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大陆科技公司环保事业部化水专业水处理知识100题2004年8月\n一、选择题（20题）1、自然界中的水大体可以分为如下三种：大气水、地表水和（）。2、天然水中的杂质，有的呈固态，有的呈液态或气态，它们大多以分子态、离子态或胶体颗粒存在于水中。如按其颗粒大小不同，可以分为（）、（）和（）三大类。3、单位水中钙离子的总含量称为（），单位水中镁离子的总含量称为（），（）称为总硬度。4、pH值的定义是（），它是表示水中（）强弱的一项指标。5、化学需氧量（俗称好氧量）是近似表示水中（）的指标。6、生化需氧量是指（），单位为mg/L。7、按滤池进出口阀门个数，可以将滤池分为（）、（）、（）。8、H+、NH4+、K+、Na+、Mg2+、Ca3+几种不同离子型的强酸阳树脂体积由大到小的排列顺序为：（）>（）>（）>（）>（）≈（）9、在稀溶液中，H+、NH4+、K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Al3+、Fe3+几种不同离子型的强酸阳树脂的选择性顺序为：（）>（）>（）>（）>（）≈（）>（）>（）10、在稀溶液中，Cl－、OH－、HCO3－、HSiO3－、NO3－、SO42－几种不同离子型的强酸阳树脂的选择性顺序为：（）>（）>（）>（）>（）>（）11、固定式离子交换器按运行方式可以分为：（）、（）、（）。12、浮动床的反洗在（）进行，一般10～20个周期反洗一次。13、一般情况，监测阳床终点用（）表；监测阴床终点用（）表；监测混床终点用（）表或（）表。14、反渗透膜的基本性能一般包括：（）、（）、（）、（）等。15、反渗透的主要操作参数有：（）、（）、（）、（）等。16、控制反渗透装置进水固体颗粒含量的指标是：（）和（）。17、一般卷式反渗透膜组件要求SDI<（）。18、反渗透标准化后的流量指（）。19、电厂用水中的生水是指（）。20、在火力发电厂中，水的用途是多方面的，包括（）、（）和（），生产方面主要用作（）和（）。二、判断题（对的写“对”，错误的写“错”）（10题）1、对同一水样，CODCr的测定值大于CODMn的测定值。（）2、酚酞碱度为水中的全碱度。（）3、可以根据水样分析结果来确定合适的混凝条件。（）4、过滤器运行的“空塔速度”是指在无滤料时水通过空过滤设备的速度，就是一般所指的滤速。（）\n5、反渗透或离子交换树脂前处理用活性炭必须进行预处理。（）6、若离子交换树脂在储存期间变干，应立即用水浸泡。（）7、有时阴床开始运行时能降低出水硬度，而运行到末期时出水硬度又升高。（）8、双层床和双室床都属于强、弱树脂联合应用的离子交换装置。（）9、水在火力发电厂的主要作用有：传能介质、传热介质和工作介质。（）10、超滤、反渗透、电渗析的分离驱动力都是压力差。（）三、简答题（55题）1、全固形物的含义是什么？2、溶解固形物（TDS）的含义是什么？3、悬浮物的含义是什么？4、含盐量指标的含义是什么？5、水的碱度的含义是什么？6、天然水的溶解固形物总量（TDS）在50～5000mg/L之间，水的电导率与TDS之间的近似公式是什么？7、聚合铁与聚合铝相比有哪些优缺点？8、机械搅拌澄清池有何优缺点？9、水力循环澄清池有何优缺点？10、影响澄清池性能的主要因素有哪些？11、提高混凝效果的方法有哪些？12、快速过滤器的过滤原理是是什么？13、慢速过滤器的过滤原理是什么？