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水处理值班员题库（中级工）

发布时间：2011/3/22 阅读次数：14397 字体大小: 【小】【中】【大】

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原水预处理的目的是什么?并说出混凝的步骤。

答案：原水预处理的目的是在原水未进入离子交换器前，预先对其进行混凝、澄清、沉淀和过滤处理，以除去水中的胶体和悬浮物。
混凝步骤一般认为包括两个阶段，首先是脱稳，它是指胶体颗粒的双电层被压缩而失去稳定性的过程，即在瞬时内将混凝剂与水快速混合而完成此阶段。然后是絮凝，它是指脱稳后的胶体颗粒聚合成大颗粒絮凝物的过程，它需要一定的聚合时间。

何谓混凝处理?它的基本原理是什么?

答案：向水中投加一种化学药剂(即混凝剂)，这种药剂在水中会和杂质(胶体和悬浮物)产生混合凝聚，使小颗粒变成大颗粒而下沉，整个过程称为混凝处理。
混凝处理的基本原理可从两个方面来认识，一个是混凝剂本身发生电离、水解和凝聚，形成胶体的过程，另一个是水中杂质以中和、吸附、表面接触和网捕作用参与上述过程，其结果是共同形成大颗粒而沉降下来。

什么叫混凝剂?目前常用的有哪些?

答案：混凝剂是在混凝处理中加入的一种化学药剂，它在水中能发生电离、水解而形成与天然水中胶体带不同电荷的胶体；这样和天然水中的胶体便发生吸附、电中和作用，最后凝聚成较大的絮状物，从水中沉淀下来。在水处理过程中，常用的是能生成带正电荷胶体的混凝剂。
常用的混凝剂有铝盐和铁盐两大类。
用作混凝剂的铝盐有：硫酸铝[Al2(SO4)3•18H2O]，明矾[KAI(SO4)2•24H2O]，铝酸钠 (NaAIO2)和聚合铝[AIn(OH)nCl3-n]等。
用作混凝剂的铁盐有：硫酸亚铁(FeSO4•7H2O)、氯化铁(FeCI3•6H2O)和硫酸铁[Fe2(SO4)3]等。

什么叫助凝剂?常用的助凝剂有哪些?

答案：助凝剂是为了提高混凝效果，加速凝聚过程，改进凝絮物的性能等而添加的一种混凝辅助剂，其本身不起混凝作用。
助凝剂的种类很多，根据其作用机理，可分三大类：
(l)酸、碱类：用以调整原水 pH值及碱度。
(2)氧化剂类：用以破坏干扰混凝的有机物，氧化亚铁(Fe2+)等。
3)改善凝絮结构类：如丙烯酸酰胺和聚丙烯酸酰胺，这类高分子化合物，可降低水中胶体的ζ电位，对水中微小的悬浮物产生特殊的缠结作用，形成大颗粒凝絮，改善混凝效果。
属于此类助凝剂的还有骨胶、海藻酸钠和粘土等。

对天然水进行混凝处理时，怎样确定混凝剂的加药量?

答案：进行混凝处理时，混凝剂的加药量要保证混凝剂电离、水解生成的带正电荷胶体的正电荷量能完全中和原水中胶体的负电荷量；同时生成的胶体能足够吸附原水中的悬浮物和胶体，达到除去原水中悬浮物和胶体物的目的。
混凝剂加药量偏少，不足以中和原水中带负电荷的胶体。此时水中的胶体仍有较高的负电性，阻碍它们进一步凝聚，混凝处理效果不好。
混凝剂加药量过多，能使絮状聚合体带正电荷，妨碍凝聚过程的进行，混凝效果同样不好，同时，增加了处理后的水中含盐量，和水处理成本。
混凝处理是一种复杂的物理化学过程，混凝剂的加药量不能根据计算来确定，只能采用模拟生产过程进行小型试验，来求得最佳加药量(有效剂量)。
根据多年来的生产实践，对原水进行混凝处理时的有效剂量，一般在0.1～0.5mmol／L的范围内。

什么是直流混凝?采用此法时有什么要求?

