工业水处理技术[文]

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1、1 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+、Mg2+、Fe2+、 Mn 2+、Fe3+、Al3+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

2、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(OH)2 Ca2 +2OH- 2 ）2HCO 3 -+2OH- 2CO3 2- +2H2O 3 ）Ca 2+CO 3 2- CaCO3 沉淀 Ca(OH)2+2HCO 3 - CaCO 3 沉淀 +CO3 2-+2H 2O （此 4 式，可记住最后 一条足以证明）根据上述反应，每投加 1molCa(OH)2，可去除水中1mo

3、lCa 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(OH)2 Mg （OH ）2沉淀 +CaSO4 MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2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

4、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

5、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

6、，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： SO4 2- NO3 - Cl -F-HCO 3 - 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 P425) 11. 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

7、 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

8、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

9、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 有直流式、密闭 式循环和敞开式循环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。 2 26. 热阻 为传热系数的倒数。

10、 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

11、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

12、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

13、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

14、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 。

15、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

16、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