14、按构成滤床的滤料种类数目，快速滤床有哪些工艺形式？15、多层过滤和单层过滤相比有哪些优缺点？16、影响过滤的主要因素有哪些？17、常用滤料有哪些？18、用作滤料的物质必须具备什么条件？19、什么是压力式过滤器？20、影响活性炭对水中有机物吸附量的因素有哪些？21、粒状活性炭有哪些再生方法？22、什么是氧化型杀菌剂？请举出两种以上的氧化型杀菌剂。23、什么是非氧化型杀菌剂？请举出两种以上的非氧化型杀菌剂。24、二氧化氯是一种什么样的杀菌剂？25、异噻唑啉酮是一种什么样的杀菌剂？26、离子交换树脂的物理性能包括哪些指标？27、什么叫做离子交换树脂的不可逆膨胀？28、什么叫做离子交换树脂的转型膨胀？29、离子交换树脂的工艺性能包括哪些？30、离子交换树脂应该怎样储存？31、为什么要对阴树脂进行预处理？32、阳离子交换器的定义（简称阳床）？33、阴离子交换器的定义（简称阴床）？34、混合离子交换器的定义（简称混床）？35、什么是水的化学除盐处理？\n36、采用喷射器输送再生液有何优缺点？37、混床有哪些优缺点？38、为什么离子交换器内树脂层有空气对再生有影响？39、除碳器为什么设置在阳、阴床之间？40、离子交换器产生偏流的原因有哪些？41、什么叫反渗透？42、什么叫反渗透膜的透水量？43、什么叫反渗透膜的脱盐率？44、什么叫反渗透膜的回收水率？45、反渗透用于火电厂锅炉补给水预脱盐处理有什么优点？46、怎样测量淤塞指数（SDI）?47、确定反渗透是否需要清洗的运行指标是什么？48、什么叫做反渗透系统的标准化？49、什么叫反渗透或超滤的一级、两级和段？50、什么叫电厂的锅炉补给水？四、问答题（15题）1、混凝澄清的机理是什么？2、影响混凝处理效果的因素有哪些？如何影响？3、用图示表示单流式压力过滤器的外部管路系统（标出各个功能阀门）。4、用图示表示顺流再生离子交换器的外部管路系统（标出各个功能阀门）。5、用图示表示逆流再生离子交换器的外部管路系统（标出各个功能阀门）。6、用图示表示浮动床离子交换器的外部管路系统（标出各个功能阀门）。7、用图示表示混合离子交换器的外部管路系统（标出各个功能阀门）。8、阳床为什么要设置在除盐系统的前边？9、用图示表示反渗透的除盐原理。10、反渗透的预处理包括哪些内容？11、超滤与反渗透有何区别？12、画出反渗透的清洗系统图。13、画出我公司总包的黄台电厂循环水反渗透处理回用工程的工艺流程图。14、画出我公司总包的山东方兴实业公司矿井水反渗透处理的工艺流程图。15、用简图表示出火力发电厂的水汽系统循环图。\n答案一、填空题1、地下水2、悬浮物；胶体和溶解物质3、钙硬度；镁硬度；单位水中钙镁离子之和（或者钙硬度和镁硬度之和）4、水中氢离子浓度的负对数；酸碱性5、有机物含量6、利用微生物氧化水中有机物所需要的氧量7、双阀滤池；单阀滤池；无阀滤池8、H+>Na+>Mg2+>Ca3+>NH4+≈K+9、Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>≈NH4+>Na+>H+10、SO42－>NO3－>Cl－>OH－>HCO3－>HSiO3－11、顺流再生固定床；逆流再生固定床；浮动床12、体外13、钠；硅；硅或电导率14、操作压力；透水量；脱盐率和流量衰减系数等。15、温度；操作压力；脱盐率；回收率16、浊度；淤塞指数（SDI）17、418、如果系统进行条件与初投运时相同，现在理论上所能达到的流量19、未经净化的的水源供水，其水质因水源的不同而不同20、生产用水；工业用水；生活用水；锅炉水；冷却水二、判断题1、对2、错（甲基橙碱度是水中的全碱度）3、错（由于影响混凝效果的因素很多，目前只能通过混凝烧杯试验来确定混凝剂的机量及适宜的混凝条件等。）