工业水处理技术(精).doc

给水工程1. (概念 硬度 是水质的一个重要指标。 生活用水与生产用水均对硬度指标有一 定的要求,特别是锅炉用水中若含有硬 度盐类,会在锅炉受热面上生成水垢, 从而降低锅炉热效率、增大燃料消耗, 甚至因金属壁面局部过热而烧损部件、 引起爆炸。因此,对于低压锅炉,一般 要进行水的软化处理;对于中、高压锅 炉,则要求进行水的软化与脱盐处理。 硬度盐类包括 Ca 2+、 Mg 2+、 Fe 2+、 Mn 2+、 Fe 3+、 Al 3+等易形成难溶盐类的金属阳离 子。一般天然水中其他离子含量很少, 将钙、 镁离子的总含量称为 水的总硬度 。 硬度又可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬 度,前者在煮沸时易沉淀析出,称为 暂 时硬度 ;后者在煮沸时不沉淀析出,称 为 永久硬度 。2. (经典题目。 看起来像大题 P395-396石灰软化 为除去水中钙、镁离子,反 而加入 Ca (OH 2,似乎存在着矛盾。 而其中道理可从下列反应中看出:(请记 住反应式 , 自己看书记式子 1 Ca(OH2 Ca2+2OH-2 2HCO 3-+2OH- 2CO 32-+2H2O 3 Ca 2+CO32- CaCO 3沉淀 Ca(OH2+2HCO3- CaCO 3沉淀 +CO32-+2H2O (此 4式,可记住最后一条足以证明 根据上 述反应,每投加 1molCa(OH2,可去除 水中 1molCa 2+。此式说明熟石灰能去除 碳酸盐硬度 ;熟石灰虽亦能跟水中非碳 酸盐的镁硬度起反应生成氢氧化镁,但 同时又产生了等物质量的 非碳酸盐的钙 硬度 :MgSO 4+Ca(OH2 Mg (OH 2沉淀 +CaSO4 MgCl2+Ca(OH2 Mg(OH2沉淀 +CaCl2(这两条式子,考 试时写出一个足以证明 。综上所述, 石 灰软化 主要是去除水中的碳酸盐硬度以 及降低水的碱度。但过量投加石灰,反 而会增加水的硬度。石灰软化往往与混 凝同时进行,有利于混凝沉淀。3. 离子交换树脂 是由空间网状结构骨架 (即母体与附属在骨架上的许多活性 基团所构成的不溶性高分子化合物。活 性基团遇水电离,分成两部分 1固定 部分,仍与骨架牢固结合,不能自由移 动,构成所谓固定离子; 2活动部分, 能在一定空间内自由移动,并与其周围 溶液中的其它同性离子进行交换反应,称为可交换离子或反离子。4. 离子交换的实质 是不溶性的电解质 (树脂与溶液中的另一种电解质所进行的化学反应。 (大概在 P397-398,请记住一条公式做例子5. 离子交换树脂的基本性能 :1外观,呈不透明或半透明球状颗粒。 2 交联度,取决于制造过程。 30含水率,相应地反应了孔隙率,交联度越小,孔隙率越大,含水率也越大。 4溶胀性。 5通常所谓树脂真密度和视密度是指湿真密度和湿视密度。 6交换容量是树脂最重要的性能, 定量地表示树脂交换能力的大小。7由于树脂活性基团分为强酸、强碱、弱酸、弱碱性,水的 pH 值势必对其交换容量产生影响。6. (莫非是填空 逆流再生操作步骤 :1小反洗 2放水 3顶压 4进再生液 5逆向清洗 6正洗。7. (名词解释 水的纯度常以水中含盐量或水的电阻率来衡量。 电阻率 是指断面1cmX1cm ,长 1cmX1cm 体积的水所测得的电阻。 电导率 是电阻率的倒数。