东南大学环境工程水质工程学复习整理.docx
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东南大学环境工程水质工程学复习整理
1.了解水的自然循环与社会循环。
2.了解饮用水水源及其水质特征、饮用水的水质标准。
地下水(水质好、含矿物质、含盐量和硬度高、铁锰一般含量较高)、江河水(悬浮物和胶态杂志较多、浊度大、含盐量和硬度较低、易受污染)、湖泊及水库水(流动性小、贮存时间长、浊度较低、藻类多、底泥厚、含腐殖质、氮磷营养盐、其他易释放至水体的有机污染物、含盐量通常高于河水、有富营养化问题)、海水(含盐量高、各种盐类比例基本一致、氯化物含量最大、硫化物、碳酸盐、要淡化)
水质标准是用水对象所要求的各项水质参数应达到的指标和限值。
3.掌握反应器的概念、种类及其特征,学会进行物料衡算。
概念:
凡是能引起水处理效应的容器或设备,都称为反应器。
种类及其特征:
CMB.CSTR.PF.CSTR连用
4.水中杂质的分类及相应去除方法。
按尺寸分,悬浮物、胶体、溶解物。
悬浮物和胶体,直径大雨0.1mm泥沙:
在水中自然沉降;较小的:
混凝沉淀。
溶解物:
有机物:
生物与处理、活性炭、高级氧化、混凝沉淀;
无机物:
混凝沉淀、膜过滤、离子交换、树脂吸附、软化。
5.表征水中有机物的水质指标及各自的含义,熟悉各种常用的水质指标及其含义。
CODcr、CODmn、TOC、DOC、BDOC、UV254不饱和双键或芳香族化合物的量、THM三卤甲烷的含量
臭、味、色度、浊度、ph、碱度(水中和强酸的能力)、硬度(表示水中钙、镁、铁、锰、铝等易形成难溶盐类的金属阳离子的量)
6.水中胶体的稳定性及其原因。
亲水胶体与憎水胶体的稳定有何不同
胶体的稳定性是指胶体颗粒在水中长期保持分散状态的特性。
原因:
亲水和憎水胶体的共性
(1)胶体的动力稳定性
(2)胶体的带电稳定性(3)胶体的溶剂化作用稳定性
不同:
对于憎水胶体而言,通常带电稳定性和动力稳定性起主导作用,对于亲水胶体,水化作用稳定性(溶剂化作用)起主导作用,带电稳定性则处于次要地位。
7.DLVO理论
从胶粒之间相互作用能的角度阐明胶粒相互作用理论。
8.混凝的概念。
水中胶体粒子和微小悬浮颗粒的聚集过程。
通过适当的物理化学手段使均匀分散的稳定胶体颗粒失去动力稳定性、带电稳定性和溶剂化作用,促使其微小胶体颗粒狙击、尺寸增大,从而使中立沉降作用占主导地位易于实现固液分离。
9.胶体的凝聚机理(压缩双电层、吸附-电性中和、吸附架桥、网捕-卷扫)
亲水胶体脱稳沉降的机理?
混凝剂投加过量,水中悬浮物再稳的原因?
再稳的原因:
胶体颗粒与一号离子的作用,首先是吸附,然后才是中和,由此可推知,胶体颗粒表面电荷不但可以被降为零,而且还可能带上相反的电荷,即使胶体颗粒反号,反生再稳定的现象。
10.高分子混凝剂的混凝作用机理?
吸附架桥作用,分三种情况:
与不带电的高分子物质;与带异号电荷的高分子;与同号电荷的高分子。
11.絮凝机理(异向絮凝、同向絮凝)、速度梯度G、GT的概念与意义。
G值和GT值的范围
异向:
布朗运动引起的胶粒碰撞;同向:
由外力推动引起的碰撞。
G指单位时间,单位体积颗粒的碰撞次数,反应了能量消耗的概念,是控制混凝效果的水力条件,在絮凝设计中,G是重要的控制参数。
20~70s-1
GT反映在T时间内单位体积水中两种颗粒碰撞总次数的无量纲量。
104~105
12.生产中为什么采用多级絮凝?
