化學(xué)水處理技術(shù)問答

1、第一局部水質(zhì)和水質(zhì)指標(biāo)1-1，天然水中的雜質(zhì)按顆粒大小可分成哪幾類？通常它們都是用什么工藝來除去的？答：天然水中的主要雜質(zhì)按其顆粒大小可分為三大類；1懸浮物：顆粒直徑在10 一4毫米以上；主要依靠自沉降或過濾的工 藝去除，有時(shí)也需進(jìn)行澄清和過濾；2膠體：顆粒直徑在10一610 _4毫米間；主要依靠混凝、澄清和過濾等工藝去除；3溶解物質(zhì)：顆粒直徑小于10 一6毫米，以離子或分子形態(tài)存在，形成真 溶液；通常必需用離子交換工藝去除。1-3，在天然水中通常溶有最多的離子有哪些？答：天然水中的化合物大都是電解質(zhì)，在水中多是以離子或分子形態(tài)存在的，在天然水中通常溶有最多的離子為：陽離子有鈉離子、鈣離子、鎂

2、離子；陰離子有重碳酸根、硫酸根、氯根；除此之外還有少量的鐵離子和二氧化硅等。1-4，水的懸浮物和濁度指標(biāo)的含義是什么？答：懸浮物就是不溶于水的物質(zhì)。它是取一定量的水經(jīng)濾紙過濾后，將濾紙截留物在110C下烘干稱重而測(cè)得，單位是毫克/升。由于操作不便，通常用濁度來近似表 示懸浮物含量。因?yàn)樗械哪z體含量和水的色度會(huì)干擾濁度的測(cè)定，所以濁度值不能完全表示水中懸浮物含量。濁度的測(cè)定常用比光或比色法， 先以一定量的規(guī)定的固體 分散在水中，配置成標(biāo)準(zhǔn)液，然后用水樣與之相比擬，以與之相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)液中含固體的量作為測(cè)定的濁度值，單位是毫克/升。1-5，水的含鹽量可有哪兩種表示方法?答：水的含鹽量為水中各種鹽類的

3、總和，單位：毫克 /升。通?？捎萌芙夤绦挝锘?蒸發(fā)殘?jiān)票硎?。其常用的表示方法為：一種是以所含各種化學(xué)鹽類總重量相加 來表示，其單位為毫克/升；另一種是以水中所含全部陽離子或陰離子的量濃度 來表示，其單位為毫摩爾/升。1-6，什么是溶液的電導(dǎo)和電導(dǎo)率？影響溶液電導(dǎo)的因數(shù)除了溶液本身的性質(zhì)外還有 哪些？答：用來表示水溶液的導(dǎo)電能力的指標(biāo)稱為電導(dǎo)。電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)。兩個(gè)面積各為1厘米2，相距1厘米的電極在某水溶液中的導(dǎo)電能力稱為該溶液的電導(dǎo)率，單位為西門子/厘米S/cm。影響溶液電導(dǎo)的因數(shù)除了溶液本身的性質(zhì)外還有電極的截面積和電極間的距離，以及測(cè)定時(shí)溶液的溫度等。1-7，電導(dǎo)率與含鹽量間有什么關(guān)

4、系？電導(dǎo)率測(cè)定時(shí)會(huì)受哪些因素的影響？答：因?yàn)樗腥芙獾拇缶植葵}類都是強(qiáng)電解質(zhì)，它們?cè)谒腥侩婋x成離子，當(dāng)水的含鹽量愈高，電離后生成的離子也愈多，水的電導(dǎo)能力就愈強(qiáng)，所以測(cè)定水溶液的電導(dǎo)率就愈高。但是，溶液的電導(dǎo)率不僅與離子含量有關(guān)，同時(shí)還與組成溶液的離子種類有關(guān)常見的不同離子的電導(dǎo)率見表，所以電導(dǎo)率并不能完全代表溶液的含鹽量。溶液的電導(dǎo)率測(cè)定時(shí)隨測(cè)定的溫度不同而變化，測(cè)定時(shí)溶液的溫度愈高，所測(cè)得的電導(dǎo)率也會(huì)愈高。1毫克/升各種離子相當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率25C陽離子電導(dǎo)率微西/厘米陰離子電導(dǎo)率微西/厘米Na2.13Cl2.14K1.84HCO0.7162.60co22.82Mg*3.82so21.542

5、50OH11.61-8，什么是水的COD測(cè)定COD有什么實(shí)際意義?水的COD即水的化學(xué)耗氧量。水的化學(xué)耗氧量指標(biāo)主要用來表征水中有機(jī)物的含量。天然水中的有機(jī)物種類繁多，很難準(zhǔn)確測(cè)定水中的有機(jī)物的含量， 作為大致估量水中 有機(jī)物含量，常利用有機(jī)物具有可氧化的共性，在一定條件下用氧化劑處理水樣，測(cè) 定其反響過程中所消耗的氧化劑的量換算成 Q來表示，即為水的化學(xué)耗氧量。簡(jiǎn)稱COD單位為：毫克Q /升。常用的氧化劑有高錳酸鉀和重鉻酸鉀。1- 9，1- 10，1-11，什么是水的硬度？什么是永久硬度、暫時(shí)硬度、碳酸鹽硬度、非碳酸鹽硬度?它們間各有什么關(guān)系?答：水中鈣、鎂離子的總濃度即為硬度，單位為毫摩爾

6、/升。如果與鈣、鎂離子結(jié)合的陰離子為重碳酸根和碳酸根，此時(shí)的硬度即為碳酸鹽硬度，因?yàn)樘妓猁}硬度在沸騰的水中會(huì)析出沉淀而消失硬度，故又稱為暫時(shí)硬度；如果與鈣鎂離子結(jié)合的陰離子為非碳酸根氯離子或硫酸根，那么此時(shí)的硬度即為非碳酸鹽硬度，也即為永久硬度。各種硬度之間的關(guān)系如下：水的總硬度=鈣硬度+鎂硬度=碳酸鹽硬度+非碳酸鹽硬度 =暫時(shí)硬度+永久硬度1- 12，1- 13，某水樣中含陽離子有Ca2+ = 80毫克/升、Mg2+ = 12毫克/升、Na+ =46毫克/升; 含陰離子有HCOJ = 305毫克/升、CI = 35 .5 毫克/升、以及 SO,求該水樣的含鹽量、碳酸鹽硬度、非碳酸鹽硬度、暫時(shí)

7、硬度、永久硬度、P堿度、M堿度？該水樣中含SO量約為多少？答：Ca2+ = 80 mg/ L=80-20=4mmol/L; Mg2+ = 12 mg / L=12- 12=1mmol/L; Na+ = 46 mg / L=46- 23=2mmol/L;所以該水樣的含鹽量 =4+ 1 + 2=7mmol/L。含陰離子有HCCT = 305 mg / L=305- 61=5mmol/L; Cl 一 = 35 .5 mg / L=35.5寧35.5=1mmol/L ;因?yàn)殛栯x子量應(yīng)等于陰離子量，所以 SC42- =7 5 1=1mmol/L=1X96=96mg/L。該水樣的總硬度=4+ 1=5mmo

8、l/L，堿度=5mmol/L，即屬于硬度=堿度的水樣。在總硬度=5mmol/L中碳酸鹽硬度=暫時(shí)硬度=5mmol/L，非碳酸鹽硬度=永久硬度=0。在全堿度=5mmol/L中，因?yàn)樗袥]有OH和CQ2；所以酚酞堿度P = 0,甲基橙堿度M= 5mmol/L。1-14，什么是酸度？水中含有能與強(qiáng)堿起中和作用的物質(zhì)的量稱為酸度，單位為毫摩爾/升?？赡苄纬伤岫鹊碾x子有1能全部離解出HT的強(qiáng)酸，如HCl、HSQ等。2強(qiáng)酸弱堿組成的鹽， 如鐵、鋁等離子與強(qiáng)酸組成的鹽。3弱酸，如HCO、HSiOa等。在天然水中酸度 主要由HCO形成。而在陽床出水中，原水所含的全部陽離子與樹脂交換后形成了H+，與全部陰離子會(huì)

9、組成相應(yīng)的酸，所以測(cè)定陽床出水的酸度有重要的實(shí)用價(jià)值。1- 15，什么是PH值？答：PH值的定義是水中氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)。通俗的說， PH值是表示水中酸堿性強(qiáng) 弱的一項(xiàng)指標(biāo)。水是一種極弱的電解質(zhì)，它只能微弱的電離為 H和OH;當(dāng)溫度一定 時(shí)，水中的氫離子濃度和氫氧根濃度的乘積總是保持一個(gè)定值。 在一般溶液中氫離子 濃度和氫氧根濃度的值非常小， 而在不同條件下它們的變動(dòng)范圍又很大， 因此用毫摩 爾/升來表示很不方便，所以常用 PH值來表示。PH = -lgH + = lg 1/H+。在中 性溶液中H+=10-7毫摩爾/升；那么它的PH值=7。在酸性溶液中H+ 10-7毫摩爾/ 升;那么它的PH值

10、N6NH4+K+;強(qiáng)堿樹脂的溶漲程度依次為： OH HC0SQ2-C。所以隨著樹脂在離子交換過程中因?yàn)槲x子的變換， 其體積也會(huì)不斷的變化。在實(shí)際運(yùn)行中, 當(dāng)樹脂在交換和再生過程中吸著離子的變換，樹脂的體積會(huì)發(fā)生漲縮，例如強(qiáng)酸強(qiáng)堿 樹脂由失效轉(zhuǎn)變?yōu)樵偕蜁r(shí)，體積會(huì)增加約 7%而弱堿樹脂由失效轉(zhuǎn)變?yōu)樵偕蜁r(shí)， 那么體積會(huì)縮小約20%這種屢次反復(fù)的漲縮會(huì)促使樹脂顆粒破碎。2-8，什么是樹脂上離子交換反響的可逆性？答：樹脂上進(jìn)行的離子交換過程具有可逆性，例如當(dāng)陽樹脂與水中H進(jìn)行離子交換時(shí)會(huì)發(fā)生下述反響：R卅N6 = RNa + rf 式中R代表樹脂骨架，即樹脂上的 H會(huì)與 水中的N6進(jìn)行離子交換；

11、但如果改變條件，離子交換過程會(huì)逆向進(jìn)行，RN廿H+ = RH + N6，即樹脂上的Na會(huì)與水中的H+進(jìn)行交換。由于樹脂的這個(gè)離子交換可逆性的特 性，在離子交換過程中經(jīng)過離子交換已經(jīng)失效了的樹脂可以進(jìn)行再生而重復(fù)使用。2-9，什么是樹脂的選擇性，各種樹脂對(duì)水中不同離子的選擇性的順序排列是怎樣的？答：樹脂對(duì)水溶液中不同的離子會(huì)有不同的吸著能力，樹脂對(duì)吸著能力強(qiáng)的離子容易 吸著，而且一旦吸著就不容易放出；而對(duì)吸著能力較弱的離子，即使吸著后，當(dāng)又遇 到吸著能力強(qiáng)的離子時(shí)，會(huì)放出原先吸著的離子而改吸吸著能力強(qiáng)的離子，這就是樹 脂的選擇性。樹脂的選擇性是樹脂能進(jìn)行離子交換的主要依據(jù)。樹脂對(duì)不同離子的選擇性

12、有以下規(guī)律：1元素的原子價(jià)愈高，選擇性愈強(qiáng)；2當(dāng)離子濃度改變，其選擇性也會(huì)改變。不同類別樹脂對(duì)不同離子的選擇性吸著能力的次序?yàn)椋?01 X 7 強(qiáng)酸樹脂 Fe 3+ AI3+CoT Mg+ NH4+ N6H+201 X 7 強(qiáng)堿樹脂 SO42_ C 0H HC0 HSiQ_D113 弱酸樹脂 H+ Fe3+Al 3+CoTMg+ Nh4+ N扌D301弱堿樹脂0H SO4 CHCO 對(duì)HSiQ無吸著能力2-10，離子交換過程的運(yùn)行和再生各依據(jù)樹脂的什么特性？答：例如氫一鈉離子交換過程中，樹脂上的氫離子與水中的鈉離子進(jìn)行交換主要依靠 樹脂對(duì)鈉離子的選擇性比對(duì)氫離子的選擇性高，因此樹脂防出氫離子而

13、從水中吸取鈉離子，這就是離子交換過程；當(dāng)樹脂失效成鈉型樹脂后，利用樹脂上離子交換反響的 可逆性，只要增加水中氫離子的濃度，根據(jù)質(zhì)量作用定律當(dāng)水中氫離子濃度與樹脂上 鈉離子濃度的乘積到達(dá)一定程度時(shí)， 離子交換過程就會(huì)逆向進(jìn)行，樹脂上的鈉離子又 會(huì)轉(zhuǎn)換成氫離子，即為再生過程。2-11，什么是樹脂的交換容量？答：一定體積或重量樹脂的離子交換能力即為樹脂的交換容量。單位：moi/ m樹脂。因?yàn)闃渲诓煌螒B(tài)時(shí)的體積因其溶漲性的不同而不同，所以相應(yīng)的交換容 量也會(huì)有不同，通常規(guī)定陽樹脂的交換容量以 H型樹脂體積為準(zhǔn)，陰樹脂的交換容量 以Cl型樹脂體積為準(zhǔn)。2-12，什么是樹脂的工作交換容量，在實(shí)際使用中

14、工作交換容量有什么意義？答：樹脂的工作交換容量是樹脂在實(shí)際運(yùn)行條件下的離子交換能力，常用于對(duì)實(shí)際運(yùn)行過程的分析和計(jì)算。樹脂的工作交換容量決定于實(shí)際運(yùn)行中樹脂的再生程度、水中的離子濃度、交換器樹脂層的高度、水的流速、交換器的水力特性及交換器樹脂失效 終點(diǎn)的控制等因數(shù)；在實(shí)際使用中，樹脂工交容量的意義為：在離子交換過程中樹脂 共能吸著的離子總量，所以交換器樹脂工交容量高即表示交換器運(yùn)行周期內(nèi)能吸著的 離子量多，也就是交換器周期制水量高，交換器的經(jīng)濟(jì)性能好。2-13，怎樣計(jì)算交換器運(yùn)行中樹脂的工作交換容量?答：交換器的樹脂總工作交換容量 =交換器在運(yùn)行中總制水量X進(jìn)水離子濃度一出水離子濃度交換器內(nèi)樹

15、脂的平均工作交換容量 =交換器樹脂總交換容量寧交換器內(nèi)樹脂的有效 體積2-14，當(dāng)利用強(qiáng)酸陽樹脂對(duì)水中的 CaT進(jìn)行Na+交換處理時(shí)，進(jìn)水中濃度=2.3mmol/L，出水的C尹濃度=0.003mmol/L。交換器共裝陽樹脂1.6m3，周期制水量=700用，怎樣計(jì)算交換器和樹脂的工作交換容量？答：樹脂的工作交換容量 =700 X 2.3 0.003 = 1608 mol3平均工作交換容量 =700 X 2.3 0.003- 1.6 = 1005mol/m2-15，樹脂在儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？答：樹脂在長(zhǎng)期儲(chǔ)存時(shí)，為使其穩(wěn)定，應(yīng)將其變?yōu)橹行喳}型；2樹脂在儲(chǔ)存中應(yīng)保持濕潤(rùn)防止失水；3樹脂應(yīng)盡量保存在

16、室內(nèi)，環(huán)境溫度保持在 540C，絕對(duì)不應(yīng) 低于0C,防止樹脂凍結(jié)崩裂。4為了防止細(xì)菌在樹脂中繁殖，最好將樹脂浸泡在蒸煮過的水中。2-16，新樹脂開始使用前應(yīng)作哪些予處理？答：因?yàn)樾聵渲谐：幸恍┻^剩溶劑及反響不完全而生成的低聚物和某些重金屬離子，它們可以污染出水水質(zhì)，所以新樹脂在使用前最好先進(jìn)行予處理，以提高樹脂的穩(wěn)定性。對(duì)陽樹脂的予處理流程為：1樹脂清洗，2用2 4%&度的NaOH浸泡48小時(shí)，3清洗，4用5%農(nóng)度的Hcl浸泡8小時(shí)，5清洗待用。對(duì)陰樹脂的予處理流程為：1樹脂清洗，2用5%&度的Hcl浸泡8小時(shí)，3 清洗，4用24%濃度的NaO隈泡48小時(shí)，5清洗待用如果樹脂在使用時(shí)已失水

17、而變枯燥，那么不應(yīng)立即接觸水，以防止樹脂膨脹而崩裂，應(yīng) 該先用飽和鹽水浸泡1820小時(shí)，然后逐步稀釋和清洗。如果機(jī)組同時(shí)處在啟運(yùn)階段，那么需要大量的系統(tǒng)沖洗用水，此時(shí)除鹽系統(tǒng)的出水水質(zhì)雖較差，但已完全能滿足沖洗用水的要求，因此除鹽系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)，樹脂那么可以不進(jìn)行 予處理而只需經(jīng)過徹底清洗，洗至排水無色無泡沫，即可再生和投運(yùn)。2-17，強(qiáng)酸陽樹脂在交換過程中有哪些主要交換特性？答：1經(jīng)強(qiáng)酸陽樹脂交換后，水中陽離子全部轉(zhuǎn)成出水有酸度而無硬度和堿度；2水中陰離子全部通過樹脂層，其中的 HC0會(huì)與H+生成CO;強(qiáng)酸樹脂對(duì)水中的陽離子的選擇性吸著順序?yàn)椋篎e3+ Ca2+Mg+NaH2-18，強(qiáng)堿樹脂有哪

18、些主要交換特性？答：1強(qiáng)堿樹脂對(duì)水中陰離子的選擇性為：SQ2 Cl OH HCO HSiQ,即它對(duì)強(qiáng)酸陰離子的吸著能力很強(qiáng)，對(duì)弱酸陰離子的吸著能力較小。2對(duì)很弱的硅酸，它雖然能吸著其 HSiQ，但吸著能力很差。2-19，弱堿樹脂有哪些主要交換特性？答：1弱堿樹脂對(duì)離子的選擇性順序?yàn)椋篛H SOT Cl HCO。2弱堿陰樹脂只能吸著水中的 SO2、Cl等強(qiáng)酸根，對(duì)弱酸根HCG的吸著能力很差，對(duì)更弱的硅酸根HSiQ不能吸著。3QH型弱堿樹脂對(duì)強(qiáng)酸根和弱酸根的吸著是有條件的，即吸著過程只能在酸性溶液中進(jìn)行，如果水的PH值過大時(shí)，水中的QH濃度大，因?yàn)槿鯄A樹脂對(duì)QH會(huì)優(yōu)先吸著,別的離子就不能取代它。所