答案：直流混凝也称直流混凝过滤，它是将混凝剂投加到一般滤池的进水管内。为了保证混凝剂在进入滤池前能很好地和水混合，并完成水解过程，加药地点应设在水进入滤池前的一定距离处(一般应加在离滤池有50d(进水管直径)距离的管道中)，使混凝剂的电离、水解在管道中进行。当水进入滤池时，流速大减，于是在水层中开始形成凝絮。然后，凝絮与滤料颗粒接触，大大地加速了混凝过程。其作用和澄清池中以泥渣作为接触介质相同。
直流混凝的截污能力比较小，为改善运行条件，提高直流混凝效果，可采用双层滤料的过滤器。

天然水经混凝处理后的水质有何变化?

答案：水的混凝处理，包括许多物理化学变化。所以，水经混凝处理后，其水质情况不能完全按理论推算，有些只能按经验来判断，下面简单介绍一下水质变化情况。
(l)除掉部分有以下几种：
1)基本上除掉了水中的悬浮物。
2)能除去水中有机物的60%～80%。
3)降低了一部分重碳酸盐硬度，即降低了一部分重碳酸盐碱度，提高了一部分非碳酸盐硬度，其量均等于有效计量。
4)除去水中胶体硅酸，约占全部硅酸的25%～50%。
(2)增加部分有以下几种：
1)增加了水中 SO42-含量(等于加药量)。
2)增加了水中 CO2含量。
3)增加了水中的非碳酸盐硬度(等于加药量)。
4)增加了水中的溶解固形物。

概述单流式机械过滤器的运行?

答案：单流式机械过滤器的运行是水由上部进水装置进入过滤器，沿过滤器截面均匀地流经过滤层，然后由下部排水系统汇集送出。当过滤器出水水质超过给定的水质要求或水流通过过滤层的压力降低到允许极限值时，应停止运行，进行反洗。将过滤器内的水排放到滤层的上缘为止(由过滤器上的监视孔观看)，然后送入强度为18～25L／(s• m2)的压缩空气。吹洗3～5min后，在继续供给空气的情况下向过滤器内送入反洗水，其强度应使滤层膨胀10％～15％。反洗水送入2～3min后，停止送空气，继续用水再反洗 l～1.5min，此时反洗水的强度应使滤料膨胀率达25％。最后用水正洗至出水合格，方可开始下一周期的运行。
此外，也可按一定的运行时间来进行清洗，其容许的运行周期应通过调整试验来求得。

为什么强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂以钠型出厂?而强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂则以氯型出厂?

答案：强酸性阳离子交换树脂的制造工艺是将聚苯乙烯白球磺化后，用纯碱中和过量的浓硫酸而成钠型树脂，并用清水洗涤。因此以钠型出厂。
强碱性阴离子交换树脂的制造工艺是将聚苯乙烯白球氯甲基化(即以无水氯化铝或氯化锌为催化剂，用氯甲基醚处理)，然后用叔胺(R≡N)胺化，即得季胺型强碱性阴离子交换树脂。因此以氯型出厂。

离子交换树脂为什么都制成球形?

答案：离子交换树脂制成球形有以下优点：
(l)球形树脂的制造较为简单(悬浮聚合时，可直接制成球形)。
(2)球形树脂单位体积的表面积最大，有利于交换。
(3)球形树脂填充状态好，水流分配均匀。
(4)球形树脂水流阻力小，水通过树脂层的压力降小，树脂磨损的可能性亦小。

离子交换树脂的粒度大小及均匀性对水处理有何影响?一般粒度多大为好?

