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水质工程学（一）复习思考题

一、名词解释

1、水体自净污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，

使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分地或完全地恢复原状，这

种现象称为水体自净。

2、反应器在化工生产过程中，都有一个发生化学反应的生产核心部分，发生化学

反应的容器称为反应器。

3、活塞流反应器和恒流搅拌反应器活塞流反应器：也称管式反应器，流体是以队

列形式通过反应器，液体元素在流动的方向上绝无混合想象，每一流体元素

停留时间都是相等的，各点上的反应物浓度和反应速度有确定值。恒流搅拌

反应器：也称连续搅拌罐反应器，物料不断进出，连续流动。反应器各点浓

度完全均匀，反应速度不随时间变化，有返混作用。

4、胶体稳定性指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。分为1、动力学

稳定性 2、聚集稳定性。

5、凝聚和絮凝凝聚指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程；絮凝指脱稳的胶体或微

小的悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。

6、四个混凝作用机理1、压缩双电层作用机理2、吸附—电性中和作用机理3、

吸附架桥作用机理4、沉淀物的网捕、卷扫作用机理

7、胶体保护当胶粒表面被高分子物质全部覆盖后，量胶粒接近时，由于“胶粒－

胶粒”之间所吸附的高分子受到压缩变形而具有排斥势能，或者由于带电高

分子的相互排斥，使胶粒不能凝聚。

8、异向絮凝和同向絮凝异向絮凝：指脱稳胶体由于布朗运动相碰撞而凝聚的现

象。同向絮凝：指借助于水力或机械搅拌使胶体颗粒相碰撞而凝聚的现象。

9、自由沉淀和拥挤沉淀颗粒在沉降过程中不受颗粒彼此间影响的沉淀，称为自由

沉淀。颗粒在沉淀过程中相互干扰，使悬浮颗粒以接近或相同的沉速拥挤下

沉，呈界面式沉降，出现清、浑水层间的明显界面( 浑液面 ) 的沉淀，称为拥

挤沉淀。

10、截留沉速和表面负荷截留沉速 u0 指能够全部被去除的颗粒中的最小颗粒的沉

q Q Q

A BL

降速度。表面负荷q 是指单位沉淀面积上承受的水流量，其中

11、接触絮凝在池形成一个絮体浓度足够高的区域，使投药后的原水与具有很高体

积浓度的粗粒絮体接触，可以大大提高原水中细粒悬浮物的絮凝速率，这种

方式称为接触絮凝。

12、均质滤料均质滤料指沿着整个滤层深度方向的任一横断面上，滤料组成和平均

粒径均匀一致的滤料。

13、反粒度过滤反粒度过滤指过滤时，滤料层中滤料粒径顺水流方向由大变小，以

提高滤层含污能力的过滤方式。

14、直接过滤直接过滤指原水没有经过絮凝直接进入过滤池进行过滤的方式。

15、负水头负水头指在过滤过程中，滤层截留了大量的杂质，以致于砂面以下某一

深度处的水头损失超过该处水深的现象。

16、滤层膨胀率滤层膨胀度指反冲洗时，滤层膨胀后所增加的厚度与膨胀前厚度之

比。公式为

L L0

100%。

e L

17、冲洗强度冲洗强度 q 指单位面积滤料层上所通过的冲洗水量，单位为 L/s ·m2。

18、吸附容量单位体积或单位质量所能吸附的吸附质的量。

19、活性炭再生在活性炭本身结构不发生成极少发生变化的情况下，用某种方法将

被吸附的物质，将吸附在活性炭表面的吸附质除去，恢复活性炭的吸附能力。

20、需氯量和余氯量需氯量：指杀死细菌、氧化有机物及还原性物质所消耗的氯量。

余氯量：指抑制水中残余细菌的再度繁殖，管网中需维持的少量剩余氯。

21、折点加氯加氯量超过折点需要量的加氯方式。

22、高级氧化任何以产生羟基自由基作为氧化剂的氧化过程。

23、溶胀性干树脂浸泡水中时，体积胀大，成为湿树脂；湿树脂转型，体积也发生

变化，这种体积发生变化的现象称为溶胀性。

24、全交换容量和工作交换容量全交换容量Et ：指单位质量树脂所具有可交换离