19、以在中性溶液中 QH型弱堿樹脂就不能和它們進(jìn)行交換。4QH型弱堿樹脂在運(yùn)行中轉(zhuǎn)變成 Cl型時(shí)，其體積會(huì)有約25%勺收縮。2-20，弱酸樹脂在離子交換中有哪些工藝特性？答：1在離子交換過程中，弱酸樹脂只能與水中的碳酸鹽硬度交換而生成碳酸，與其他陽離子不起作用。因此利用弱酸樹脂時(shí)在去除水中碳酸鹽硬度的同時(shí)也降低了水的堿度；2弱酸樹脂即使在去除水中的碳酸鹽硬度時(shí)，也有一定的泄漏率，而且這泄漏率會(huì)隨著弱酸樹脂的失效程度加深而不斷增大；3由于弱酸樹脂不能去除除碳酸鹽硬度外的非碳酸鹽硬度和鈉離子等其他陽離子，所以在除鹽過程中必需與強(qiáng)酸樹脂聯(lián)合應(yīng)用；弱酸樹脂的工交容量高，價(jià)格也高，況且它的離子交換有嚴(yán)重的局

20、限性，因此它對(duì)于大多數(shù)碳酸鹽硬度較低的地表水的處理中有一定的限制。第三局部離子交換根本知識(shí)3- 1，離子交換過程應(yīng)遵守哪些根本原那么？答：1離子交換遵循等摩爾量交換的原那么，即水中1摩爾的離子與樹脂上同等的1摩爾離子進(jìn)行交換，即各離子在交換前后的摩爾量是相等的;2離子交換應(yīng)符合質(zhì)量作用定律，即化學(xué)反響速度與反響物濃度的乘積成正比。離 子交換過程和化學(xué)反響同樣符合質(zhì)量作用定律，即改變水中的離子組成可以控制交換 過程的進(jìn)行方向。3- 2，水中的離子與樹脂上的離子進(jìn)行交換應(yīng)經(jīng)過哪幾個(gè)步驟？答：水中的離子與樹脂上的離子進(jìn)行的交換過程可以分為：水中的離子在水溶液中擴(kuò)散到樹脂顆粒外表；擴(kuò)散到樹脂外表的離子

21、穿透樹脂顆粒外表的水膜。2水中的離子進(jìn)入樹脂顆粒內(nèi)部交聯(lián)網(wǎng)孔，在內(nèi)部擴(kuò)散，接觸到活性基團(tuán)；3水中的離子與樹脂上的離子進(jìn)行離子交換；4交換后的離子在樹脂交聯(lián)網(wǎng)孔內(nèi)擴(kuò)散，到樹脂顆粒外表；5交換下的離子穿過樹脂顆粒外表的水膜，擴(kuò)散進(jìn)入水溶液中。上述各步中第1與5稱為膜擴(kuò)散，第2與4稱為內(nèi)擴(kuò)散。3- 3，離子交換過程的交換速度由哪些因數(shù)來控制？答：離子交換過程的速度首先決定于到底是由膜擴(kuò)散或內(nèi)擴(kuò)散決定，而膜擴(kuò)散或內(nèi)擴(kuò)散會(huì)分別受到以下因素的不同影響：1溶液的濃度 溶液的濃度是影響擴(kuò)散速度的重要因素，濃度愈大，擴(kuò)散速度愈快。水溶液中的離子濃度對(duì)內(nèi)擴(kuò)散和外擴(kuò)散有不同程度的影響，當(dāng)濃度大，例如在O.1mol/

22、L時(shí)，膜擴(kuò)散的速度已較快，此時(shí)交換速度主要受內(nèi)擴(kuò)散的支配，這相當(dāng)于再生階段的情況。如離子濃度較小，例如在 0.003以下時(shí)，膜擴(kuò)散的速度就很慢，交換速度就受膜擴(kuò)散的支配，這相當(dāng)于運(yùn)行時(shí)的情況。2溶液的流速；溶液的流速只能加快膜擴(kuò)散，不能影響到內(nèi)擴(kuò)散。 3溶液的溫度；提高溶液溫度能同時(shí)加快膜擴(kuò) 散和內(nèi)擴(kuò)散。所以離子交換運(yùn)行和再生時(shí)，夏季的處理效果會(huì)比冬季好。4樹脂的交聯(lián)度；交聯(lián)度愈大，網(wǎng)孔愈小，其內(nèi)擴(kuò)散愈慢，尤其是當(dāng)水中有大離子時(shí)，對(duì)交換 速度的影響就會(huì)更顯著。5樹脂的粒徑；顆粒粒徑愈小，內(nèi)擴(kuò)散距離愈短，同時(shí)粒 徑愈小，相當(dāng)于增加了樹脂膜擴(kuò)散的外表積，從而加快了交換速度。3- 4，樹脂層內(nèi)的離子

23、交換過程是怎樣進(jìn)行的，的？答：1交換器在運(yùn)行中，樹脂域，即最上層的失效樹脂層稱失效層或飽和或稱工作層和最下層的未交換后的水質(zhì)已到達(dá)和這里的離子交換交換器最下部的一層樹脂在交換過的交換能力，而只是起保護(hù)出水水質(zhì)的作用,交換器的失效在樹脂層內(nèi)是怎樣反映層內(nèi)會(huì)形成三個(gè)區(qū)層、中層的交換層層。因?yàn)橥ㄟ^工作層劑成平衡狀態(tài)，所以程中不能發(fā)揮其全部故這局部樹脂層又稱為保護(hù)層。2交換器中樹脂層內(nèi)的離子交換過程可以看作是樹脂層內(nèi)的工作層不斷的向下移動(dòng)的過程。隨著工作層的不斷下移的同時(shí)，上層的失效層高不斷增加，下層的未交 換層高不斷的降低；只要在交換層下尚存有一定高度的未交換層樹脂，交換器的出水 水質(zhì)應(yīng)保持不變。3

24、當(dāng)樹脂層中的工作層的下緣下移到與樹脂層下緣接觸時(shí)，如果繼續(xù)運(yùn)行，勢(shì)必會(huì)因交換不完全而使水中帶有殘留的未交換離子，當(dāng)其濃度到達(dá)規(guī)定的指標(biāo)時(shí)，交換器就失效;4交換器實(shí)際運(yùn)行中樹脂層中的區(qū)域交界面是不平整的，因而當(dāng)樹脂層失效時(shí)實(shí)際 上工作層厚度也時(shí)不均勻的，當(dāng)其最厚處接觸到樹脂層底時(shí)，就會(huì)有離子漏過，所以實(shí)際上其失效點(diǎn)會(huì)提前，交界面愈不平整那么樹脂的利用率也就愈低。3- 5，通常交換器樹脂層內(nèi)的工作層約有多少厚？運(yùn)行中會(huì)受到哪些因數(shù)的影響？答：工作層的厚度通常約0.2米左右。運(yùn)行中工作層的厚度會(huì)受到多種因素的影響， 如：1水通過樹脂層的流速愈大，工作層那么愈厚；2樹脂的顆粒直徑愈大，工作層 愈厚；3

25、進(jìn)水中要去除的離子濃度愈大，工作層愈厚；4運(yùn)行中交換器內(nèi)水流愈不均勻，工作層愈厚。3- 6，怎樣利用H =Na離子交換的出水水質(zhì)曲線來解釋交換器的運(yùn)行過程?換中，當(dāng)樹脂層內(nèi)的工觸樹脂層底時(shí)，交換器護(hù)層的作用，出水水質(zhì)格范圍內(nèi)，如果以交換交換器出水水質(zhì)此處AB段，此時(shí)出水水質(zhì)穩(wěn)定，曲線答；在H = Na交作層向下移動(dòng)尚未接因有樹脂層內(nèi)下層保應(yīng)能平穩(wěn)的保持在合器出水量為橫坐標(biāo)，以為含鈉量作縱坐標(biāo)作水質(zhì)曲線，可見圖中的曲線 平穩(wěn)；當(dāng)樹脂層內(nèi)的工作層向下移動(dòng)至其下緣開始接觸樹脂層底時(shí)，交換器樹脂層內(nèi)下層保護(hù)層開始消失，出水中開始有應(yīng)該去除的離子漏過，出水水質(zhì)開始改變，即出水中的 含鈉量開始升高，曲線開

26、始漸升，到含鈉量到達(dá)失效標(biāo)準(zhǔn)后，即曲線升高至規(guī)定值時(shí)， 交換器失效停運(yùn)，樹脂進(jìn)行再生處理。其水質(zhì)變化即圖中的BC段，其中B點(diǎn)即工作層開始接觸樹脂層底點(diǎn)，C點(diǎn)即交換器的失效點(diǎn)如果繼續(xù)運(yùn)行，工作層內(nèi)未交換的離子迅速大量的漏出，使出水水質(zhì)迅速惡化，含鈉量迅速增高直到樹脂層內(nèi)的工作層全部消失，即樹脂層全部成失效層，此時(shí)的出水水質(zhì)就完全與進(jìn)水水質(zhì)相同。見圖中的 CD曲線；圖中E及A的縱坐標(biāo)高度e及e分別表示進(jìn)水和出水中的含鈉量；而 C點(diǎn)的縱坐標(biāo)e 那么等于交換器控制的出水水質(zhì)合格標(biāo)準(zhǔn)。3-7，從水質(zhì)曲線上怎樣看出交換器的工作交換容量、總交換容量和失效后的樹脂殘余的工作交換容量？答：因?yàn)榻粨Q器總工交容量=

27、進(jìn)水離子含量-出水離子含量x交換器周期制水量， 從圖來看，交換器的總工交容量就應(yīng)等于曲線 ABCFE所包含的面積的數(shù)值。而 ABCDE 面積即為交換器樹脂的總交換容量。CDF 所包含的面積即為因工作層厚度而喪失的交換容量即交換器失效后的樹脂剩余的工作交換容量。3-8，多種陽離子與氫型樹脂交換過程各種吸著離子在樹脂層中有怎樣的分布規(guī)律？答：當(dāng)含有多種離子的水在固定床內(nèi)與氫型樹脂交換時(shí)，他們?cè)跇渲瑢觾?nèi)的分布規(guī)律如下：1吸著離子在樹脂層內(nèi)的分布，時(shí)按其被樹脂吸著能力的大小，自上而下依次分布的。最上部是吸著能力最大的離子即選擇性最大的離子，最下部是吸著能力最小的離子。2各種離子的被吸著能力差異愈大，在

28、樹脂層中的分層愈明顯。各種離子的被吸著能力差異較小時(shí)，在樹脂層中分層不明顯。例如同是二價(jià)的和Mg*因它們的選擇性差異小，在樹脂層內(nèi)混排在同一層內(nèi)，只是在此層的上部CeT含量較大，而在下部那么的含量較大3-9，在含多種陽離子的進(jìn)水與H型樹脂的離子交換過程中，樹脂層內(nèi)各種離子吸著層相互間的變化有什么規(guī)律？答：1在含多種陽離子的進(jìn)水與 H型樹脂的離子交換過程中，在樹脂層內(nèi)各層間都 會(huì)存在有失效層、交換層和未交換層。2隨著運(yùn)行的進(jìn)行，各離子層的失效層都不斷的增厚，交換層都不斷的下移，未交3各離子層失效增加的速度多決濃度的比例。4當(dāng) J Nsf離脂層底時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)，水質(zhì)才會(huì)換層都不斷的減層厚度的比例及其

29、定于進(jìn)水中各離子子的交換層到達(dá)樹有Nsf離子在出水中有變化；而其它離子的交換層的下移對(duì)交換器出水水質(zhì)不會(huì)有改變5進(jìn)水中Na*離子濃度占總離子濃度的比例愈高，運(yùn)行中Nsf離子的交換層下移的速度愈快，交換器運(yùn)行的周期會(huì)愈短，對(duì)交換器的運(yùn)行愈不利。3-10，含有Fe3+ C、Nsf的進(jìn)水經(jīng)過H型樹脂的交換，正常出水中應(yīng)含哪些離子？ 樹脂層內(nèi)各種離子會(huì)按怎樣的順序排列？在樹脂失效時(shí)，含有Fe3*、C、Na*的進(jìn)水中各種離子按怎樣的順序漏入出水中?答：含有Fe3+ C、Na*的進(jìn)水經(jīng)過H型樹脂的交換，正常出水中應(yīng)含 J和少量漏 過的Na*。樹脂層內(nèi)各種離子的排列會(huì)按樹脂對(duì)各種離子的選擇性自上而下依次排列