回转式絮凝池是如何在结构上保证达到絮凝控制指标值的?
1.根据反应器理论,其效率优于单级反应器;2.每一级可采用不同的G值,从絮凝开始到絮凝结束,G值逐渐减小,以保护形成的絮体不被破坏。
采用机械搅拌时,搅拌强度逐渐减小,采用水力絮凝池时,水流速度逐渐减小。
改变廊道的截面积(宽度或者深度)来改变流速,从而降低G值,使其满足各阶段要求
13.低温低浊水不易混凝的原因?
如何提高低温低浊水的混凝效果?
主要原因是颗粒之间的碰撞几率大大减小,此外低温时无机盐混凝剂水解反应慢、水的黏度大,布朗运动减弱都导致絮凝效果变差。
投加混凝剂的同时加入高分子助凝剂,或者在水中投加矿物颗粒如黏土等增加水中颗粒的数量,从而提高碰撞几率,增加混凝水解产物的凝结中心。
14.影响混凝效果的主要因素?
混凝剂的最佳剂量?
水温、pH和碱度、悬浮物浓度。
主要通过进行杯罐试验确定
15.混凝剂的配制方法、投加方法、各种混合与絮凝设施的结构与适用场合及优缺点
混凝剂的配制一般分为药剂溶解(对于固体混凝剂)和加水稀释至要求投加浓度两个过程。
投加包括计量和投加两个部分,计量设备:
转子流量计、苗嘴等;投加方式(投加点:
混凝池进水管道,或混合池):
分重力投加(泵前投加、高位溶液池重力投加)与压力投加(水射投加、泵投加)两类。
混合设施:
(1)水泵混合(泵前加药,利用水泵叶轮产生的涡流而混合。
)混凝效果好,不需要另建混合设备,节省动力了,大中小通用,但投加量大时,药剂可能会轻微腐蚀叶轮,不适合水泵距水厂较远的情况,适合去水泵房靠近水厂处理构筑物的场合
(2)管式混合(泵后压水罐加药,管式混合利用水流本身具有的势能与动能,作为输入能量)混合简单易行,无需另建设备,但混合效果不稳定,流速低时混合不充分。
(3)机械混合(安装搅拌装置)能充分满足混合要求,水头损失小,能适应水量、水温、水质的变化,混合效果好。
大中小通用。
缺点是增加了机械设备成本并增加了维修工作。
絮凝设施:
(1)隔板絮凝池(往复式、回转式、组合式)适用于大、中型水厂。
优点:
接近于推流反应器,构造简单,管理方便。
缺点:
流量变化大时,絮凝效果不稳定。
水头损失中无效部分较大,絮凝时间长,池容较大
(2)折板絮凝池(同波、异波)适用于大、中、小型水厂。
优点:
水流在折板间形成众多小漩涡,提高碰撞絮凝效果。
折板间近似于CSTR反应器,总体接近于推流反应器。
水头损失中有效部分变多,絮凝时间缩短,池容减小。
缺点:
流量变化大时,絮凝效果不稳定。
因板距小,安装维修较困难,折板费用较高。
(3)机械絮凝池(水平轴(大)、垂直轴(中、小))适用于大、中、小型水厂。
优点:
单格近似于CSTR反应器,总体接近于推流反应器。
可随水质、水量变化随时改变转速以保证絮凝效果。
缺点:
增加了机械维修工作
16.自由沉淀、拥挤沉淀的过程分析
自由沉淀:
颗粒沉淀过程中,没有受到干扰,只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用。
自由沉降有两个含义:
颗粒沉降时不受容器壁的干扰(颗粒距容器壁的距离大于50d时);不受其他颗粒的干扰(颗粒浓度小于5000mg/L时)。
拥挤沉淀(或受阻沉淀):
颗粒沉淀过程中,彼此相互干扰,或受到容器壁的干扰,沉淀速度较小。
拥挤沉淀过程与沉淀水的深度无关
17.理想沉淀池的假定、截留沉速的概念及推导。
理想沉淀池的假定:
(1)颗粒处于自由沉淀状态,颗粒的沉速始终不变。
(即非凝聚性颗粒的自由沉淀)
(2)水流沿着水平方向流动,在过水断面上,各点流速相等,
并在流动过程中流速始终不变。
(层流)
(3)颗粒沉到池底即认为被去除,不再返回水流中。
截留速度u0:
理想沉淀池中能100%被去除的最小颗粒的沉降速度。
18.非凝聚性颗粒在理想沉淀池中的去除过程、去除率的影响因素与机理
颗粒在理想沉淀池的沉淀效率只与表面负荷有关,而与其它因素(如水深、池长、水平流速、沉淀时间)无关。
(1)E一定,u0越大,表面负荷越大;或q不变但E增大。
与混凝效果有关,应重视加强混凝工艺。
(2)u0一定,增大A,可以增加产水量Q或增大E。
当容积一定时,增加A,可以降低水深――“浅池理论”。
19.凝聚性颗粒的沉淀过程
采取沉淀试验筒,筒长尽量接近实际沉淀池的深度,可采用2~3m,直径不小于100mm,设5~6个取样口。
先均匀搅拌测定初始浓度,然后试验,每隔一段时间,取出各取样口的水测定悬浮物的浓度,计算相应的去除百分数。
以沉淀筒高度h为纵坐标,沉淀时间t为横坐标把去除百分比相同的各点连成光滑曲线,称为“去除百分数等值线”。
含义:
对应所指明去除百分数时,取出水样中不复存在的颗粒的最远沉降途径,深度与时间的比值指明去除百分数时的颗粒的最小平均沉速。
对于某一表面负荷而言,根据凝聚性颗粒去除百分数等值线,可以得出总的去除百分数:
20.平流沉淀池的结构、组成;主要设计参数、设计方法
进水区、沉淀区、存泥区和出水区4个部分
进水区:
穿孔流速一般小于0.08~0.10m/s,不宜大于0.15~0.20m/s
措施:
用花墙(穿孔墙)配水(均匀布水,防止虚絮体破碎)
沉淀区:
水平流速v:
重要参数,10~25mm/s;停留时间:
曾经是主要参数。
1.0~3.0h。
措施:
导流墙纵向分格。
(减少水利半径)
出水区:
孔口流速:
0.6~0.7m/s;孔径:
20~30mm;孔口在水面下12~15cm。
出水堰:
堰口溢流率小于500m3/(m·d)。
措施:
采用出水堰,并增加堰长;或淹没式出水孔口。
(均匀出水)
存泥区:
排泥方式:
泥斗排泥、穿孔排泥、机械排泥
21.影响平流沉淀池效果的因素,提高沉淀效果的方法
(1)浑水异重流的影响沿池宽均匀布水。
从池表面集水,或池中部集水。
(2)沉淀池实际水流状况不同于理想沉淀池
(3)悬浮颗粒凝聚作用的影响
高的Re及低的Fr数会导致短流,不利于颗粒沉降。
克服短流的技术路线:
降低Re数,提高Fr数。
克服短流的技术措施:
减小水力半径——
平流沉淀池纵向分格;
采用斜板、管沉淀池
22.沉淀池实际水流状况对沉淀效果的影响的克服措施
减小水力半径——
平流沉淀池纵向分格;
采用斜板、管沉淀池
23.浅池理论。
斜板、斜管沉淀池的原理、结构与沉淀效率影响因素。
浅池理论:
理想沉淀池中某种颗粒的去除效率:
E=ui/u0=ui/(Q/A)
1.池容一定时,减小池深,可增大表面积A,则去除效率提高。
2.若沉淀效率不变,可提高产水量,即斜管(斜板)沉淀池可用于老沉淀池增加水量时的改造。
3.若沉淀效率不变,处理水量不变,则可减小沉淀池表面积。
原理:
增加沉淀面积,可使颗粒去除率提高,并能良好的解决排泥问题。
结构:
由配水区、斜管区、出水区和积泥区四部分组成。
影响因素:
浑水异重流、雷诺数、弗劳德数。
24.几种澄清池的基本原理与主要特点
澄清是利用原水中的颗粒和池中积聚的沉淀泥渣相互碰撞接触、吸附、聚合,然后形成絮粒与水分离,使原水得到澄清的过程。
原理:
当水中永远保持存在絮体的适当体积比例后,就足以加快絮凝过程。
这个絮凝过程是发生在微观的初级颗粒和宏观的絮体表面,是一种接触絮凝过程。
按水与泥渣的接触情况,分为泥渣悬浮(泥渣过滤)型和泥渣循环(回流)型两大类。
泥渣悬浮(泥渣过滤)型
工作原理:
加药后的原水自下而上通过悬浮状态的泥渣层时,使水中脱稳杂质与高浓度的泥渣颗粒碰撞凝聚并泥渣层拦截下来。
也称泥渣过滤型。
泥渣循环型澄清池
使泥渣在池内循环流动,充分发挥泥渣接触絮凝作用。
回流量为设计流量的3~5倍。
25.滤料的筛分
做筛分实验,得出筛分曲线,根据需要调整
d10、K80确定d80,7等分,向上取2份作d100,向下去1份作d0
26.简述过滤机理,过滤的作用
过滤:
水处理过程中,通过过滤介质的表面或滤层,截留水中悬浮杂质,从而使水获得澄清的工艺过程。
过滤的功能:
降低浊度;
部分去除水中有机物、细菌、病毒;
为后续消毒创造条件。
27.滤料层杂质分布规律与过滤工艺发展、快滤池的优化。
滤层含污能力及其影响因素
分布规律:
过滤初期:
粘附作用占优势
过滤中:
杂质逐渐增多,孔隙率逐渐减小,水流剪力加大,已粘附的颗粒脱落,或后续颗粒不再被粘附(饱和层),悬浮颗粒向下层推移,下层滤料截留作用渐次得到发挥(工作层)。
过滤后期:
下层滤料作用远未得到充分发挥时,过滤就得停止。
发展:
土壤的自净作用—>慢滤池—>快滤池
优化:
改变水流方向:
反粒度过滤:
上向流过滤,双向流过滤;改变滤层结构:
多层滤料过滤,混杂滤层过滤。
滤层含污能力:
一个过滤周期内,整个滤层中单位体积滤料中的平均含污量。
含污能力的影响因素:
1.滤层的空隙尺寸和数量,由上而下连续减小有利……。
2.杂质在水中的分布,均匀分布有利于滤层水头损失增长缓慢,过滤周期增长,含污能力增大。
28.等速过滤、变速过滤及其特点,快滤池的工作周期
等速过滤:
当滤池过滤速度保持不变,亦即滤池流量保持不变的过滤方式。
水头损失随时间逐渐增加,滤池中水位逐渐上升。
变(减)速过滤:
滤速随过滤时间逐渐减小的过滤
等水头变速过滤:
过滤过程中,过滤水头损失始终保持不变,滤层孔隙率逐渐减小,滤速逐渐减小。
快滤池的工作周期:
通常采用压力周期,即滤池由开始进入有效过滤期到出水头损失达到最大值。
(增大滤层厚度,避免先达到水质周期,而出现水质恶化显现)
29.滤料粒径级配、有效粒径、不均匀系数、强制滤速
滤料粒径级配:
指滤料中各种粒径颗粒所占的重量比例。
有效粒径:
d10
不均匀系数:
K80
强制滤速:
水厂中部分滤池因进行检修或翻砂而停运时,在总滤水量不变的情况下其它运行滤格的滤速。
30.快滤池的工作过程,过滤的影响因素及过滤效果改善对策
滤速的影响:
滤速大,杂质穿透深度大,下层滤料发挥的作用也大。
但滤速的提高有限度,过高流速会影响滤后水质,水头损失迅速增加,工作周期太短。
对策:
用变速恒水头过滤
滤料粒径及级配的影响:
滤料粒径越大,孔隙尺寸越大,截留悬浮颗粒越多。
滤层含污能力越大,杂质穿透深度越大;水头损失增加较慢,工作周期延长。
对策:
提高滤层的含污能力:
1、改变水流方向;2、改变滤层结构。
31.气、水反冲洗的特点
反冲洗时,微小气泡加剧滤料之间的碰撞、摩擦,对颗粒进行擦洗,加速污泥脱落;反冲洗水主要起漂洗作用,并将脱落污泥带出滤层。
水洗强度小,滤层基本不膨胀或微膨胀。
优点:
效果好;用水量小;冲洗后保持原来滤层结构,提高滤层含污能力;不需滤层流化,可选用较粗滤料。
缺点:
需增加空气系统,设备、池子结构与操作均较复杂。
32.滤池负水头及克服措施、负水头对过滤和冲洗的影响?