4、对5、对6、错（树脂在储存期间，应使树脂保持充分湿润。如发现树脂变干，切勿用水浸泡，以防止树脂突然膨胀而造成破损，此时，应用饱和食盐溶液浸泡树脂，然后再逐步稀释食盐溶液。7、对8、对9、对10、错（超滤、反渗透、的分离驱动力都是压力差；而电渗析的分离驱动力是电位差。三、简答题1、全固形物是水样在一定温度下蒸发干燥后所残留的固形物质总量，为悬浮物和溶解固形物的总和。2、溶解固形物是将水样过滤后，滤液蒸干后的固形物量。它包括水中除溶解气体之外的各种溶解物质的总量。3、\n悬浮物是指水中悬浮物质的含量。它是取一定量水，经定量滤纸过滤后，将滤纸截留物在110℃烘干称重而测得。1、含盐量表示水中各种溶解盐类的总和。由水质全分析所得到的全部阳离子和阴离子的量相加而得，单位用mg/L表示。2、指水中含有能接受氢离子的物质总量除以水的体积，单位为mmol/L。3、lgTDS=1.0061lgκH2O－0.215式中：κH2O——水的电导率，μS/cm；TDS——水的溶解固形物总量，mg/L。7、优点：净化效率高，形成的矾花大而致密，沉降速度快；适应原水浊度变化范围比较宽；药剂用量少；对原水中溶解性铁的去除率高（可达97%~99%）；适用pH值较宽（4.5~10）。聚合铁适用于有机物含量较高的原水或有机质水的处理。缺点：当投加量较大时，处理后的pH值低于6，如过滤效果不好，则水中铁含量有所升高，影响后续处理。8、优点：澄清效率高，单位面积产水量大；适应性较强，澄清效果稳定；当药剂选择适宜时，对低温低浊度水的处理有一定的适应性。缺点：需要机械搅拌设备，维修较麻烦。9、优点：无机械搅拌设备，结构简单，维护方便。缺点：耗药量较大，对进水水质、水温的适应性不如机械搅拌澄清池。10、1）清水区上升流速2）速度梯度（G值）3）停留时间（T值）4）原水水质5）水温6）药剂的投加量7）运行条件11、提高混凝效果的方法可以分为两大类，即化学方法和物理方法。化学方法有：投加碱或酸；投加助凝剂；投加膨润土或活性炭粉；向水中投加氧化剂（如氯、臭氧、高锰酸钾等）。物理方法有：将水温调整到25～30℃；在澄清池的分离区或清水区加装斜板或斜管；预先对原水进行曝气吹脱处理；在矾花形成的开始阶段用空气进行搅拌。12、吸附凝聚作用13、机械截留作用14、有单介质过滤器、双介质过滤器和多介质过滤器15、截污能力大，过滤周期长、出水水质好，可以采用较高滤速。16、1）滤料的粒径和滤层的高度2）滤料的形状和滤层的空隙率3）过滤流速4）进水的前处理方式5）水流的均匀性17、石英砂、无烟煤、大理石和磁铁矿18、化学稳定性好，不影响出水水质；机械强度好，使用中不碎裂；外形接近球形，表面粗糙而有棱角；粒度适当；价格低廉，便于取材。19、压力式过滤器是指设备在一定压力下工作，通常外壳是个密闭的钢罐。20、1）活性炭的结构和特性；2）被吸附有机物的性质3）水的pH值4）水中有机物的初始浓度5）水的温度与共存条件21、1）强制放电再生法2）高温加热再生法3）药剂再生法\n4）水蒸汽再生法22、氧化型杀菌剂是具有强烈氧化性的杀菌剂，通常是一种强氧化剂，对水中微生物的杀生作用很强。主要有：氯气、二氧化氯、臭氧、氯锭次氯酸盐等。23、非氧化形杀菌剂不以氧化作用杀死微生物，而是以致毒剂作用于微生物的特殊部位。主要有：氯酚类、季铵盐类和异噻唑啉酮等。