子的总数量。工作交换容量Eop：指在给定条件下，单位质量树脂实际可利用

的可交换离子的数量。Eop＝（ 60～ 80）％ Et 。

25、混床混床是混合离子交换柱的简称，是针对离子交换技术所设计的设备，就是

把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装置中，对流体中的

离子进行交换、脱除。

26、膜滤膜滤过程是以选择性透过膜为分离介质，在两侧加以某种推动力时，原料

一侧的组分选择性地透过膜，从而达到分离或提纯的目的。

27、反渗透当一个半透性膜的两侧装有不同浓度的溶液时，在浓溶液侧加上大于其

渗透压的压力，水分子从咸水一侧反向地通过膜透过到纯水一侧的现象。

28、超滤浓差极化在超滤过程中，水连同小分子透过膜，而大分子溶质则被膜所阻

拦并不断累积在膜表面上，使溶质在膜面处的浓度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，这种现象称为浓差极化。

29、极限电流密度在电渗析过程中使水分子产生离解反应时的操作电流密度。

30、含湿量 1kg 干空气所含水蒸气的重量称为湿空气的含湿量，也称比湿。

31、湿球温度即极限冷却温度，在水冷却过程中的极限冷却温度常用湿球温度计来

测量。

二、问答题

1、天然水中杂质按尺寸大小可分成几类？了解各类杂质主要来源、特点、及一般

去除方法。1、悬浮物泥砂类无机物质和动植物生存过程中产生的物质

或死亡后腐败产物等有机物尺寸较大，在水中不稳定，常常悬浮于

水流中重力沉降2、胶体细小的泥砂、矿物质等无机物和腐殖质等

有机物比表面积很大，有明显表面活性，常带电，稳定的存在于水中

物理化学方法 3 、溶解物气体、矿物质等溶解呈真溶液状态存在，

难以除去离子交换与膜技术

2、什么叫水体的富营养化？水体富营养化有何危害？指富含磷酸盐和氮素的水，

在光照和其他环境适宜的情况下，水中的营养物质使水中的藻类过量生长，

在随后藻类死亡和异养微生物代谢活动中，水中溶解氧被耗尽，造成水体质

量恶化和水生态环境结构破坏的现象。危害：1、使水味变得腥臭难闻2、

降低水的透明度 3、消耗水中的溶解氧4、向水中释放有毒物质5、影响供

水水质并增加供水成本6、对水生生态的影响

3、理想反应器有哪几种类型？各有何特点？1、完全混合间歇式反应器（ CMB型）：

在 CMB型反应器中，搅拌使物质均匀混合，同时进行反应，直到反应产物达

到预期要求时停止反应，并排出产物。整个反应器为一个封闭系统，该系统

在反应过程中不存在由物质迁移（质量传递）而导致的物质输入和输出 2 、完全混合连续式反应器（ CSTR型）：在 CSTR型反应器中，反应物投入后，

经搅拌立即与反应器液体达到完全均匀混合，新反应物连续输入，反应产物

也连续输出。 CSTR型反应器所用消毒时间较长，如果采用多个体积相等的

CSTR型反应器串联使用，将会大大缩短反应时间。 3、活塞流反应器（ PF

型）：

物料以相同流速平行流动，无扩散作用，物料浓度在垂直于液流方向完全均

匀，而沿着液流方向将发生变化。唯一的质量传递是平行流动的主流传递。

4、为什么串联的 CSTR型反应器比同容积的单个CSTR型反应器效果好？既可以使

反应过程有一个确定不变的反应速度，又可以分段控制反应，还可以使物料

在反应器的停留时间相对地比较集中。

5、典型给水处理工艺流程和典型污水处理工艺流程有哪些？给水处理：地表水常

规处理、地表水直接过滤、高浊度水处理、受污染水源处理污水处理：

城市污水处理、回用水处理、焦化废水处理、洗浴废水处理

6、何谓胶体稳定性？试用胶粒间相互作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。胶体

稳定性指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。分为1、动力学稳

定性 2、聚集稳定性。将排斥势能E R与吸引势能 E A相加可得到总势能E。在

E～ x 曲线上，当x＝ ob 时存在最大值 E max，即为排斥能峰；当x＜ oa 或 x＞oc 时，吸引势能占优势，两胶粒可相互吸引；当oa＜x＜ ob 时，排斥势能

