化学水处理技术问答 31页

'技术问答题集31第一部分水质和水质指标1-1，天然水中的杂质按颗粒大小可分成哪几类？通常它们都是用什么工艺来除去的？答：天然水中的主要杂质按其颗粒大小可分为三大类；1）悬浮物：颗粒直径在10－4毫米以上；主要依靠自沉降或过滤的工艺去除，有时也需进行澄清和过滤；2）胶体：颗粒直径在10－6—10－4毫米间；主要依靠混凝、澄清和过滤等工艺去除；3）溶解物质：颗粒直径小于10－6毫米，以离子或分子形态存在，形成真溶液；通常必需用离子交换工艺去除。1-2，天然水中主要有哪几种化合物？随着水的PH值及其它条件的不同，它们通常以会什么形式存在？答：天然水中的主要化合物有：1）碳酸化合物：存在形式主要有CO2、HCO3－和CO32－。在天然水的PH情况下水中的碳酸化合物以CO2和HCO3－存在。PH愈降低则CO2含量增加，HCO3－含量减少；当PH≤4时，水中只有CO2；溶液的PH升高时，CO2浓度逐渐降低，HCO3－浓度逐渐增加；当PH＞8.3时，CO2消失，HCO3－浓度降低，CO32－浓度增加；当溶液PH＞12时，水中的碳酸化合物几乎全为CO32－。2）硅酸化合物：当PH＜7时水中实际上只有硅酸的分子，没有硅酸根离子存在。当PH＞7时水中同时存在有H2SiO3和HSiO3－；当PH＞11时则以HSiO3－为主；只有在碱性较强的情况下水中才会有SiO32－出现。3）铁化合物：水中的铁离子有Fe2＋和Fe3＋，当水中溶解氧的浓度很小，PH不高时，水中只有Fe2＋形态的铁离子，而Fe2＋生成的亚铁盐溶解度都较大，Fe2＋不易析出，所以通常地下水中的Fe2＋浓度很大。当水中的溶解氧浓度较大和水的PH升高时，Fe2＋就会氧化成Fe3＋，而Fe3＋很易水解生成难溶的Fe（OH）3。在地面水中因溶解氧浓度较高，而PH都在7左右，所以水中的铁化合物几乎都只有胶溶状态的Fe（OH）3，而Fe2＋的浓度很小。1-3，在天然水中通常溶有最多的离子有哪些？答：天然水中的化合物大都是电解质，在水中多是以离子或分子形态存在的，在天然水中通常溶有最多的离子为：阳离子有钠离子、钙离子、镁离子；阴离子有重碳酸根、硫酸根、氯根；除此之外还有少量的铁离子和二氧化硅等。1-4，水的悬浮物和浊度指标的含义是什么？答：悬浮物就是不溶于水的物质。它是取一定量的水经滤纸过滤后，将滤纸截留物在110℃下烘干称重而测得，单位是毫克/升。由于操作不便，通常用浊度来近似表示悬浮物含量。因为水中的胶体含量和水的色度会干扰浊度的测定，所以浊度值不能完全表示水中悬浮物含量。浊度的测定常用比光或比色法，先以一定量的规定的固体分散在水中，配置成标准液，然后用水样与之相比较，以与之相当的标准液中含固体的量作为测定的浊度值，单位是毫克/升。1-5，水的含盐量可有哪两种表示方法？答：水的含盐量为水中各种盐类的总和，单位：毫克/升。通常可用溶解固形物（或蒸发残渣）近似表示。其常用的表示方法为：一种是以所含各种化学盐类总重量相加来表示，其单位为毫克/升；另一种是以水中所含全部阳离子（或阴离子）的量浓度来表示，其单位为毫摩尔/升。1-6，什么是溶液的电导和电导率？影响溶液电导的因数除了溶液本身的性质外还有哪些？答：用来表示水溶液的导电能力的指标称为电导。电导是电阻的倒数。两个面积各为1厘米2，相距1厘米的电极在某水溶液中的导电能力称为该溶液的电导率，单位为西门子/厘米（S/cm）。影响溶液电导的因数除了溶液本身的性质外还有电极的截面积和电极间的距离，以及测定时溶液的温度等。1-7，电导率与含盐量间有什么关系？电导率测定时会受哪些因素的影响？答：因为水中溶解的大部分盐类都是强电解质，它们在水中全部电离成离子，当水的含盐量愈高，电离后生成的离子也愈多，水的电导能力就愈强，所以测定水溶液的电导率就愈高。但是，溶液的电导率不仅与离子含量有关，同时还与组成溶液的离子种类有关（常见的不同离子的电导率见表），所以电导率并不能完全 技术问答题集31代表溶液的含盐量。溶液的电导率测定时随测定的温度不同而变化，测定时溶液的温度愈高，所测得的电导率也会愈高。1毫克/升各种离子相当的电导率（25℃）阳离子电导率微西/厘米阴离子电导率微西/厘米Na＋2.13Cl—2.14K＋1.84HCO3—0.716Ca2＋2.60CO32—2.82Mg2＋3.82SO42—1.54H＋250OH—11.61-8，什么是水的COD？测定COD有什么实际意义？水的COD即水的化学耗氧量。水的化学耗氧量指标主要用来表征水中有机物的含量。天然水中的有机物种类繁多，很难准确测定水中的有机物的含量，作为大致估量水中有机物含量，常利用有机物具有可氧化的共性，在一定条件下用氧化剂处理水样，测定其反应过程中所消耗的氧化剂的量换算成O2来表示，即为水的化学耗氧量。简称COD，单位为：毫克O2/升。常用的氧化剂有高锰酸钾和重铬酸钾。1-9，什么是水的碱度？什么是酚酞碱度和甲基橙碱度？答：水中含OH－、HCO3－、CO32－及其他弱酸盐类量的总和，或水中含有能接受H＋的物质的量称为水的碱度，单位为毫摩尔/升。天然水的碱度主要由HCO3－的盐类所组成。根据测定碱度时所用的指示剂，碱度可分为酚酞碱度(P)和甲基橙碱度(M)，用酚酞作指示剂测定的碱度称为酚酞碱度，此时滴定终点的PH=8.3,所参加反应的离子为：OH－＋H＋=H2O；CO32－＋H＋=HCO3－；即CO32－仅反应生成HCO3－；当用甲基橙作指示剂时测定的碱度称为甲基橙碱度，其反应终点的PH=4.3—4.5，此时不仅有上述反应外,同时HCO3－也参加反应：HCO3－＋H＋=H2O＋CO2；因此，甲基橙碱度也即为全碱度。1-10，如果测定水样碱度时测得水样的P碱度和M碱度各为下列情况，分析判断各水样中应含有哪些形成碱度的离子以及它们的含量？1)当P=0；2)当M=P；3)当M=2P；4)当M>2P；5)当M<2P。答：因OH－＋HCO3－=H2O＋CO32－，故在水溶液中OH－和HCO3－不能同时存在，由此，水中各种碱度离子共存的情况只会有五种可能，即：HCO3－、OH－、CO32－三种离子各自单独存在、OH－和CO32－共存及HCO3－和CO32－共存。水中含不同碱度离子时所测得的P及M碱度的情况分别如下：P碱度M碱度含1mmol/L的OH－1mmol/L1mmol/L含1mmol/L的HCO3－01mmol/L含1mmol/L的CO32－1mmol/L2mmol/L由此，在测定水样获得不同结果的P、M碱度时，可以推断水中的不同离子含量为：1）当P=0；此时水中只有HCO3－，其含量=P碱度；2）当M=P时，此时水中只有OH－，其含量=M（或=P）；3）当M=2P时，此时水中只有CO32－，其含量=M（或=2P）；4），当M大于2P时，水中除了含有CO32－外还有部分不能产生P碱度的离子，即HCO3－，所以此时水中为HCO3－和CO32－共存。其中CO32－含量=2P，HCO3－含量=M－2P；5）当M小于2P时，水中除了含有CO32－外还有部分可以产生P碱度的离子，即OH－，此时水中为OH－和CO32－共存。其中CO32－含量=M，OH－含量=2P－M。1-11，什么是水的硬度？什么是永久硬度、暂时硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度？它们间各有什么关系？答：水中钙、镁离子的总浓度即为硬度，单位为毫摩尔/升。如果与钙、镁离子结合的阴离子为重碳酸根和碳酸根，此时的硬度即为碳酸盐硬度，因为碳酸盐硬度在沸腾的水中会析出沉淀而消失硬度，故又称为暂时硬度；如果与钙镁离子结合的阴离子为非碳酸根（氯离子或硫 技术问答题集31酸根），则此时的硬度即为非碳酸盐硬度，也即为永久硬度。各种硬度之间的关系如下：水的总硬度=钙硬度＋镁硬度=碳酸盐硬度＋非碳酸盐硬度=暂时硬度＋永久硬度1-12，计算浓度为162毫克/升的Ca（HCO3）2的水溶液的硬度和碱度各是多少？答：溶液中含Ca（HCO3）2162mg/L，其中含Ca2＋量为40/162×162=40mg/L，含HCO3－为162－40=122mg/L；该溶液的碱度应等于HCO3－的浓度，即122÷（1＋12＋16×3）=2mmol/L，该溶液的硬度应等于Ca2＋的浓度，即40÷20=2mmol/L。1-13，已知某水样中含阳离子有[Ca2＋]=80毫克/升、[Mg2＋]=12毫克/升、[Na＋]=46毫克/升；含阴离子有[HCO3－]=305毫克/升、[Cl－]=35.5毫克/升、以及SO42－，求该水样的含盐量、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度、暂时硬度、永久硬度、P碱度、M碱度？该水样中含SO42－量约为多少？答：[Ca2＋]=80mg/L=80÷20=4mmol/L；[Mg2＋]=12mg/L=12÷12=1mmol/L；[Na＋]=46mg/L=46÷23=2mmol/L；所以该水样的含盐量=4＋1＋2=7mmol/L。含阴离子有[HCO3－]=305mg/L=305÷61=5mmol/L；[Cl－]=35.5mg/L=35.5÷35.5=1mmol/L；因为阳离子量应等于阴离子量，所以SO42－=7－5－1=1mmol/L=1×96=96mg/L。该水样的总硬度=4＋1=5mmol/L，碱度=5mmol/L，即属于硬度=碱度的水样。在总硬度=5mmol/L中碳酸盐硬度=暂时硬度=5mmol/L，非碳酸盐硬度=永久硬度=0。在全碱度=5mmol/L中，因为水中没有OH－和CO32－；所以酚酞碱度P=0，甲基橙碱度M=5mmol/L。1-14，什么是酸度？水中含有能与强碱起中和作用的物质的量称为酸度，单位为毫摩尔/升。可能形成酸度的离子有（1）能全部离解出H＋的强酸，如HCl、H2SO4等。（2）强酸弱碱组成的盐，如铁、铝等离子与强酸组成的盐。（3）弱酸，如H2CO3、H2SiO3等。在天然水中酸度主要由H2CO3形成。而在阳床出水中，原水所含的全部阳离子与树脂交换后形成了H＋，与全部阴离子会组成相应的酸，所以测定阳床出水的酸度有重要的实用价值。1-15，什么是PH值？答：PH值的定义是水中氢离子浓度的负对数。通俗的说，PH值是表示水中酸碱性强弱的一项指标。水是一种极弱的电解质，它只能微弱的电离为H+和OH-；当温度一定时，水中的氢离子浓度和氢氧根浓度的乘积总是保持一个定值。在一般溶液中氢离子浓度和氢氧根浓度的值非常小，而在不同条件下它们的变动范围又很大，因此用毫摩尔/升来表示很不方便，所以常用PH值来表示。PH=-lg[H+]=lg（1/[H+]）。在中性溶液中[H+]=10-7毫摩尔/升；则它的PH值=7。在酸性溶液中[H+]＞10-7毫摩尔/升；则它的PH值＜7。在碱性溶液中[H+]＜10-7毫摩尔/升；则它的PH值＞7。1-16，OH－碱度为0.001mmol/L的水溶液其PH等于多少？当溶液的OH－碱度为0.001毫摩尔/升时，OH－的浓度为0.001毫摩尔/升=10－6摩尔/升；其H＋的浓度为10－8摩尔/升；故溶液的PH值PH=-lg[H+]=-lg[10－8]=8；常见的HCl与NaOH水溶液的酸碱度与PH值的关系表HCl酸度mmol/LH＋浓度mol/LOH－浓度mol/LPH0.00110－610－860.0110－510－950.110－410－104 技术问答题集31110－310－1131010－210－12210010－110－131NaOH碱度mmol/LOH－浓度mol/LH＋浓度mol/LPH0.00110－610－880.0110－510－990.110－410－1010110－310－11111010－210－121210010－110－13131-17，碱(酸)度与碱（酸）浓度间如何转换？答：碱（酸）度与碱（酸）浓度的换算公式：碱浓度%=碱度×40÷1000÷溶液密度；酸浓度%=酸度×36.5÷1000÷溶液密度；常用的NaOH和HCl的转换表：NaOH浓度%碱度mmol/L碱含量mg/L密度g/cm330.7730.951.03241.0441.711.04351.3252.691.054289.15365.81.306299.55382.11.317309.96398.41.3283110.36415.11.339HCl浓度%酸度mmol/L酸含量mg/L密度g/cm341.1240.721.01851.4151.201.02361.6961.671.028288.74319.01.139299.10331.91.144309.45344.81.149319.81357.91.1541-18，假想水中各种离子在形成化合物时，它们的组合顺序会怎样排列？答：假想水中各种离子在形成化合物时，其组合的基本顺序为：1）水中的Ca2＋首先与HCO3－组成Ca（HCO3）2之后，剩余的HCO3－才能再与Mg2＋组合成Mg（HCO3）2。组成的化合物都属碳酸盐硬度物质。