24、二氧化氯是一种氧化型杀菌剂，尤其对孢子和病毒更有效。它是一种黄绿色到橙色的气体，有刺激性气味，且性质不稳定，使用时必须现场配置。用于水处理时，常通过次氯酸钠和盐酸反应制取。25、异噻唑啉酮是一种非氧化型杀菌剂，对微生物的细胞膜具有极强的穿透能力，并对微生物的细胞组织产生分解、破坏作用。对水中的细菌、真菌、藻类等有机物具有很强的抑制和杀灭作用，所以是一种广谱、高效杀生剂。它是一种黄绿色或橙黄色透明液体，带有微刺激性气味，与水可作任意比例混合。26、1）外观2）粒度和粒度分布3）密度4）含水量5）不可逆膨胀和转型膨胀6）水溶性侵出物7）热稳定性8）机械强度27、新树脂的体积是不稳定的，经过若干周期使用后，其高分子骨架才充分膨胀开，此时树脂体积才稳定下来，此种膨胀是不可逆的，称为不可逆膨胀。28、树脂的离子型态不同，吸收水分的能力不同，因而树脂的体积也不同。这种变化称为转型膨胀，是一种可逆膨胀。29、1）工作交换容量2）反洗展开率3）清洗水比耗4）树脂层的水流阻力5）分层性能30、1）树脂应分类存放，并有明显标志。2）防止树脂失水3）防止树脂受冻、受热4）防止霉变5）强碱阴树脂不宜长期存放31、新树脂中，常含有一些过剩的原料及反应不完全而生成的低聚物和某些重金属离子，如不除去这些物质，就可能在运行初期污染出水。32、用于除去水中全部阳离子的离子交换器称为阳离子交换器（简称阳床）。33、用于除去水中全部阴离子的离子交换器称为阴离子交换器（简称阴床）。34、将阳、阴两种树脂（通常为强型树脂）按一定比例装入同一个交换器中，在两种树脂混合状态下，同时进行阳、阴离子交换反应的设备。35、用H型阳离子交换剂与水中的各种阳离子进行置换而放出H+；而用OH－型阴离子交换剂与水中的各种阴离子进行置换而放出OH－。这样，当水经过这些阴、阳离子交换剂的置换处理后，就会把水中的各种盐类基本除尽。这种方法，就称为水的化学除盐处理。36、优点：水力喷射器具有构造简单，成本较低，使用方便和运行可靠等优点。\n缺点：使用时，要求水流压力稳定，尤其是逆流再生时应检查严密性。37、优点：1）出水纯度高；2）出水水质稳定；3）交换终点明显；4）间断运行对出水水质影响较小。缺点：1）树脂交换容量的利用率低；2）树脂损耗率大；3）再生操作复杂38、树脂层进入空气后，部分树脂就会被气泡包围，再生液便不能通过被空气所占领的部分，因而使这部分树脂不能进行再生，促使交换器出力降低，同时也会造成水质不良。39、1）阳床出水中会含有大量的CO2，经除碳器除去CO2即是除去了HCO3－，可以减轻阴床负担，降低阴床碱耗，提高水质。2）HCO3－的去除，极大地有利于阴床除HSiO3－，因为如有大量HCO3－与HSiO3－共存，会严重影响HSiO3－的吸附。40、1）床内进水装置布水不均匀。2）进水装置或排水装置有损坏现象。3）反洗不彻底，树脂被污泥污染。4）操作不当5）石英砂垫层布置不合理。41、渗透是水从稀溶液一侧通过半透膜向浓溶液一侧自发流动的过程；当在浓溶液上有外加压力，且该压力大于渗透压时，浓溶液中的水就会通过半透膜流向稀溶液，使得浓溶液的浓度更大，这一过程就是渗透的相反过程，称为反渗透。42、透水量也称水通量或透水率，它是指单位时间通过单位面积反渗透膜的淡水产量，单位是m3/（m2·h）。43、脱盐率是指反渗透膜对水溶液中盐的脱除能力，它主要取决于膜本身的化学组分及其致密层结构。脱盐率＝（进水含盐量－出水的含盐量）/进水的含盐量44、反渗透的回收水率指反渗透的出水量与进水量的比值，单位％。