滤池出水水位低于滤料层时,会出现负水头:
某深度处滤料的水头损失超过该处水深(静水头)。
负水头的危害:
使溶解于水中的气体释放出来而形成气囊,破坏过滤。
防止负水头的措施:
增加滤层上水深;
使滤池出口位置等于或高于滤层表面。
33.大阻力配水系统中干管与末端支管中的能量变化
流速水头逐渐减小,而压力水头逐渐升高。
管道末端,流速水头为零。
所增加的压头就是由流速水头转变而来,简称“压头恢复”。
34.大(小)阻力配水系统的原理及的推导。
大阻力配水系统:
若压力差最大的两孔出流量相等,则认为整个滤池布水均匀。
增大孔口阻力系数,来消弱承托层和滤料层阻力系数及配水系统压力不均匀的影响。
小阻力……:
若压力差最大的两孔出流量相等,则认为整个滤池布水均匀。
减小干管和支管的流速,来使水趋于均匀。
35.滤池冲洗水由水泵供给,水泵的扬程计算由哪几部分组成?
排水槽顶与清水池最低水位之差、清水池至冲洗管道的总水头损失、配水系统、承托层、滤料层水头损失、备用水头
36.异向流斜板沉淀池中设计流量Q与截留沉速u0关系的推导。
37.V型滤池的主要特点。
38.无阀滤池虹吸上升管中的水位变化是如何引起的?
虹吸辅助管管口和出水堰口标高差表示什么?
39.为什么无阀滤池通常采用2格或3格滤池合用1个冲洗水箱?
合用冲洗水箱的滤池格数过多对反冲洗有何影响?
40.水处理中常用化学氧化剂的特点、功能
41.安全消毒、需氯量、自由性余氯、化合性余氯
安全消毒:
有效杀灭致病微生物,同时不生成新的有毒、有害物质。
需氯量:
指用于灭活水中病原微生物、氧化有机物和还原性物质所消耗的加氯量。
余氯:
水中没有被消耗的剩余氯。
可以抑制水中病原微生物的再度繁殖。
自由性余氯:
没有与其它物质结合的氯,水中所含的Cl2、HOCl、OCl-都称为自由性余氯。
化合性余氯:
以氯胺形式存在的氯,亦称结合氯。
42.氯消毒原理、氯消毒的优缺点及应用前景。
氯消毒原理:
实践表明,pH越低,消毒作用越强,表明HOCl是消毒的主要因素。
OCl-带有负电,难于接近带负电的细菌表面。
HOCl为很小的中性分子,能扩散到带负电的细菌表面,并通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部,氧化破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。
优点:
缺点:
会产生消毒副产物THM、HAA,有“三致”作用。
应用前景:
43.当水中含有氨和氮化合物时,结合图表阐述氯消毒时加氯量与剩余氯的关系。
44.折点加氯法及其优缺点
加氯量超过折点需氯量时称为折点加氯法
折点加氯(折点氯化)的优点:
效果好,能降低水的色度,去除恶臭,降低有机物含量,(提高混凝效果)。
缺点:
加氯量大,产生氯臭,生成消毒副产物。
45.二氧化氯与臭氧氧化消毒、紫外消毒的原理与优缺点
二氧化氯:
消毒机理:
首先附着在细胞壁上,然后穿过细胞壁与含巯基的酶反应而使细菌死亡。
优点:
具有广谱杀菌性。
消毒能力比氯高几十倍。
缺点:
需要现场制备,主要消毒副产物是亚氯酸根,对红血球有破坏作用,不能大量投加。
臭氧氧化:
消毒机理:
与臭氧的高氧化电位和容易通过微生物细胞膜扩散有关,能氧化微生物细胞的有机物或破坏有机体链状结构而导致细胞死亡,对顽强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力。