占优势，且存在排斥能峰，

两胶粒相互排斥。因此，

只有 x＜ oa 时，吸引势能

E 随 x 减小而急剧增大，两

A

胶粒才会发生凝聚。如果

布朗运动的动能 E ＞ E ，

B max

两胶粒之间就可通过布朗运动克服排斥能峰而碰撞凝聚。但是天然水中胶体布朗运动的动能E B＜＜

E max，于是胶体长期处于分散稳定状态。

7、混凝过程中，压缩双电层作用和吸附—电性中和作用有何异同？同：都可使胶

体ζ电位降低异： 1、压缩双电层是依靠溶液中反离子浓度增加而使胶体

扩散层厚度减小，导致ζ电位降低，其总电位0 保持不变，且为纯静电作

用，不可能使胶体电荷符号改变。2、吸附－电性中和是异号反离子直接吸

附在胶核表面，总电位0会发生变化，会由0降低至'

k 3、0 ，ζ电位降低

至

压缩双电层通常由简单离子（如Na+、Ca2+、Al 3+等）起作用，而吸附－电性

中和通常由高分子物质或高聚合离子起作用。

8、高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？

1、胶体颗粒表面电荷不但可能被降为零，而且还可能带上相反的电荷，即

是胶体颗粒反号，发生再稳定现象 2 、形成胶体保护

9、目前我国常用的混凝剂有哪几种？各有何优缺点？1、硫酸铝：使用方便，混

凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响，但是水温低时硫酸铝水解

困难，形成的絮凝体较松散，处理效果不及铁盐混凝剂。2、三氯化铁：易

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铝盐好。具有强腐蚀性，投加量最佳围较窄，如果控制不好，会导致出水的

色度增大。固体产品易受潮，不易保管。3、聚合铁：投药剂量低，形成絮

体的速度较快，矾花粗大，沉降迅速。适应的水质条件较宽，基本上不用控

制溶液 pH 值。其腐蚀性大大减弱。处理后水的色度和铁离子含量均较低。

PFS 对人体无生理毒性，是非常安全的水处理剂。4、有机高分子混凝剂：

在混凝过程中吸附架桥作用显著，对于高浊水、低浊水和污水处理、污泥脱

水都有显著的效果，同时用量较低，但是因其价格昂贵，使用受到一定限制。

10、什么是同向絮凝和异向絮凝？两者的絮凝速率与哪些因素有关？其控制指标

是什么？异向絮凝：指脱稳胶体由于布朗运动相碰撞而凝聚的现象。同向絮凝：指借助于水力或机械搅拌使胶体颗粒相碰撞而凝聚的现象。异向絮凝速率与水温有关，与颗粒数量浓度的平方成正比，而与颗粒粒径无关。同