8. (见提纲排水部分 22条,老师再次提到这个名词,极可能是名词解释 污染指数 FI 值 表示在规定压力和时间的条件下, 滤膜通过一定水量的阻塞率。 (数值 小于 4为可用9.(P424,估计是选择题,这么简单,必记强碱树脂的选择性顺序一般为:SO 42-NO3-Cl-F-HCO3-HSiO3-10. 强碱阴离子交换器的运行过程曲线。(我也不清楚怎么考。自己看图,大概在 P42511. 弱碱阴离子交换器的运行过程曲线。(同上12. (名词解释 复床 是指阳、阴离子交换器串联使用,达到水的除盐的目的。常见的复床系统 :1强酸 -脱气 -强碱系统, 2强酸 -脱气 -弱碱 -强碱系统。 (这个我猜的,填空吧13. (名词解释阴、阳离子交换树脂装填在同一个交换器内,再生时使之分层再生,使用时先将其均匀混合,这种阴、阳树脂混合一起的离子交换器称为 混合床 。14. (估计是填空 混合床再生步骤 :1反洗分层, 2进碱再生, 3阴树脂正 洗, 4进酸再生, 5阳树脂正洗, 6 混合, 7最后正洗。15. (估计是大题几率比名词解释大 电 渗析法原理 :是在外加直流电场作用下, 利用离子交换膜的选择透过性,使水中 阴、阳离子作定向迁移,从而达到离子 从 水 中 分 离 的 一 种 物 理 化 学 过 程 。 (比较 离子交换树脂 (离子交换的 作用机理是树脂与溶液中的离子之间的 交换反应 ,而 离子交换膜 (电渗析的 作用机理则是对溶液中的离子具有选择 透过的特性。16. (似乎是填空电渗析器组装方式常 用“ 级 ”和“ 段 ”来说明。一对电极之 间的膜堆称为一级,具有同向水流的并 联膜堆称为一段。增加段数就等于增加 脱盐流程,亦即提高脱盐效率。增加膜 对数,则可提高水处理量。17. 渗透原理 :用只能让水分子透过,而 不允许溶质透过的半透膜将纯水与咸水 分开,则水分子将从纯水一侧通过膜向 咸水一侧透过,结果使咸水一侧的液面 上升,直至达到某一高度。18. 反渗透膜 的透过机理,选择性吸着 毛细管流机理 。19. 超滤用于截留水中胶体大小的颗粒, 而水和低分子量溶质则允许透过膜。 (作 用20. 超滤膜 为多孔结构,其机理主要归结 为筛除作用 。21. (经典的填空题冷却塔按循环供水 系统中的循环水与空气是否接触, 冷却 塔 分湿式、干式和干湿式。22. (填空 淋水填料 按照其中水被淋洒 成的冷却表面形式,可分为点滴式、薄 膜式、点滴薄膜式 3种类型。23. (填空 冷却水环和敞开式循环 3种系统。24. (这个不知怎么总结,自己看, P512的 K 值的概念。 浓缩倍数。25. 腐蚀率 :一般可用失重法测定,即将 金属材料试件挂在热交换器冷却水中一 定部位,经过一定时间,由试验前、后 试片重量差计算出年平均腐蚀深度。 26. 热阻 为传热系数的倒数。热交换器传 热面由于沉积物沉积使传热系数下降, 从而使热阻增加的量称为 污垢热阻 。27. (这个可能会考,应该不是大题 饱 和指数 LSI =pH0-pHs(详见书本约 515页28. (填空 化学处理所用的药剂 ,可以 分为氧化型杀菌剂、非氧化型杀菌剂及 表面活性剂杀菌剂等。29. (大题! ! 离子交换 与 膜处理法 (膜 分离法的比较。其中:电渗析、反渗 透、超滤以及渗析统称膜分离法。都是 机理的比较。 上面的 4个 “粉红色机理” 。 牢记。会随机抽几个出来比较其机理。排水工程30. (小题国家标准污水综合排放标 准将排放的污染物按其性质及控制方 式分为两类。 