2）水中Ca2＋、Mg2＋与HCO3－组合后多余的Ca2＋再与SO4－组成CaSO4，其次Mg2＋与SO4－组成MgSO4，当Ca2＋、Mg2＋再有多余时，才能与Cl－组成CaCl2、MgCl2，这些组成的化合物都属于非碳酸盐硬度物质。如果Ca2＋、Mg2＋与HCO3－组合后HCO3－有多余，可与Na＋组成NaHCO3，组成的化合物则为负硬度物质。3）最后Na＋与SO42－或Cl－组成溶解度很大的中性盐。1-19，什么是碱性水和非碱性水？它们的碱度与硬度之间有什么不同特点？哪种水中有非碳酸盐硬 技术问答题集31度？哪种水中有负硬度？如果某水样的碱度等于硬度，该水样中所含的化合物可能有哪些？答：当水中硬度＞碱度时，这类水称为非碱性水。当水中的碱度＞硬度时，这类水为碱性水。在这两种水中，其碱度和硬度的关系有以下的规律：暂时硬度永久硬度负硬度硬度＞碱度=碱度硬度－碱度=0硬度＜碱度=硬度=0碱度－硬度硬度=碱度=硬度=0=0当水中硬度＞碱度时，此时水中有非碳酸盐硬度存在；当水中的碱度＞硬度时，此时水中有过剩的重碳酸根存在，即有过剩碱度（或称负硬度）。如果某水样的碱度等于硬度，该水样中所含的化合物可能有碳酸氢钙Ca（HCO3）2、碳酸氢镁Mg（HCO3）2和氯化钠NaCl及硫酸钠Na2SO4。1-20，天然水中的硬度主要是什么离子？碱度主要是什么离子？如果某一水源的碱度大于硬度，说明该水源中的硬度主要是什么硬度？答：天然水中的硬度主要是钙、镁离子，碱度主要是重碳酸根离子。如果水源中碱度大于硬度，说明该水源中的硬度主要是碳酸盐硬度，即暂时硬度。第二部分离子交换树脂2-1，离子交换树脂的结构是怎样的？什么是树脂的交联度？答：树脂由高分子骨架和离子交换基团组成。高分子骨架是由化学单体和交联体共聚而成。例如常用的聚苯乙烯树脂其化学单体为苯乙烯，交联剂则为二乙烯苯，共聚后生成球形小颗粒，再将离子交换基团引入。树脂中引入的离子交换基团不同，其能交换的离子种类也不同。例如当引入磺酸基(-SO3H)时为强酸阳离子交换树脂，引入羧酸基（-COOH）时为弱酸阳离子交换树脂，如引入胺基[N(CH3)3OH]时则生成强碱阴离子交换树脂，引入亚胺基[N(CH3OH)2]时则生成弱碱阴离子交换树脂。在树脂中交联剂的含量会决定树脂结构的紧密程度，树脂中含交联剂的重量%称为树脂的交联度。交联度愈大，则树脂网孔愈紧，其含水量小，湿视密度愈大，工交容量愈高，机械强度愈好。在树脂制造过程中利用降低树脂交联度可以得到多孔型树脂，如果同时加入适量溶剂，待聚合后再将溶剂从共聚体中赶走，则可以制得海绵状的大孔型树脂。2-2，树脂的型号命名有什么规定？答：离子交换树脂的型号主要以三位数字组成。其中第一位数字代表产品的分类（例如：0代表强酸性树脂，1代表弱酸性树脂，2代表强碱性树脂，3代表弱碱性树脂），第二位数字代表骨架的差异（例如：0代表苯乙烯系列的骨架，1代表丙烯酸系列的骨架），第三位数字为产品顺序号。大孔型树脂在型号前加字母D。树脂的交联度可在树脂型号后用‘×’连接数字表示。例如：通常用的强酸型阳树脂型号为：001×7；强碱型阴树脂型号为：201×7；大孔型弱酸树脂型号为D113，大孔型弱碱阴树脂型号为：D301.2-3，通常树脂颗粒的粒径有多大？控制树脂颗粒粒径在实际应用中有什么意义？答：树脂通常的粒度为20-40目（0.3—1.2mm），在实际应用中树脂颗粒大则交换容量降低，交换速度减慢，但水流经过树脂层的阻力也小；树脂颗粒小则交换容量大，交换速度较快，但水流经过树脂层的阻力也大。2-4，实际应用中树脂颗粒除了要控制粒径外，还应控制哪些指标？答：树脂颗粒的大小不均匀会影响它的使用效果，当树脂层反洗时，小颗粒树脂会分布在树脂层的上部，而大颗粒的树脂会集中在下部，因此树脂层面的小颗粒树脂会加大树脂层对水流的阻力，而且在反洗中要使大颗粒树脂层达到必要的反洗强度时，小颗粒树脂就会被水流带走，而要防止小颗粒树脂被水流带走，必需降低反洗强度，此时又会造成大颗粒树脂反洗强度不够，所以树脂在使用中还要考察其粒径的均匀程度。树脂粒径的均匀程度常用不均匀系数来衡量。树脂的不均匀系数为树脂颗粒80%（重量）通过的筛孔孔径与10 技术问答题集31%通过的筛孔孔径之比。有时还要考察其平均粒径（即树脂颗粒50%通过的筛孔孔径）。2-5，树脂的密度指标分哪两种，在使用中各有什么意义？答：在使用中树脂的密度可分为湿真密度和湿视密度，湿真密度为树脂颗粒在水中经充分膨胀后的密度，而湿视密度则为树脂颗粒在水中膨胀后的堆积密度。湿真密度=湿树脂颗粒重/湿树脂颗粒体积g/Mol湿视密度=湿树脂颗粒重/湿树脂的堆积体积g/mol树脂的湿真密度通常应用在决定树脂颗粒的水力特性上，而湿视密度则用于计算交换器内装填一定体积的树脂层的重量。交换器内装载树脂重=树脂体积×湿视密度2-6，什么是树脂的溶涨性，哪些因素会影响树脂的溶涨性？答：树脂颗粒浸入水中时，其体积会涨大，称为树脂的溶涨性。树脂的溶涨主要是树脂遇水时其网孔涨大而致。树脂的溶涨程度受以下因素的影响：1）交联度愈小，溶涨程度愈大；2）溶液中的离子浓度愈高，溶涨程度愈小.2-7，实际使用中树脂的溶涨性有什么实用意义？答：因为不同形态的树脂在水中的溶涨程度不同，强酸树脂在水中的溶涨程度依次为：H+＞Na+＞NH4+＞K+；强碱树脂的溶涨程度依次为：OH－＞HCO3－＞SO42-＞Cl－。所以随着树脂在离子交换过程中因为吸着离子的变换，其体积也会不断的变化。在实际运行中，当树脂在交换和再生过程中吸着离子的变换，树脂的体积会发生涨缩，例如强酸强碱树脂由失效转变为再生型时，体积会增加约7%，而弱碱树脂由失效转变为再生型时，则体积会缩小约20%，这种多次反复的涨缩会促使树脂颗粒破碎。2-8，什么是树脂上离子交换反应的可逆性？答：树脂上进行的离子交换过程具有可逆性，例如当阳树脂与水中H+进行离子交换时会发生下述反应：RH＋Na+=RNa＋H+（式中R代表树脂骨架），即树脂上的H+会与水中的Na+进行离子交换；但如果改变条件，离子交换过程会逆向进行，RNa＋H+=RH＋Na+，即树脂上的Na+会与水中的H+进行交换。由于树脂的这个离子交换可逆性的特性，在离子交换过程中经过离子交换已经失效了的树脂可以进行再生而重复使用。2-9，什么是树脂的选择性，各种树脂对水中不同离子的选择性的顺序排列是怎样的？答：树脂对水溶液中不同的离子会有不同的吸着能力，树脂对吸着能力强的离子容易吸着，而且一旦吸着就不容易放出；而对吸着能力较弱的离子，即使吸着后，当又遇到吸着能力强的离子时，会放出原先吸着的离子而改吸吸着能力强的离子，这就是树脂的选择性。树脂的选择性是树脂能进行离子交换的主要依据。树脂对不同离子的选择性有以下规律：1）元素的原子价愈高，选择性愈强；2）当离子浓度改变，其选择性也会改变。不同类别树脂对不同离子的选择性吸着能力的次序为：001×7强酸树脂Fe3+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞NH4+＞Na+＞H+201×7强碱树脂SO42－＞Cl－＞OH－＞HCO3－＞HSiO3－D113弱酸树脂H+＞Fe3+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞NH4+＞Na+D301弱碱树脂OH－＞SO42－＞Cl－＞HCO3－（对HSiO3－无吸着能力）2-10，离子交换过程的运行和再生各依据树脂的什么特性？答：例如氢—钠离子交换过程中，树脂上的氢离子与水中的钠离子进行交换主要依靠树脂对钠离子的选择性比对氢离子的选择性高，因此树脂防出氢离子而从水中吸取钠离子，这就是离子交换过程；当树脂失效成钠型树脂后，利用树脂上离子交换反应的可逆性，只要增加水中氢离子的浓度，根据质量作用定律当水中氢离子浓度与树脂上钠离子浓度的乘积达到一定程度时，离子交换过程就会逆向进行，树脂上的钠离子又会转换成氢离子，即为再生过程。2-11，什么是树脂的交换容量？ 技术问答题集31答：一定体积（或重量）树脂的离子交换能力即为树脂的交换容量。单位：mol/（m3树脂）。因为树脂在不同形态时的体积因其溶涨性的不同而不同，所以相应的交换容量也会有不同，通常规定阳树脂的交换容量以H型树脂体积为准，阴树脂的交换容量以Cl型树脂体积为准。2-12，什么是树脂的工作交换容量，在实际使用中工作交换容量有什么意义？答：树脂的工作交换容量是树脂在实际运行条件下的离子交换能力，常用于对实际运行过程的分析和计算。树脂的工作交换容量决定于实际运行中树脂的再生程度、水中的离子浓度、交换器树脂层的高度、水的流速、交换器的水力特性及交换器树脂失效终点的控制等因数；在实际使用中，树脂工交容量的意义为：在离子交换过程中树脂共能吸着的离子总量，所以交换器树脂工交容量高即表示交换器运行周期内能吸着的离子量多，也就是交换器周期制水量高，交换器的经济性能好。2-13，怎样计算交换器运行中树脂的工作交换容量？答：交换器的树脂总工作交换容量=交换器在运行中总制水量×（进水离子浓度—出水离子浓度）交换器内树脂的平均工作交换容量=交换器树脂总交换容量÷交换器内树脂的有效体积2-14，当利用强酸阳树脂对水中的Ca2＋进行Na+交换处理时，进水中Ca2＋浓度=2.3mmol/L，出水的Ca2＋浓度=0.003mmol/L。交换器共装阳树脂1.6m3，周期制水量=700m3，怎样计算交换器和树脂的工作交换容量？答：树脂的工作交换容量=700×（2.3－0.003）=1608mol平均工作交换容量=700×（2.3－0.003）÷1.6=1005mol/m32-15，树脂在储存时应注意哪些事项？答：树脂在长期储存时，为使其稳定，应将其变为中性盐型；2）树脂在储存中应保持湿润防止失水；3）树脂应尽量保存在室内，环境温度保持在5—40℃，绝对不应低于0℃，防止树脂冻结崩裂。4）为了防止细菌在树脂中繁殖，最好将树脂浸泡在蒸煮过的水中。2-16，新树脂开始使用前应作哪些予处理？答：因为新树脂中常含有一些过剩溶剂及反应不完全而生成的低聚物和某些重金属离子，它们可以污染出水水质，所以新树脂在使用前最好先进行予处理，以提高树脂的稳定性。对阳树脂的予处理流程为：1）树脂清洗，2）用2—4%浓度的NaOH浸泡4—8小时，3）清洗，4）用5%浓度的Hcl浸泡8小时，5）清洗待用。对阴树脂的予处理流程为：1）树脂清洗，2）用5%浓度的Hcl浸泡8小时，3）清洗，4）用2—4%浓度的NaOH浸泡4—8小时，5）清洗待用。如果树脂在使用时已失水而变干燥，则不应立即接触水，以防止树脂膨胀而崩裂，应该先用饱和盐水浸泡18—20小时，然后逐步稀释和清洗。如果机组同时处在启运阶段，则需要大量的系统冲洗用水，此时除盐系统的出水水质虽较差，但已完全能满足冲洗用水的要求，因此除盐系统投运时，树脂则可以不进行予处理而只需经过彻底清洗，洗至排水无色无泡沫，即可再生和投运。2-17，强酸阳树脂在交换过程中有哪些主要交换特性？答：1）经强酸阳树脂交换后，水中阳离子全部转成H＋，出水有酸度而无硬度和碱度；2）水中阴离子全部通过树脂层，其中的HCO3—会与H＋生成CO2；1）强酸树脂对水中的阳离子的选择性吸着顺序为：Fe3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+2-18，强碱树脂有哪些主要交换特性？答：1）强碱树脂对水中阴离子的选择性为：SO42—>Cl—>OH—>HCO3—>HSiO3—，即它对强酸阴离子的吸着能力很强，对弱酸阴离子的吸着能力较小。2）对很弱的硅酸，它虽然能吸着其HSiO3—，但吸着能力很差。2-19，弱碱树脂有哪些主要交换特性？ 技术问答题集31答：1）弱碱树脂对离子的选择性顺序为：OH—>SO42—>Cl—>HCO3—。2）弱碱阴树脂只能吸着水中的SO42—、Cl—等强酸根，对弱酸根HCO3—的吸着能力很差，对更弱的硅酸根HSiO3—不能吸着。3）OH型弱碱树脂对强酸根和弱酸根的吸着是有条件的，即吸着过程只能在酸性溶液中进行，如果水的PH值过大时，水中的OH—浓度大，因为弱碱树脂对OH—会优先吸着，别的离子就不能取代它。所以在中性溶液中OH型弱碱树脂就不能和它们进行交换。4）OH型弱碱树脂在运行中转变成Cl型时，其体积会有约25%的收缩。2-20，弱酸树脂在离子交换中有哪些工艺特性？答：1）在离子交换过程中，弱酸树脂只能与水中的碳酸盐硬度交换而生成碳酸，与其他阳离子不起作用。因此利用弱酸树脂时在去除水中碳酸盐硬度的同时也降低了水的碱度；2）弱酸树脂即使在去除水中的碳酸盐硬度时，也有一定的泄漏率，而且这泄漏率会随着弱酸树脂的失效程度加深而不断增大；3）由于弱酸树脂不能去除除碳酸盐硬度外的非碳酸盐硬度和钠离子等其他阳离子，所以在除盐过程中必需与强酸树脂联合应用；1）弱酸树脂的工交容量高，价格也高，况且它的离子交换有严重的局限性，因此它对于大多数碳酸盐硬度较低的地表水的处理中有一定的限制。第三部分离子交换基本知识3-1，离子交换过程应遵守哪些基本原则？答：1）离子交换遵循等摩尔量交换的原则，即水中1摩尔的离子与树脂上同等的1摩尔离子进行交换，即各离子在交换前后的摩尔量是相等的；2）离子交换应符合质量作用定律，即化学反应速度与反应物浓度的乘积成正比。离子交换过程和化学反应同样符合质量作用定律，即改变水中的离子组成可以控制交换过程的进行方向。3-2，水中的离子与树脂上的离子进行交换应经过哪几个步骤？答：水中的离子与树脂上的离子进行的交换过程可以分为：1）水中的离子在水溶液中扩散到树脂颗粒表面;扩散到树脂表面的离子穿透树脂颗粒表面的水膜。2）水中的离子进入树脂颗粒内部交联网孔,在内部扩散,接触到活性基团；3）水中的离子与树脂上的离子进行离子交换；4）交换后的离子在树脂交联网孔内扩散,到树脂颗粒表面；5）交换下的离子穿过树脂颗粒表面的水膜,扩散进入水溶液中。上述各步中第1）与5）称为膜扩散，第2）与4）称为内扩散。3-3，离子交换过程的交换速度由哪些因数来控制？答：离子交换过程的速度首先决定于到底是由膜扩散或内扩散决定，而膜扩散或内扩散会分别受到下列因素的不同影响：1）溶液的浓度溶液的浓度是影响扩散速度的重要因素，浓度愈大，扩散速度愈快。水溶液中的离子浓度对内扩散和外扩散有不同程度的影响，当浓度大，例如在0.1mol/L时，膜扩散的速度已较快，此时交换速度主要受内扩散的支配，这相当于再生阶段的情况。如离子浓度较小，例如在0.003以下时，膜扩散的速度就很慢，交换速度就受膜扩散的支配，这相当于运行时的情况。2）溶液的流速；溶液的流速只能加快膜扩散，不能影响到内扩散。3）溶液的温度；提高溶液温度能同时加快膜扩散和内扩散。所以离子交换运行和再生时，夏季的处理效果会比冬季好。4）树脂的交联度；交联度愈大，网孔愈小，其内扩散愈慢，尤其是当水中有大离子时，对交换速度的影响就会更显著。5）树脂的粒径；颗粒粒径愈小，内扩散距离愈短，同时粒径愈小，相当于增加了树脂膜扩散的表面积，从而加快了交换速度。 技术问答题集313-4，树脂层内的离子交换过程是怎样进行的，交换器的失效在树脂层内是怎样反映的？答：1）交换器在运行中，树脂层内会形成三个区域，即最上层的失效树脂层（称失效层或饱和层）、中层的交换层（或称工作层）和最下层的未交换层。因为通过工作层后的水质已达到和这里的离子交换剂成平衡状态，所以交换器最下部的一层树脂在交换过程中不能发挥其全部的交换能力，而只是起保护出水水质的作用，故这部分树脂层又称为保护层。2）交换器中树脂层内的离子交换过程可以看作是树脂层内的工作层不断的向下移动的过程。随着工作层的不断下移的同时，上层的失效层高不断增加，下层的未交换层高不断的降低；只要在交换层下尚存有一定高度的未交换层树脂，交换器的出水水质应保持不变。3）当树脂层中的工作层的下缘下移到与树脂层下缘接触时，如果继续运行，势必会因交换不完全而使水中带有残留的未交换离子，当其浓度达到规定的指标时，交换器就失效；4）交换器实际运行中树脂层中的区域交界面是不平整的，因而当树脂层失效时实际上工作层厚度也时不均匀的，当其最厚处接触到树脂层底时，就会有离子漏过，所以实际上其失效点会提前，交界面愈不平整则树脂的利用率也就愈低。3-5，通常交换器树脂层内的工作层约有多少厚？运行中会受到哪些因数的影响？答：工作层的厚度通常约0.2米左右。运行中工作层的厚度会受到多种因素的影响，如：1）水通过树脂层的流速愈大，工作层则愈厚；2）树脂的颗粒直径愈大，工作层愈厚；3）进水中要去除的离子浓度愈大，工作层愈厚；4）运行中交换器内水流愈不均匀，工作层愈厚。3-6，怎样利用H＋==Na＋离子交换的出水水质曲线来解释交换器的运行过程？答；在H==Na交换中，当树脂层内的工作层向下移动尚未接触树脂层底时，交换器因有树脂层内下层保护层的作用，出水水质应能平稳的保持在合格范围内，如果以交换器出水量为横坐标，以交换器出水水质（此处为含钠量）作纵坐标作水质曲线，可见图中的曲线AB段，此时出水水质稳定，曲线平稳；当树脂层内的工作层向下移动至其下缘开始接触树脂层底时，交换器树脂层内下层保护层开始消失，出水中开始有应该去除的离子漏过，出水水质开始改变，即出水中的含钠量开始升高，曲线开始渐升，到含钠量达到失效标准后，即曲线升高至规定值时，交换器失效停运，树脂进行再生处理。其水质变化即图中的BC段，其中B点即工作层开始接触树脂层底点，C点即交换器的失效点。如果继续运行，工作层内未交换的离子迅速大量的漏出，使出水水质迅速恶化，含钠量迅速增高直到树脂层内的工作层全部消失，即树脂层全部成失效层，此时的出水水质就完全与进水水质相同。见图中的CD曲线；图中E及A的纵坐标高度e及e′分别表示进水和出水中的含钠量；而C点的纵坐标e¨则等于交换器控制的出水水质合格标准。3-7，从水质曲线上怎样看出交换器的工作交换容量、总交换容量和失效后的树脂残余的工作交换容量？答：因为交换器总工交容量=（进水离子含量-出水离子含量）×交换器周期制水量，从图来看，交换器的总工交容量就应等于曲线ABCFE所包含的面积的数值。而ABCDE面积即为交换器树脂的总交换容量。CDF所包含的面积即为因工作层厚度而丧失的交换容量即交换器失效后的树脂残余的工作交换容量。3-8，多种阳离子与氢型树脂交换过程各种吸着离子在树脂层中有怎样的分布规律？答：当含有多种离子的水在固定床内与氢型树脂交换时，他们在树脂层内的分布规律如下： 技术问答题集311）吸着离子在树脂层内的分布，时按其被树脂吸着能力的大小，自上而下依次分布的。最上部是吸着能力最大的离子（即选择性最大的离子），最下部是吸着能力最小的离子。2）各种离子的被吸着能力差异愈大，在树脂层中的分层愈明显。各种离子的被吸着能力差异较小时，在树脂层中分层不明显。例如同是二价的Ca2＋和Mg2＋因它们的选择性差别小，在树脂层内混排在同一层内，只是在此层的上部Ca2＋含量较大，而在下部则Mg2＋的含量较大。3-9，在含多种阳离子的进水与H型树脂的离子交换过程中，树脂层内各种离子吸着层相互间的变化有什么规律？答：1）在含多种阳离子的进水与H型树脂的离子交换过程中，在树脂层内各层间都会存在有失效层、交换层和未交换层。2）随着运行的进行，各离子层的失效层都不断的增厚，交换层都不断的下移，未交换层都不断的减薄。3）各离子层失效层厚度的比例及其增加的速度多决定于进水中各离子浓度的比例。4）当H＋→Na＋离子的交换层达到树脂层底时，才会有Na＋离子在出水中出现，水质才会有变化；而其它离子的交换层的下移对交换器出水水质不会有改变。5）进水中Na＋离子浓度占总离子浓度的比例愈高，运行中H＋→Na＋离子的交换层下移的速度愈快，交换器运行的周期会愈短，对交换器的运行愈不利。3-10，含有Fe3＋、Ca2＋、Na＋的进水经过H型树脂的交换，正常出水中应含哪些离子？树脂层内各种离子会按怎样的顺序排列？在树脂失效时，含有Fe3＋、Ca2＋、Na＋的进水中各种离子按怎样的顺序漏入出水中？答：含有Fe3＋、Ca2＋、Na＋的进水经过H型树脂的交换，正常出水中应含H＋和少量漏过的Na＋。树脂层内各种离子的排列会按树脂对各种离子的选择性自上而下依次排列，即Fe3＋在树脂层的最上部，下面为Ca2＋离子层，再下面是Na＋离子层。最下层为未接触水中离子的H型树脂层。在树脂失效时各种离子漏入出水中的顺序为首先漏出的是Na＋，其次为Ca2＋，最后是Fe3＋。3-11，多种阳离子与氢型树脂交换过程时的出水水质曲线是怎样的？答：多种阳离子与氢型树脂交换过程时的出水水质变化情况可见其水质曲线图。1）因为H型树脂对Na＋的选择性最小，所以Na＋首先漏入出水中，当树脂层中的Na＋和H＋的交换层接触到树脂层底后，出水中的Na＋的浓度迅速增加，但同时进水中的Ca2＋仍不断的从钠型树脂层中交换出Na＋，因此出水中Na＋的浓度会超过进水中Na＋的浓度，直至树脂层中的Ca2＋和Na＋的交换层消失，出水中的Na＋浓度才会与进水的Na＋浓度保持相等。2）当钠型树脂层消失时，Ca2＋和Na＋的交换层也开始接触树脂层底，因此同时会有Ca2＋漏入出水中，同样随着树脂层中的钙型树脂层的下移和消失，出水中Ca2＋的浓度也会超过进水中的浓度而最终保持与进水浓度相等。1）如果运行继续，出水中有Fe3＋出现，而且其浓度也迅速增加，直至其出水中的浓度与进水浓度相等，交换器则彻底失效。3-12，交换器内树脂层的总高度对运行经济性有什么影响，为什么？ 技术问答题集31答：在交换器失效时，交换剂工作层内的树脂并没有全部失效，但因为树脂层内工作层的厚度相对是固定的，所以当树脂总层高较低时，工作层厚度占总层高的百分率就相对降低，未完全利用的树脂的百分率也就较高，交换器的总交换容量就相对的也降低。当提高树脂层总高度时即提高了树脂的利用率，因此会提高交换器运行的经济性。第四部分一级化学除盐4-1，天然水进入锅炉前为什么要进行处理？答：锅炉是用来将水加热生成蒸汽的设备，在锅炉内由于大量水蒸发生成蒸汽，水中的一些杂质会留在炉水内，而且其浓度会剧烈的增加，天然水中虽然含的杂质不多，但是在锅炉内高度浓缩的环境下，会对锅炉的安全经济运行产生危害。尤其是水中的某些化合物会浓缩而在锅壁上产生沉淀，破坏涡壁的传热，使锅壁金属产生局部过热。因此天然水在进入锅炉前必需先除去这些有害的杂质，以保证锅炉的安全经济运行。4-2，什么是化学除盐水处理工艺？答：将水中的所有阳离子全部转换成氢离子，所有的阴离子全部转换成氢氧根，这样，水中就只有氢离子和氢氧根构成的水分子，其他阳阴离子构成的化学盐类都消失了，这种水处理工艺称为化学除盐水处理工艺。4-3，化学除盐水处理中的离子转换主要依靠什么过程来完成？答：离子转换主要依靠离子交换来完成，在一种离子交换剂的表面上，水中的离子可以与离子交换剂所携带的离子按一定的规律进行交换，这样，经过交换，水中的离子就吸者在离子交换剂上，而离子交换剂上原来所带的离子就进入水中。目前常用的离子交换剂主要是人工合成的离子交换树脂。4-4，化学除盐过程的主要原理是什么？答：1）水中的阳离子经强酸阳树脂交换后，全部转变成H＋；2）水中的碱度HCO3—与H＋可生成CO2；3）水中的剩余阴离子经OH型树脂交换后，全部转变为OH—，因此。经H型和OH型树脂交换后，水中只有H＋、OH—和水分子；4）因为离子交换是等摩尔量进行的，水中阳离子交换后生成的H＋和阴离子交换后生成的OH—与原来水中的阳、阴离子一样也应是等摩尔量的，所以出水应为中性，其PH仍应等于7。4-5，写出化学除盐过程的化学方程式。答：1）强酸阳床的离子交换反应方程式2）除二氧化碳器的反应方程式3）阴床离子交换反应方程式4-6，交换器正常启动时应该如何操作？答：首先打开交换器空气阀，稍开进水阀向交换器进水，随着水不断进入，交换器内原存的空气由 技术问答题集31空气阀排出，可以用手在空气阀下试探排出的气流来判明交换器在正常进水。当交换器进满水时，空气阀就有水溢出，关闭空气阀，打开交换器正洗排水阀，开大进水阀，调节进水流量至正常运行时控制的水流流量，交换器正洗至排水达到正常运行时的出水水质标准，关闭正洗排水阀，打开交换器出水阀开始运行制水。4-7，交换器内树脂层失水后在启动前应该如何进水？为什么？答：应先由交换器上部进水至水位高于树脂层后，改由底部进水至空气阀溢水为止。因为由交换器上部进水时，树脂颗粒间夹杂的空气不能排除，因此必需采用底部进水将空气随上升的水流同时排除。但当交换器树脂层内无水时，由交换器底部进水会因树脂颗粒间的摩擦力使树脂层成一个整体上抬，此时会造成中排装置的弯曲或断裂。4-8，监视交换器在运行中进水和出水的压力有什么作用？答：监视交换器在运行中进水和出水的压力主要是监视水流经过交换器树脂层时的压力降，也即水流流经树脂层时的阻力。影响阻力的因数很多，包括交换器的水流流量、树脂层的总高度、树脂层面小树脂颗粒的粒径和层厚、运行中树脂层面的截污程度等。由于上述因数的影响，交换器经过若干周期运行后与刚投运周期相比，其压力降会增高，过高的压力降会造成交换器中排装置故障，因此当压力降过高时交换器树脂层就应该进行反洗，以排除树脂层中的树脂碎片和积聚的污物。4-9，怎样调节交换器正常运行的出力？答：因为交换器的出力=交换器截面积×流速，通常当进水含盐量不超过5mmol/L时，除盐系统交换器运行流速选用5—25m/h，由此可以由交换器的截面积算得交换器运行时的正常出力。但交换器运行流速会受进水水质和树脂特性等的影响，选用较高流速时会增加树脂层的阻力，运行中会容易造成中排装置的故障，同时还会降低树脂的平均工交容量。4-10，说明交换器的进、出水装置的作用原理。答：交换器进水装置的作用原理：1）使进入交换器内的水流分配均匀；2）使进水流不会直接冲击树脂层表面，保持树脂层表面平整；3）反洗时将树脂层内的悬浮物及破碎的树脂碎片随反洗水排出交换器。交换器出水装置的作用原理：1）支撑树脂层，过滤水流，使出水水流均匀的通过树脂层引出交换器；2）反洗和再生时均匀的分布水流和再生液。4-11，除盐系统对进水悬浮物、有机物含量和残余氯含量有什么要求？悬浮物、有机物含量和残余氯含量过高对除盐系统运行有什么影响？答：根据水汽质量标准规定，除盐系统对进水的浊度要求小于2mg/L，残余氯含量要求小于0.1mg/L，COD应不超过2mg/L；浊度超标表示水中悬浮物过高，长期运行会污染树脂，增加运行中树脂层的阻力，降低树脂的交换容量，反洗时过量的悬浮物进入树脂层，会积聚在树脂层内，造成运行中的偏流，影响出水水质；COD（化学耗氧量）表示原水中有机物的含量，水中的有机物主要容易污染强碱树脂，会堵塞强碱树脂的微孔，造成树脂结块；要降低水中的有机物含量，常用的方法是加氯，但氯对有机物氧化的同时，也会氧化树脂，使树脂结构破坏，缩短树脂的使用寿命，所以必须控制残余在水中的氯的含量。通常经过混凝处理后的水质，出水浊度应低于5mg/L，再经过滤，浊度应不超过2mg/L，水中有机物含量会降低50—70%，如果在净水过程不采用加氯来除有机物，则水中不会存在残余氯。4-12，如果进水平均悬浮物含量为2mg/L，阳床按40m/h出力运行25小时，进水带入阳床的悬浮物总量会有多少？如果阳床按40m3/h出力运行25小时，则进入阳床的水量40×25=1000m3：，进水平均悬浮物含量为2mg/L，此时进水带入阳床的悬浮物总量应=1000×2=2000g=2Kg。4-13，除盐系统运行中为什么要测定阴床出水的电导率来判断阳床的失效，而不直接测定阳床出水的电导率来判断阳床失效？能否估算出阳床失效时其出水电导率会有多大的变化？ 技术问答题集31答：原水经阳离子交换后，水中所有的阳离子全部转变为H+，此时水中除了H+外还有原水中的全部阴离子，假设原水阳离子总含量=3.3mmol/L，阴离子中HCO3—=1.3mmol/L，Cl—及SO42—的含量各为1mmol/L，此时阳床出水中各离子的电导率就应约等于：H+=3.3×250=825μS/cm，HCO3—=1.3×61×0.715=57μS/cm，Cl—=1×35.5×2.14=76μS/cm，SO42—=1×48×1.54=74μS/cm，此时阳床出水总电导率约等于1032μS/cm。当阳床失效时，出水中有200μg/L（=0.2mg/L）的Na+未转变成H+，因此出水的电导率会降低0.2×250＋0.2×2.13≈50μS/cm，即阳床此时出水总电导率由原来的1032降低至982μS/cm，其降低值仅为50/1032=0.048，从表计显示上不会很明显。但在阴床出水中，原来因阳床出水的H+与阴床出水中的OH—是等摩尔量的，所以电导率理论上应等于0，当阳床因有0.0087mmol/L的Na+泄漏，造成H+有0.0087mmol/L的降低时，阴床出水中就会有0.0087mmol/L的OH—的过剩，此时其电导率会由原来的0增高至0.0087×17×11.6=1.7μS/cm，表计显示的变化就会非常明显判断出来。同时，由于有OH—的过剩，出水的PH值也会出现升高。所以运行中通常都用阴床出水的变化来判断阳床的失效。附水中每含1mg/L离子时水溶液的电导率为：H+=250μS/cm；Na+=2.13μS/cm；HCO3—=0.715μS/cm；Cl—=2.14μS/cm；SO42—=1.54μS/cm；OH—=11.6μS/cm。4-14，运行统计中怎样来计算阳床的进水离子含量？为什么？答：运行中阳床的进水离子含量通常用阳床进水的碱度与阳床出水的酸度相加的和来计算；因为阳床进水中的所有阳离子经过阳床后，都应交换为氢离子，此时有一部分氢离子会与水中的碱度生成二氧化碳而消耗，所有测定阳床出水的酸度实际上是与碱度反应后剩余的氢离子，进水中的氢离子总含量就应包括阳床出水的酸度与进水的碱度的和。4-15，运行统计中怎样来计算阴床的进水离子含量？为什么？答：阴床的进水中的离子含量即阳床出水中所含的阴离子，此时，原水中的碱度已生成二氧化碳而消失，所以阳床出水的酸度即为阴床进水的离子含量。但是，在滴定碱度时弱酸阴离子在指示剂显色时并不包括在内，所以，阴床的进水中的离子含量应等于阴床进水酸度＋进水中[CO2]/44＋进水中[SiO2]/60。在阴床进水中所含弱酸阴离子包括经过脱碳塔后剩余的微量二氧化碳和原水中原有的二氧化硅，其总含量通常很低而且很稳定，因此，在计算时，一般用阳床出水的酸度加0.2或0.3来来计算阴床的进水离子含量。4-16，阳床正常运行时出水中有没有硬度，为什么？答：阳床在正常运行中，当钠离子与氢离子的交换层接触到树脂层底时，钠离子就开始进入出水中，浓度达到失效标准时就判定交换器失效了，此时钠离子的饱和层对钙离子与钠离子的交换仍能起有效的保护作用，因此正常运行中阳床出水中不会有硬度出现。4-17，阳床正常运行时出水中有没有碱度，为什么？答：在阳床的离子交换中，进水所含的阳离子全部交换成氢离子，进水时原水中含的碱度（即重碳酸根离子）与氢离子起中和作用而生成二氧化碳和水，原有的碱度消失了。所以阳床正常运行中出水不会有碱度。4-18，阳床出水进入除碳器除去的二氧化碳是哪里来的，其含量如何计算？答：阳床出水进入除碳器除去的二氧化碳，其中除了有一小部分是原水中本来所含的气体外，大部分是原水中所含的碱度（即重碳酸根离子）与原水中的阳离子经阳树脂交换后生成的氢离子中和后的产物，即HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2。其含量可以通过原水中重碳酸根离子的含量来计算，因为水中每含有1mmol/L的重碳酸根离子，交换后就会生成1mmol/L的二氧化碳，即要除去的二氧化碳的摩尔量应该等于原水的碱度。4-19，在除盐过程中阳床出水的含钠量有可能会高于进水的含钠量吗，为什么？答：在化学除盐过程中，当阳床树脂层中的氢和钠的离子交换全部变为钠离子的饱和层后，此时树脂层对钠离子已无交换能力，即钠离子会直接流过树脂层，但在此同时进水中的钙离子仍不断的从饱和了的钠型树脂层中交换出钠离子，因此此时出水中钠离子的浓度会超过进水，直至树脂层中的钠型树脂层消失，出水中的钠离子浓度才会与进水的钠离子浓度保持相等。 技术问答题集314-20，阳床在正常运行中，当进水的硬度增加时，对交换器的周期制水量和出水的含钠量会有哪些影响？答：阳床在正常运行中，当进水的硬度增加时，交换器树脂的平均工作交换容量会降低，这是因为在交换后的树脂层中，钙型树脂层的高度会增加，它会使钠型树脂层向下移动的速度加快，因而交换器会提前到达失效终点，使交换器树脂的总交换容量降低，周期制水量减少。但在交换器正常运行中，虽然进水硬度增加了，其出水的含钠量并不会有影响，因为正常运行时在交换器树脂层中只要有未交换的树脂层（即保护层）存在，水中的钠离子都能有效得到控制。4-21，如果阳床进水的硬度=2mmol/L，含钠离子=1mmol/L，经阳离子交换后生成的氢离子应有多少？答：经阳离子交换后所有的阳离子都转变为氢离子，所以当进水中有硬度2mmol/L和钠离子1mmol/L时，总离子量为3mmol/L，经过交换后，根据离子交换按等摩尔量进行的规律，生成的氢离子也应为3mmol/L。4-22，滴定阳床出水的酸度时应用哪种指示剂？为什么？滴定阳床出水的酸度时应用甲基橙作指示剂，因为当甲基橙变色时溶液的PH值在4.3，此时溶液内的包括重碳酸在内的所有形成酸度的离子都能与滴定用的NaOH完全中和，此时的酸度即为总酸度。4-23，为什么滴定酸度时的计算中，所消耗的NaOH的毫升数就是水溶液的酸度值？滴定时的计算原理是“滴定所用的物质和被滴定的物质的摩尔量相等”；即滴定所用的NaOH的浓度和体积的乘积应等于所取水样的酸度和体积的乘积，即NV=N’V’。当NaOH的浓度为0.1mol/L时，所取水样的体积等于100ml，如果滴定至终点消耗NaOH体积等于aml，水样酸度应=（滴定时用碱的浓度×耗碱体积）÷水样体积；此时碱的浓度=0.1mol/L×1000=100mmol/L，碱的体积=a，水样体积=100ml，所以酸度就等于0.1×1000mmol/L×aml÷100ml=ammol/L，即数值上等于滴定时所消耗的NaOH的毫升数，单位是毫摩尔/升。4-24，如果水样酸度等于2mmol/L所用NaOH的浓度为0.01mol/L，则滴定应耗NaOH多少毫升？如果水样酸度等于2mmol/L所用NaOH的浓度为0.01mol/L，滴定所耗NaOH体积a等于：则0.1mol×1000×a=100×2，即a=100×2÷（0.01×1000）=20ml。4-25，当阳床失效漏钠230微克/升时，如果用浓度为0.01mol/L的NaOH溶液滴定，耗用体积应该减少多少毫升？当阳床漏钠230微克/升即230÷1000÷23=0.01mmol/L时，其酸度相应的降低0.01mmol/L，如果用浓度为0.01mol/L的NaOH滴定时，其体积应减少vml，则0.01×1000×v=100×0.01，v=100×0.01÷（0.01×1000）=0.1ml4-26，交换器在实际运行中，树脂层中的工作层尚未与树脂层底接触，为什么出水中会有应该去除的离子出现？答：例如在阳交换器的实际运行中，当树脂层中的H＋＝Na＋离子交换层尚未与树脂层底接触时，树脂层中的下层H型树脂层能使交换层中泄漏的Na＋离子进一步得到彻底交换，也即交换层下的树脂层能起到保护层的作用，此时在出水中就不应有Na＋存在。但是在实际阳床的运行中，即使在这阶段的出水中仍然会有微量的Na＋，这主要因为交换器在实际运行中使用的再生剂中往往会含有一定量的杂质，（例如在用来再生阳床的工业盐酸中会包含有约5%的Na＋，在用来再生阴床的工业液碱中也会包含有约5%的Cl－），因此当再生后的底层树脂层中就会包含有一定量的Na型树脂，在正常运行中，由于经上层树脂交换后的水流中含有较高的H＋浓度，遇到底层的Na型树脂时，离子交换反应会逆向进行，使底层中的Na型树脂交换成H型树脂而同时放出Na＋，使出水中含有微量的Na＋。4-27，阳床再生后投运时的出水含钠离子量偏高，主要有哪些原因？答：在阳床树脂层与水中离子进行交换时，按理论讲只要在氢钠离子交换层下尚存在有未进行交换的氢型树脂层，就不应有钠离子进入出水中。但是当未进行交换的氢型树脂层中混有未彻底再生的钠型 技术问答题集31树脂时，这些钠型树脂会不断交换出钠离子进入出水中，使出水含钠离子量偏高。所以交换器底层树脂的再生度会直接影响到出水含钠离子量。在实际运行中，造成底层树脂的再生度下降的主要原因有：1）再生时所采用的工艺：如果采用顺流再生，则因上层树脂的再生产物全部要通过底层树脂层而排除，所以底层树脂的再生度较难提高；2）再生时进酸量不足，使底层树脂中存在一些未彻底再生的钠型树脂；3）再生中树脂层松动，树脂颗粒随再生剂液流产生扰动，使上层失效的树脂混入底层树脂层；4）长期运行中水流使树脂层过于压实而产生液流的偏流；5）再生过程使用的酸液不纯，其中含有较大量的钠离子等。4-28，阳床出水漏钠及阴床出水漏硅对除盐水的水质会有哪些影响？为什么？答：阳床出水漏钠即阳离子交换系统已不能将水中所有的阳离子都转换成氢离子，阴床出水漏硅表明阴离子交换系统已不能将水中所有的阳离子都转换成氢氧根，所以此时在系统出水中的氢离子和氢氧根已不能达到平衡，出水中就会存在钠离子、二氧化硅以及过剩的氢离子或氢氧根。由于水中的氢离子和氢氧根已不能达到平衡，此时出水的电导率会增高，PH值也会偏离7.0的中性。因此都会造成系统出水水质的降低和恶化。4-29，为什么阳床出水的漏钠会影响到强碱树脂的除硅效果？答：强碱树脂的除硅都必需在PH值较低的情况下进行，此时水中的硅酸化合物以H2SiO3的形式存在，交换后生成电离度很小的水，在强碱树脂交换时，反应能很好的进行；当阳床漏钠时，水中的HSiO3-形成NaHSiO3，在阴树脂的交换过程中会生成NaOH：ROH＋NaHSiO3＝RHSiO3＋NaOH；而OH-会干扰阴树脂的交换过程使阴树脂的除硅不彻底。4-30，当阴床进水酸度增加时对阴床的正常运行水质和周期制水量有什么影响？答：阴床进水酸度增加，即阴床进水中强酸阴离子含量增加，这样，就增加了阴树脂层的负荷，会相应的降低阴床的周期制水量，但因出水水质主要由阴床的底层树脂决定，所以对出水水质不会有影响。4-31，当阴床进水硅离子增加时对阴床的正常运行水质和周期制水量有什么影响？答：进水硅离子增加时会增加阴树脂的负荷，也会影响阴床的周期制水量，但正常运行中只要阴树脂没有失效，就不会影响出水的含硅量；4-32，当阴床进水有机物增加时对阴床的正常运行水质和周期制水量有什么影响？答：进水有机物含量的增加会影响强碱阴树脂的工交容量，长期得不到改善时会对出水水质造成影响。因为有机阴离子主要是一些蛋白质和腐植酸，它们的大分子会堵塞树脂颗粒的微孔，妨碍水中的离子与树脂的接触和交换。而且有机物的堵塞很难通过正常的清洗和再生来排除，长期作用于树脂会导致树脂结构的破坏而使强碱树脂提前报废；4-33，当阴床再生用碱量不足时对阴床的正常运行水质和周期制水量有什么影响？答：再生用碱量不足时，会导致阴床上层的失效树脂得不到充分的再生，因而会影响到阴床的周期制水量。如果用碱量过少，甚至会影响到阴床底部树脂的再生度，这样就会直接影响阴床运行中的出水水质。4-34，当阴床再生中再生液温度降低时对阴床的正常运行水质和周期制水量有什么影响？答：因为再生时决定水中离子在树脂颗粒中扩散的是内扩散，当再生液温度较低时，再生液中的OH－的扩散会受到较大的影响，从而会影响到OH－与失效树脂的接触，影响到树脂的再生效果，使运行中出水含硅量增高。当提高再生液温度时，再生效果会明显的得到提高，水质也会得到明显的改善。4-35，当脱碳塔故障阴床进水除二氧化碳效果降低时对阴床的正常运行水质和周期制水量有什么影响？答：当脱碳塔故障使除二氧化碳效果降低时，进水中会残留较大量的二氧化碳，这些二氧化碳随同水中原有的二氧化硅进入阴树脂内，由于阴树脂对二氧化硅和二氧化碳的吸着能力极接近，它们在树脂层内的分布也几乎在同一层内，只是二氧化碳较二氧化硅在较上一些，所以当进水含二氧化碳增加时，不仅会使阴树脂提前失效，而且在正常运行中也会影响阴树脂对硅的吸着能力，使阴床正常运行中出水的含硅量增高。 技术问答题集314-36，阳床应如何控制其失效终点？答：阳床运行中出现下列情况，即判断为阳床树脂的失效：（1）阳床出水含钠量超过200μg/L；（2）阳床出水酸度比正常值突然下降超过0.1mmol/L；（3）系统运行中阴床出水电导率突然升高，PH也同时升高；阳床树脂的失效判断标准应以出水含钠量超过标准为准，其他两项可作为判断时的参考；4-37，阴床应如何控制其失效终点？答：阴床运行中出现下列情况，即判断为阴床树脂的失效：（1）阴床出水SiO2含量超过100μg/L；（2）阴床出水电导率突然升高，PH突然下降；阴床树脂的失效判断标准应以出水SiO2含量超过标准为准，其他可作为判断时的参考。4-38，随着阳、阴床的失效，各出水水质如何相应的变化？答：当阳床失效时，随着Na＋的漏入出水中，交换器出水的酸度逐渐降低，Na＋逐渐升高，而电导率则开始下降。同时由于阳床失效Na＋的漏入使阴床处水中的OH会与Na＋形成NaOH，所以阴床出水的PH值也会升高，含硅量也相应的升高，电导率则因出水中的H＋因漏钠而减少，使水中的OH-过多而使电导率升高。当阴床失效时，随着硅的漏入出水中，交换器出水的含硅量逐渐升高，PH值逐渐降低，而电导率则开始上升。4-39，如果需用出水酸度来控制阳床失效时，操作中会有什么困难？答：当用出水酸度来控制阳床失效时，由于阳床出水酸度值较高，而在阳床失效时其出水酸度的变化值很小。在滴定操作中要在较高的酸度值下来正确测定0.1毫摩尔/升的酸度差会存在一定的困难，而实际上即使测定得到0.1毫摩尔/升时，阳床泄漏的钠离子量已超过2300微克/升，因此用酸度来精确控制阳床的失效会有一定的困难。4-40，怎样根据阴床出水的电导率和PH值的变化来判断阳床或阴床的失效？为什么？答：阴床出水电导率突然升高，如果同时PH值也升高，则表明阳床的出水中有大量的氢离子被钠离子所取代，由于氢离子的降低，使阴床出水中氢氧根的量有过剩，所以此时出水的PH值也会突然升高。如果阴床出水的电导率突然升高，而与此同时其PH值却下降，则表明为阴床失效，这是因为阴床失效中，会有大量的氢氧根被硅离子所取代，造成出水中的氢氧根浓度低于氢离子，由于氢离子的过剩使出水的PH值降低。利用阴床出水的电导率和PH值的变化来判断阳床或阴床的失效时的主要判断依据是电导率和PH值的突然变化，而不时其变化的量值。4-41，阴床出水的电导率是由哪些离子的电导率组成的？其中起主要影响的是哪些离子？应该如何正确的根据阴床出水电导率的升高来判定阳床或阴床的失效？阴床出水的电导率实际上是由阳床出水中的H＋、Na＋和阴床出水中的OH－、SiO2所组成，其中H＋和OH－的导电性能最大，所以在阴床出水的电导率中起主要影响。在阳床和阴床都进行彻底的离子交换时，生成的H＋和OH－应该是等摩尔量的，此时出水的电导率应该等于0；当阳床接近失效时，其H＋的含量会开始降低，此时阴床出水中就会有OH－相对过剩，过剩的OH－会使其总电导率升高，而同时其PH值也相应的升高。而当阴床接近失效时，阴床出水中就会有相对过剩的H＋，所以其电导率也会升高，而PH值就会相应的降低。因为阳床和阴床在接近失效时都有可能导致阴床出水电导率的增高，所以仅根据阴床出水电导率的增高是无法来判断阳、阴床的失效的。只有同时依据电导率和PH值的变化，才能判断运行中的阳、阴床的运行失效。4-42，除盐系统运行中用什么指标来评价交换器树脂的运行水平？答：评价树脂运行水平的指标为交换器树脂的平均工交容量，即每1立方米树脂在运行中平均交 技术问答题集31换的离子量的多少。因为树脂的平均工交容量与交换器的周期制水量不同，后者会受进水含盐量不同而改变，树脂的平均工交容量则排除了进水含盐量的影响。4-43影响交换器总工交容量的因素有哪些？其中哪些是操作中尤其应注意的？答：影响交换器总工交容量的因素主要有：1）进水水质：进水硬度的变化和有机物含量增加；2）设备方面：交换器中排装置的弯曲和严重倾斜，进出水装置的堵塞和偏流；3）树脂方面：树脂压实层过低或消失，树脂的污染降解及树脂层过于压实；4）操作方面：再生时树脂层的清洗不彻底，再生液的流速控制过高或不稳定，再生时空气混入树脂层内。5）再生控制方面：再生剂用量过低及再生条件控制不当等引起再生效果降低。其中日常的操作和再生控制过程是尤其应注意的。4-44，如何来计算阳床和阴床运行的总工作交换容量和平均工作交换容量？答：阳床总工作交换容量=阳床周期制水量×（阳床进水碱度＋阳床出水酸度）阴床总工作交换容量=阴床周期制水量×（阴床进水酸度＋进水中[CO2]/44＋进水中[SiO2]/60）=阴床周期制水量×（阴床进水酸度＋0.3）树脂平均工作交换容量=总工作交换容量÷树脂装填体积4-45，一台Φ1.6m的阳床，树脂层总高度为1.8m，（其中包括压实层高0.2m），树脂的平均工交容量为1100mol/m3，阳床进水总离子含量为3.5mmol/L，运行中该阳床周期制水量应为多少？答：阳床内共装树脂体积=1,6×1.6×3.14÷4×(1.8－0.2)=3.2m3；因树脂的平均工交容量为1100mol/m3，所以阳床周期总工交容量=3.2m3×1100mol/m3=3520mol；阳床进水总离子含量为3.5mmol/L，即3.5mol/m3，所以阳床周期制水量=3520÷3.5=1006m3。4-46，一台Φ1.6m的阴床，树脂层总高度为2.2m，（其中包括压实层高0.2m），树脂的平均工交容量为300mol/m3，阳床运行出水的酸度为2.5mmol/L，运行中该阳床周期制水量应为多少？答：阴床内共装树脂体积=1,6×1.6×3.14÷4×(2.2－0.2)=4.0m3；因树脂的平均工交容量为300mol/m3，所以阴床周期总工交容量=4.0m3×300mol/m3=1200mol；阳床出水的酸度为2.5mmol/L，即2.5mol/m3，所以阴床周期制水量=1200÷（2.5＋0.3）=428.6m3。4-47，假设阳床总工交容量=3200mol，进水离子含量由3.2mmol/L增加到4.1mmol/L时，其周期制水量会如何变化？答：阳床总工交容量=3200mol，当进水离子含量=3.2mmol/L时，其周期制水量=3200÷3.2=1000m3；而当进水离子含量增加到4.1mmol/L时，周期制水量=3200÷4.1=780m3。4-48，说明除碳器的作用原理答：除碳器在运行中的主要作用是将含有CO2的水流在除碳器中自上而下的流下，与自下而上的空气流充分接触，由于除碳器中的多面球填料把水分散成极薄的水膜，增加了水与空气的接触面积，空气愈往上流，因与水流接触时间愈长，其中的CO2的浓度会愈高，最终在除碳器顶部排出，而水流愈往下则其中CO2的浓度愈低，最后流入中间水箱的水其CO2的残余浓度约为5mg/L。4-49，说明除碳器的结构及各组件的作用。答：1）进水装置在除碳器顶部，主要作用为将进水分配在整个截面均匀的向下流，与上升的空气流充分接触。其结构大都采用支母管型式。2）空心多面球填料除碳器内填满填料，使水流能在填料表面形成的水膜中与空气流充分接触，增加填料的目的主要为增加接触面。通常用的填料是塑料空心多面球。3）底部水封管为防止空气从除碳器底部漏出，在除碳器底部的出水口必须设置水封管，其结构型式 技术问答题集31有U形管和插入中间水箱液面下的直管。4）鼓风机利用空气来去除水中CO2时，每1m3进水约需20m3的空气量，按交换器的出力即可选定所需的空气流量，选择相应的离心鼓风机4-50，交换器的再生工艺有哪几种，实施中各有什么特点？答：交换器的再生工艺可分为顺流再生和逆流再生两类，顺流再生是在再生中再生剂的流向和运行中水流的流向相同的再生工艺；逆流再生是在再生中再生剂的流向和运行中水流的流向相逆的再生工艺。在逆流再生中由于再生剂的逆向流动会使树脂层扰动，由此影响再生效果，所以在逆流再生中必需有有效的防止树脂层扰动的措施。由所采用的措施的不同，逆流再生又可分顶压、无顶压、水顶压和低流速等不同的实施工艺。4-51，逆流再生有什么特点？答：逆流再生的主要特点是：1）再生液首先接触交换器底部失效度最低的树脂，此时再生液的高浓度能保证树脂的离子交换进行；2）再生液向上流时，浓度逐渐降低，而且其中的再生排出离子浓度逐渐增高，但所接触到的树脂的失效度也逐渐增高，离子交换过程仍能有效进行；3）在交换器失效时，底部的部分未交换树脂层的交换容量仍能得到保存，所以再生剂比耗低；4）运行中出水离开交换器时所接触到的树脂是再生度最高的树脂，因此出水水质高；5）再生时因为再生液的流向是自下而上的，其流向会使树脂层产生上浮，使树脂层乱层，因此再生中必须有防止树脂层上浮的措施。4-52，为什么在逆流再生过程中要防止树脂层的上浮？答：因为逆流再生中再生液的流向是自下而上流经树脂层的，如果树脂层随液流上浮时，就会造成树脂层的松动，树脂颗粒就会产生扰动，使下部仅部分失效的树脂与上部完全失效的树脂相混，同时在再生中已得到再生的树脂和上部尚未再生的树脂也相混，使再生中树脂层内不能形成一个自上而下其再生程度不断提高的梯度，也就不能保证交换器底部树脂层的高再生度，从而也就不能保证运行中的出水水质。4-53，交换器的中排装置起什么作用？在结构上有什么严格要求？答：交换器的中排装置是无顶压逆流再生工艺中防止树脂层产生扰动的主要结构，其作用原理为：1）小反洗时均匀分配反洗水；2）再生时及时排出再生废液；3）过滤水流，避免树脂随再生废液一起排出。中排装置要求支管应严格水平，开孔分布均匀，无顶压再生时小孔流速不大于0.1m/s，在结构上必需有一定的强度，防止运行和反洗中因水流流经树脂层而形成的压差造成中排管的弯曲或断裂。4-54，为什么要在树脂层上设置压实层？压实层树脂在运行中能否参加离子交换？为什么？答：树脂压实层用在逆流再生交换器中，是布设在中排装置上方的树脂层，运行中这部分树脂不参加离子交换反应，主要作用是再生时利用树脂间的摩擦力压实树脂层，防止树脂层因再生剂液流上浮而产生扰动，所以在无顶压再生过程中压实层必须保持无水。交换器的树脂压实层因为在再生过程中在中排装置的上面，它始终不能接触到再生剂，所以压实层树脂保持为失效状态，它无法发挥其离子交换的作用。4-55，再生操作中影响再生效果的因素有哪些？答：影响再生效果的因素主要有：1）再生剂的总用量。2）再生液的浓度。3）再生液的流速。4）再生液的温度。5）再生液的纯度。4-56，再生操作中再生剂的总用量对再生效果有哪些影响？答：由于离子交换过程是可逆的，故失效树脂上吸着的离子完全有可能由再生剂中的离子来取代。而且由于交换过程是按等摩尔量进行的，从理论上讲1摩尔的再生剂足以使树脂恢复1摩尔的交换容量。但实际上再生反应不可能彻底进行而最多只能进行到化学平衡状态，所以实际再生剂用量要超过理论用量。通常在逆流再生时再生剂的实际用量通常是理论用量的150—200%。在再生过程中，再生剂的用量的多少对再生效果有 技术问答题集31一定的影响，再生剂用量愈大，则再生后树脂的交换容量也愈大。但当再生剂用量加大到一定量时，交换容量的增高就很少，此时就会影响到再生过程的经济性。4-57，再生操作中再生剂的浓度对再生效果有哪些影响？答：失效树脂的再生过程是树脂离子交换除盐过程的逆反应，根据反应平衡原理，要使再生反应进行，必须提高再生剂的浓度。但是对一定总量的再生剂提高其浓度就会减少其体积，使再生剂不能均匀的与树脂反应。所以浓度超过一定的范围后，再无限制的提高浓度，反而会使再生效果降低。通常使用的浓度范围是：HCl：3—5%；NaOH：2—4%；4-58，再生操作中再生液的流速对再生效果有哪些影响？答：因为再生过程的离子交换速度决定于树脂的内扩散，所以通常需要保证有足够的交换时间（一般不少于35分钟）。再生流速必须满足需要。当流速过低时，因为再生置换下的离子不能及时排走，会因为反离子的干扰而影响出水水质。常用的再生流速为2—4米/时。4-59，再生操作中再生液的温度对再生效果有哪些影响？答：因为在再生中反应速度是由离子的内扩散决定的，提高再生液的温度会加快树脂离子交换速度，尤其对阴树脂会明显的提高再生效果。实际操作中要提高再生液的温度必需先用热水通过树脂层使树脂层的温度先行提高，再用提高温度的再生液进行再生。4-60，再生操作中再生液的纯度对再生效果有哪些影响？答：因为离子交换过程是平衡反应过程，再生剂的纯度会直接影响到反应的平衡，即会直接影响到交换器底层树脂的再生度，所以会对再生后的出水水质产生影响。通常在电解制造的HCl和NaOH中会残留有浓度不超过5%的NaCl，当其中杂质含量过高时，就会影响出水水质。4-61，交换器在运行和再生时的离子交换速度各由哪些因素控制的？要提高速度各应采取什么有效措施？答：因为树脂在进行离子交换时其过程要经过离子在水中的扩散（即膜扩散过程）、离子在树脂内部的扩散（即内扩散过程）以及在树脂上进行的离子交换过程，其整个过程的速度则应取决于其中主要限制速度的步骤。在运行时，水溶液的浓度相对的较低，此时离子在水中的膜扩散的速度很慢，因此交换速度就受膜扩散的支配；而在再生时，水溶液中离子的浓度较大，膜扩散的速度已较快，所以此时交换速度就主要受内扩散的支配。影响膜扩散的因素主要有：溶液的浓度、流速、温度等。提高溶液的浓度、温度及流速都可提高膜扩散的速度，从而使受膜扩散支配的离子交换过程（即水处理的运行过程）的速度提高。而影响内扩散的因素则主要依靠提高离子交换溶液的温度，所以在树脂再生时必需保证有足够的再生时间以保证树脂上离子交换的正常进行，而提高再生时再生液的温度则会明显的加快再生速度和改善再生效果。4-62，简单说明喷射器的工作原理。答；喷射器工作时，由于喷射器喷嘴口径突然缩小，进水在喷嘴处产生较高的流速，产生局部压力的降低，因而再生剂被吸入，吸入的再生剂与进水混合后，又被提升压力和输送进交换器进行再生。所以喷射器在再生过程中的作用可归纳为对再生剂的吸入、混合（浓度调配）和输送。操作中只要控制好进水量和吸入再生剂量的比值，就能完成浓度的控制。4-63，怎样利用再生喷射器来调节再生液的流速及浓度？答：再生中再生液的流速及浓度的控制主要由再生喷射器的工作水流量和喷射器吸入浓再生剂的流量来控制完成的，再生液的流速决定再生喷射器的工作水流量，即喷射器工作水流量=再生液流速×交换器截面积。而再生液的浓度则在再生液流速决定后，进一步调节浓再生剂的流量来控制再生液的浓度。通常再生液的浓度的调节可以用下列方法来实施：1）利用再生剂计量箱的液位下降速度来调节浓再生剂的流量以达到再生液所需的浓度；2）可直接通过浓再生剂流量计来调节浓再生剂的流量以达到再生液所需的浓度；3）可以直接用再生液浓度仪表用调节和控制再生液的浓度。当采用再生剂计量箱时，总的再生剂耗量可由计量箱液位下 技术问答题集31降高度来控制，而当采用浓再生剂流量计或再生液浓度仪表时，则再生剂的实际总用量可用进再生剂的时间来控制。4-64，什么是再生剂耗量？理论的酸耗和碱耗应等于多少？什么是比耗？比耗=2时的酸碱耗是多少？答：再生剂耗量通常用每恢复树脂1摩尔交换能力所需的再生剂量来表示。单位是：克100%浓度的再生剂/1摩尔树脂工交容量。也可用再生水平来表示，即克100%浓度的再生剂/1升失效树脂。当用HCl或NaOH作再生剂对阳、阴床进行再生时，再生剂的理论耗量应该分别等于HCl和NaOH的分子量，即阳树脂盐酸的理论耗量应等于36.5克/摩尔，阴树脂氢氧化钠的理论耗量应等于40克/摩尔。再生剂的实际用量与理论耗量之比值称为比耗，即比耗=再生剂实际用量/理论耗量。比耗=2时的酸耗=2×盐酸的理论耗量=73克/摩尔；比耗=2时的碱耗=2×氢氧化钠的理论耗量=80克/摩尔。4-65，运行中怎样来计算交换器的再生剂耗量和比耗？答：再生剂耗量=浓度为100%的再生剂实际总耗量/交换器周期实际总工作交换容量，单位为：克/摩尔。再生剂比耗=再生剂实际耗量/再生剂理论耗量4-66，阳床树脂体积为3.2m3，树脂平均工交容量为1200mol/m3，再生剂比耗若采用2，每次再生需耗浓度为30%的HCl多少公斤？答：计算阳床的总工交容量=3.2m3×1200mol/m3=3840mol；因为比耗=再生剂实际用量/理论耗量，所以实际浓度30%的HCl用量=理论耗量×比耗×阳床的总工交容量÷浓度=36.5×2×3840÷30%=934400克=934.4公斤。4-67，无顶压逆流再生操作过程有哪些主要步骤？答：1）小反洗作用：A）清洗压实树脂层内积聚的悬浮物；B）疏通中排小孔；C）平整压实层；控制：用进水作水源，控制流速10m/h。2）放水作用：保证压实层树脂的顶压作用。控制：排水至中排以上空间和压实树脂层无水。3）进再生液作用：恢复树脂的除盐能力；控制：按规定的再生条件控制，用出水或除盐水作水源；确保树脂不上浮乱层。4）置换作用：用水流置换树脂层中残留的再生液；控制：保持进再生液相同的运行条件，按规定控制置换时间。5）小正洗作用：清洗压实层中被再生产物污染的树脂；控制：以进水为水源，控制流速8~10m/h，清洗10~15分钟。1）正洗作用：清洗整个树脂层中残留的再生液和再生产物；控制：排尽交换器树脂层内空气后，用进水作水源，控制正常运行流速，清洗至排水水质合格。4-68，水顶压逆流再生操作过程有哪些主要步骤？答：1）小反洗作用：A）清洗压实树脂层内积聚的悬浮物；B）疏通中排小孔；C）平整压实层；控制：用进水作水源，控制流速10m/h。2）顶部小流量进水顶压作用：保证压实层树脂的顶压作用。控制：进水流速2～3m/h。3）进再生液作用：恢复树脂的除盐能力；控制：按规定的再生条件控制，用出水或除盐水作水源；在交换器顶部进水的同时进酸，确保树脂不上浮乱层。4）置换作用：用水流置换树脂层中残留的再生液；控制：保持进再生液相同的运行条件，按规定控制置换时间。5）正洗作用：清洗整个树脂层中残留的再生液和再生产物；控制：排尽交换器树脂层内空气后，用进水作水源，控制正常运行流速，清洗至排水水质合格。4-69，交换器在反洗时排水应不应该携带树脂颗粒？答：交换器树脂层的反洗除了清除树脂层中积聚的污物外，同时应该清除树脂层中的细小树脂颗粒及树脂 技术问答题集31的碎片，因为这些都是会增大树脂层对水流阻力的主要因数。所以在反洗排水中应该包含有树脂的细小颗粒和树脂的碎片，在控制反洗强度时，可以用烧杯取排水水样进行观察，水样中应该含有树脂的细小颗粒和树脂的碎片，但不应包含有较大量正常颗粒的树脂。4-70，交换器的无顶压逆再生中进再生剂时，压实树脂层中应不应该有水？为什么？答：交换器的无顶压逆再生中进再生剂时，压实树脂层中应保持没有水进入，因为在无顶压逆再生中控制再生效果的关键就是树脂层应该压实而不能上浮。树脂层的压实主要依靠干燥的压实层树脂颗粒间的摩擦力固定住压实层的树脂，压实层进水后，会降低压实层树脂颗粒间的摩擦力而使压实层树脂随整个树脂层同时上浮，从而使树脂乱层，影响再生效果。4-71，有的交换器在无顶压逆再生中，中排不是连续均匀的排水，而是间歇的排水，是什么原因？答：这主要是由中排装置的结构造成的。在交换器再生时，再生液由下而上流经树脂层，当交换器内液位达到中排支管的小孔时，液流就会进入中排支管经中排总管而排出。但是当有些交换器的中排总管的位置设置在支管的上方时，此时总管高于支管，当液位达到支管时，液流无法排出，只有当液位高于支管而达到总管高度时，液流才会排出。同时由于虹吸作用，排液会进行到交换器内液位低于总管而达到支管高度时，交换器内空气进入支管，使虹吸破坏，交换器排液停止。随着再生液的不断进入，交换器内液位又升高，达到总管高度时又会向外排液。交换器中排装置的这种结构型式对无顶压逆再生的操作不利，因为在液流由支管高度上升至总管高度的过程中，容易造成树脂的上浮而影响再生效果。4-72，交换器再生中置换操作的主要作用是什么？如何决定置换所需时间？答：置换操作的主要作用是用水流置换树脂层中残留的再生液，使全部再生剂能有效的发挥作用。置换操作过程主要保证总置换进水量应超过树脂层中积聚的再生液的体积，因为置换操作的终点控制并不对排水水质有特殊的要求，所以通常按保持进再生液相同的运行条件下的规定时间（30—40分钟）来控制。4-73，逆流再生中为什么每次再生只进行小反洗？为什么在间隔一定周期后要进行大反洗？答：逆流再生中进水带入的悬浮物在树脂层中大都过滤在树脂层的面层，为了保存交换器底部树脂层中残存的工交容量和防止树脂层的乱层，所以每次再生仅只进行树脂压实层的小反洗，以洗去运行周期内由进水带入的悬浮物；但是实际上每周期运行中仍会有一部分的悬浮物穿过压实层进入树脂层内，所以经过若干周期累积后，要采用大反洗操作彻底清洗树脂层内积累的悬浮物；同时大反洗操作也可对已压实的树脂层进行松动，以使运行中水流能均匀的流经树脂层。第五部分弱、强型树脂联合应用5-1，为什么在除盐系统要采用弱酸、弱碱树脂？答：因为弱型树脂在离子交换中发挥的工工交容量比强型树脂要高出二倍以上，所以采用弱型树脂可以增加交换器周期制水量；同时也能适应高含盐量原水的处理。另外，采用弱型树脂时由于它对再生剂的吸着能力强，因此再生剂耗量可以有大幅度的降低，在降耗的同时还降低了再生废液的排出浓度，节约了废液的治理费用。5-2，为什么在除盐系统采用弱酸、弱碱树脂必需与强酸、强碱树脂联合应用？答：因为弱酸、弱碱树脂在离子交换中具有不彻底性，例如弱酸树脂它在离子交换中只能去除水中的碳酸盐硬度，对其他阳离子无法去除；又例如弱碱树脂它在离子交换中只能去除水中的强酸阴离子，对硅离子就不能去除。所以单靠弱型树脂的出水水质就不能满足化学除盐工艺的要求，因此在除盐系统的使用中弱型树脂必需与强型树脂联合应用，依靠强型树脂来保证出水的水质。5-3，在弱、强型树脂联合应用中，弱型树脂和强型树脂在系统运行中各起什么主要作用？答：采用弱、强型树脂联合应用时，主要依靠强型树脂来保证系统的出水水质，而用弱型树脂来提高系 技术问答题集31统的经济性能，例如增加系统的工交容量或降低再生剂耗量及降低系统再生时的排酸、碱浓度等。5-4，弱碱树脂和强碱树脂联合应用时有哪些主要交换特性？答：1）因为弱碱树脂的工交容量比强碱树脂高得多，因此利用弱碱树脂会增加系统的总交换容量，但因弱碱树脂对硅酸根不能吸着，所以在水的化学除盐中弱碱树脂必须与强碱树脂联合使用。当联合应用弱、强碱树脂时，则可既增加了交换器的总工交容量，而又能控制了交换后的出水水质。2）因为弱碱树脂极容易吸着水中的OH—，所以再生时它可利用强碱树脂的再生液中的余碱来进行再生，因而可以合理的利用和降低再生碱耗。同时又可减少再生排出液对环境的污染。3）在联合应用中，因为前面的弱碱树脂已经将水中强酸阴离子去除，改善了强碱树脂的进水水质，使强碱树脂的工交容量可以有更高的发挥。4）强碱树脂和弱碱树脂联合应用时，弱碱、强碱树脂的装填量的计算原则为，弱碱树脂应按能足够吸着进水中的强酸阴离子所须的量，而强碱树脂则按吸着进水中弱酸阴离子的量来计算。5-5，弱酸树脂与强酸树脂联合应用时有哪些交换特性？答：1）因为弱酸树脂的工交容量比强酸树脂高得多，因此利用弱酸树脂会增加系统的总交换容量，但因弱酸树脂只能吸着水中的碳酸盐硬度，所以在水的化学除盐中弱酸树脂必须与强酸树脂联合使用。当联合应用弱、强酸树脂时，则可既增加了交换器的总工交容量，而又能控制了交换后的出水水质。2）弱酸树脂在交换过程中始终存在着离子泄漏，而且随着弱酸树脂层的失效程度的增加，离子的泄漏量会随时不断的加大。3）因为弱酸树脂极容易吸着水中的H+，所以再生时它可利用强酸树脂的再生液中的余酸来进行再生，因而可以合理的利用和降低再生酸耗。同时又可减少再生排出液对环境的污染。4）在联合应用中，因为前面的弱酸树脂已经将水中碳酸盐硬度去除，改善了强酸树脂的进水水质，使强酸树脂的工交容量可以有更高的发挥。5）强酸和弱酸树脂联合应用时，弱酸、强酸树脂的装填量的计算原则为，弱酸树脂应按吸着进水中的碳酸盐硬度所须的量，而强酸树脂则按吸着进水中其他剩余阳离子的量来计算。5-6，在联合应用弱、强型树脂中，应按什么原则来计算弱、强树脂的装填体积比答：由于弱型树脂在除盐过程中只能去除水中的某一部分离子，其剩余的离子必需由强型树脂来彻底除去，所以在运行中弱强树脂的工交容量决定于水中离子的组成。其计算公式为：V′e′/Ve=F(1－α)/[Σ－（1－α）]式中F为水中能被弱型树脂去除的离子含量；Σ为水中总离子含量；α为弱型树脂在运行周期中的平均泄漏率。V′和V及e′和e分别为弱强树脂的装填体积及平均工交容量。在计算时，e′和e可以根据运行设计工况直接从有关图表上查找，但是因为前置了弱型树脂，对强型树脂的进水水质和再生水平都有提高，查找条件必需以此工况为准。5-7，按一般水质情况，在阳、阴床系统采用弱、强型树脂时其弱、强型树脂的装填体积比会有什么不同？答：，因为其进水中的离子组成不同和弱型树脂的工艺特性不同，计算所需的弱型树脂和强型树脂的体积比也必然是不同的。在阴离子交换系统，弱碱树脂主要去除水中的SO42－、Cl－等强酸阴离子，而HCO3－和SiO2等弱酸阴离子则只能依靠强碱树脂来去除。在实际水源中一般SiO2含量较低，当水经H＋交换和除CO2后，水中HCO3－的残留量也极低，所以通常水中的弱酸阴离子总含量仅约0.3～0.5mmol/L，所以其弱、强型树脂装填体积比会相应的比较高，即弱碱树脂的用量会多于强碱树脂。而在阳离子交换系统，弱酸树脂只能去除水中与HCO3－结合的Ca2＋和Mg2＋。而且由于其工艺特性，在离子交换过程中弱酸树脂还始终存在着一定的离子泄漏量，泄漏量随树脂失效度增加不断增加。而弱酸树脂交换过程中泄漏的离子和水中的其余阳离子则应由强酸树脂来去除。因为通常水源中与HCO3－结合的Ca2＋、Mg2＋的摩尔量占总离子摩尔量的百分率不会太高，而且弱酸树脂的平均工作交换容量比强酸树脂要高出两倍，所以计算所得弱酸树脂与强酸树脂的体积比就会比较低，即弱酸树脂的用量会比强酸树脂少得多。 技术问答题集315-8，如果假设弱碱树脂平均工交容量=900mol/m3，强碱树脂平均工交容量=300mol/m3，弱碱树脂平均泄漏率=0.05，进水弱酸阴离子含量=0.3mmol/L，则在阴床不同进水酸度时计算所得弱、强树脂体积比会有多大变化？答：按阴床不同进水酸度根据公式计算结果为：进水酸度mmol/L1.01.21.41.61.82.0弱、强树脂体积比0.901.061.201.331.461.585-9，如果假设弱酸树脂平均工交容量=2800mol/m3，强酸树脂平均工交容量=1200mol/m3，弱酸树脂平均泄漏率=0.20，则在阳床不同进水水质时计算所得弱酸树脂强酸树脂体积比会有多大变化？答：按阳床不同进水水质根据公式计算结果为：进水暂硬/总阳离子0.30.40.50.60.70.8弱、强树脂体积比0.140.200.290.400.550.765-10，在联合应用弱、强型树脂时，如果对弱、强型树脂的用量计算不正确，会不会影响系统出水水质？答：在联合应用弱、强型树脂时，如果对弱、强型树脂的用量计算不正确，只会影响到运行的经济性能，不会影响系统的出水水质。例如在运行中如果弱型树脂用量偏小，则运行中弱型树脂就先失效，此时系统的运行就相当于一台强型树脂交换器的单独运行，出水水质仍能由强型树脂层来保证；如果弱型树脂量偏大，则强型树脂层先失效，系统出水水质达到失效标准时，则系统停运。运行中系统出水水质也完全能得到保证。5-11，在联合应用弱酸、强酸树脂时，如果过量使用弱酸树脂，对系统会有哪些影响？答：因为弱酸树脂只能去除与HCO3－结合的Ca2＋和Mg2＋。而且在离子交换过程中还始终保持着不断增加的离子泄漏量，所以弱酸树脂的用量会受到水质的严格限制，过量使用弱酸树脂不但不会无限的增加系统的交换容量，反而会因为树脂数量的增加而降低系统树脂的平均工作交换容量。同时又因为弱酸树脂的价格比强酸树脂高出两倍，过量使用弱酸树脂会大幅度的增加投资成本。5-12，为什么阴床采用弱碱树脂和强碱树脂联合应用工艺时，通常会有较明显的收益？答；阴床采用强碱树脂和弱碱树脂联合应用的目的主要是利用弱碱树脂来扩大交换器树脂的总交换容量和降低交换器树脂的再生剂比耗。在阴床的交换过程中，弱碱树脂主要是去除水中的强酸阴离子，而通常在阴床的进水中强酸阴离子的含量大大高于弱酸阴离子的含量，所以采用高工交容量的弱碱树脂后，系统的总工交容量会有较大的提高，系统的周期制水量会有较大幅度的增加，碱耗也会有显著的降低。5-13，如果原水的碱度很高时，有没有必要采用强碱树脂和弱碱树脂联合应用工艺？为什么？答：弱碱树脂主要用来去除水中的强酸阴离子，当原水中的碱度很高时，经过阳离子交换后很大部分的碱度都生成了二氧化碳在脱碳塔中去除了，因此进入阴床的离子含量会大幅度的降低，此时采用弱碱树脂的效果就会明显的降低了，所以当原水碱度很高时，采用强碱树脂和弱碱树脂联合应用工艺意义就不大了。5-14，在什么情况下阳床采用弱酸、强酸树脂联合应用工艺会有较大的收益？答：因为弱酸树脂虽然工交容量高，酸耗低，但是它在交换中只能去除水中的碳酸盐硬度，而大都地表水中碳酸盐硬度所占总阳离子的比例较低，当使用弱酸树脂时，因为弱酸树脂的价格比较高，所以应该考虑在经济上是否合理。但是如果原水的碳酸盐硬度很高，例如水源采用的是地下水，则采用弱酸树脂和强酸树脂联合应用会有极好的收益，尤其是当水源中的碱度大于硬度时（即水源为碱性水），有时则必需采用弱酸树脂和强酸树脂联合应用才能合理的安排离子交换系统。5-15，联合应用弱、强型树脂时常用的设备系统有哪些？运行的关键是什么？答：在弱、强型树脂联合应用中常用的设备系统有：双层床—将弱强树脂同时装填在一台普通交换器内，运行中依靠两种树脂的密度自行分层和再生的；双室床—利用泄水帽孔板将交换器分成上下室，分别装填弱 技术问答题集31强树脂运行和再生的；复床—将弱强树脂分别装填在两台交换器内串联运行和再生的。不论那种设备系统，运行中的关键是必须保证强型树脂层能得到彻底的再生，所以不论在那种设备系统中，强型树脂的再生同样必须符合逆流再生的一切措施和要求。5-16，如何计算联合应用弱、强型树脂系统运行的树脂总工作交换容量和平均工作交换容量？答：弱、强型树脂系统的树脂总工作交换容量=系统周期制水量×（弱型树脂层进水离子浓度－强酸树脂层出水离子浓度）对阳交换系统：总工作交换容量=阳系统周期制水量×（弱型树脂层进水碱度＋强酸树脂层出水酸度）对阴交换系统：总工作交换容量=阴系统周期制水量×（弱型树脂层进水酸度＋弱型树脂层进水中[CO2]/44＋弱型树脂层进水中[SiO2]/60）=阴系统周期制水量×（弱型树脂层进水酸度＋0.3）系统树脂平均工作交换容量=总工作交换容量÷（弱酸树脂体积＋强酸树脂体积）5-17，在联合应用弱、强型树脂时使用双层床有什么优缺点？答：使用双层床时，因为弱强型树脂是装载在同一交换器内的，所以可以降低设备投资费用和占地面积，同时操作可以完全与普通固定床的操作相同；但是由于受设备总高度的限制，弱强型树脂各自的装载高度也会受到限制，所以对进水水质也会有一定的限制。而且在双层床内树脂是靠其本身的水力特性来分层的，所以组成双层床树脂要求在密度和颗粒直径上都应有特殊的要求，5-18，怎样根据不同的水质来选用阳双层床系统？答：根据不同水质计算的弱酸、强酸树脂最佳体积比，当选用树脂层总高度为2.4m时，弱酸树脂与强酸树脂层高可见下表：进水重碳酸盐硬度/总离子含量弱酸、强酸树脂最佳体积比弱酸树脂层高/强酸树脂层高（m）0.50.340.6/1.80.550.400.7/1.70.60.460.8/1.60.650.540.8/1.60.70.640.9/1.50.750.751.0/1.40.80.891.1/1.30.851.061.2/1.20.91.291.4/1.05-19，怎样根据不同的水质来选用阴双层床系统？答：根据不同水质计算的弱碱、强碱树脂最佳体积比，当选用树脂层总高度为2.4m时，弱碱树脂与强碱树脂层高可见下表：进水酸度mmol/L弱碱、强碱树脂最佳体积比弱碱树脂层高/强碱树脂层高(m)1.01.201.3/1.11.21.411.4/1.01.41.601.5/0.91.61.771.6/0.81.81.951.6/0.82.02.111.7/0.7 技术问答题集312.22.271.7/0.72.42.411.7/0.72.62.551.7/0.75-20，双层床的运行和再生应如何控制？答：双层床内装填的强、弱型树脂是作为一个树脂层整体参加运行和再生的，在运行和再生中的操作和控制可以完全按照单床的运行和再生进行控制。5-21，按传统的逆流再生法再生阴双层床时为什么有时再生效果会不理想？阳双层床的再生会不会有这种情况？答：1）在阴双层床再生时，强碱树脂层再生后的排出液中含有大量硅化合物的碱液进入弱碱树脂层时，由于弱碱树脂对OH－的优先吸着，使排出液的PH值迅速下降，其中的硅化合物会形成胶体的硅酸从排出液中析出，积聚在弱碱树脂层内，在下一运行周期中这些胶体的硅酸会再被进水不断的携带进入强碱树脂层，从而影响出水的水质。2）由于阴双层床上层的弱碱树脂由失效转成再生型时体积会有约20%的收缩，这样，在逆流再生时会在压实树脂层下面形成一个水垫层，使再生中树脂层会产生扰乱，致使再生效果变坏。尤其当弱碱、强碱树脂的装填体积比较小时，再生时的总用碱量对强碱树脂的比耗较低，树脂层的扰乱对再生效果的影响更大，甚至会使再生失败。在阳双层床的再生中由于没有树脂的转型体积变化和再生排出液中胶体的形成，因此不会产生由此影响再生效果的问题。5-22，在再生阴双层床时可以采用什么措施来防止因树脂体积收缩和形成胶体硅而影响再生效果的问题？答：可以采用两步进碱的方法来对阴双层床树脂进行再生，具体的步骤为：（1）悬浮进碱失效树脂不需进行专门的反洗，直接由底部逆流进碱，废液由顶部通过反洗排水阀排出。进碱浓度约1%，流速4m/h，进碱量约为总碱量的1/2。进碱过程由于流速较低，树脂层逐渐松动、上浮，所以必需监视树脂层的膨胀高度，避免树脂随水流逸出。（2）沉降排水悬浮进碱结束后，静止约10分钟，使树脂自然沉降。然后排去树脂层上部空间的存水，保证树脂压实层无积水。（3）无顶压逆流进碱按传统操作方法无顶压逆流进碱，碱液由中间排液阀排出。进碱浓度为2.5%，流速4m/h，进碱量为总碱量的1/2。（4）置换以除盐水置换，流速4m/h，置换时间40分钟。（5）正洗以运行流速正洗至排水合格即可制水。5-23，为什么采用“两步进碱法”可以提高阴双层床的再生效果？答：“两步进碱法”再生工艺操作过程与常规的无顶压逆流再生操作的不同仅在于在逆流再生前增加了悬浮进碱过程，当低浓度的碱液在无顶压的条件下以较低的流速流经树脂层时，可以将树脂颗粒托起成悬浮状态，有意造成树脂颗粒产生一定幅度的扰动。这样，一方面可以有利于树脂的松动和反洗，使弱碱树脂和强碱树脂能较好的分层；同时也能使上层的弱碱树脂提前接触碱液，防止弱碱树脂在逆流再生时的突然体积收缩而在压实层下造成水垫空间，造成树脂乱层的可能。另外，低浓度的碱液可以防止强碱树脂再生时生成高浓度的硅化合物的排出液，避免在进入弱碱树脂层时因弱碱树脂吸着OH－而产生胶体硅的析出和沉积。从而可以提高再生效果。5-24，在联合应用弱、强型树脂时使用双室床有什么优缺点？答：双室床设备是在交换器中间设置水帽孔板将交换器分隔成两室，分别装载弱强型树脂。由于树脂是分室装载，因此对树脂的颗粒直径和密度无特殊要求，但是设备的结构和投资都会增高。同时由于分室后，为了保证出水水质，强型树脂在装填时要求在该室内不留水垫空间，这样就会影响到树脂运行中在交换器内的正常 技术问答题集31清洗，所以双室床系统必需设置树脂的体外清洗系统，这不仅增加了设备投资，同时还使操作麻烦，更会因树脂的体外清洗而增加树脂的磨损。5-25，怎样根据不同的水质来选用阳双室床系统？答：根据不同水质计算的弱酸、强酸树脂最佳体积比，当强酸树脂层高度分别选用1.6、1.2、1.0时应配用弱酸树脂层的高度可见下表：进水重碳酸盐硬度/总离子含量弱酸、强酸树脂最佳体积比弱酸树脂层高/强酸树脂层高（m）0.50.340.550.400.6/1.60.60.460.7/1.60.650.540.9/1.60.7/1.20.70.640.8/1.20.750.750.9/1.20.8/1.00.80.891.1/1.20.9/1.00.851.061.3/1.21.1/1.00.91.291.3/1.05-26，怎样根据不同的水质来选用阴双室床系统？答：根据不同水质计算的弱碱、强碱树脂最佳体积比，当强碱树脂层高度分别选用0.6、1.0时应配用弱碱树脂层的高度可见下表：进水酸度mmol/L弱碱、强碱树脂最佳体积比弱碱树脂层高/强碱树脂层高(m)1.01.201.2/1.01.21.411.4/1.01.41.601.6/1.01.61.771.1/0.61.81.951.2/0.62.02.111.3/0.62.22.271.4/0.62.42.411.5/0.62.62.551.5/0.62.82.671.6/0.63.02.801.7/0.65-27，使用弱、强型树脂双室床时运行成功的关键有哪些？答：在使用弱、强型树脂双室床时，要保证运行的出水水质合格，必需要保证强型树脂的再生效果，关键是在再生时强型树脂层应不能有乱层的现象发生，所以，在双室床组装中，必需保证强型树脂室内应不留水垫空间。另外，双室床在树脂反洗时强型树脂的碎片常常会堵塞隔扳上泄水帽的缝隙，影响水流量。所以在双室床中常常用惰性白球来充塞强型树脂室内的水垫空间。5-28，在联合应用弱、强型树脂时使用复床系统有什么优缺点？答：复床系统是将弱强型树脂分别装在串联的两台交换器内同步运行和再生的系统。它可以适应高含盐量原水的处理，同时其运行周期长，周期制水量高；但是在占地面积和设备投资上都远远高于上两种设备系统 技术问答题集31，尤其是树脂的费用更有成倍的增加。在操作上也较上两种设备系统复杂。5-29，怎样根据不同的水质来选用阳复床系统？答：根据不同水质计算的弱酸、强酸树脂最佳体积比，当强酸阳床树脂层高度分别选用2.4、2.0、1.6时应配用弱酸阳床的树脂层高度可见下表：进水重碳酸盐硬度/总离子含量弱酸、强酸树脂最佳体积比弱酸树脂层高/强酸树脂层高（m）0.50.340.8/2.40.7/2.00.550.401.0/2.40.8/2.00.60.461.1/2.40.9/2.00.7/1.60.650.541.3/2.41.1/2.00.9/1.60.70.641.5/2.41.3/2.01.0/1.60.750.751.8/2.41.5/2.01.2/1.60.80.892.1/2.41.8/2.01.4/1.60.851.062.1/2.01.7/1.60.91.292.1/1.65-30，怎样根据不同的水质来选用阴复床系统？答：根据不同水质计算的弱碱、强碱树脂最佳体积比，当强碱阴床树脂层高度分别选用1.0、1.6时应配用弱碱阴床的树脂层高度可见下表：进水酸度mmol/L弱碱、强碱树脂最佳体积比弱碱树脂层高/强碱树脂层高(m)1.01.201.9/1.61.2/1.01.21.412.3/1.61.4/1.01.41.601.6/1.01.61.771.8/1.01.81.952.0/1.02.02.112.1/1.02.22.272.3/1.02.42.412.4/1.05-31，在使用复床系统时，弱型树脂和强型树脂的床型通常有什么不同，为什么？答:在使用复床系统时，因为强床树脂的交换是主要保证系统的出水水质，因此强床的床型都采用逆流再生的床型；而弱床主要为了扩容降耗，采用顺流再生的床型可以简化设备结构和方便操作。所以弱床的床型大都采用顺流再生的床型5-32，复床系统再生时强型树脂床的再生排出液为什么要先排入地沟？到何时可以串联进入弱型树脂床？答:复床系统再生时，强型树脂床初期的再生排出液中大部分都是强型树脂床的再生产物，其中含过剩的再生剂量极少，直接排入地沟会有利于弱型树脂床的再生和清洗。尤其对阴床系统，强碱树脂床初期的再生排出液中含有较高浓度的硅化合物，直接进入弱碱树脂层容易形成胶体硅酸积聚在树脂层内。当检测到强型树脂床的再生排出液中出现有过剩的再生剂时再引入弱型树脂床，使强型、弱型树脂床进行串联再生，不仅充分利用了强型树脂再生后过剩的再生剂，也免除了大量强型树脂再生产物带入弱型树脂层所造成的影响。5-33，如何分别计算弱酸阳床和强酸阳床的工作交换容量？答：弱酸阳床工作交换容量=周期制水量×（弱酸阳床进水平均碱度－弱酸阳床出水平均碱度）。 技术问答题集31[计算中：①因为弱酸阳床出水的碱度会随着运行的延续不断的增加，计算出水碱度时必需取全周期出水碱度的平均值；②当出水呈酸性时则可取为碱度的负值。]强酸阳床工作交换容量=周期制水量×（弱酸阳床出水平均碱度＋强酸阳床出水酸度）。5-34，什么是阳复床系统树脂的酸耗？理论的酸耗应等于多少？什么是比耗？比耗=2时的酸耗是多少？答：阳复床系统树脂的酸耗通常用每恢复树脂1摩尔交换能力所需的浓度为100%的盐酸量来表示。单位是：克100%浓度的盐酸/1摩尔树脂工交容量。也可用再生水平来表示，即克100%浓度的盐酸/1升失效树脂。当用HCl对阳复床进行再生时，再生剂的理论耗量应该等于HCl的分子量，即阳树脂盐酸的理论耗量应等于36.5克/摩尔。再生时酸的实际用量与理论耗量之比值称为比耗，即比耗=盐酸的实际用量/理论耗量。所以当比耗=2时的酸耗应=2×盐酸的理论耗量=73克/摩尔。5-35，假设强酸阳床和弱酸阳床直径均为3.0m，装填树脂层高度均为2.0m，如何估算阳复床系统再生时的用酸量？答：1）先选取运行中树脂的平均工作交换容量（设为1300mol/m3），则其总工作交换容量=平均工作交换容量×树脂体积=1300×3×3×2×3.14÷4=18370；2）假设再生中采用酸比耗=1.2;则再生中耗浓度30%的HCl用量=理论耗量×比耗×阳床的总工交容量÷浓度100%的盐酸重=36.5×1.2×18370÷0.3=2.67吨。5-36，在运行中如何统计阳复床系统树脂的实际酸耗及酸比耗？答：实际酸耗=再生时总耗浓度为100%的酸重（克）÷阳复床系统树脂总工作交换容量（摩尔）酸比耗=实际酸耗÷36.55-37，阳复床系统树脂再生的主要操作步骤有哪些？答：1）切断强酸阳床和弱酸阳床的串联系统，弱酸阳床树脂进行反洗；2）强酸阳床树脂按单床逆流再生的要求进行反洗和进酸，再生排出液排入地沟；3）用甲基橙指示剂测定强酸阳床再生排出液变红色时，将强酸阳床再生排出液引入弱酸阳床进行顺流再生；4）强酸阳床进酸结束后，进行强酸阳床和弱酸阳床的串联置换；5）强酸阳床和弱酸阳床分别进行正洗，强酸阳床正洗至排水水质合格，弱酸阳床正洗至排水酸度稳定6）弱酸阳床和强酸阳床串联运行制水。5-38，如何计算阴复床系统运行的树脂总工作交换容量和平均工作交换容量？答：阴复床系统树脂总工作交换容量=阴复床周期制水量×（强酸阳床出水酸度＋0.3*）。[*参见题51]阴复床系统树脂平均工作交换容量=总工作交换容量÷（弱碱树脂体积＋强碱树脂体积）5-39，如何分别计算强碱阴床和弱碱阴床的工作交换容量？答：弱碱阴床的工作交换容量=周期制水量×（弱碱阴床的进水酸度－弱碱阴床的出水平均酸度）。强碱阴床的工作交换容量=周期制水量×（弱碱阴床的出水平均酸度＋[CO2]/40＋[SiO2]/60）≈周期制水量×（弱碱阴床的出水平均酸度＋0.3）5-40，什么是阴复床系统树脂的碱耗？理论的碱耗应等于多少？什么是比耗？比耗=2时的碱耗是多少？答：阴复床系统树脂的碱耗通常用每恢复树脂1摩尔交换能力所需的浓度为100%的NaOH量来表示。单位是：克100%浓度的NaOH/1摩尔树脂工交容量。也可用再生水平来表示，即克100%浓度的NaOH/1升失效树脂。当用NaOH对阴复床进行再生时，再生剂的理论耗量应该等于NaOH的分子量，即阴树脂NaOH的理论耗量应等于40克/摩尔。再生时NaOH的实际用量与理论耗量之比值称为比耗，即比耗=NaOH的实际用量/理论耗量。所以当比耗=2时的碱耗应=2×NaOH的理论耗量=80克/摩尔。 技术问答题集315-41，假设强碱阴床和弱碱阴床直径均为3.0m，装填树脂层高度均为2.0m，如何估算阴复床系统再生时的用碱量？答：1）先选取运行中树脂的平均工作交换容量（设为700mol/m3），则其总工作交换容量=平均工作交换容量×树脂体积=700×3×3×2×3.14÷4=9891；2）假设再生中采用碱比耗=1.2;则再生中耗浓度30%的NaOH用量=理论耗量×比耗×阴床的总工交容量÷浓度100%的NaOH重=40×1.2×9891÷0.3=1.58吨。5-42，运行中如何统计阴复床系统树脂实际的碱耗及碱比耗？答：实际碱耗=再生时总耗浓度为100%的碱重（克）÷阴复床系统树脂总工作交换容量（摩尔）碱比耗=实际碱耗÷405-43，阴复床系统树脂再生的主要操作步骤有哪些？答：1）切断强碱阴床和弱碱阴床的串联系统，弱碱阴床树脂进行反洗；2）强碱阴床树脂按单床逆流再生的要求进行反洗和进碱，再生排出液排入地沟；3）用酚酞指示剂测定强酸阳床再生排出液变红色时，将强碱阴床再生排出液引入弱碱阴床进行顺流再生；4）强碱阴床进碱结束后，进行强碱阴床和弱碱阴床的串联置换；5）强碱阴床和弱碱阴床分别进行正洗，强碱阴床正洗至排水水质合格，弱碱阴床正洗至排水碱度稳定6）弱碱阴床和强碱阴阳床串联运行制水。第六部分混床除盐6-1，为什么采用混床可以提高水质？答：在一级除盐系统的出水中，由于阳床的漏钠和阴床的漏硅，致使其出水中的H＋和OH—不能达到平衡，因此水的电导率较高，PH值也不稳定。而在通过混床时，阳、阴树脂是呈均匀混合状态，所以在混床内的离子交换反应几乎是同时进行的，也就是阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的，所以交换后生成的氢离子和氢氧根都不能积累起来，交换反应不会受反离子的干扰，可以彻底的进行，出水水质就很高。6-2，写出混床内离子交换的化学反应方程式。答：混床内离子交换的化学反应方程式为：6-3，混床内的阳、阴树脂装填量通常采用怎样的配比？混床对装填的阳、阴树脂有什么要求？答：混床内离子交换树脂的装填体积通常采用强酸阳树脂∶强碱阴树脂=1∶2；因为混床再生时阳、阴树脂要依靠其密度自然分层的，所以要求混床的阳、阴树脂的湿真密度必须有明显的差别；通常要求其差别应大于15—20%。6-4，混床再生前阳、阴树脂的分层通常采用哪些方法？答：在热力发电厂中，混床的树脂分层都是采用水力筛分进行分层的，即利用反洗的水力将树脂悬浮起来，使树脂层达到一定的膨胀率，再利用阳、阴树脂的密度差达到分层的目的。一般阴树脂的密度较小，所以分层后阴树脂层在阳树脂层的上面。操作中通常先用低流速进行反洗，待树脂层开始松动后，逐渐加大反洗流速至10m/h，此时树脂层的膨胀率应大于50%，反洗10—15分钟，然后静止，树脂自然沉降分层。6-5，为什么在树脂反洗分层前先要加入碱液？ 技术问答题集31在实际操作中，阳、阴树脂能否很好的分层，除了树脂的湿真密度差外，还与反洗的水流速度及树脂的失效程度有关。因为树脂在吸着不同离子后的密度不同，对于阳树脂的不同盐型的密度排列为：钠型>钙型>氢型；对于阴树脂的不同盐型的密度排列为：硫酸型>碳酸型>氯型>氢氧型；当交换器失效时底层树脂中尚未失效的树脂较多时，则由上述排列可知未失效的阳树脂（氢型）与已失效的阴树脂（硫酸型）密度差较小，造成树脂的分层困难。此时加入碱液，使阳树脂转成钠型，而同时阴树脂则转成氢氧型，这样就可使阳、阴树脂的密度差加大，便于较好的分层。另外，阳、阴树脂在运行中会产生互相粘结，先加入碱液也可防止防止由此而引起的分层困难。6-6，通常采用的混床体内再生的操作方法有哪两种？答：根据进酸、进碱和冲洗步骤的不同，可以分成同步法和两步法两种。同步法即在交换器再生和清洗时，由交换器上下同时送入的酸、碱液或清洗水，分别流经阳、阴树脂层后，由中间排液装置同时排出。而两步法则是对交换器内的阳树脂和阴树脂分别进行进酸、碱再生和清洗。6-7，说明混床再生（两步法）的主要操作步骤及控制指标。答：1）混床再生前先进行反洗，采用10m/h流速，反洗控制时间10—15分钟；2）静止待树脂层分层；3）放水至水位在交换器内树脂层面上约10cm处；4）由上部进碱管进碱，流速4m/h，碱液浓度4%，进碱时间大于15分钟；在此同时，由交换器下部进酸管进水，水流流经阳树脂层后，与废碱液一起由阳、阴树脂层分界面处的中间排液管排出；5）按同样流程进行阴树脂的置换，流速4m/h，时间大于15分钟；6）阴树脂进行正洗，流速15m/h，正洗水量按10m3水/1m3树脂控制，洗至排水的酚酞碱度低于0.5mmol/L以下；7）由下部进酸管进酸再生阳树脂，流速4m/h，酸液浓度5%，进酸时间大于15分钟；在此同时，应保持上部进碱管继续进水；水流流经阴树脂层后，与废酸液一起由阳、阴树脂层分界面处的排液管排出；8）按同样流程进行阳树脂的置换及清洗，流速4m/h，时间大于15分钟；9）阳树脂进行清洗，流速10m/h，由中间排液管排水，洗至排水酸度低于0.5mmol/L以下；10）交换器树脂进行整体正洗，由交换器顶部进水，由交换器正洗排水阀排水，流速15m/h，洗至排水的电导率低于1.5μs/cm以下；11）放水至交换器水位在树脂层面上约10cm；12）通入压缩空气进行树脂的混合，压缩空气压力1—1.5表压，时间1—5分钟；在树脂混合后，必需有足够大的排水速度，迫使树脂迅速降落，避免树脂重新分离。树脂下降时，采用顶部进水，可加速其沉降。13）混合后的树脂层进行正洗，流速10—20m/h，洗至排水合格，即可投运制水。6-8，运行中的混床出水水质的合格标准有哪些？答：根据水质标准规定，混床的出水应达到：二氧化硅含量不超过20微克/升；电导率不超过0.2微西/厘米。6-9，怎样估算系统中与阳、阴交换器配套的混床交换器的直径？答：计算混床交换器直径的方法与阳、阴交换器相同，只是因为混床的进水为一级除盐水，其水质较纯，所以混床计算中的允许最大流速可选用60—100m/h。计算时可按一级除盐系统交换器的出力作为配套混床的流量，选定流速后根据公式：[流量=流速×交换器截面积]计算出配套混床交换器的截面积，然后计算出交换器的直径。6-10，混床交换器在实际使用中通常按什么标准作为再生依据？答：混床在实际应用中，混床有时不以其失效而作为再生依据，而以一定的运行时间间隔作为进行再生的依据，这是因为混床的运行周期过长，树脂层的压实使水流流经混床时会产生过大的压差，会影响混床的正常出水和引发混床结构的故障。 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