45、反渗透技术在电厂主要用于锅炉补给水的预脱盐处理，能够使离子交换树脂的负荷减轻90％以上，相应的再生剂用量也可减少90％。因此，不仅节约了费用，而且减少了环境污染。46、淤塞指数（SDI）又称污染指数（FI）的具体测量步骤是：用直径为47mm、平均孔径为0.45mm的微孔滤膜，在0.21Mpa的压力下过滤水样，记录最初滤过500ml的水样所花费的时间t0,继续过滤15min后，在记录滤过500mL水样所花费的时间t15。则：SDI（FI）=(1-t0/t15)×100/1547、1）标准化的淡水产量下降了10％～15％；2）标准化的脱盐率下降了10％～15％；3）标准化的进水压力增加了10％～15％。48、标准化：将现在经过计算的操作数据(标准化后的产水流量和标准化后的脱盐率)和原来选定的基准参考时间的操作参数进行比较的过程。49、所谓一级是指进料液经过一次加压反渗透或超滤分离，二级是指经过二次加压反渗透或超滤分离。在同一级中，排列相同的组件组成一个段。50、电厂的锅炉补给水指生水经充分净化后，用来补充汽水循环系统中汽水损失的水，一般为除盐水，其水质标准即为除盐水标准。\n四、问答题1、机理之一：天然水中的胶体通常带有负电荷，颗粒间互相排斥使胶体处于稳定状态。当向水中投加带高价正离子的电解质时，胶体颗粒的双电层受到压缩而变薄。颗粒间的排斥力减小或消失，颗粒之间容易凝聚形成大的颗粒而脱稳。机理之二：投加的混凝剂一般为高价金属离子，在一定的pH值的条件下水解产生带正电荷的氢氧化物胶体，与水中带负电荷的粘土胶体发生电中和作用，使两种胶体的x电位均降低或消失而产生凝集脱稳。机理之三：高分子助凝剂水解时产生吸附架桥作用使初始絮凝物粘合成大颗粒的絮凝剂而沉降。2、1）水温随着水温的降低，混凝剂的水解速度减慢，当水温低于5℃时，水解速度及其缓慢，此外，在低温下形成的絮凝物颗粒细小，结构疏松，含水量多，澄降效果差。水温低时，所需混凝剂的剂量也要相应增加。2）水的pH值不同pH值条件下，混凝剂生成不同形态的水解中间产物，形成的胶体表面的表面电荷也不同，直接影响了混凝效果。另外，水的pH值还会影响初始絮凝剂的形成速度。水的pH值对去除水中有机物有影响。在pH值低时，水中有机物，如腐殖质，以带负电荷的腐殖酸胶体出现，容易在凝聚时被除去，在pH值升高时，腐殖质转变为可溶性的腐殖酸盐，除去效果较差。3）混凝剂的剂量混凝剂剂量是影响混凝效果的重要因素。当剂量不足时，未起到脱稳作用，剩余浊度较高；当剂量适宜时，出水剩余浊度急剧下降；当剂量增加到过量时，由于胶体颗粒吸附了过量的混凝剂水解中间产物，引起胶体颗粒电性变号，发生再稳现象，出水剩余浊度重新增加。（各种混凝剂的剂量范围，可参考以下数据：硫酸铝30~80mg/L，聚合铝5~20mg/L，硫酸亚铁40~100mg/L，三氯化铁25~60mg/L，聚合硫酸铁5~50mg/L。）4）原水的浊度和溶解固形物含量原水浊度越高，凝聚速度就越快；原水浊度太低，完成凝聚过程所需时间很长。5）接触介质混凝处理时，胶体凝聚时先形成晶核，如果水中有合适的接触介质作为晶核，则混凝效果将大大提高。3、见附图14、见附图21、见附图32、见附图43、见附图54、1）在离子交换平衡过程中，置换出来的反离子使正反应方向的阻力变大，不利于置换反应的进行。由于强型阳树脂的交换容量大（几乎是强阴树脂的3倍），抗反离子干扰能力强，所以放在前边。2）如果阴床在前边，在离子交换过程中，有可能生成CaCO3、Mg(OH)2和Fe(OH)3等沉淀，附着在树脂的表面上，使其遭受污染。