工业水处理复习重点.docx

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工业水处理复习重点

第一章

1.工业废水的特征

答：

污染物的多样性；污染物的复杂性；污染物的行业性；一些种类的废水具有难除解性；污染的严重性；资源性

2.减少工业废水的途径和方法（工业污染源的基本控制途径）

答：

一、减少废水产出量：

1.进行废水分流；2.节制用水；3.改革生产工艺；4.避免间断排出工业废水。

二、降低废水污染物的浓度：

1.改造生产工艺，了解淘汰生产工艺；2.改造深漂洗装置；3.废水进行分流；4.废水进行均和；5.回用有用物质，如电镀的回收槽；6.排出系统的控制。

第二章

1.调节池的分类

答：

一、按功能分：

水量调节池、水质调节池、水量水质调节池；二、按运行方式分为：

交替导流式调节池、间歇导流式（外置式）调节池；三、按混合程度分为：

完全混合式调节池、非混合式调节池。

2.水质调节池的分类

答：

按混合方式分为：

水力混合；动力混合（水泵搅拌混合、空气搅拌混合、机械搅拌混合）

第三章

1.PH调节最基本的碱性、酸性调节药剂

答：

一、碱性中和化学药剂：

石灰、氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化镁、碳酸钠；二、酸性中和化学药剂：

硫酸、盐酸、硝酸、碳酸、二氧化碳和烟道气。

第四章

1.了解氯气、氯氨、紫外线、二氧化氯、臭氧每种消毒方法的优点、缺点、原理

消毒剂

优点

缺点

氯气

廉价，技术成熟，有保护性余氯，有持续杀菌能力

对病毒无效，具有刺激气味和损害人体皮肤，会产生对人体有害的氧化产物

臭氧

除色臭味快，广谱杀菌消毒，消毒效率可达一般氯消毒的15倍，无二次污染

价格贵，无保护性余量，无持续杀菌能力，安全要求高

紫外线

杀菌效应快，不需用药剂

价格昂贵，无持续杀菌能力，对水的前期处理要求高，穿透力若

氯氨

水中含有机物和酚时，氯氨消毒不会产生氯臭和氯酚臭，大大减少了THMS的产生氯氨的稳定性较好。

作用缓慢，杀菌能力比自由氯弱，单独使用的情况较少。

二氧

化氯

廉价，可现场制造，技术成熟，可充分除菌，可降解水中少量残留污染物，杀菌能力持久

对病毒无效，气态的二氧化氯是剧毒化合物，对人体有害，会有致癌的二次污染产物产生

消毒剂

机理

臭

氧

臭氧溶于水发生两种反应：

一种是直接氧化，反应速度慢，选择性高，易于苯酚等芳香族化合物及乙醇、胺等反应；另一种是臭氧分解产生羟基自由基从而引发链反应，同时产生性质十分活泼、具有强氧化能力的单原子氧，可瞬时分解水中有机物质、细菌和微生物。

羟基自由基具有极强的氧化能力，也可作为催化剂引起连锁反应使水中有机物充分降解；由于臭氧具有很高的氧化还原电位，因此能破坏或分解细菌细胞壁，扩散到细胞内并氧化其内的酶等有机物，或破坏其细胞膜、蛋白质、核糖核酸等从而达到消毒杀菌的效果。

Cl2

①HClO和OCl-都有氧化能力;

②细菌带负电；

③主要是通过HOCl的作用来消毒:

④中性的HClO分子扩散到细菌表面，穿透细胞壁到细菌内部，借助氯原子的氧化作用使DNA、RNA和蛋白质等物质释出，并破坏菌体内的酶系统，从而使细菌死亡。

紫外线

当紫外线照射到微生物时，便发生能量的传递和积累，积累结果造成微生物的灭活，从而达到消毒的目的。

当细菌、病毒吸收超过3600~65000uW/c㎡剂量时，对细菌、病毒的去氧核醣核酸（DNA）及核醣核酸（RNA）具有强大破坏力，能使细菌、病毒丧失生存力及繁殖力进而消灭细菌、病毒，达到消毒灭菌成效。

紫外线一方面可使核酸突变、阻碍其复制、转录封锁及蛋白质的合成；另一方面，产生自由基可引起光电离，从而导致细胞的死亡。

氯氨

在水中加氯后生成的次氯酸能与加入的氨（NH3）作用生成氯胺（一氯胺NH2Cl、二氯胺NHCl2和三氯胺NCl3），此反应可逆进行，达到杀菌氧化作用，适合对受到有机物污染的水质消毒处理。

