水工艺设备考试复习材料

1、金属材料的基本性能是什么？答：金属材料的基本性能是指它的物理性能、机械性能、化学性能和工艺性能，但这些性能一般都受其化学成分的影响。2、“冷脆”的定义及引起的化学元素？答：磷能全部溶于铁素体中，虽能使钢的强度和硬度增加，但同时会导致塑性和冲击韧性的显著降低，特别是在低温时使钢材显著变脆，产生“冷脆”现象。而引起这种现象的元素是磷（P)。3、“热脆”的定义及引起的化学元素？答：硫不溶于铁，而以FeS形式存在，FeS与Fe形成低熔点的共晶体，分布于奥氏体的晶界上，使钢材在热加工时容易开裂，产生“热脆”现象。而引起这种现象的元素是硫（S)。4、陶瓷-搪瓷的区别？ 答：陶瓷的性能主要特点是具有不可燃烧性，高耐热性，高化学稳定性，不老化性，高的硬度和良好的抗压能力，但脆性很高，对温度剧变的抵抗力很低，抗拉、抗弯性能差。搪瓷是将瓷釉涂搪在金属底材上，经过高温烧制而成，是金属和瓷釉的复合材料。它具有金属设备的力学性能和瓷釉的耐腐蚀性能双重优点。 5、陶瓷的刚度及其基本分类?答：陶瓷的刚度由弹性模量衡量，弹性模量反映结合键的强度，所以具有强大化学键的陶瓷都有很高的弹性模量，是各类材料中最高的，比金属材料高若干倍，比高聚物高24个数量级。陶瓷分为五类，分别是：传统陶瓷，玻璃，玻璃陶瓷，特种陶瓷和金属陶瓷。6、高分子化合物的两个反应过程？答：高分子化合物的合成就是将单体通过聚合反应聚合起来形成化合物的过程。最常见的聚合反应有加聚反应和缩聚反应。7、腐蚀是材料与它所处环境介质之间发生作用而引起材料的变质和破坏？答：腐蚀的危害：腐蚀所造成的危害非常严重：腐蚀不仅会带来巨大的经济损失，造成资源和能源的严重浪费，而且还会污染人类生存的环境，引发灾难性事故。1）经济损失巨大 腐蚀造成的经济损失可分为直接经济损失和间接经济损失。直接经济损失是指更坏被腐蚀设备装备和构建，采用耐蚀材料，以及采取防腐措施等项目的费用。间接经济损失则包括设备停产，腐蚀泄漏造成的产品损失，腐蚀产物积累或腐蚀破损引起的设备效能降低，腐蚀产物导致的产品污染等所带来的损失。2）资源和能源的浪费严重 据估计全世界每年冶炼的金属中，约有1/3由于腐蚀而报废。即使其中2/3可以通过重新冶炼而回收，但仍有占总量10%以上的金属由于腐蚀白白耗费了，其数量在1亿吨以上。3）引发灾难性事故 腐蚀引发的灾难性事故屡见不鲜，如生产设备爆炸，油田起火，桥梁断裂，舰船沉没，飞机坠毁等等，不胜枚举。4）造成环境污染 腐蚀造成生产过程中的跑冒滴漏，可能会使许多易燃，易爆，有害，有毒物质泄漏，即使没有引发爆炸，起火，急性中毒等恶性事故，也会污染水体，大气和土壤，造成环境的严重污染。8、金属的电化学腐蚀及其发生条件？答：金属在电解质介质中所发生的腐蚀，成为电化学腐蚀。电化学腐蚀是一种最普通的金属腐蚀现象。发生条件：1）化学成分不均一，含有各种杂质和合金元素，它们和基体金属的电极电位不同；2）组织结构不均一，如钢铁中存在的铁素体、渗碳体和石墨、晶粒和晶界等；3）物理状态不均一，受力、变形不均匀等；4）表面氧化（保护）膜不完整等。9、腐蚀中细菌腐蚀概念，过程，防止腐蚀的措施？概念：由于介质中存在着某些微生物而使金属的腐蚀过程加速的现象，称为微生物腐蚀，也简称为细菌腐蚀。过程：微生物腐蚀并非微生物本身对金属具有侵蚀作用，而是它们生命活动的结果直接或间接地对金属腐蚀过程产生的影响。措施：a使用杀菌剂或抑菌剂 根据细菌种类及介质选择高效、低毒和无腐蚀性的药剂。b改变环境条件 提高介质的PH值及温度（PH大于9.0，温度大于50度）排泄积水、改善通气条件、减少有机物营养源等。c覆盖防护层 采用涂覆非金属覆盖层或金属镀层使构件表面光滑、在有机涂层中加入适量杀菌剂等方法，可避免细菌的附着，减少细菌成垢机会，防止真菌对涂层的破坏。