3）阳床出水呈酸性，可以与阴床置换出来的OH-离子反应生成水，增加了置换反应的推动力，使阴离子交换反应能够较彻底地进行，尤其对除硅较为有利。4）强型阳树脂的抗污染能力，耐热性能、机械强度等均要比阴树脂好。\n9、10、1）温度调整任何反渗透膜都有一个合适的使用温度范围，一般为0℃～40℃。适当地提高水温，有利于降低水的粘度，增加膜的透过速度。温度过高，膜不仅变软后易压实，还会加快膜的氧化分解，因此，实际运行中控制温度为20℃～25℃为宜。若水温过高，应采取降温措施，如设置冷却装置；若水温太低，应采取加热措施，如蒸汽加热等。2）pH调整反渗透膜必须在允许的pH范围内使用，否则可能造成膜的永久性破坏。当进水pH值超出厂家规定的范围时，需要用酸或碱调节进水pH值。3）除去悬浮固体和胶体为了满足反渗透装置对进水浊度和SDI的要求，常在预处理系统中设置多介质过滤器、细砂过滤器、和精密过滤器等深度过滤装置。细砂过滤器常用粒径为0.3~0.5mm石英砂，层高为800～1000mm，滤速为5m/h。精密过滤器又称保安过滤器，是预处理系统中的最后一道处理工序，对反渗透装置起保护作用。4）可溶性硅酸的控制对于回收率为75％的反渗透系统，水温20℃和40℃时允许的进水SiO2浓度分别约为18mg/L和42mg/L。如果进水SiO2浓度超过允许值，则当进入反渗透系统经浓缩后，聚合成不溶性胶态硅酸沉积在膜表面。因此，应考虑防止SiO2沉积的措施，例如提高水温、提高pH值、石灰软化原水、反渗透加阻垢剂或降低反渗透系统的回收率。5）防止铁锰沉积Fe、Mn、和Cu等过渡金属有时会成为氧化反应的催化剂，会加速膜的氧化，胶态铁锰还可引起膜的堵塞，因此应尽量除去这些物质。对于地表水，经加氯、澄清、过滤后，水中铁锰含量一般是合格的；对于地下水应采取除去铁锰的措施，如曝气氧化加过滤等。6）杀菌处理\n含有微生物的水进入反渗透后，会引起反渗透的生物污染，生物污染会严重影响膜性能。若反渗透装置中发生了生物污染一般很难除去，故在设计预处理系统时应高度重视微生物的去除问题。防止微生物污染的方法是对原水进行杀菌处理，常用的杀菌剂为氯化物、双氧水、臭氧等。一般很少用紫外线杀菌，因为它没有残余消毒能力。消除余氯的主要方法有两种即还原法和活性炭吸附法，后者由于活性炭的消耗容易漏粉末造成保安过滤器和反渗透的污堵，因此应慎用。7）除去溶解性有机物有机物不仅是微生物的营养源，而且当其浓度达到一定程度后，可以溶解有机物材料，使膜性能劣化。除去有机物的方法有用氧化剂氧化和活性炭吸附等。11、超滤是利用超滤膜除去水中的胶体、颗粒和相对分子质量高的物质，而反渗透除去的是水中的胶体及离子；与反渗透一样，受压溶液是在压力推动下通过膜；由于胶体物质和相对分子质量大的物质的渗透压低，所以，超滤所需的压力比反渗透低，在一般情况下所用压力为0.07~0.7Mpa，最高不超过1.05Mpa；超滤膜比反渗透膜厚实，因此可以通过反洗来有效地清洗膜面，而反渗透则不可以。12、见附图613、二氧化氯混凝剂助凝剂↓↓↓冷却塔排污水→原水泵———————→水力循环澄清池→无阀滤池→清水池混凝剂助凝剂还原剂盐酸阻垢剂↓↓↓↓↓→清水泵——————→多介质过滤器—————→活性炭过滤器—————→保安过滤器→高压泵→RO装置→淡水箱→淡水泵（注：原系统经过工艺改造，改造后增加了还原剂）14、杀菌剂↓混凝剂助凝剂↓阻垢剂↓矿井水水→原水池→原水泵→多介质过滤器→保安过滤器→高压泵→RO装置→淡水池→淡水泵→至淡水用户。15、