二氧化氯

二氧化氯对细胞壁有较好的吸附性和透过性能，可有效地氧化细胞内含疏基的酶；可与半胱氨酸、色氨酸和游离脂肪酸反应，快速控制生物蛋白质的合成，使膜的渗透性增高；并能改变病毒衣壳蛋白，导致病毒灭活。

第七章

1.水的软化过程中投加石灰、苏打与石灰的化学反应方程式、原理、特征（比如投加1mol的石灰能够去除多少的硬度碱度、能不能去除非碳酸盐的硬度）

软化

处理对象

原理

处理效果

适用范围

石灰

主要是去除水中的碳酸盐硬度以及降低水的碱度。

去除1molCa（HCO3）2，要消耗1molCa（OH）2。

去除1molMg（HCO3）2，要消耗2molCa（OH）2

剩余碳酸盐硬度：

0.25~0.5mmol/L

剩余碱度：

0.8~1.2mmol/L

硅化合物去除率：

30%~35%

有机物去除率：

约25%

铁残留量：

约0.1mg/L

原水碳酸盐硬度较高、非碳酸盐硬度较低且不要求深度软化的场合。

石灰软化法可与钠离子交换法联合使用，用于原水的碳酸盐硬度较高且要求深度软化的情况，这时石灰软化可作为钠离子交换法的预处理。

石灰-苏打

降低水的碳酸盐硬度；

和非碳酸盐硬度。

石灰——降低水的碳酸盐硬度；

苏打——降低水的非碳酸盐硬度。

CaSO4+NaCO3→CaCO3↓+Na2SO4

CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaCl

MgSO4+Na2CO3→MgCO3+Na2SO4

MgCl2+Na2CO3→MgCO3+2NaCl

MgCO3+Ca（OH）2→Mg（OH）2↓+CaCO3↓

软化水的剩余硬度可降低到0.15~0.2mmol/L

硬度>碱度

2.离子交换方法（重点对比Na、H离子交换树脂在软化过程中各自的特点和优点）

离子交换软化方法

优点

缺点

特点

RNa+

处理过程中不产生酸性水。

再生剂为食盐。

设备和管道防腐设施简单。

需预先除去碳酸氢盐使水硬度减小，不能直接用Na型阳离子交换法对水进行软化。

只能去除硬度，而对碱度不能去除，还会增加水中含盐量

去除碳酸盐和非碳酸盐硬度，总含盐量（阳离子总重量）有所变化，且碱度不变，但含盐量增加

RH+

①原水中碳酸盐硬度在交换过程中形成碳酸。

②除了软化还能去除碱度。

③非碳酸盐硬度在交换过程中可生成相应的酸。

④再生为剂为盐酸，再生简单

原水中碳酸盐硬度在交换过程中形成碳酸，对设备、管道要求较高，涉及防腐。

会生产酸，且用盐酸和硫酸可再生；选择顺序：

Ca2＋>Mg2＋>Na＋>H＋。

RNa+-RH+

H-Na并联：

适用于碱度高的原水,只有一部分水过RNa,投资省。

既能降低硬度又能降低碱度。

H-Na串联：

适用于硬度高的原水，出水水质能保证。

且R-Na系统充分运用R-H系统产生的酸降低碱度，能充分减低碱度，运行安全可靠。

CO2产生量：

1mmol/L的HCO3-，产生44mgCO2/L

H-Na并联：

对于RH+交换系统仍然会有酸产生，对管道水泵和水池有腐蚀作用。

对水质的处理较彻底，碱度或硬度的去除效果好。

充分发挥效益。

3.水的脱盐（阴离子树脂跟阴离子的交换顺序、阳离子树脂跟阳离子的交换顺序）

阳离子树脂交换顺序：

Fe2+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞NH4+＞Na+＞H+＞Li+

阴离子树脂交换顺序：

SO42->NO3->Cl->F->HCO3->HSiO3-

4.脱盐的过程中强碱阴离子树脂为什么要放到强酸阳离子树脂之后？

能不能调换过来？

答：

①若进水先经阴床，易生成CaCO3、Mg（OH）2沉积在树脂内，阴树脂交换容量降低。

如

ROH+Ca（HCO3）2→R2CO3+CaCO3↓+2H2OROH+CaCl2→2RCl+Ca（OH）2↓

②阴床在酸性介质中易交换，阳床可提供酸性条件。

有利于除硅：

ROH+H2SiO3→RHSiO3+H2O

③若进水先经阴床，本应由除CO2器去除的碳酸将由阴床承担，增加阴床负荷，影响交换容量的利用率,且交换产生相应的沉积物:

ROH+Ca（HCO3）2→2RHCO3+Ca（OH）22RH+Ca（OH）2→R2Ca+2H2O

增加阴、阳树脂再生剂量。

④阳树脂抗有机污染能力强，可保护阴树脂不受污染。

5.在离子交换过程中为什么硅酸是最难去除的？

答：

1.水中硅酸以NaHSiO3的形式存在，阴离子交换树脂对HSiO3-亲和力最小；

2.pH值低，有利于RHSiO3形成，但是在实际反应过程中pH值随反应进行升高

ROH+NaHSiO3→RHSiO3+NaOH，离析出大量氢氧根离子，阻碍反应向右进行

6.逆流再生、顺流再生的方式

答：

1、顺流再生固定床原水与再生液流向相同（从上而下）

2、逆流再生固定床原水与再生液流向相反（广泛应用）

（本题答案可能不完善，具体见ppt）

7.水脱盐处理的方法（电渗析极差、反渗透浓度极差化防止方法，例如：

限制电流，阴极阳极置换，酸洗）

答：

一、1.离子交换法：

含盐量<500mg/L、500-1000mg/L，阳树脂交换阳离子（软化）阴树脂交换阴离子。

2.反渗透法：

属膜分离，施加一定的压力，使渗透逆转。

含盐量1000-3000mg/L。

3.电渗析法：

属膜分离，利用离子交换膜的选择透过性进行分离。

含盐量3500mg/L。

4.冷冻法：

冷冻时，溶解在水中的盐会被排除在冰晶之外，再将冰晶融化。

5.蒸馏法：

将盐水加热汽化，再将蒸气冷凝。

二、极化：

在电渗析的过程中，由于电流过高，离子扩散不及时，在膜界面处引起水的解离，H+和OH-分别透过阴膜和阳膜传递电流的现象。

防止极化和结构的措施：

1.极限电流法：

将操作电流控制在极限电流一下，以避免极化现象产生。

2.倒换电极法：

定时倒换电极，使浓、淡室，阴阳极随之相应倒换，则可使原有沉淀溶解。

3.定期酸洗法：

当电渗析在运行一段时间后沉淀积累到一定程度时，用倒换电极法也不能有效去除沉淀则用1.0%-1.5%的盐酸溶液进行酸洗。

第八章

1.冷却塔的几种形式（机械通风冷却塔、鼓风式冷却塔、抽风式冷却塔的优缺点和适用范围）

冷却塔类型

优点

缺点

使用范围

机械通风冷却塔

冷却效果好，稳定，可达到较高的冷却幅宽和较低的冷却幅高。

风吹损失率小。

布置紧凑，可设在厂区建筑物和泵站附近。

施工周期较短，造价比风筒式低。

有风机，比风筒式耗电多，运行费用高。

机械设备维修较复杂。

鼓风式冷却塔的冷却效果易受塔顶排出湿热空气回流的影响。

噪声较大。

适合不同冷却水量。

适合不同地区，并适合气温、湿度较高地区。

对冷却后的水温及其稳定性要求严格的工艺。

建筑场地狭窄。

鼓风式冷却塔

抽风式冷却塔

2.冷却循环水处理过程中的任务

答：

防止或缓减系统的腐蚀和结垢及微生物的危害，确保冷却水系统高效安全运行。

即：

缓蚀、阻垢、抑制微生物。

3.防腐蚀的机理、阻垢机理、微生物控制的机理

答：

1.控制腐蚀机理：

缓蚀剂：

在金属表面形成一层膜将金属表面覆盖起来，从而与腐蚀介质隔绝，防止金属腐蚀，所形成的膜有氧化物膜，沉淀物膜和吸附膜。

2.阻垢方法：

（1）软化原水（对含Ca2+、Mg2+离子较多的补充水。

可用离子交换法或石灰软化法预处理，水中永久硬度和负硬度难以用石灰石处理法去除）

（2）加酸或通CO2，降低pH，稳定重碳酸盐（对一些水量较大，而水质要求并不十分严格的循环水系统，一般采用加酸法处理。

通常加H2SO4，使碳酸盐转化成溶解度较大的硫酸盐。

若加HCl会带入Cl-,增强腐蚀性，而加HNO3则会带入NO3-,促使硝化细菌繁殖。

