工业水处理技术

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Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、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）2HCO3-+2OH-——2CO32-+2H2O3）Ca2++CO32-——CaCO3沉淀》》》》》》Ca(OH)2+2HCO3-——CaCO3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(OH)2，可去除水中1molCa2+。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：MgSO4+Ca(OH)2——Mg（OH）2沉淀+CaSO4MgCl2+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：SO42-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。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α放射性和β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