí)配不合理：部分濾料粒徑過(guò)?。?lt;0.8mm），或因長(zhǎng)期運(yùn)行磨損導(dǎo)致細(xì)顆粒增多（<0.6mm顆粒占比>5%），細(xì)顆粒易被水流帶走。4.反沖洗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)：設(shè)計(jì)反沖洗時(shí)間為5-8min，若實(shí)際延長(zhǎng)至10min，濾料在流化狀態(tài)下持續(xù)碰撞，細(xì)顆粒被水流攜帶至排水槽。處理步驟：1.立即停止反沖洗：關(guān)閉反沖洗水泵和空氣壓縮機(jī)，避免濾料進(jìn)一步流失。2.檢測(cè)反沖洗參數(shù)：-測(cè)量反沖洗強(qiáng)度：使用電磁流量計(jì)檢測(cè)反沖洗水管流量（濾池面積100m2，若流量Q=1800m3/h=500L/s，強(qiáng)度=500L/s/100m2=5L/(s·m2)，明顯偏低？需重新核對(duì)計(jì)算。正確計(jì)算：反沖洗強(qiáng)度（L/(s·m2)）=反沖洗流量（L/s）/濾池面積（m2）。假設(shè)濾池面積50m2，反沖洗泵流量360m3/h=100L/s，則強(qiáng)度=100L/s/50m2=2L/(s·m2)，明顯低于設(shè)計(jì)值，可能之前假設(shè)錯(cuò)誤。正確案例中，若反沖洗強(qiáng)度過(guò)高，例如設(shè)計(jì)15L/(s·m2)，濾池面積100m2，則反沖洗流量=15L/(s·m2)×100m2=1500L/s=5400m3/h，需確認(rèn)實(shí)際流量是否超標(biāo)。-測(cè)量排水槽高度：使用水準(zhǔn)儀測(cè)量排水槽頂與濾料層上表面的垂直距離（正常0.5m），若實(shí)測(cè)0.3m，需調(diào)整排水槽高度（如加設(shè)擋板或重新澆筑）。3.補(bǔ)充濾料：-計(jì)算需補(bǔ)充量：原濾層體積=面積×厚度=100m2×(1.2-1.0)m=20m3；-選擇符合級(jí)配的石英砂（0.8-1.2mm占比≥90%，<0.6mm占比≤3%），均勻鋪設(shè)至設(shè)計(jì)厚度1.2m。4.調(diào)整反沖洗參數(shù)：-降低反沖洗強(qiáng)度至15L/(s·m2)（通過(guò)調(diào)節(jié)水泵變頻器頻率或閥門(mén)開(kāi)度）；-縮短反沖洗時(shí)間至6min（先氣沖2min，氣水混沖3min，水沖1min），避免過(guò)度流化。5.驗(yàn)證效果：-反沖洗后測(cè)量濾層厚度（應(yīng)恢復(fù)1.2m）；-監(jiān)測(cè)濾后水濁度（24小時(shí)內(nèi)穩(wěn)定在0.2NTU以下）。五、法規(guī)應(yīng)用題問(wèn)題：某水廠出廠水檢測(cè)報(bào)告顯示：菌落總數(shù)50CFU/mL（標(biāo)準(zhǔn)≤100CFU/mL），總大腸菌群未檢出，耐熱大腸菌群未檢出，但游離氯（接觸30min后）為0.2mg/L（標(biāo)準(zhǔn)≥0.3mg/L）。根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2022），判斷該出廠水是否合格？若不合格，需采取哪些整改措施？答案：合格性判斷：根據(jù)GB5749-2022《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》：-微生物指標(biāo)：菌落總數(shù)≤100CFU/mL（實(shí)測(cè)50CFU/mL，合格）；總大腸菌群、耐熱大腸菌群均未檢出（合格）。-消毒劑指標(biāo)：游離氯在與水接觸30min后應(yīng)≥0.3mg/L（實(shí)測(cè)0.2mg/L，不達(dá)標(biāo)）。因此，該出廠水因游離氯不足判定為不合格。整改措施：1.增加消毒劑投加量：-若采用液氯消毒，計(jì)算需增加的投加量：原投加量為2.0mg/L（接觸30min后余氯0.2mg/L），根據(jù)氯耗公式（余氯=投加量-需氯量），假設(shè)需氯量為1.8mg/L（2.0-0.2），則目標(biāo)余氯0.3mg/L時(shí)，投加量應(yīng)調(diào)整為1.8+0.3=2.1mg/L；-若采用次氯酸鈉消毒（有效氯含量10%），原投加量為20mg/L（2.0mg/L有效氯），調(diào)整后需投加21mg/L（2.1mg/L有效氯）。2.延長(zhǎng)接觸時(shí)間：-檢查清水池有效容積（設(shè)計(jì)停留時(shí)間2小時(shí)），若因供水量增加導(dǎo)致停留時(shí)間縮短至1.5小時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)供水管網(wǎng)閥門(mén)，降低出水流量，延長(zhǎng)接觸時(shí)間至2小時(shí)以上。3.排查消毒設(shè)備故障：-檢查加氯機(jī)計(jì)量泵（設(shè)計(jì)流量50L/h）是否堵塞（實(shí)際流量40L/h），清洗或更換泵頭；-校驗(yàn)余氯