也可向水中通入CO2或净化后的烟道气，稳定重碳酸盐）（3）投加阻垢剂（结垢是水中微溶盐结晶沉淀的结果。

阻垢剂是能控制产生水垢和污泥的水处理化学药剂；阻垢机理：

晶格畸变；络合增溶；凝聚与分散；双电层作用机理

3.抑制微生物方法：

①防止冷却水系统渗入营养物和悬浮物；②投加杀菌剂（氧化、非氧化杀生剂）。

第十一章

1.油脂对环境带来的危害、油脂的分类（油脂大小）、油脂去除的方法

答：

一、油脂对环境带来的危害：

1.土壤：

在土壤孔隙间形成油膜，产生堵塞作用，致使空气、水分及肥料均不能渗入土中，破坏土层结构，不利于农作物的生长，甚至是农作物枯死。

2.水体：

含油废水排入水体后将在水面上产生油膜，阻碍大气中的氧向水体转移，使水生生物处于严重缺氧状态而死亡。

3.人体：

含有有毒有害物质（三致物质），食物链的富集进入人体。

4.污水厂：

含油废水排入城市沟道，对沟道、附属设备及城市污水处理厂都会造成不良影响。

二、油脂的分类：

①可浮油：

呈悬浮状态，粒径大于60µm，占石油炼厂废水含油量的60—80%，易于用隔油池去除。

②分散油：

粒径大于10-60µm，悬浮分散于水相中，不稳定，可采用粗粒化方法去除。

③乳化油：

呈乳化状态，粒径<10µm，由于表面活性剂的存在使体系较稳定，必须破乳。

一般采用浮选、混凝、过滤等处理方法。

④溶解油：

呈溶解状态，一般低于5—15mg/l,难于自然分离，可采用吸附、化学氧化及生物氧化方法去除。

⑤油-固体物：

水体中的油黏附在固体悬浮物的表面形成油-固体物，可采用分离法去除。

三、油脂去除的方法：

①可浮油：

a粒径：

60μm以上b.油滴的粒径较大，可以依靠油水密度差从水中分离出来.c.可以靠平流式或斜板式隔油池分离.②乳化油：

a粒径非常细小的油滴，粒径<10μmb.油滴表面乳化剂作用阻碍油滴并聚，不能用静沉法从废水中分离；c.通过破乳过程消除乳化剂的作用，转化为可浮油，用沉淀法、气浮、膜等分离③溶解油：

a粒径：

5μm以内，在废水中呈溶解状态b油品在水中的溶解度低（5～15mg/L）c通过降解或吸附、膜分离作用去除。

2.预处理技术的原理

答：

一、重力分离的原理：

在一定的温度压力条件下，当油水混合物不处于稳定乳化状态下，由于油水两相存在密度差，设备中的油相逐渐上浮水相逐渐下沉最终实现分层分离。

二、溶气气浮的原理：

使油水混合物中溶入气体，让气体分子吸附在分散相油滴上，利用气体的浮力使油滴更易于上浮实现油水分离的方法称为气浮分离法。

通常选择的气体都应该由能与油相结合非极性分子组成。

通常采用加压的方式。

可分为：

全部废水溶气气浮法；部分废水溶气气浮法；部分回流溶气气浮法。

（溶气的三种方法）

溶气气浮的工作过程：

压缩气体经过位于气浮池底的微孔陶瓷扩散板形成大量小气泡，小气泡粘附水中的固体或液体颗粒，通过分离区，形成含有大量固体或液体颗粒的浮渣浮至水面。

浮渣从上部的排渣口排出，水从位于气浮池下部的出水管排出。

（工作原理：

剪切气泡气浮法是采用散气装置形成的剪切力来破碎、分割、散布气体的一类气浮法。

按分割气泡的方法又分为射流气浮法、叶轮气浮法和涡凹气浮法等。

）

三、离心分离原理：

含油污水在分离器内高速旋转时,由于油水的密度不同,二者旋转产生的离心力不同。

水的密度比油的大,旋转时产生的离心力大。

在离心力作用下,密度较大的水沿环状路径流向外侧,密度小的油被挤向内圈,并聚结成大的油滴而上浮来实现油水分离。

（水力旋分离法，压力式器旋分离法，离心机）

3.废水的处理方案

一、课本226页实例

二、

三、

四、