循环水处理工试题库及答案(高级工)

循环水处理工试题库及答案(高级工)一、水质化学与平衡控制1.（单选）某循环水系统浓缩倍率由3.0提至4.0，若原水中Ca²⁺60mg/L、HCO₃⁻180mg/L，水温30℃，pH7.8，则提高浓缩倍率后Langelier饱和指数最接近下列哪一数值？A.＋0.25 B.＋0.45 C.＋0.65 D.＋0.85答案：C2.（单选）在极限碳酸盐硬度法判定中，若循环水在50℃下维持48h无沉淀，则其极限碳酸盐硬度可视为高于：A.4.0mmol/L B.5.0mmol/L C.6.0mmol/L D.7.0mmol/L答案：B3.（多选）下列离子对中，哪几组在pH8.5、温度40℃下可形成协同垢层？A.Ca²⁺PO₄³⁻ B.Mg²⁺SiO₃²⁻ C.Fe³⁺PO₄³⁻ D.Al³⁺F⁻答案：A、B、C4.（判断）采用磷酸系配方时，若正磷酸盐质量浓度超过12mg/L，则锌盐缓蚀剂将失去缓蚀效果。（ ）答案：√5.（填空）当循环水pH由7.0自然上升至8.3时，CO₂HCO₃⁻CO₃²⁻体系中，CO₃²⁻摩尔分数由约0.2%升至____%。答案：9.16.（简答）说明循环水中“碱度消耗”与“酸消耗”概念差异，并给出各自滴定终点pH。答案：碱度消耗指用强酸滴定至pH4.5所消耗酸量，代表总碱度；酸消耗指用强碱滴定至pH8.3所消耗碱量，代表游离CO₂及无机酸总量。7.（计算）某系统循环水量8000m³/h，蒸发损失率1.2%，风吹损失0.05%，浓缩倍率4.0，若原水Cl⁻25mg/L，求排污水Cl⁻浓度及补水量。答案：排污水Cl⁻100mg/L；补水量＝蒸发量/(K1)＋风吹＝8000×1.2%/(41)＋8000×0.05%＝32＋4＝36m³/h。8.（论述）结合碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙三种潜在垢型，阐述在高硬度、高pH、高温三元叠加条件下，优先沉积顺序及其热力学、动力学原因，要求给出临界过饱和度数据并附晶体形貌SEM描述。答案：沉积顺序：碳酸钙→磷酸钙→硫酸钙。热力学：30℃下碳酸钙Ksp3.8×10⁻⁹，磷酸钙Ksp2.1×10⁻³³，硫酸钙Ksp4.9×10⁻⁵，过饱和度Ω_CaCO₃>120即析出，Ω_Ca3(PO4)2>50即析出，Ω_CaSO4>2.5方显著。动力学：碳酸钙均相成核活化能最低（≈45kJ/mol），晶体呈立方叠层状，SEM可见层间嵌套；磷酸钙成核受Mg²⁺抑制，晶体为针状聚合；硫酸钙需更高Ω，呈斜方板状，晶面清晰但沉积速率慢。三元叠加时，碳酸钙最先在换热器壁温>45℃区域形成晶种，磷酸钙依附其生长，硫酸钙因溶解度较高，仅在局部浓缩>8倍且温度>60℃时二次沉积。二、微生物控制与杀菌策略9.（单选）循环水系统中，下列哪种微生物最易形成“荚膜层”并导致严重垢下腐蚀？A.假单胞菌 B.硫酸盐还原菌 C.铁细菌 D.蓝藻答案：C10.（单选）当系统采用氧化性杀菌剂连续投加时，若余氯控制在0.3mg/L，则其对生物膜渗透深度约为：A.10µm B.30µm C.50µm D.100µm答案：B11.（多选）非氧化杀菌剂异噻唑啉酮与下列哪些药剂存在拮抗？A.阳离子聚丙烯酰胺 B.次氯酸钠 C.锌盐 D.聚环氧琥珀酸答案：A、B12.（判断）生物分散剂（BDA）通过降低表面张力至<30mN/m，可使生物膜脱落率提高70%以上。（ ）答案：√13.（填空）某冷却池容积2000m³，采用冲击投加5%次氯酸钠，目标游离氯1.0mg/L，商品次氯酸钠有效氯10%，则需投加____L。答案：20014.（简答）阐述“微生物诱导腐蚀（MIC）”三要素，并给出现场快速判定MIC的两种电化学方法。答案：三要素：微生物群落、代谢产物（如H₂S）、金属基体。电化学方法：线性极化电阻（LPR）瞬态下降>50%；电化学噪声（EN）电流噪声标准偏差突增>0.3μA/cm²。15.（计算）某系统连续投加稳定ClO₂，投加量1.2mg/L，循环量12000m³/h，ClO₂发生器转化率85%，原料NaClO₂纯度80%，求每小时原料消耗量。答案：ClO₂需量＝1.2×12000＝14.4kg/h；理论NaClO₂＝14.4×(90.44/67.45)/0.85＝22.7kg；实际原料＝22.7/0.8＝28.4kg/h。16.（论述）结合现场案例，说明“生物膜腐蚀产物沉积物”三元耦合加速碳钢点蚀机理，要求给出点蚀速率实测数据、SEMEDS图谱特征及控制方案经济性对比（氧化杀菌+非氧化杀菌+BDA组合）。答案：案例：华北某电厂循环水系统，碳钢换热器运行18个月，点蚀速率0.85mm/a。SEM显示生物膜厚120µm，内嵌FeS、Fe₃O₄球粒；EDS检出S8.2%、Cl1.1%，氧浓差电池电位差350mV。控制方案：A.单氧化杀菌，年费用28万元，点蚀速率降至0.35mm/a；B.氧化+非氧化冲击，年费用42万元，降至0.12mm/a；C.氧化+非氧化+BDA，年费用55万元，降至0.03mm/a，回收期1.8年，经济性最优。三、腐蚀机理与缓蚀技术17.（单选）在敞开式循环水系统中，碳钢均匀腐蚀速率控制在<0.075mm/a时，所需最低唑类浓度（以苯并三氮唑计）约为：A.0.5mg/L B.1.0mg/L C.2.0mg/L D.4.0mg/L答案：C18.（单选）当水质Ca²⁺120mg/L、Cl⁻300mg/L、SO₄²⁻400mg/L时，不锈钢316L发生缝隙腐蚀的临界温度（CCT）约为：A.15℃ B.25℃ C.35℃ D.45℃答案：B19.（多选）下列哪些缓蚀剂属于“危险型”缓蚀剂，即浓度不足时反而加速腐蚀？A.亚硝酸钠 B.聚磷酸盐 C.钼酸盐 D.铬酸盐答案：A、B、D20.（判断）锌盐与膦酸盐复配时，Zn²⁺最佳质量浓度区间为2–4mg/L，高于6mg/L将引发磷酸锌沉积。（ ）答案：√21.（填空）碳钢在含氧软水中发生氧腐蚀时，阴极反应极限扩散电流密度与氧浓度呈一次方正比，与温度呈____次方正比。答案：1.522.（简答）说明“缓蚀剂协同指数（S）”定义及计算方法，并给出S>1、S=1、S<1的物理意义。答案：S=(v₀v₁₂)/(v₀v₁+v₀v₂)，其中v₀为空白腐蚀速率，v₁、v₂为单剂速率，v₁₂为复配速率。S>1协同，S=1加和，S<1拮抗。23.（计算）某系统碳钢试片面积20cm²，试验前质量18.7520g，挂片30d后质量18.7485g，求腐蚀速率（mm/a，ρ=7.85g/cm³）。答案：失重0.0035g，速率＝87.6×0.0035/(20×30×7.85)＝0.065mm/a。24.（论述）结合混合金属体系（碳钢铜不锈钢）电偶腐蚀，阐述在高导电度（2500µS/cm）循环水中，电偶电流分布规律、缓蚀剂选型（唑类、钼酸盐、硅酸盐三元复配）及现场监测技术（ZRA、ER、LPR联合），要求给出电偶电流密度实测云图、年腐蚀速率对比表及经济性分析。答案：实测：碳钢铜电偶电流密度峰值2.8µA/cm²，位于碳钢侧5mm内；碳钢不锈钢0.7µA/cm²。缓蚀剂：BTA3mg/L+MoO₄²⁻6mg/L+Na₂SiO₃20mg/L，复配后碳钢均匀腐蚀速率由0.18mm/a降至0.025mm/a，铜腐蚀速率<0.002mm/a。监测：ZRA实时电偶电流，ER探针测得碳钢损失0.032mm/a，LPR测得极化电阻Rp8.2kΩ·cm²，数据一致。经济性：年药剂费68万元，较不投药减少更换换热器费用240万元，投资回收期0.35年。四、沉积物控制与清洗技术25.（单选）磷酸钙垢的酸洗常用“低pH高缓冲”方案，其中柠檬酸与磷酸钙摩尔比宜控制在：A.1:1 B.1.5:1 C.2:1 D.3:1答案：C26.（单选）某换热器垢样XRD分析显示主要物相为CaCO₃（方解石）占72%、Ca₃(PO₄)₂18%、SiO₂10%，则选择清洗主剂次序为：A.盐酸→柠檬酸→氢氟酸 B.柠檬酸→盐酸→氢氟酸 C.EDTA→盐酸→柠檬酸 D.盐酸→EDTA→氢氟酸答案：A27.（多选）下列哪些指标可用于在线判断酸洗终点？A.酸液Fe³⁺浓度突升 B.酸液pH回升至>2.0 C.循环压差恢复至设计值90% D.酸液电导率下降>20%答案：A、C、D28.（判断）硫酸钙垢采用碱性EDTA清洗时，温度控制在80–90℃可显著加快络合溶解，但需添加0.2%缓蚀剂防止碳钢过洗。（ ）答案：√29.（填空）某系统酸洗后，钝化液配方为NaNO₂1.0%、Na₂CO₃0.3%，钝化时间____h，钝化膜厚度约____nm。答案：4–6；20–3030.（简答）阐述“沉积物下腐蚀（UDC）”自催化酸化机理，并给出现场监测UDC的两种电化学噪声判据。答案：UDC因垢层下氧浓差，形成大阴极小阳极，水解酸化pH<3，自催化加速。EN判据：电流噪声标准偏差>0.5μA/cm²；电位噪声峰度系数>5。31.（计算）某冷凝器单管长6m，内径20mm，垢厚0.5mm，导热系数1.2W/(m·K)，清洁管总传热系数3200W/(m²·K)，求结垢后热阻增加量及传热系数下降率。答案：垢热阻Rf=0.0005/1.2=0.000417m²·K/W；原热阻1/3200=0.000312m²·K/W；总热阻0.000729m²·K/W；新传热系数1372W/(m²·K)；下降率57%。32.（论述）结合某1000MW机组冷却塔填料碳酸钙生物混合垢案例，给出高压水（70MPa）与化学清洗（柠檬酸+表面活性剂）联合工艺参数（流量、喷嘴移动速度、药剂浓度、温度、缓蚀剂配比），对比纯高压水、纯化学、联合三种方案清洗效率、