电厂水处理试题及答案

电厂水处理试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.电厂锅炉补给水处理中，混凝处理的主要目的是去除水中的（）。A.溶解氧B.胶体和悬浮物C.硬度离子D.有机物2.反渗透（RO）膜分离过程中，驱动水分子透过膜的主要动力是（）。A.浓度差B.压力差C.电位差D.温度差3.离子交换树脂的交联度是指（）。A.树脂中交联剂的质量分数B.树脂网孔的大小C.树脂的交换容量D.树脂的再生效率4.循环冷却水系统中，控制微生物繁殖最常用的药剂是（）。A.阻垢剂B.缓蚀剂C.杀菌剂D.分散剂5.凝结水精处理系统中，高速混床通常采用的树脂组合是（）。A.阳树脂+阴树脂（体积比1:1）B.阳树脂+阴树脂（体积比2:1）C.仅阳树脂D.仅阴树脂6.电厂化学监督中，超临界机组锅炉给水的溶解氧含量应控制在（）。A.≤10μg/LB.≤50μg/LC.≤100μg/LD.≤200μg/L7.石灰-纯碱软化法中，纯碱（Na₂CO₃）的主要作用是去除水中的（）。A.碳酸盐硬度B.非碳酸盐硬度C.悬浮物D.有机物8.反渗透膜污染后，通常表现为（）。A.产水量增加，脱盐率下降B.产水量下降，脱盐率下降C.产水量增加，脱盐率上升D.产水量下降，脱盐率上升9.混床再生时，分层操作的关键是（）。A.树脂的湿真密度差B.再生剂的浓度C.反洗流量D.再生时间10.循环冷却水的浓缩倍数（K）是指（）。A.补充水含盐量与循环水含盐量的比值B.循环水含盐量与补充水含盐量的比值C.补充水流量与排污水流量的比值D.排污水流量与补充水流量的比值二、填空题（每题2分，共20分）1.电厂水处理中，常用的混凝剂可分为无机混凝剂和有机混凝剂，其中聚合氯化铝（PAC）属于______类。2.反渗透膜的脱盐率计算公式为：脱盐率=（1-______）×100%。3.离子交换树脂失效后，需用再生剂恢复其交换能力，强酸阳树脂常用的再生剂是______。4.循环冷却水系统中，控制结垢的常用方法包括投加阻垢剂、______和调整pH值。5.凝结水精处理系统的主要作用是去除凝结水中的______、金属腐蚀产物和微量溶解盐类。6.锅炉给水加氨处理的主要目的是调节给水pH值，防止______腐蚀。7.反渗透系统的回收率是指______与进水总量的比值。8.混床树脂再生前需进行反洗分层，若分层不彻底，会导致再生后______下降。9.电厂废水处理中，中和处理主要用于调节废水的______，使其满足排放标准。10.化学除盐系统中，阴床通常设置在阳床之后，原因是阳床出水呈______，可提高阴树脂的交换效率。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.混凝处理中，水温越高，混凝效果越好。（）2.反渗透膜对离子的截留顺序为：二价离子＞一价离子，阴离子＞阳离子。（）3.离子交换树脂的工作交换容量通常大于其全交换容量。（）4.循环冷却水的浓缩倍数越高，节水效果越好，因此应尽可能提高浓缩倍数。（）5.凝结水精处理混床失效后，可通过检测出口电导率或硅含量判断。（）6.锅炉给水加联氨的主要目的是调节pH值。（）7.反渗透系统停机时，应立即关闭进水阀，防止膜干化。（）8.阴树脂的耐温性通常比阳树脂差，因此再生温度不宜过高。（）9.循环冷却水中的微生物会导致设备腐蚀和粘泥堵塞，需定期投加杀菌剂。（）10.化学除盐系统中，阳床出水的pH值通常低于进水pH值。（）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述电厂锅炉补给水处理的典型工艺流程，并说明各环节的主要作用。2.反渗透膜污染的主要类型有哪些？如何预防膜污染？3.离子交换树脂的“中毒”现象指什么？常见的中毒类型及处理方法有哪些？4.循环冷却水系统中，为什么需要控制浓缩倍数？浓缩倍数过高或过低会带来哪些问题？5.简述凝结水精处理混床的再生步骤（从失效树脂开始，到投入运行前）。五、计算题（每题8分，共16分）1.某电厂反渗透系统进水流量为100m³/h，产水流量为75m³/h，进水电导率为2000μS/cm，产水电导率为20μS/cm。计算该系统的回收率和脱盐率。2.某软化水系统进水硬度为5mmol/L（以CaCO₃计），采用钠离子交换树脂处理，树脂的工作交换容量为800mol/m³，树脂体积为2m³。计算该树脂的周期制水量（忽略再生损耗）。六、案例分析题（14分）某电厂反渗透（RO）系统投运3个月后，出现产水量下降（由75m³/h降至60m³/h）、产水电导率升高（由20μS/cm升至50μS/cm）的现象。经检查，高压泵出口压力由2.0MPa升至2.5MPa，保安过滤器压差无明显变化。问题：（1）分析可能导致上述现象的原因。（2）提出针对性的解决措施。答案及解析一、单项选择题1.答案：B解析：混凝处理通过投加混凝剂使胶体脱稳、凝聚成大颗粒，主要去除水中的胶体和悬浮物。溶解氧需通过除氧器去除，硬度离子通过软化或除盐去除，有机物需通过活性炭或高级氧化去除。2.答案：B解析：反渗透是压力驱动的膜分离过程，进水压力需大于渗透压，驱动水分子透过半透膜，而盐分被截留。3.答案：A解析：交联度是树脂中交联剂（如二乙烯苯）的质量分数，直接影响树脂的网孔大小和机械强度。交联度越高，网孔越小，选择性越强，但交换速度越慢。4.答案：C解析：杀菌剂（如次氯酸钠、异噻唑啉酮）用于抑制或杀灭循环水中的细菌、藻类等微生物，防止粘泥沉积和生物腐蚀。5.答案：A解析：高速混床通常采用阳树脂与阴树脂体积比1:1的混合树脂，以保证阴阳离子交换的平衡，避免出水pH偏差。6.答案：A解析：超临界机组对给水品质要求极高，溶解氧需严格控制在≤10μg/L，防止高温高压下氧腐蚀。7.答案：B解析：石灰（Ca(OH)₂）用于去除碳酸盐硬度（如Ca(HCO₃)₂），生成CaCO₃沉淀；纯碱（Na₂CO₃）与非碳酸盐硬度（如CaSO₄）反应生成CaCO₃沉淀，去除剩余硬度。8.答案：B解析：膜污染会导致膜通量（产水量）下降，同时污染物覆盖膜表面，降低脱盐效率，导致产水电导率升高（脱盐率下降）。9.答案：A解析：混床再生前需反洗分层，利用阳树脂（湿真密度约1.24g/cm³）与阴树脂（湿真密度约1.08g/cm³）的密度差，使阳树脂下沉、阴树脂上浮，实现分层。10.答案：B解析：浓缩倍数K=循环水含盐量（或某稳定离子浓度）/补充水含盐量（或同离子浓度），反映循环水的浓缩程度。二、填空题1.无机高分子混凝剂2.产水电导率/进水电导率3.盐酸（或HCL）4.控制蒸发量（或提高浓缩倍数）5.悬浮杂质（或悬浮物）6.酸性（或H+）7.产水流量8.出水水质（或交换容量）9.pH值（或酸碱度）10.酸性（或低pH）三、判断题1.×解析：水温过低会导致混凝剂水解缓慢，胶体颗粒布朗运动减弱，混凝效果差；但水温过高会使絮凝体因水流动加剧而破碎，最佳水温通常为20-30℃。2.√解析：反渗透膜对离子的截留与离子价态、水合离子半径有关，二价离子（如SO₄²⁻、Ca²⁺）截留率＞一价离子（如Cl⁻、Na⁺），阴离子（如SiO₃²⁻）截留率＞阳离子（如K⁺）。3.×解析：全交换容量是树脂完全再生后的理论交换容量，工作交换容量是实际运行中受流速、温度、再生程度等影响的有效容量，通常小于全交换容量。4.×解析：浓缩倍数过高会导致循环水含盐量过高，结垢和腐蚀风险增加，药剂消耗增大；过低则浪费水资源。需根据水质和设备材质选择合理范围（通常3-5）。5.√解析：混床失效后，阴、阳树脂交换容量耗尽，无法有效去除离子，出口电导率（反映离子总量）或硅含量（阴树脂失效的敏感指标）会显著升高。6.×解析：联氨（N₂H₄）是还原剂，主要作用是与水中的溶解氧反应（N₂H₄+O₂→N₂+2H₂O），防止氧腐蚀；调节pH主要通过加氨（NH₃）。7.×解析：反渗透停机时，应先低压冲洗（用产水或淡水），去除膜表面浓缩的盐分，再关闭系统；若直接停机，浓水侧易结垢，膜干化会导致不可逆损伤。8.√解析：阴树脂（如强碱性苯乙烯系树脂）的热稳定性较差，高温（＞60℃）会导致基团脱落，交换容量下降；阳树脂（强酸性）可耐受80-100℃。9.