30、， 即Fe3*在樹脂層的最上部，下面為 CsT離子層，再下面是Na*離子層。最下層為未 接觸水中離子的H型樹脂層。在樹脂失效時(shí)各種離子漏入出水中的順序?yàn)槭紫嚷┏龅?是Na，其次為cf，最后是Fe*。3-11，多種陽離子與氫型樹脂交換過程時(shí)的出水水質(zhì)曲線是怎樣的?樹脂交換過況可見其水答：多種陽離子與氫型程時(shí)的出水水質(zhì)變化情質(zhì)曲線圖。1因?yàn)镠型樹脂對(duì)Ns*的選擇性最小，所以Na*首先漏入出水中，當(dāng)樹脂層中的Na*和H的交換層接觸到樹脂層底后，出水中的Na*的濃度迅速增加，但同時(shí)進(jìn)水中的Cea *仍不斷的從鈉型樹脂層中交換出 Ns*,因此出水中Na*的 濃度會(huì)超過進(jìn)水中Na*的濃度，直至樹脂層中的C

31、ea*和Na*的交換層消失，出水中 的Na*濃度才會(huì)與進(jìn)水的Ns*濃度保持相等。2當(dāng)鈉型樹脂層消失時(shí)，和Ns*的交換層也開始接觸樹脂層底，因此同時(shí)會(huì)有Cf漏入出水中，同樣隨著樹脂層中的鈣型樹脂層的下移和消失，出水中Ca2*的濃度也會(huì)超過進(jìn)水中的濃度而最終保持與進(jìn)水濃度相等。如果運(yùn)行繼續(xù)，出水中有Fe3 *出現(xiàn)，而且其濃度也迅速增加，直至其出水中的濃度與進(jìn)水濃度相等，交換器那么徹底失效3-12，交換器內(nèi)樹脂層的總高度對(duì)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性有什么影響，為什么?答：在交換器失效時(shí)，交換劑工作層內(nèi)的樹脂并沒有全部失效，但因?yàn)闃渲瑢觾?nèi)工作 層的厚度相對(duì)是固定的，所以當(dāng)樹脂總層高較低時(shí)，工作層厚度占總層高的百分率就

32、 相對(duì)降低，未完全利用的樹脂的百分率也就較高， 交換器的總交換容量就相對(duì)的也降 低。當(dāng)提高樹脂層總高度時(shí)即提高了樹脂的利用率，因此會(huì)提高交換器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。第四局部一級(jí)化學(xué)除鹽4- 1，天然水進(jìn)入鍋爐前為什么要進(jìn)行處理？答：鍋爐是用來將水加熱生成蒸汽的設(shè)備，在鍋爐內(nèi)由于大量水蒸發(fā)生成蒸汽，水中 的一些雜質(zhì)會(huì)留在爐水內(nèi)，而且其濃度會(huì)劇烈的增加，天然水中雖然含的雜質(zhì)不多， 但是在鍋爐內(nèi)高度濃縮的環(huán)境下， 會(huì)對(duì)鍋爐的平安經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生危害。 尤其是水中的 某些化合物會(huì)濃縮而在鍋壁上產(chǎn)生沉淀， 破壞渦壁的傳熱，使鍋壁金屬產(chǎn)生局部過熱。 因此天然水在進(jìn)入鍋爐前必需先除去這些有害的雜質(zhì)，以保證鍋爐的平安經(jīng)濟(jì)

33、運(yùn)行。4- 2，什么是化學(xué)除鹽水處理工藝？答：將水中的所有陽離子全部轉(zhuǎn)換成氫離子， 所有的陰離子全部轉(zhuǎn)換成氫氧根，這樣, 水中就只有氫離子和氫氧根構(gòu)成的水分子，其他陽陰離子構(gòu)成的化學(xué)鹽類都消失了，這種水處理工藝稱為化學(xué)除鹽水處理工藝。4- 3，化學(xué)除鹽水處理中的離子轉(zhuǎn)換主要依靠什么過程來完成？答：離子轉(zhuǎn)換主要依靠離子交換來完成，在一種離子交換劑的外表上，水中的離子可 以與離子交換劑所攜帶的離子按一定的規(guī)律進(jìn)行交換，這樣，經(jīng)過交換，水中的離子 就吸者在離子交換劑上，而離子交換劑上原來所帶的離子就進(jìn)入水中。目前常用的離子交換劑主要是人工合成的離子交換樹脂4- 4，化學(xué)除鹽過程的主要原理是什么？答：

34、1水中的陽離子經(jīng)強(qiáng)酸陽樹脂交換后，全部轉(zhuǎn)變成H+ ；2水中的堿度HCO與H+可生成CQ ；3水中的剩余陰離子經(jīng) 0H型樹脂交換后，全部轉(zhuǎn)變?yōu)?0H ，因此。經(jīng)H型和0H型樹脂交換后，水中只有 J、0H和水分子；4因?yàn)殡x子交換是等摩爾量進(jìn)行的，水中陽離子交換后生成的H+和陰離子交換后生成的0H與原來水中的陽、陰離子一樣也應(yīng)是等摩爾量的，所以出水應(yīng)為中性， 其PH仍應(yīng)等于7。4- 5，寫出化學(xué)除鹽過程的化式o答: 1強(qiáng)酸陽床的離子交換反響方程式2除二氧化碳器的反響方程式3陰床離子交換反響方程式4- 6，交換器正常啟動(dòng)時(shí)應(yīng)該如何操作？答：首先翻開交換器空氣閥，稍開進(jìn)水閥向交換器進(jìn)水，隨著水不斷進(jìn)入，