答案：离子交换树脂颗粒的大小，对树脂交换能力，树脂层中水流分布的均匀程度，水通过树脂层的压力降以及交换和反洗时树脂的流失等都有很大影响。
树脂的颗粒大小应均匀，否则由于小颗粒堵塞了大颗粒间的孔隙，会使水流不均和阻力增加。
树脂颗粒越大，交换速度越慢；树脂的颗粒越小，其交换速度越快，但水头损失也大。另外，在交换器反洗时，树脂的细小颗粒与交换剂层上部截留的悬浮物的分离，也比较困难。
用于水处理工艺的树脂颗粒以20～40目为宜。

何谓离子交换树脂的溶胀性?它的大小与哪些因素有关?

答案：将凝胶型干树脂浸入水中时，其体积变大，这种现象称为树脂的溶胀性。
树脂溶胀性的大小，用溶胀率来表示。其大小受下列因素影响：
(l)交联度愈小，溶胀率越大。
(2)树脂中活性基团愈易电离，其溶胀率越大。
(3)溶液中电解质浓度愈大，双电层被压缩，溶胀率就愈小。
(4)可交换离子的水合度愈大，即当其水合离子半径愈大时，其溶胀率愈大。对强酸性和强碱性离子交换剂，其溶胀率大小的次序为：
H+＞Na+＞NH4+＞K+＞Ag+
OH＞HCO3-＝CO32-＞SO42-＞Cl-
一般强酸性阳离子交换树脂由 Na型变成 H型，强碱性阴离子交换树脂由 Cl型成OH型，其体积均增加5％。

什么是离子交换树脂的选择性?它和哪些因素有关?

答案：同一种离子交换树脂，对于水中各种离子的吸着交换能力不一样，这种性质叫离子交换树脂的选择性。
离子交换树脂的选择性，与溶液浓度、组成及离子交换树脂的结构等因素有关。在这里，只介绍常温低浓度下离子交换树脂的选择性。阳离子交换树脂对于水中常见金属阳离子的交换能力可归纳为两种规律：①离子价越大，被交换的能力越强；②在碱金属和碱土金属中，原子序数越大，即离子水合半径越小，其被交换的能力越强。根据上述规律，其选择性次序如下：
Fe3+＞AI3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞NH4+＞Na+＞H+＞Li+
在弱酸性阳离子交换树脂中，由于 R-COOH酸性很弱，离解能力很小，因此 H+成为最容易交换的离子。弱酸性阳离子交换树脂对水中的阳离子交换顺序如下：
H+＞Fe3+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞NH4+＞Na+＞Li+
阴离子交换树脂对于水中常见酸性阴离子交换能力的大小，与它的价数、水合离子半径以及它所形成相应酸的酸度有关，一般规律如下：
PO43-＞SO42-＞NO3-＞Cl-＞OH-＞F-＞HCO3-＞HSiO3-
在弱碱性阴离子交换树脂中，由于在碱性介质中 R≡NHOH几乎不离解，因此OH-是最容易被吸着的离子。弱碱性阴离子交换树脂对水中阴离子的交换顺序如下：
OH-＞SO42-＞NO3-＞PO43-＞Cl-＞HCO3-

离子交换器内树脂层中有空气会对再生效果有什么影响?为什么?

答案：离子交换器内树脂层中进入空气后，部分树脂被气泡包围，再生液便不能通过被空气所占领的部分树脂，因而使这部分树脂不能进行再生，导致交换器出力降低，出水水质不好。

钠型离子交换器在运行过程中出水硬度始终大于0.04mmol／L，原因是什么?如何处理?

答案：钠型离子交换器的出水硬度始终大于0.04mmol／L的原因如下：
(l)再生用盐液阀门泄漏或关不严。
(2)再生用的盐液浓度过低，再生用盐量不足。
相应的处理方法如下：
(l)及时检修阀门或再生液管路，设置两个阀门。
(2)检查溶盐槽及盐液箱内的沉淀物是否堵塞出口管，或各部分是否有损坏，应及时冲洗或检修。

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