向絮凝速率和单位体积中胶体颗粒数量，颗粒直径，G有关。控制指标是水

力梯度 G。

11、 G和 GT值的涵义是什么？试推导机械搅拌和水力搅拌条件下的G值表达式。 G

是速度梯度，是相邻两流层的速度增量和垂直于水流方向的两流层之间的距

离的比值。 G值间接反映单位时间颗粒碰撞次数，GT值反映总的碰撞次数。

G ( p / u)1/2、 G (gh / T )1/2、G ( rh / uT )1/2p ：单位体积水

流消耗的功率或单位体积消耗的搅拌器的功率。

12、根据反应器原理，什么形式的絮凝池效果较好？折板絮凝池混凝效果为什么优

于隔板絮凝池？隔板絮凝池、穿孔旋流絮凝池、折板絮凝池、栅条、网格絮

凝池、机械絮凝池。利用折板间多次转折或缩放水流形成涡流，使沿

程能量消耗均匀，较好地絮凝。

13、影响混凝效果的主要因素有哪几种？这些因素是如何影响混凝效果的？1、水

温低温时无机盐水解速度慢，因为无机盐水解为吸热反应。水温低时水

的粘度大，，会使布朗运动减弱，减少颗粒碰撞机会，同时水的剪力增大，

絮凝体容易破碎。水温低时絮凝体不容易沉淀。2、PH

值3、碱度水

解过程中不断产生H+，会导致水的pH 值不断下降，要使水的pH 值保持在最佳围，则水中应有足够的碱性物质与H+中和。4、浊度

14、 Stokes公式表示什么水流状态下的沉速公式？试对该公式进行定性分析。层

流。公式为 u1?s l ? gd 2分析： 1、颗粒沉速u 的决定因

18

素是s l ，当s l时， u 呈负位，颗粒上浮；s l时， u 呈正值，颗粒下沉，故絮凝过程中形成粗大密实的絮凝体有利于提高沉淀效果；2、沉速 u 与颗粒的直径d2 成正比，所以增大颗粒直径d，可大大地提高沉淀( 或上浮 ) 效果 3 、 u 与μ成反比，μ决定于水质与水温，在水质相同的条件下，