35、交換器內(nèi) 原存的空氣由空氣閥排出，可以用手在空氣閥下試探排出的氣流來判明交換器在正常 進(jìn)水。當(dāng)交換器進(jìn)滿水時(shí)，空氣閥就有水溢出，關(guān)閉空氣閥，翻開交換器正洗排水閥,開大進(jìn)水閥，調(diào)節(jié)進(jìn)水流量至正常運(yùn)行時(shí)控制的水流流量，交換器正洗至排水到達(dá)正常運(yùn)行時(shí)的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)閉正洗排水閥，翻開交換器出水閥開始運(yùn)行制水。4-7，交換器內(nèi)樹脂層失水后在啟動(dòng)前應(yīng)該如何進(jìn)水？為什么？答：應(yīng)先由交換器上部進(jìn)水至水位高于樹脂層后，改由底部進(jìn)水至空氣閥溢水為止。因?yàn)橛山粨Q器上部進(jìn)水時(shí)，樹脂顆粒間夾雜的空氣不能排除， 因此必需采用底部進(jìn)水 將空氣隨上升的水流同時(shí)排除。 但當(dāng)交換器樹脂層內(nèi)無水時(shí)，由交換器底部進(jìn)水會(huì)因 樹脂顆

36、粒間的摩擦力使樹脂層成一個(gè)整體上抬，此時(shí)會(huì)造成中排裝置的彎曲或斷裂。4-8，監(jiān)視交換器在運(yùn)行中進(jìn)水和出水的壓力有什么作用？答：監(jiān)視交換器在運(yùn)行中進(jìn)水和出水的壓力主要是監(jiān)視水流經(jīng)過交換器樹脂層時(shí)的壓 力降，也即水流流經(jīng)樹脂層時(shí)的阻力。影響阻力的因數(shù)很多，包括交換器的水流流量、 樹脂層的總高度、樹脂層面小樹脂顆粒的粒徑和層厚、 運(yùn)行中樹脂層面的截污程度等。 由于上述因數(shù)的影響，交換器經(jīng)過假設(shè)干周期運(yùn)行后與剛投運(yùn)周期相比，其壓力降會(huì)增高，過高的壓力降會(huì)造成交換器中排裝置故障，因此當(dāng)壓力降過高時(shí)交換器樹脂層就應(yīng)該進(jìn)行反洗，以排除樹脂層中的樹脂碎片和積聚的污物。4-9，怎樣調(diào)節(jié)交換器正常運(yùn)行的出力？答：

37、因?yàn)榻粨Q器的出力=交換器截面積X流速，通常當(dāng)進(jìn)水含鹽量不超過 5mmol/L 時(shí)，除鹽系統(tǒng)交換器運(yùn)行流速選用 5 25m/h，由此可以由交換器的截面積算得交換 器運(yùn)行時(shí)的正常出力。但交換器運(yùn)行流速會(huì)受進(jìn)水水質(zhì)和樹脂特性等的影響，選用較高流速時(shí)會(huì)增加樹脂層的阻力，運(yùn)行中會(huì)容易造成中排裝置的故障，同時(shí)還會(huì)降低樹 脂的平均工交容量。4-10，說明交換器的進(jìn)、出水裝置的作用原理答：交換器進(jìn)水裝置的作用原理：1使進(jìn)入交換器內(nèi)的水流分配均勻；2使進(jìn)水流 不會(huì)直接沖擊樹脂層外表，保持樹脂層外表平整；3反洗時(shí)將樹脂層內(nèi)的懸浮物及破碎的樹脂碎片隨反洗水排出交換器。交換器出水裝置的作用原理：1支撐樹脂層，過濾水流

38、，使出水水流均勻的通過樹 脂層引出交換器；2反洗和再生時(shí)均勻的分布水流和再生液。4-11，除鹽系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水懸浮物、有機(jī)物含量和剩余氯含量有什么要求？懸浮物、有機(jī)物含量和剩余氯含量過高對(duì)除鹽系統(tǒng)運(yùn)行有什么影響？答：根據(jù)水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，除鹽系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水的濁度要求小于2mg/L,剩余氯含量要求小于O.1mg/L，COD應(yīng)不超過2mg/L；濁度超標(biāo)表示水中懸浮物過高，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì) 污染樹脂，增加運(yùn)行中樹脂層的阻力，降低樹脂的交換容量，反洗時(shí)過量的懸浮物進(jìn) 入樹脂層，會(huì)積聚在樹脂層內(nèi)，造成運(yùn)行中的偏流，影響出水水質(zhì)；COD化學(xué)耗氧量表示原水中有機(jī)物的含量，水中的有機(jī)物主要容易污染強(qiáng)堿樹脂，會(huì)堵塞強(qiáng)堿樹 脂的

39、微孔，造成樹脂結(jié)塊；要降低水中的有機(jī)物含量，常用的方法是加氯，但氯對(duì)有 機(jī)物氧化的同時(shí)，也會(huì)氧化樹脂，使樹脂結(jié)構(gòu)破壞，縮短樹脂的使用壽命，所以必須 控制剩余在水中的氯的含量。通常經(jīng)過混凝處理后的水質(zhì)，出水濁度應(yīng)低于5mg/L，再經(jīng)過濾，濁度應(yīng)不超過2mg/L， 水中有機(jī)物含量會(huì)降低50 70%如果在凈水過程不采用加氯來除有機(jī)物，那么水中不 會(huì)存在剩余氯。4-12，如果進(jìn)水平均懸浮物含量為 2mg/L，陽床按40m/h出力運(yùn)行25小時(shí)，進(jìn)水帶 入陽床的懸浮物總量會(huì)有多少？如果陽床按40m/h出力運(yùn)行25小時(shí)，那么進(jìn)入陽床的水量40 X 25=1000帛：，進(jìn)水平 均懸浮物含量為2mg/L,此時(shí)進(jìn)

40、水帶入陽床的懸浮物總量應(yīng) =1000X 2=2000g=2Kg。4-13 ,除鹽系統(tǒng)運(yùn)行中為什么要測(cè)定陰床出水的電導(dǎo)率來判斷陽床的失效，而不直接測(cè)定陽床出水的電導(dǎo)率來判斷陽床失效？能否估算出陽床失效時(shí)其出水電導(dǎo)率會(huì)有多大的變化？答：原水經(jīng)陽離子交換后，水中所有的陽離子全部轉(zhuǎn)變?yōu)镠+，此時(shí)水中除了 H+外還有原水中的全部陰離子，假設(shè)原水陽離子總含量=3.3mmol/L，陰離子中HCO=1.3mmol/L, Cl及SQ2的含量各為1mmol/L,此時(shí)陽床出水中各離子的電導(dǎo)率就應(yīng) 約等于：rf =3.3 X 250 = 825 卩 S/cm, HCO = 1.3 X 61 X 0.715= 57 卩