优点:
杀菌作用强,反应迅速,消耗量少,基本不受pH的影响。
不产生三卤甲烷等消毒副产物,不会产生酚臭,可改善水质,氧化部分有机物,去除色、嗅、味等。
缺点:
设备多,投资大,电耗高。
不具有持续消毒作用。
臭氧消毒后的水进入管网前需加氯或氯胺。
臭氧化作用的副产物令人担忧。
臭氧——活性炭工艺。
紫外消毒:
消毒机理:
紫外线的波长为200~390nm。
细菌细胞内许多化学物质尤其是DNA对紫外线具有强烈吸收作用,DNA吸收峰在260nm处,吸收紫外线后分子结构被破坏,引起菌体内蛋白质和酶的合成发生障碍,最终导致细菌死亡。
因此波长260nm左右的紫外线杀菌能力最强。
优点:
无需化学药品,无三卤甲烷类消毒副产物;杀菌作用快;无嗅味、无噪音、不影响水的口感;容易操作,管理简单,运行和维修费用低。
缺点:
处理水量较小;无持续消毒能力。
46.消毒副产物的形成原因与控制方法
消毒剂与消毒副产物的前驱物发生反应而产生。
(氯)控制方法:
强化混凝、活性炭过滤、膜过滤
臭氧-生物活性炭
47.除铁、除锰的方法与原理
除铁:
工程上实用方法有:
空气自然氧化法、氯氧化法、接触过滤氧化法、空气自然氧化法。
空气自然氧化法原理:
含Fe2+水在中性范围内,被水中溶解氧氧化,生成Fe(OH)3沉淀而析出。
接触过滤氧化法原理:
以溶解氧为氧化剂,以固体催化剂为滤料,在接触滤池中进行Fe2+的氧化,铁同时得到去除。
铁的氧化生成物覆盖于滤料表面,成为催化剂,称为自催化氧化反应。
生物法除铁原理:
利用铁细菌的作用,氧化除铁。
除锰:
工程常用的方法有:
高锰酸钾氧化法、氯接触过虑法、光化学氧化法、生物固锰除锰法
接触过滤法原理:
与铁的接触氧化去除机理相同,也是自催化氧化过程。
反应过程中缓慢生成MnO2沉淀,然后水中Mn2+离子很快吸附在MnO2上成为Mn2+MnO2,此后吸附的Mn2+离子以缓慢的速度氧化。
生物固锰除锰原理:
利用微生物的氧化作用除锰。
48.活性氧化铝除氟的原理
活性氧化铝在酸性条件下表面带有正电荷是吸附F-的基本条件。
活性氧化铝是多孔吸附剂,有较大的比表面积,是两性物质,等电点约为9.5,在酸性溶液中为阴离子交换剂,可选择性吸附氟。
49.常见吸附等温式、等温线的应用
50.活性炭的性质、吸附性能影响因素、应用
物理【比表面积(>1000m3/g)、孔隙结构及其配比(粒径越小吸附速度越快、但太小不能让稍大的分子进入)、密度、强度(不能太小)、灰分(无机成分含量,优质活性炭比较低)】、化学、吸附性质
影响因素:
活性炭的性质、吸附质的性质(分子极性、大小及构型)、其他因素(pH、无机离子组成和含量、无机沉淀等。
影响前两者的性质)、活性炭与水处理化学药剂的反应(活性炭有还原性,与氧化性物质反应)
51.硬度、HT、Hc、Hn
硬度:
水中Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Al3+等易形成难溶盐类的金属离子构成硬度。
主要是钙、镁离子。
总硬度Ht:
钙、镁离子的总含量。
碳酸盐硬度Hc:
阴离子为HCO3-,煮沸时易沉淀析出,亦称暂时硬度。
非碳酸盐硬度Hn:
阴离子为除HCO3-以外的其他离子,煮沸时不沉淀析出,亦称永久硬度。
52.石灰软化法、石灰-苏打软化法的原理与化学反应式
53.水质分析如下表,试用物质的量浓度(mmol/L)表示水中离子的假想结合形式。
钙硬度、暂时硬度、总硬度分别是多少?