√解析：微生物（细菌、藻类、真菌）代谢会产生酸性物质（如H+）和粘泥，导致金属腐蚀（如点蚀）和换热器堵塞，需定期投加氧化性或非氧化性杀菌剂。10.√解析：阳树脂（RH）交换水中的阳离子（如Ca²⁺、Na⁺），反应式为2RH+Ca²⁺→R₂Ca+2H⁺，出水含H+，pH降低（通常＜4）。四、简答题1.典型工艺流程：原水→预处理（混凝、沉淀、过滤）→反渗透（RO）→离子交换（混床或复床）→除盐水箱。各环节作用：预处理：去除悬浮物、胶体、有机物，降低浊度（≤1NTU），保护后续膜和树脂。反渗透：去除95%-99%的盐分、有机物和微生物，减轻离子交换负荷。离子交换：深度去除剩余离子（如SiO₃²⁻、Na⁺），确保出水电阻率＞15MΩ·cm（高压锅炉要求）。2.污染类型：无机污染：钙、镁、硅等盐类结垢（如CaCO₃、SiO₂）。有机污染：腐殖酸、蛋白质等大分子有机物吸附。生物污染：细菌、藻类等微生物及其代谢产物形成生物膜。胶体污染：铁、铝的氢氧化物胶体沉积。预防措施：加强预处理（如超滤、阻垢剂投加），控制进水SDI（≤5）。定期化学清洗（酸洗除无机垢，碱洗除有机物，杀菌剂除生物污染）。优化运行参数（控制回收率、流速，避免浓差极化）。3.树脂“中毒”指树脂因吸附不可逆杂质（如有机物、高价金属离子）导致交换容量永久下降的现象。常见类型及处理：有机物中毒（阴树脂）：原水中腐殖酸、单宁酸等被阴树脂吸附，堵塞孔道。处理：用NaCl+NaOH混合液（10%NaCl+4%NaOH）浸泡再生。铁中毒（阳树脂）：Fe³+氧化树脂交联结构，形成“铁污染”。处理：用盐酸（4%-6%）+亚硫酸钠（0.5%）溶液浸泡，还原Fe³+为Fe²+后洗脱。硅中毒（阴树脂）：高pH下SiO₃²-与树脂结合紧密。处理：用温NaOH溶液（40-50℃，4%-5%）再生，加速硅的洗脱。4.控制浓缩倍数的原因：浓缩倍数是循环水节水与水质控制的平衡指标，直接影响药剂消耗、结垢腐蚀风险和运行成本。浓缩倍数过高的问题：循环水含盐量升高，结垢（如CaCO₃）和腐蚀（Cl⁻、SO₄²⁻）风险增加。阻垢缓蚀剂需求增大，药剂成本上升。微生物繁殖加剧（营养物质浓缩）。浓缩倍数过低的问题：补充水量和排污水量增大，水资源浪费。药剂随排污水流失，利用率降低。5.再生步骤：（1）反洗分层：用除盐水从底部反洗，利用树脂密度差使阳树脂下沉、阴树脂上浮，实现分层。（2）排水：放掉树脂层上部水，使水面高于树脂层10-20cm。（3）再生：阳树脂用盐酸（4%-5%）从底部进，阴树脂用NaOH（4%-5%）从顶部进，废液从中间排液装置排出（逆流再生）。（4）置换：用除盐水继续冲洗，将再生剂残留置换出。（5）混合：从底部通入压缩空气（0.1-0.15MPa），使阴阳树脂充分混合。（6）正洗：从顶部进水，底部排水，直至出水电导率≤0.2μS/cm（或硅含量≤20μg/L）。（7）投运：正洗合格后，切换至运行状态。五、计算题1.回收率=（产水流量/进水流量）×100%=（75/100）×100%=75%。脱盐率=（1-产水电导率/进水电导率）×100%=（1-20/2000）×100%=99%。2.树脂总交换容量=工作交换容量×树脂体积=800mol/m³×2m³=1600mol。周期制水量=总交换容量/进水硬度=1600mol/5mmol/L=1600mol/0.005mol/L=320000L=320m³。六、案例分析题（1）可能原因：无机结垢：反渗透浓水侧因浓缩导致CaCO₃、CaSO₄等盐类超过溶度积，在膜表面结垢，增加膜阻力（压力升高），降低产水量和脱盐率。生物污染：预处理不足或系统停运时未及时保护，微生物在膜表面繁殖形成生物膜，堵塞膜孔。有机污染：原水中腐殖酸、油类等有机物吸附在膜表面，降低膜通量和截留能力。膜氧化损伤：预处理投加过量氧化剂（如余氯），导致聚酰胺膜（常见RO膜材质）氧化，脱盐层破坏，电导率升高。（2）解决措施：化学清洗：若为无机结垢，用柠檬酸（2%-3%）+阻垢剂（0.1%）酸洗（pH=3-4），溶解碳酸盐；若为硫酸盐垢，需用EDTA钠盐（2%-3%）清