工业水处理考试试题

第一章绪论1.地球上水资源的分布情况如何？答：地球上的总水量约1.36×109km3，海洋的水占水量97.2%，陆地上的江河湖沼构成的地面水总量约为2.3×105km3，其中淡水只有一半左右，为地球总水量的万分之一；地下水总水量约为8.4×105km3；高山上和南北极地区的冰雪和冰川占地面水总量的3/4。3.水在自然界中是如何循环运动的？答：自然界的水在太阳能和地球重力的作用下不断地循环运动着——在太阳能作用下，各种形式的水蒸气升入天空为云，在适当的的条件下又称为雨雪降落，或者在地面上汇集成江河湖沼，形成地面径流；或者渗入地下形成地下水层和水流（渗流）。这两种水流互相转换，最后汇入海洋，海洋中的水蒸气升入天空为云。4.什么叫水的污染？来源？答：水在自然循环和社会循环的过程中，会混入各种各样的杂质（自然界地球化学和生物化学过程的产物、人类生活和生产的废弃物），当水中的某些杂质含量达到一定程度后，对人类生存环境或水的利用产生不良影响，水质的这种恶化称为水的污染。来源：①工业污染源；②生活污染源；③养殖业；④面污染源。7.表示水中杂质含量的指标有哪几项？各指标的含义是什么？答：①悬浮物：用每升水中所含固形物的质量（mg/L）来表示。②含盐量：表示水中各种盐含量的总和。③硬度（H）：表示水中高价金属离子的总浓度。④碱度：表示水中OH-、CO32-、HCO3-及其他弱酸强碱盐类的总和。⑤酸度：指水中能与强碱起中和作用的物质的含量。8.工业水处理主要包括哪些内容？答：包括用水处理（新鲜水处理）、循环冷却水处理和污水处理。9.污水处理的常规方法：①物理处理；②物理化学处理；③化学处理；④生物化学处理。第二章工业水处理技术（补充）天然水中含有哪些杂质？答：①悬浮物：砂石、腐殖物等，密度轻的上浮，密度大的下沉，形成各种悬浮状态。②胶体物：分子和离子的集合体，天然水中主要是腐殖质与铝、铁、硅等化合物。③溶解物：Ca2＋、Mg2＋、HCO3－、Cl－、SO42—、K＋、Fe和Mn离子、NO3－、以及H4SiO42-等。④可溶性气体：CO2、O2、H2S等。（补充）天然水处理方法有：混凝、沉淀、澄清和过滤等。（补充）水的除氯方法：化学还原法:活性炭脱氯法。1.水中微小悬浮物和胶体杂质能稳定存在的原因是什么？答：①微粒的布朗运动；②微粒间的静电斥力；③微粒的水化作用。2.何谓凝聚作用？何谓絮凝作用？其机理有何不同？答：①凝聚作用：胶体颗粒相互接触时通过吸附作用聚结成大颗粒的现象。②絮凝作用：高分子物质或高价盐类（能水解成高聚物）在水中伸展成链状，胶体颗粒吸附在链节部位，把水中悬浮物连在一起，逐步絮凝成絮状沉淀物的现象。不同：凝聚是向水中加入电解质（凝聚剂），使胶体的扩散层变薄，ζ电位降低甚至趋于零，胶体容易相互靠拢而聚结成大的颗粒沉淀；絮凝是向水中加入高分子的物质或高价金属盐（能水解生成高聚物，称为絮凝剂），由于吸附作用和高分子物质的架桥作用，破坏了胶体的稳定性而沉淀。5.什么是水的混凝处理过程？影响水的混凝处理效果的因素有哪些？答：通过向废水中投加混凝剂，使其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝而分离出来，净化废水的过程。影响因素：①pH值；②水温；③混凝剂用量；④原水水质；⑤水与混凝剂的混合速度；⑥助凝剂；6.沉淀池和澄清池在结构上和沉淀机理上有何区别？答：①结构上：沉淀池的反应池与沉淀池分开，澄清池的反应池和沉淀池统一在一个设备内。②机理上：沉淀池利用重力作用沉淀，澄清池利用活性泥渣与原水进行二次接触混凝作用澄清。9.什么叫曝气除铁？其曝气装置有哪些？答：曝气除铁法是利用空气中的O2对含铁地下水中的Fe2+进行氧化处理，将其氧化成Fe3+而形成难溶化合物Fe(OH)3沉淀析出，从而达到除铁的目的。装置：加气阀曝气、跌水曝气、气水混合器曝气、喷淋式曝气、曝气塔曝气等。