工业水处理考试试题 6页

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  • 2023-01-02 08:31:21 发布

工业水处理考试试题

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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。\n(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Ph>5.5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。\n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。\n15.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。\n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。\n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: