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水质工程学

来源:用户分享 时间:2025/11/26 18:32:48 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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1/工业给水处理的目的?软化、除盐、循环冷却水的处理和水质稳定处理。

2、工业给水的水源有哪些?(1)地下水(2)地面水(3)自来水(4)污废水

3、淤塞密度指数SDI与浊度的区别?与浊度相比,SDI是从不同角度来表示水质,比浊度更准确、可靠。浊度对于不感光的一些胶体测不出来,而SDI用微孔膜孔径0.45 μm,凡大于0.45 μm的胶体、细菌与其它微粒皆截留在膜面上,重现性好,并可靠。

4、、预处理的目的:避免机械杂质、胶体、二氧化硅、微生物、有机物和氧化物(余氯)等对后续处理装置产生不利影响的物质。

5、水的软化的目的:软化的目的就是去除水中钙、镁、铁、锰、铝等易形成难溶盐类的金属阳离子,其中主要是钙镁硬度。消除不良影响,满足生活和工业用水的要求

6、软化有哪些方法?1.药剂软化法(沉淀软化法):基于溶度积原理,加入某些药剂,把水中钙、镁离子转变成难溶化合物使之沉淀析出。2.离子交换法:利用某些离子交换剂所具有的阳离子( H+、Na+ )与水中Ca2+、Mg2+进行交换反应达到软化的目的。3.电渗析法:基于电渗析原理,利用离子交换膜的选择透过性,在外加直流电场的作用下通过离子的迁移,在进行水的局部除盐的同时达到软化的目的。4.纳滤法:同ED和RO一样,在进行水的局部除盐的同时达到软化的目的,纳滤对二价离子去除滤高达90%以上,而对一价离子的去除率只有40%-80%。5.掩蔽剂法:利用络合物的掩蔽性去除水中硬度或利用络合物的掩蔽性使络合物中的离子失去原离子反应性的方法,如加阻垢剂。(并不一定真正去除)

7、各药剂软化的适用条件?1.石灰软化法。:(1) Hc占大部分的原水;(2)预处理——钠离子交换2. 石灰—苏打法:适用于硬度大于碱度的水3.石灰—石膏软化:(1)适用于碱度大于硬度的负硬水 8、药剂软化主意事项1.药剂(石灰)投加量要适当,计算完后还要在生产实践中调试;2.充分考虑设备的选型、设计,这是石灰软化中非常重要的问题,设备不当直接影响正常运行的效果。三

9、与顺流再生相比,逆流再生为何能使离子交换出水水质显著提高?

对于顺流再生树脂层上层再生程度高,而越是下部,再生程度越差,通常,即使再生剂耗量2-3倍于理论值,而再生效果仍不理想;软化时出水剩余硬度较高,到后期,由于下部再生不好,出水剩余硬度提前超标,导致交换器过早失效,降低了设备工作效率

而对于逆流再生,再生液向上流,水流向下流。再生时,再生液首先接触饱和程度低的底层树脂,然后再生饱和程度较高的中、上层树脂,这样再生液被充分利用,再生剂用量显著降低,并能保证底层树脂得到充分再生,软化时,处理水在经过相当软化后又与这一底层树脂接触,进行充分交换,从而提高了出水水质。

10、实现逆流再生的关键是什么?再生和交换时树脂层不发生乱层是保证逆流再生效果的关键。 11、膜分离技术的特点有哪些a)膜分离过程不发生相变,因此能量转化的效率高,;(b)膜分离过程在常温下进行,因而特别适于对热敏性物料, (c)装置简单,操作简单,控制、维修容易,且分离效率高。与其它水处理方法相比,具有占地面积小、适用范围广、处理效率高等特点;(d)由于目前膜的成本较高,所以膜分离法投资较高,有些膜对酸或碱的耐受能力较差。 总之,膜分离具有高效、能耗低、常温运行、适应范围广、装置简单、单元化设计的优点。

12、.电渗析除盐的原理:进入淡室的盐水,在两端电极接通电源后,即开始了电渗析过程,水中阳离子不断透过阳膜向阴极方向迁移,阴离子不断透过阴膜向阳膜方向迁移,结果是,含盐水逐渐变成淡化水。而进入浓室的含盐水,由于阳离子在向阴极方向迁移中不能透过阴膜,阴离子在向阳极方向迁移中不能透过阳膜,于是,含盐水却因不断增加由邻近淡室迁移透过的离子而变成浓盐水这样,在电渗析器中,组成了淡水和浓水两个系统。 13、离子交换膜为什么具有选择透过性?其所以具有选择透过性主要是由于膜上孔隙和膜上离子基团的静电作用。膜上孔隙的作用是,在膜的高分子键之间有一足够大的孔隙,以容纳离子的进出和通过。是离子通过膜的大门和通道。在水溶液中,膜上的活性基因会发生解离作用,解离所产生的离子(或称反离子)进入溶液。于是,在膜上就留下了带有一定电荷的固定基团。存在于膜微孔中的带一定电荷的固定基团,好比在一条狭长的通道中设立的一个个关卡或“警卫”,以鉴别和选择通过的离子。在外加电场的作用下,形成电势、电位差,使离子迁移,在膜内扩散、传递。

14、.电渗析的浓差极化和极限电流的概念:稳定状态时当i增大, c1降低,i达到等一数值时, c1 →0,如果再提高i值,由于离子扩散不及,在膜界面处引起水的离解,产生氢离子和氢氧根离子,来传递电流,这种现象称为浓差极化。此时的电流为极限电流

15、.电去离子的原理和主要用途其作用原理分三部分:(1) 电渗析过程:在外加电场作用下,水中电

解质通过离子交换膜进行选择性迁移,从而达到去除离子的作用。(2) 离子交换过程:此过程靠离子交换树脂对水中的电解质交换作用,达到去除水中的离子。(3) 电化学再生过程:利用电渗析的极化过程产生的H+ 和OH- 及树脂本身的水解作用对树脂进行电化学再生。用途:主要应用于深度除盐,替代离子交换混床制取高纯水。

16、电渗析技术的新发展:1、高温电渗析,70-75℃ 2.填充床电渗析,电去离子(EDI), 3.双极膜电渗析(BPM)

17、.反渗透除盐的机理:当咸水一则施加的压力p大于该溶液的渗透压π,可迫使渗透反向,实现反渗透过程。此时,在高于渗透压的作用下,减水中的纯水的化学位增高并超过纯水的化学位,水分子从减水一则反向的通过膜透过到纯水一则。 18、反渗透系统的组成:反渗透系统的组成:膜元件、压力容器、保安过滤器、高压泵、压力管路、本体框架、检测仪表、系统电器及控制、清洗系统。通常还有必要的预处理系统。

19、反渗透级和段的概念,增加RO的级和段有何作用:级:指膜组件的产品水再经下一组膜组件处理。透过液产品水经n次膜组件处理,称为n级。段:指膜组件的浓缩液(浓水)流到下一组膜组件处理。流经n组膜组件,即称为n段。

20、反渗透浓差极化的概念反渗透过程,其中溶质被具有高脱除系数的膜所截留,靠近膜表面边界层中溶质浓度增加,而溶剂(水)的浓度降低;膜表面相邻边界层中的阻力形成浓度梯度,即浓度极化 21、.影响反渗透系统运行的因素有哪些(1)原水水质:pH值、含盐量(2)温度:当T小于20℃时,温度升高1度,透水量约增加3%。(3)运行压力(4)浓差极化(5)膜污染:表面结垢、金属污染、污堵、胶体污染、微生物污染等。

22、.防止膜污染的方法有哪些:控制结垢的方法有:控制回收率、预处理软化、加阻垢剂,保证浓水流速。

23、.超滤的分离机理主要是什么:超滤通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。当液体混合物在一定压力下流经膜表面时,小分子溶质透过膜(称为超滤液),而大分子物质则被截留,使原液中大分子浓度逐渐提高(称为浓缩液),从而实现大、小分子的分离、浓缩、净化的目的

24.超滤的浓差极化:在膜分离过程中,水连同小分子透过膜,而大分子溶质则被膜阻挡并不断积累在膜表面,使溶质在膜表面处的浓度Cm高于溶质在主体溶液中的浓度Cb,从而在膜附近边界层内形成浓度差Cm—Cb,并促使溶质从膜表面向着主体溶液进行反向扩散,这种现象叫超滤的浓差极化

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25、.全膜法水处理技术:概念:以膜技术为主要水处理手段,应用两种或以上的膜分离装置的水处理系统。典型工艺流程 (1)预处理+MF/UF+RO+RO+EDI (2)预处理+UF+RO+EDI (3)预处理+UF+RO(又称双膜法)

26、离子交换、电渗析、反渗透、蒸馏的除盐适应范围:离子交换适用于淡水除盐,电渗析 反渗透、蒸馏适用于海水除盐

27、.纳滤的概念及特点:纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种以压力差为驱动力的膜分离过程,由于其膜表面孔径处在纳米级,能去除尺寸约1nm的分子,因而将“纳”和“滤”直接连在一起,简称纳滤膜。特点:(1)对不同价态的离子截留效果不同,对二价和高价离子的截留率明显高于单价离子。(2)截留相对分子质量在200~1000之间,适用于分子大小为1nm的溶解组分的分离。(3)随着溶质浓度的增加,膜的截留率下降。(4)对疏水型胶体油、蛋白质和其他有机物具有较强的抗污染性,与反渗透膜相比,纳滤膜具有操作压力低、水通量大的特点(5)与超滤膜相比,纳滤膜又具有截留低分子量物质能力强的特点,对许多中等分子量的溶质,如消毒副产物的前驱物、农药等微量有机物、致突变物等杂质能有效去除,从而确立了纳滤在水处理中的地位。

28、高纯水制备与终端处理:电子工业用高纯水,复床+混床+精制混床+超滤+紫外线杀菌 29、、在离子交换除盐系统中,阳床、阴床、混合床和除二氧化碳器的前后位置的布置应如何考虑?试说明理由。阴床设在阳床之后的原因:(1)若进水先通过阴床,容易生成碳酸钙、氢氧化镁沉积在树脂层内,使强碱树脂交换容量降低;(2)阴床在酸性条件下易进行交换,若先经阴床,不利于除硅;3)强酸树脂抗有机污染能力胜过强碱树脂;(4)若原水先经过阴床,本应有除碳器去除的碳酸,都要由阴床承担,从而增加阴床负担和再生剂的耗量

30、试说明离子交换混合床工作原理,其除盐效果好的原因何在?(1)原理:阴、阳离子交换树脂装在一个床内,再生是使之分层再生,使用时均匀混合,由于混合床中阴‘阳树脂紧密交替接触,构成无数微型复床。由于反复进行多次脱盐因而除盐效果好,故其出水电率可达5~10×106Ω·cm。 31、膜分离法:利用特殊制造的、具有选择透过性能的薄膜(分离膜),在某种推动力作用下,对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、提纯、浓缩的方法,统称为膜分离法。

32、膜分离法的分类: 按膜结构分:有对称膜和不对称膜;按膜材料分:有机膜:纤维素膜、聚酰胺

膜、聚砜膜、 聚乙烯膜等; 无机膜:玻璃膜、陶附—解吸是可逆过程,在低温下就能吸附。b 化学瓷膜、氧化铝膜等;

吸附:由化学键力引起的吸附,吸能形成单分子吸按分离机理分:反应膜、离子交换膜和渗透膜;按附层,并具有选择性,同时是不可逆转的,在高温几何形状分:平板式、管式、卷式和中空纤维式膜; 下才能吸附

目前,在水处理中常用的有电渗析、反渗透、纳滤、42、 活性炭的投加方式 1) 与混凝剂一起投加于原超滤、微滤等膜分离技术

水中;2) 铺在快滤池的沙层上;3) 单独建活性碳33、常用的离子交换膜按其选择透过性可分为阳膜、池。

阴膜、复合膜

43、吸附等温线: 在一定的温度下,q随平衡浓34、电渗析(electrodialysis,简称ED )原理电渗度C变化的曲线(q=f(C))叫吸附等温线

析是在直流电场的作用下,以电位差为推动力,利44、吸附剂再生 定义:用某种方法将吸附的物质从用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透吸附剂的吸附孔中除去,以达到能重复使用的目的 过性(即阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子45活性碳再生采用加热法:由脱水、干燥、碳化、通过),而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学活化、冷却等5步组成。 过程。从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯的46、除氟装置有固定床和流动床

一种膜过程

47、除氟方法:混凝法电渗析除氟 、电凝聚除氟 、35、电渗析特点:在一定除盐范围内,能量消耗低;离子交换树脂除氟、活性氧化铝法、骨炭法

应用灵活,操作简单,维修方便 ;环境友好;预处 理简单,使用寿命长。但是,电渗析也有它自身的

缺点,如电渗析只能除去水中的盐分,而对水中有

机物不能去除,某些高价离子和有机物还会污染膜。电渗析运行过程中易发生浓差极化而产生结垢,与反渗透相比,由于它的脱盐率较低,装置比较庞大且组装要求高,对原水含盐量的适应范围小,原水利用率较反渗透低。

36、地下水除铁的方法:1、自然氧化法除铁 2.接触氧化法除铁 3、Cl2化除铁法4、高锰酸钾除铁法 37、自然氧化法除铁处理流程

38、自然氧化法除铁曝气目的:1. 增加溶解O2。 2.散除CO2、提高pH值,增加氧化速度

4、自然氧化法除铁适用条件:(1)首先要求Fe2+迅速彻底氧化成Fe3+,一般要求pH>7才能进行。(2)低温、低pH、低碱度时氧化速度相当缓慢,甚至一周以上也不能完全氧化。

39、地下水曝气形式:气泡式-水位连续介质,将空气以气泡形式分散于水中。喷淋式-空气位连续介质,将水以水滴或水膜的形式分散于空气中。 40.吸附:在相界面上,物质的浓度自动发生累积或浓集的现象。

吸附剂:具有吸附能力的多孔性固体物质 吸附质:废水中被吸附的物质。

41.吸附的分类:a 物理吸附:靠分子间力产生的吸附,可吸附多种吸附质,可形成多分子吸附层。吸

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