10.试说明锰砂过滤除铁的机理，采用锰砂过滤的水为什么要预先曝气？答：天然锰砂的主要成分是MnO2，它是Fe2+氧化成Fe3+的良好催化剂，当含铁地下水Ph5.5时，水与锰砂接触，就可将Fe2+氧化成Fe3+，反应式如下：4MnO2＋3O2＝2Mn2O7Mn2O7＋6Fe2＋＋3H2O＝2MnO2＋6Fe3＋＋6OH－生成的Fe3+马上水解成氢氧化铁絮状沉淀，反应式如下：Fe3＋＋3OH－＝Fe（OH）3Fe（OH）3沉淀物经锰砂滤层后去除。预先曝气的目的：提高水中的溶解氧。12.用化学反应方程式说明石灰、石灰—纯碱法处理的原理。答：石灰法：Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2OCa(OH)2+Ca(HCO3)2CaCO3+H2OCa(OH)2+Mg(HCO3)2CaCO3+MgCO3+2H2OCa(OH)2+MgCO3CaCO3+Mg(OH)2石灰—纯碱法：CaSO4+Na2CO3Na2SO4+CaCO3↓CaCl2+Na2CO32NaCl+CaCO3↓MgSO4+Na2CO3Na2SO4+MgCO3MgCl2+Na2CO32NaCl+MgCO3反应生成的MgCO3进一步与石灰反应生成Mg(OH)2沉淀：Ca(OH)2+MgCO3CaCO3↓+Mg(OH)2↓第三章水的离子交换软化处理（补充）离子交换树脂工作原理？答：离子交换树脂是采用单体和交联剂共聚合，生成凝胶状的共聚物作为骨架，引入离子交换基团而合成的。在交联结构的高分子基体上，以化学键结合着许多交换基团被束缚在高分子基体上，使之不能自由活动，所以将其称为固定离子；固定离子以离子键结合的符号相反的离子称为反离子，它可以离解成自由移动的离子。在一定的条件下，它能与本身符号相同的其他反离子发生交换反应。6.交换器在运行初期、中期、末期，树脂层和出水水质的变化规律是什么？（填空）答：见书本P66页和PPT31～35张。7.（重点）何谓顺流再生与对流再生？对流再生有何优点？答：顺流再生——再生液与离子交换水流方向相同的再生方式；对流再生——再生液与离子交换水流方向相反的再生方式。优点——再生剂效率高（可以达到75％～85％），用量少。11.固定床逆流再生有哪些优点？实现逆流再生的关键是什么？答：优点——再生剂比耗降低、出水质量高和相同再生水平时工作容量增加。关键——防止交换剂层托起和乱层现象。15.简要说明浮动床的水垫层、惰性树脂层、上、下分配装置各起什么作用。答：①水垫层：一是作为床层变化的缓冲高度；二是使水流或再生剂分配均匀；②惰性树脂层：用于防止破碎树脂堵塞滤网，提高水流的分配均匀性和减少设备的阻力；③上部分分配装置：一是在运行或向上清洗是作为疏水装置；二是在再生或向下清洗时为再生液或清洗水的分配装置。④下部分分配装置：在运行或顺洗时，作为水流分配装置；在再生或清洗时，起支撑交换剂层和疏水的作用。第4章水的除盐处理1.在化学除盐系统中，阳床、阴床、混合床和除碳器应如何布置？为什么？答：阳床设置在除盐系统的前边，阴床要设置在阳床后面，混床设置在一级复床后面，除二氧化碳装置设在阴床之前。因为强型阳离子交换容量是强型阴离子的3倍，抗反离子干扰能力强；而且阴床在前容易产生碳酸钙、氢氧化镁等沉淀污染树脂；故阳床设置在除盐系统的前边。而阴床要设置在阳床后面，是因为进水为酸性，可以中和交换出来的OH－，减少了反离子的干扰，交换彻底；同时对除去水中的碳酸、硅酸等弱酸有利。混床设置在一级复床后面，是因为这样可以提高制水纯度；对于阳床、阴床短时失效具有保护作用。至于，除二氧化碳装置设在阴床之前，是为了减轻阴床负担。2.什么叫双层床？它与混合床有什么区别？有什么优点？答：双层床是由弱型树脂和强型树脂组成的离子交换设备，在交换器内，如果强型树脂和弱型树脂靠密度差来分层的就称为双层床。