d阴极保护 阴极保护使构件表面附近形成碱性环境，抑制细菌活动。10、了解大阴极、小阴极和大阴极、小阳极腐蚀的原理？答：根据金属的电化学腐蚀原理，腐蚀原电池包含有阳极反应、阴极反应、电子流动和离子传递四个基本过程，阳极氧化失去电子容易被腐蚀，而阴极得到电子后从而被保护。如图所示，阳极失去电子一方体积大的话，能较好的保护阴极得电子一方；阳极失去电子一方体积小的话，不能够较好的保护阴极得电子一方。综合以上所述，所以图a不好（大阴极小阳极）；图b较好（大阳极小阴极）。11、防腐结构设计图12、保温结构的形式？答：1、绑扎式结构是用铁丝借助保温钩钉将保温材料绑牢于设备或管道上，外包以保护层，适用于成型保温材料如预制瓦、管壳和棉毛毡等。2、浇灌式保温结构主要用于地下无沟敷设。3、整体压制式保温结构是在工厂内用机械力量把热态的沥青珍珠岩直接挤压在管子上，制成整体式保温管。4、喷涂式保温结构是现代化的一种施工技术，它适用于大面积和特殊设备的保温。 13、容器法兰的密封形式、特点及适用范围？答：密封形式：平面型密封面，凹凸型密封面，榫槽型密封面。特点：平面型密封面：突出的光滑平面。结构简单，易于加工，但螺栓上紧后垫圈易向外侧伸展而不易压紧。 凹凸型密封面：由一个凸平面和一个凹面所组成，在凹面上放置垫圈，压紧时，不会被挤出来。 榫槽型密封面：由一个榫和一个槽所组成，垫圈放在槽内，压紧时，垫圈既不会向外侧变形，也不会向内侧变形，密封效果最好，但凸面部分易被破坏，且加工难度大。应用：平面型密封面：使用于内压较低且介质无毒的容器。 凹凸型密封面： 榫槽型密封面：使用于有毒或易燃、易爆介质的容器。14、重锤杠杆式安全阀和弹簧式安全阀特点？答：重锤杠杆式安全阀的特点：(1)结构简单；(2)可以通过移动重锤在杠杆的位置和改变重锤的重量来调整和校正安全阀的开启压力;(3) 所施加的荷载不会因阀瓣的升高而增大;弹簧式安全阀的特点:(1)结构紧凑，灵敏度比较高；(2)安装方位不受限制，对振动不敏感；(3)弹簧的弹力会随阀的开启而增大；(4)若在高温下工作因应力松弛，弹力会下降。15、安全阀、爆破片的作用及应用场合？答：安全阀主要由阀座、阀瓣和加载机构三个部门组成。当容器内的压力超过工作压力时，介质作用于阀瓣的力使阀瓣离开阀座，安全阀开启，器内介质外泄，容器内压力下降，当容器内介质压力下降至正常的工作压力时，依靠加载机构对阀瓣的作用力使阀瓣压紧阀座，介质停止外泄，容器保持正常工作压力继续工作。爆破片又称防爆片或防爆膜，它是利用膜片的断裂来泄压的，泄压后容器被迫停止运行。爆破片一般用于下列场合：1）工作介质为黏性或粉状的物质，或者易产生结晶体。在这种情况下，如果采用安全阀作为安全泄压装置，则容易堵塞安全阀，或使安全阀的阀瓣和阀座粘在一起，使安全阀不能按规定的开启压力开启。2）由于物料发生化学反应或其他原因压力会迅速上升的压力容器。安全阀难以及时排出大量气体而迅速降压。3）工作介质为剧毒气体，使用安全阀难以达到防漏要求时。4）工作介质具有强腐蚀性的压力容器。这种情况下，若使用安全阀，介质易腐蚀阀瓣和阀座，使安全阀关闭不严，产生泄露，或使阀瓣与阀座粘结而不能及时打开。16、布水装置的基本要求？答：1）布水（气、汽）均匀。2）不易堵塞，特别是处理污水的容器设备，因污水中含有的悬浮颗粒以及油类物质易于堵塞布水装置的通道。3）阻力小，不需要很大的水头和气体压力。4）结构简单，制造、安装、检修方便。17、填料的基本要求？答：(1)单位体积（或重量）的表面积，即比面积要大。(2)具有良好的化学稳定性和物理稳定性，即耐氧化， 耐腐蚀，耐高温，乃冲刷磨损，并具有较高的机械强度。