(以mgCaCO3/L表示)
Ca2+
70mg/L
Mg2+
9.7mg/L
Na+
6.9mg/L
HCO3-
140.3mg/L
SO42-
95mg/L
Cl-
10.6mg/L
54.RH树脂逆流再生降低Na泄漏的原因?
底层再生时较顺流再生程度好,可以做到,底层[RH]最大,[RNa]最小,运用平衡公式可得出泄漏点[Na+]可以大大降低。
55.树脂的全交换容量与工作交换容量。
全交换容量:
一定量的树脂所具有的活性基团或可交换离子的总数量。
工作交换容量:
给定工作条件下实际可利用的交换能力。
56.RH与RNa离子交换的特点与适用条件
RNa:
特点:
a.阳离子总重量会有变化,但当量数不变。
b.碱度不变,不产生酸性水。
适用:
用于原水碱度低、只需进行软化的场合,即不需去除碱度。
可用于低压锅炉的给水处理系统。
(再生用实验,不易腐蚀管道)
RH:
特点:
a.水中每个Ca2+或Mg2+都换成两个H+;b.水里的Na+也参与了交换;c.H+与HCO3-结合,脱碱;d.交换后H+与水里原有的阴离子结合变成酸,酸度与原水中Cl-和1/2SO42-浓度相当。
(再生用硫酸或者盐酸,管道易腐蚀)
适用:
软化并去除碱度
57.臭氧—生物活性炭工艺的净水机理。
58.简述测定活性炭吸附容量的实验方法。
59.微污染原水的污染特征?
各类污染物的可用去除方法?
60.RH与RNa离子交换柱串、并联的流量分配与适用条件。
适用于原水碱度大于硬度的情况(负硬度),即Ht<Hc
流量分配计算(工作到Na泄漏):
QH•c(1/2SO42-+Cl-)=(Q-QH)•c(HCO3-)-QAr
推出QNa=Q-QH=[c(1/2SO42-+Cl-)+Ar]/c(ΣA)•Q(m3/h)
c(ΣA)原水阴离子总浓度
61.RH交换出水水质变化过程及说明
出现次序H、Na、硬度离子。
开始所有阳离子均被树脂上的H交换,出水强酸酸度保持定值,等于原水中c(二分之一硫酸根加氯离子)。
然后Na泄漏,酸度下降,出水中阳离子总浓度恒定,Na离子增多则H离子减少,随后Na离子超过原水含量,说明CaMg离子将树脂里先前吸着的Na离子置换出来。
当出水Na离子含量与原水中c(二分之一硫酸根加氯离子)相等时,出水酸度降到零,随后呈碱性,当碱度等于原水碱度时,Na离子含量也达到最高值,等于原水中阴离子总浓度(再加个碳酸氢根),此后水的碱度和钠离子的含量保持不变,此时氢离子交换运行完全变成钠离子交换运行,对水中Na离子不起交换