它与混合床的区别在于：双层床的树脂是分层分布，弱型分布在上层，强型分布在下层；优点：①适用于含盐量较高的水质，原水可以在500mg/l以上；②树脂平均工作容量大，交换周期制水量大；③再生剂利用率高，制水成本低；④排放废酸碱量很低，废液处理容易，环境污染小。3.什么叫渗透、反渗透？它们产生的条件是什么？答：在一个由半透膜隔开的盛水容器中，一侧注入稀溶液，另一侧注入浓溶液，同处于大气压力下，稀溶液中的水自发地透过半透膜而流入浓溶液中去，稀溶液一侧的液面逐渐下降，浓溶液一侧的液面逐渐升高，这种现象称为渗透。在外力作用下，浓溶液的溶剂透过半透膜向稀溶液中渗透的现象，称为反渗透。渗透产生的条件是半透膜两侧存在浓度差；而反渗透产生的条件是施加的压力P＞渗透压π，即存在压力差。4.反渗透技术有什么用途？答：反渗透技术的应用从海水淡化开始，现已发展到许多方面。如硬水软化，制取高纯水，工业废水处理和回收金属盐类，维生素、抗生素、生物碱、激素等的浓缩，细菌、病毒等的分离，果汁、牛乳、咖啡、糖浆等的浓缩，以及宇宙航行生活废水的处理和回用，在预除盐上的应用更是取得较好的效果；同时还用于除去水中微生物、有机物质、胶体质，延长离子交换树脂的使用寿命。第五章循环冷却水处理（补充）常见的水垢有哪些？污垢呢？答：水垢——重碳酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐；污垢——泥渣及粉尘、砂粒、腐蚀产物、天然有机物、微生物群体、一般碎屑、氧化铝、磷酸铝、磷酸铁。（补充）结垢的防治方法是什么？答：①补加水的处理；②在循环水中加酸或加二氧化碳；③使用阻垢剂；④增设旁流设备。2.为什么工业用水要采取循环冷却水系统？答：采用循环冷却水系统，可以解决冷却水结垢、悬浮固体沉积和腐蚀等影响冷却效率的问题，并且可以节约大量的水，有利于稳定生产，节约水资源，减少环境污染，节约钢材和提高经济效益。4.何谓缓蚀剂？循环冷却水处理中常用的缓蚀剂分为哪几类？答：凡是添加到腐蚀介质中能干扰腐蚀电化学作用，阻止或降低腐蚀速率的一类物质均为缓蚀剂。循环冷却水处理中常用的缓蚀剂分类——①无机缓蚀剂：铬酸盐、重铬酸盐、聚磷酸盐、硅酸盐；②有机缓蚀剂：巯基苯并噻唑（MBT）、苯并三氮唑；③阳极缓蚀剂：铬酸盐、钼酸盐；④阴极缓蚀剂：锌盐、聚磷酸盐；⑤氧化膜型缓蚀剂：铬酸盐、钼酸盐⑥沉淀膜型缓蚀剂：聚磷酸盐、锌盐、硅酸盐⑦吸附膜型缓蚀剂：巯基苯并噻唑（MBT）、苯并三氮唑6.何谓阻垢剂？其作用机理是什么？选择阻垢剂要注意什么原则？答：凡是能控制产生泥垢或水垢的药剂成为阻垢剂。作用机理——①用阴离子型或非离子型的聚合物把胶体包围起来，使它们稳定在分散状态；②把金属离子变成一种螯合离子或配离子，从而抑制了它们和阴离子结合产生沉淀物；③利用高分子混凝剂的凝聚架桥作用，是胶体颗粒形成矾花，悬浮在水中。原则——①阻垢效果好；②化学稳定性好；③无毒或低毒，容易被微生物降解；④配制、投加、操作等简单方便；⑤原料易得，制备简单，价格低廉，易于运输和贮备。14.循环冷却水系统进行旁流处理的目的是什么？怎样进行旁流处理？答：目的——控制旁流量和进、出旁流设备水的浊度，减轻污垢的形成，就可以保证系统长时间运行。如何进行——取部分循环水量进行处理后再返回系统内，以满足循环水水质的要求。第6章工业废水的一般处理方法1.工业废水的处理一般包括哪几类方法？各类方法又包括哪几种方法？答：①物理法：筛滤、重力、离心、磁分离、蒸发；②化学法：中和、氧化还原、化学沉淀、电解；③物理化学法：混凝、气浮、吸附、离子交换、萃取、膜分离(电渗析、扩散渗析、反渗透、超滤)；④生物化学法：好氧生物法（活性污泥法、生物膜法）、厌氧生物法、自然生物处理法。2.生物化学处理法可分为哪几类？各类方法的作用原理是什么？答：生物化学处理法按作用原理不同可以大致分类如下：3.简述活性污泥法处理工业废水的流程。答：污泥法处理工业废水的流程如下：