1 第一类污染物是指总汞、 烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、 总铅、总镍、苯并芘、总铍、总银、总 放射性和 放射性等毒性大、影响长 远的有毒物质。 第二类污染物, 指 pH 值、 色度、 悬浮物、 BOD5、 COD 、 石油类等。 31. (全部掌握废水处理过程是将废水 中所含有的各种污染物与水分离或加以 分解,使其净化的过程。 污水处理 法大体可分为:物理处理法(调节、离 心分离、沉淀、除油、过滤等 、化学处 理法(中和、化学沉淀、氧化还原等 、 物理化学处理法(混凝、气浮、吸附、 离子交换、 膜分离等 和生物处理法 (好 氧生物处理法、厌氧生物处理法 。 32. (我估计是大题 一般污染物在废水 中处于悬浮、胶体、溶解 3种形态。 废水处理方法的确定 :(1 有机废水 , 1 含悬浮物时,用滤纸过滤,测定滤液的 BOD5、 COD 。 若滤液中的 BOD5、 COD 均在要求值以下,这种废水可采取物理 处理方法。 2若滤液中的 BOD5、 COD 高于要求值,则需考虑采用生物处理方 法。 3若经生物处理后 COD 不能降低 到排放标准时, 就要考虑采用深度处理。 (2 无机废水 。 1含悬浮物时,需进 行沉淀试验,若在常规的静置时间内达 到排放标准时,这种废水可采用自然沉 淀法处理。 2若在规定的静置时间内达 不到要求值时, 则需进行混凝沉淀试验。 3当悬浮物去除后,废水中仍含有有害 物质时, 可考虑采用调节 pH 值、 化学沉 淀、氧化还原等化学方法。 4对上述方 法仍不能去除的溶解性物质,为了进一步去除,可考虑采用吸附、离子交换等深度处理方法。 (3 含油废水 。首先做静置上浮试验分离浮油,再进行分离乳化油的试验。33. (概念、作用从工业企业和居民区排出的废水,其水量和水质都是随时间而变化的,工业废水的变化幅度一般比城市污水大。为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行,需对废水的水量和水质进行调节。调节水量和水质的构筑物称为调节池。34. 调节池的搅拌方式:1 水泵强制循环搅拌 2空气搅拌 3机械搅拌35. (我认为是大题 酸性废水中和处理采用的中和剂有石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠等。碱性废水中和处理则通常采用盐酸和硫酸。 (优缺点 苏打和苛性钠具有组成均匀、易于、易于贮存和投加、反应迅速、易溶于水而且溶解度较高的优点, 但是由于价格较贵,通常很少采用。 石灰 来源广泛,价格便宜,所以采用较广。但是它具有以下缺点 :1石灰粉末极易飘扬,劳动卫生条件差; 2装卸、搬运劳动量较大; 3成分不纯, 含杂质较多; 4 沉渣量较多,不易脱水; 5制配石灰溶液和投加需要较多的机械设备等。36. (估计是名词解释过滤中和法仅用于酸性废水的中和处理。酸性废水流过碱性滤料时与滤料进行中和反应的方法称为 过滤中和法 。 碱性滤料主要是石灰石、大理石、白云石等。 中和滤池分3类:普通中和滤池、 升流式膨胀中和滤池和滚筒中和滤池。37. (原理,估计是名词解释向工业废水中投加某种化学物质,使它和其中某些溶解物质产生反应,生成难溶盐沉淀下来,这种方法称为 化学沉淀法 ,它一般用以处理含金属离子的工业废水。 (估计也有问答题 , P483中溶度积常数、式12-15及下面一段话最好记住 38. (估计是名词解释水中的难溶盐服从溶度积原则,即在一定温度下,在含有难溶盐(固体的饱和溶液中,各种离子浓度的乘积为一常数,称为 溶度积常数 。39. (估计是名词解释利用溶解于废水中的有毒有害物质,在氧化还原反应中 能被氧化或还原的性质,把它转化为无 毒无害的新物质,这种方法称为 氧化还 原法 。40. 含六价铬废水的药剂还原法的基本原 理是在酸性条件下,利用化学还原剂将 六价铬还原成三价铬,然后用碱使三价 铬成为氢氧化铬沉淀而去除。41. 臭氧是氧的同素异形体,它的分子由 3个氧原子组成。 臭氧在室温下为无色气 体,具有一种特殊的臭味。 其主要物 理化学性质如下:1氧化能力。它是一 种强氧化剂,其氧化能力仅次于氟,比 氧、 氯及高锰酸盐等常用的氧化剂都高。 2 (P494, 不重要, 自己看, 略 3 (略 。 4臭氧的毒性和腐蚀性:臭氧是有毒气 体。具有强的氧化能力,除金和铂外, 臭氧化空气几乎对所有金属都有腐蚀作 用。 对非金属材料也有强烈的腐蚀作用。 42. (考原理 光氧化法 是利用光和氧化 剂产生很强的氧化作用来氧化分解废水 中有机物或无机物的方法。 氧化剂有 臭氧、氯、次氯酸盐、过氧化氢及空气 加催化剂等。其中常用的为氯气。在一 般情况下,光源多为紫外光,但它对不 同的污染物有一定的差异,有时某些特 定波长的光对某些物质比较有效。光对 污染物的氧化分解起催化剂的作用。可 以以氯为氧化剂的光氧化法处理有机废 水。43. (活性炭对有机物的吸附活性炭吸 附法多用于去除用生物或物理、化学法 不能去除的微量呈溶解状态的有机物。 能否被活性炭吸附,可以按几种因素分 析:1分子结构(芳香族化合物较易 ,2越使溶液界面张力减少的物质越易,3溶解度越低越易, 4 ;弱电解质的有 机物在非离解的分子状态时较易,而具 有羟基而使极性增大的物质较难。 5分 子量越大,吸附性越强。 6 pH 值低时 吸附量较大。 7 浓度增加, 吸附量增大。 8温度一般影响可以忽略。 9共存物 质。一般无影响。 (P553,因素应该不考 吧,这么麻烦。 44. 活性炭对无机物的吸附虽然研究的还 比较少,但实践已证明,它对某些金属 及其化学物有很强的吸附能力。对汞也 有很好的吸附能力。45. 离子交换树脂的选择性。 (P556, 自己 看看。记住排序,可能是小题。 46. (似乎是名词解释利用隔膜使溶剂 (通常是水同溶质或微粒分离的方法 称为 膜分离法 。 用隔膜分离溶液时, 使溶质通过膜的方法称为 渗析 ,使溶剂 通过膜的方法称为 渗透 。47. (看起来很像选择题根据溶质或溶 剂透过膜的推动力不同,膜分离法可分 为 3类:1 以电动势为推动力的方法有:电渗析和电渗透; 2以浓度差为推动力 的方法有:扩散渗析和自然渗透; 3以 压力差为推动力的方法有:压渗析和反 渗透、超滤、微孔过滤。其中常用的是 电渗析、反渗透和超滤。(虽然很多字,但是这个很有可能会考 大题 48. 膜分离法的特点 是:1 在膜分离过程 中,不发生相变化,能力的转化效率高。 2一般不需要投加其他物质,这可节省 原材料和化学药品。 3膜分离过程中, 分离和浓缩同时进行,这样能回收有价 值的物质。 4根据膜的选择透过性和膜 孔径的大小, 可将不同粒径的物质分开, 这使物质得到纯化而又不改变其原有的 属性。 5膜分离过程,不会破坏对热敏 感和对热不稳定的物质,可在常温下得 到分离。 6 膜分离法适应性强,操作及