41、 S/cm，Cl = 1 X 35.5 X 2.14 = 76 卩 S/cm, SQ = 1 X48X 1.54 = 74 卩 S/cm,此時(shí)陽床出水總電導(dǎo) 率約等于1032卩S/cm。當(dāng)陽床失效時(shí)，出水中有 200卩g/L (=0.2mg/L)的未轉(zhuǎn)變 成H：因此出水的電導(dǎo)率會(huì)降低 0.2 X 250+ 0.2 X 2.1350卩S/cm,即陽床此時(shí)出水 總電導(dǎo)率由原來的1032降低至982卩S/cm,其降低值僅為50/1032=0.048 ,從表計(jì)顯 示上不會(huì)很明顯。但在陰床出水中，原來因陽床出水的H與陰床出水中的QH是等摩爾量的，所以電導(dǎo)率理論上應(yīng)等于0,當(dāng)陽床因有0.0087mmol/

42、L的Na+泄漏，造成H+有0.0087mmol/L的降低時(shí)，陰床出水中就會(huì)有0.0087mmol/L的QH的過剩，此時(shí) 其電導(dǎo)率會(huì)由原來的0增高至0.0087 X 17X 11.6 = 1.7卩S/cm,表計(jì)顯示的變化就 會(huì)非常明顯判斷出來。同時(shí)，由于有QH的過剩，出水的PH值也會(huì)出現(xiàn)升高。所以運(yùn)行中通常都用陰床出水的變化來判斷陽床的失效。附 水中每含1mg/L離子時(shí)水溶液的電導(dǎo)率為：Hf=250卩S/cm； Nai=2.13卩S/cm； HCQ 2=0.715 卩 S/cm； Cl =2.14 卩 S/cm； SQ =1.54 卩 S/cm； QH =11.6 卩 S/cm。4-14，運(yùn)行統(tǒng)

43、計(jì)中怎樣來計(jì)算陽床的進(jìn)水離子含量？為什么？答：運(yùn)行中陽床的進(jìn)水離子含量通常用陽床進(jìn)水的堿度與陽床出水的酸度相加的和來計(jì)算；因?yàn)殛柎策M(jìn)水中的所有陽離子經(jīng)過陽床后，都應(yīng)交換為氫離子，此時(shí)有一局部 氫離子會(huì)與水中的堿度生成二氧化碳而消耗，所有測(cè)定陽床出水的酸度實(shí)際上是與堿度反響后剩余的氫離子，進(jìn)水中的氫離子總含量就應(yīng)包括陽床出水的酸度與進(jìn)水的堿 度的和。4-15，運(yùn)行統(tǒng)計(jì)中怎樣來計(jì)算陰床的進(jìn)水離子含量？為什么？答：陰床的進(jìn)水中的離子含量即陽床出水中所含的陰離子，此時(shí)，原水中的堿度已生 成二氧化碳而消失，所以陽床出水的酸度即為陰床進(jìn)水的離子含量。但是，在滴定堿 度時(shí)弱酸陰離子在指示劑顯色時(shí)并不包括在內(nèi)

44、，所以，陰床的進(jìn)水中的離子含量應(yīng)等于陰床進(jìn)水酸度+進(jìn)水中CO/44 +進(jìn)水中SiO 2/60。在陰床進(jìn)水中所含弱酸陰離子 包括經(jīng)過脫碳塔后剩余的微量二氧化碳和原水中原有的二氧化硅，其總含量通常很低而且很穩(wěn)定，因此，在計(jì)算時(shí)，一般用陽床出水的酸度加0.2或0.3來來計(jì)算陰床的進(jìn)水離子含量。4-16，陽床正常運(yùn)行時(shí)出水中有沒有硬度，為什么？答：陽床在正常運(yùn)行中，當(dāng)鈉離子與氫離子的交換層接觸到樹脂層底時(shí)，鈉離子就開 始進(jìn)入出水中，濃度到達(dá)失效標(biāo)準(zhǔn)時(shí)就判定交換器失效了，此時(shí)鈉離子的飽和層對(duì)鈣離子與鈉離子的交換仍能起有效的保護(hù)作用，因此正常運(yùn)行中陽床出水中不會(huì)有硬度出現(xiàn)。4-17，陽床正常運(yùn)行時(shí)出水中有

45、沒有堿度，為什么？答：在陽床的離子交換中，進(jìn)水所含的陽離子全部交換成氫離子，進(jìn)水時(shí)原水中含的 堿度即重碳酸根離子與氫離子起中和作用而生成二氧化碳和水，原有的堿度消失了。所以陽床正常運(yùn)行中出水不會(huì)有堿度4-18，陽床出水進(jìn)入除碳器除去的二氧化碳是哪里來的，其含量如何計(jì)算？答：陽床出水進(jìn)入除碳器除去的二氧化碳， 其中除了有一小局部是原水中本來所含的 氣體外，大局部是原水中所含的堿度即重碳酸根離子與原水中的陽離子經(jīng)陽樹脂 交換后生成的氫離子中和后的產(chǎn)物，即 HCO + H+ = H20 + CO。其含量可以通過原 水中重碳酸根離子的含量來計(jì)算， 因?yàn)樗忻亢?mmol/L的重碳酸根離子，交換后 就會(huì)生成1mmol/L的二氧化碳，即要除去的二氧化碳的摩爾量應(yīng)該等于原水的堿度。4-19，在除鹽過程中陽床出水的含鈉量有可能會(huì)高于進(jìn)水的含鈉量嗎，為什么？答:在化學(xué)除鹽過程中，當(dāng)陽床樹脂層中的氫和鈉的離子交換全部變?yōu)殁c離子的飽和 層后，此時(shí)樹脂層對(duì)鈉離子已無交換能力，即鈉離子會(huì)直接流過樹脂層，但在此同時(shí) 進(jìn)水中的鈣離子仍不斷的從飽和了的鈉型樹脂層中交換出鈉離子，因此此時(shí)出水中鈉離