(3)空隙率要满足工艺上的要求，不同的水处理 工艺设备对填料的空隙率要求不同，一般来说，空隙率过大，水喝气体通过的阻力将增大，并且易于被杂 质或反应生成物所堵塞。空隙率过大，则影响处理水的水质。(4)易于再生，填料经过一段时间使用后， 或因反应变成了新的物质而丧失反应能力，或因吸附了杂质而失效，这时就应使用化学或物理方法使失效 的填料恢复处理能力，这个过程叫做再生。(5)价格便宜，易于取得，运输和装卸方便。18、搅拌的四个方式？答：混合、搅动、悬浮、分散。混合：使与水不同相对密度和黏度的物质在水中混合均匀。搅动：使混合液强烈流动，以提高传热、传质的速率。悬浮：使原来静止在水体中可沉降的固体颗粒或液滴悬浮在水体中。分散：使气体、液体或固体物质分散在水体中，增大不同物相的接触面积，加快传热和传质过程。19、搅拌器中设置挡板与导流筒作用？答：搅拌器转速足够高时，容易产生漩涡流，当有漩涡存在时，因轴向的循环速率低于径向而影响搅拌效果。此外，剧烈打漩的液体结合漩涡作用对搅拌轴产生冲击作用，从而影响搅拌器的使用寿命。为了消除湍流状态时的打旋现象，通常在搅拌池或搅拌罐内设挡板或导流筒。20、曝气设备种类及其作用，空气净化方法？答：1）常用的曝气设备可以分为以下几类：表面曝气设备、鼓风曝气设备、水下曝气设备、纯氧曝气设备和深井曝气设备等；2）曝气的主要作用有二，（一）是充氧，向活性污泥微生物提供足够的溶解氧，以满足其在代谢过程中所需要的氧量：（二）是搅拌、混合，是曝气池内的各相物质处于悬浮状态。3）压缩空气净化主要包括压缩空气的干燥和过滤。満欣玉版：20.曝气设备的种类及其作用？压缩空气净化方法？答：常用曝气设备有：表面曝气设备鼓风曝气设备水下曝气设备纯氧曝气设备深井曝气设备。作用1：充氧，向活性污泥微生物提供足够的溶解氧，以满足其在代谢过程中所需的氧量，作用2：搅拌、混合、是曝气池内的各相物质出于悬浮状态。表面曝气设备在水体表面旋转时产生水越，把大量的水滴和片状水幕抛向空中，水与空气的充分接触，使氧气很快溶入水体，充氧的同时，在曝气器的推流作用下，将池底含氧少的水体提升向上环流，不断地充氧。鼓风曝气是鼓风机送出的压缩空气通过管道系统送到安装在曝气池中的空气扩散装置上，空气从那里以微小气泡形式逸出，并在混合液中扩散，使气泡中的氧转移到混合液中去。同时气泡在混合液中强烈的扩散搅动，使混合液处于剧烈混合搅拌状态。水下曝气设备在水体底层或中层充入空气，与水体充分均匀混合，完成氧的气相到液相的转移，并具有搅拌的作用。纯氧曝气设备由制氧输氧和充氧装置等组成，由于纯氧中的氧含量为90%-95%，纯氧氧分压比空气高4.4-4.7倍，用纯氧进行曝气能够提高氧向混合液中传递速度，缩短曝气时间，减小曝气池容积。深井曝气的深井一般达50100M，远远超过所有曝气池。深井中的高静压力为微生物提供更充足的溶解氧，同时井内混合液反复循环所造成的强烈搅拌作用，更强化了向微生物的传质作用。深井曝气高效、节能、省地，对城市污水和工业废水均可应用。压缩空气的净化方法主要包括：压缩空气的干燥和过滤。21、传统容积式换热器的缺点是什么？相应的改进方法有哪些？答：缺点有：1）传热效果差、一级换热难以满足使用要求；2）容积利用率低；3）体积大，一次投资高；4）水质易受污染；5）不节能；针对缺点对其结构作了一些改进，新型卧式容积式换热器，其主要特点有：1）提高了传热系数； 2）提高了容积利用率；3）面积小，钢材用量明显减小，降低了一次性投资；4）节能；5）换热系统简化。22、分离设备按功能分类、气浮设备适用条件？答：根据设备功能原理的不同，物理法分离设备又可分为筛滤设备、砂滤设备、沉淀设备、澄清设备、上浮分离设备、气浮分离设备、离心分离设备、蒸发设备等；物理化学分离设备又可分为萃取设备、吸附设备、离子交换设备、除气设备以及膜分离设备等。适用条件：当水中固体密度非常接近水的密度时，利用沉淀与上浮分离设备无法取得满意的去除效果，此时，可利用气浮分离设备进行处理。23、反渗透、超滤、纳滤的分离原理？答：反渗透原理：两种不同浓度的液体被一张半透膜隔开时。低浓度液体的一侧透过半透膜向高浓度液体的一侧扩散渗透，高浓度液体的一侧体积逐渐增加；扩散渗透使高浓度侧溶液面升高，直至达到动态平衡为止，此时，半透膜两侧溶液的液位差被称为渗透压，这种现象称为正渗透；在高浓度液体一侧施加一个外部压力P，当P时，高浓度侧的水分子将渗透到低浓度液体一侧，这种现象称为反渗透。反渗透设备就是利用反渗透原理进行工作的。超滤、微滤和纳滤设备的分离原理：是膜孔对溶液中悬浮颗粒的筛分作用，在介质压力作用下，小于孔径的小分子溶质随溶液随溶液一起透过膜上的微孔，大于孔径的大分子溶质则被截留。膜上微孔尺寸决定了膜的分离性质，超滤膜比反渗透膜的孔径大，超滤设备截留的物质颗粒较大，约为0.0011m，分离物质的分子量较大，一般在500500000之间，微滤只能截留更大的分子，而反渗透截留的物质颗粒较小，约为0.00010.001m。纳滤的分离特性位于反渗透和超滤之间，适宜于分离分子量在200以上，分子大小约1nm的溶解性组分。24、离子交换膜按结构分类？答：按结构可分为：均相、半均相、异相膜三种。均相膜：由具有离子交换集团的高分子材料直接成膜，组织是完全均一的。半均相膜：宏观结构是均匀的，成膜材料和聚电解质虽然混合得很均匀，但两者之间没有化学的结合。异相膜：由离子交换树脂粉末加粘合树脂制成，组织不均匀。25、渗透压的影响因素，反渗透膜渗透机理？答：（1）渗透压与溶液的性质、浓度和温度有关，而与膜无关。（2）反渗透膜的渗透机理是选择性吸附与毛细管流，即界面现象和在压力下流体通过毛细管的综合结果。当溶液与这种膜接触时，由于界面现象和吸附作用，对水优先吸附或对溶质优先排斥，在膜面上形成一纯水层，被优先吸附在界面上的水以水流的形式通过膜的毛细血管被连续排出。26、离子交换膜和反渗透膜的性质？答：离子交换膜用于渗析装置，是带电荷的膜，根据所带电荷可分为阴膜、阳膜和复合膜三类。离子交换膜是由聚电解质制成的，聚电解质是一种功能高分子材料，最常用的是离子交换树脂，它不溶于水，但能吸收水分而溶胀，并发生电离。反渗透膜的透过机理是选择性吸附与毛细管流，即界面现象和在压力下流体通过毛细管的综合结果。反渗透膜为一种半透膜，只能通过溶液中的某种组分，不具有离子交换性质，属中性膜。27、带式压滤机及工作原理？答：带式压滤机的脱水过程分：污泥絮凝，重力脱水，楔形脱水和压榨脱水四步进行。污泥絮凝是在污泥混合筒内进行的，将高分子絮凝剂投加在欲处理的污泥中送入污泥混合筒内，充分反应使其絮凝 。 重力脱水后的污泥进入三角形的楔形脱水区，两滤带逐渐靠拢并开始受到挤压。在重力脱水和挤压脱水的共同作用下，污泥含水量进一步减少，逐渐向固态转变，为进入压榨脱水区作准备。脱水过程最后一步是压榨脱水又包括低压脱水和高压脱水两步，污泥经楔形区后，被夹在两条滤带之间绕压榨锟的锟筒移动，在张力一定的情况下锟筒直径越大，压榨力就越小。28、计量泵流量计算公式是什么？字母的含义？答：QT=FSn；QT流量，m3 /min；F柱塞断面积，m2；S冲程，m；n柱塞每分钟往复次数，次/min。现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。 一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BO