水温高则μ值小，有利于颗粒下沉( 或上浮 ) ，反之，水温低时处理效果差。

4、由于沉速u 的测定比较容易，通常以沉速u 来代表具有该沉速的某一特

点颗粒进行沉淀性能分析。

15、什么是固体通量和极限固体通量？如何根据极限固体通量来求解浓缩池断面

面积？固体通量ψ的定义

为：单位时间，通过单位面积的固体重量称为固体

量。其物理意义为：在浓缩池的深度方向，必存在者一个控制断面，这个控

制断面的固体通量最小。浓缩池的设计断面面积应该是：A

Q0C0

min A —浓缩池设计断面面积（ m2）；Q0—入流污泥量（ m3/h）；C0—入流污泥固体浓

度（ kg/m3 ）；min

—极限固体通量（kg/m2·h）。

16、理想沉淀池的假设条件是什么？推导理想沉淀池中沉速为u （ u

i i0

的沉淀效率公式，说明公式中各符号的含义，并对公式进行定性分析。条件：

1、颗粒处于自由沉淀状态，颗粒的沉速始终不变 2 、水在池沿水平力向流

动，水平流速 v 始终不变，在过水断面上各点流速相等。3、颗粒沉到池底

即认为被去除。沉淀效率：E Q c C hBvC h h / t u i可得

QC HBvC H H / t u0

u i

分析： 1、去除率 E 一定时， ui 增大则 q 增大，即产水量增大 2 、E

Q / A

u1? s l? gd 2 q 一定时， ui 增大则 E 增大，由斯笃克斯公式18可知，要使 ui增大来提高去除率E，就要增大颗粒粒径和密度，可通过提高絮凝

效果来实现。故生产上比较重视混凝工艺。3、 ui一定时， Q 也一定， A 增

大则 E 增大，当容积 V 一定时，水深 H 越小则表面积 A 越大，去除率越高。

即沉淀池池深浅些表面积增大可提高去除率E，该理论称为“浅池理论”。17、平流沉淀池进水为什么要采用穿孔花墙？出水为什么采用出水支渠？采用穿

孔花墙：使流量均匀分布在进水截面上，尽量减少扰动。采用出水支渠：延

长出水堰的长度，不使流线过于集中，降低流量负荷，避免水流出水速度太

快，引起水流抽吸带动池底积泥，影响出水水质。

18、斜管沉淀池的理论根据是什么？为什么斜管倾角通常采用60°？理论根据：斜

管沉淀可使沉降加快，既能大大增加沉淀池的层数，减少沉淀深度，又能自

动进行排泥。斜管倾角通常采用60°主要是为了保证污泥能自动下滑。

19、澄清池的基本原理和主要特点是什么？澄清池基本原理：在池形成一个絮体浓

度足够高的区域，使投药后的原水与具有很高体积浓度的粗粒絮体接触，可以大大提高原水中细粒悬浮物的絮凝速率。主要特点：用泥渣加速絮凝过程，

是结成的絮体粗大，沉降速度增大，从而提高了其处理的表面负荷，使沉淀

水的浊度减小，水质提高。

20、什么是加压溶气气浮法？其基本流程有哪些？加压溶气气浮法有什么特点？

加压溶气气浮法即空气在加压条件下溶于水中，再使压力降至常压，把溶解的过

饱和空气以微气泡的形式释放出来。基本流程：全溶气流程、部分溶气

流程和回流加压溶气流程特点： 1、水中的空气溶解度大，能提供足够的微

气泡，可满足不同要求的固液分离，确保去除效果。2、经减压释放后产生

的气泡粒径小（ 20～ 100m

）、粒径均匀、微气泡在气浮池中上升速度很慢、

对池扰动较小，特别适用于絮凝体松散、细小的固体分离。3、设备和流程

都比较简单，维护管理方便。

21、过滤机理是什么？1、迁移机理：指颗粒脱离水流流线接近或接触滤料表面。

这是一种物理力学作用，主要由以下作用引起：拦截、沉淀、惯性、扩散、

水动力。2、粘附机理：指水中杂质颗粒迁移到滤料表面时，在德华引力、

静电力、化学键等作用下，被粘附在滤料表面。这是一种物理化学作用。

22、单层石英砂滤料截留杂质分布存在什么缺陷？有哪些滤料层优化措施？滤料

经过反冲洗后因滤料膨胀而分层，滤料颗粒上细下粗，造成水力分级。由于滤

料表层孔隙尺寸最小，而表层截污量最大，所以过滤一段时间后，表层孔隙被

堵塞，甚至形成泥膜，使过滤阻力剧增，或者泥膜破裂，使水质恶化，从而必

须停止过滤。此时，下层滤料截留杂质较少，未充分发挥滤料的截污

作用。优化措施：反粒度过滤、均质滤料、纤维球滤料。

23、什么叫等速过滤和变速过滤？两者分别在什么情况下形成？并指出哪几种滤

池属于等速过滤？等速过滤指滤池过滤时滤速保持不变，即滤池流量保持不

变。变速过滤指滤速随过滤时间而逐渐减小的过滤方式，又称减速过滤。在

等速过滤状态下，水头损失随时间而逐渐增加，滤池中水位逐渐上升，当水

位上升至最高允许水位时，过滤停止以待冲洗。在变速过滤过程中，滤池水

位保持不变，滤速随时间逐渐较小，但滤池进水总流量基本不变，等速过滤

的滤池有虹吸滤池和无阀滤池。

24、什么叫负水头？它对过滤和冲洗有何影响？如何避免滤料层中产生负水头？

负水头指在过滤过程中，滤层截留了大量的杂质，以致于砂面以下某一深度

处的水头损失超过该处水深的现象。影响：负水头使水中溶解气体释放出来

形成气囊，因而占有滤料孔隙中的一定空间而缩小过水断面，从而增大阻力，水头损失增大而使过滤周期缩短。在冲洗时，气囊与滤料颗粒吸附在一起，

会上浮带出滤料，破坏滤层结构。避免措施：增加砂面以上水深。使滤池出

水口位置等于或高于滤层表面。

25、反冲洗时的滤层水头损失与反冲洗强度是否有关？反冲洗过程中最大水头损

失如何表达？无关。 h s(1 m0 )L0其中：s滤料密度水的密

度m

0滤层膨胀前的孔隙度

L

0滤层膨胀前的厚度

26、气水反冲洗有哪几种操作方式？各有何优缺点？1、先用空气反冲洗，然后用

水反冲洗。 2、先用气－水同时反冲洗，然后再用水反冲洗。3、先用空气反

冲洗，然后用气－水同时反冲洗，最后再用水单独冲洗。优缺点：1、单独气冲：气泡对滤层各部位的扰动程度不同，滤料的循环移动速度很慢，但滤

料每循环一次，就能进行依稀比较彻底的冲洗，效果较好。2、气水同时冲：滤层处于悬浮状态，滤料移动速度快，一次反冲洗能进行多次循环，大大提

高冲洗效果，但易于产生滤料流失。3、单独水冲：冲走污染物和残留的气

泡，但不容易使污染物脱离滤料。

27、试分析大阻力配水系统的工作原理，并说明大阻力配水系统和小阻力配水系统

的设计原理各是什么？大阻力配水系统主要形式为带有干管和穿孔支管的

多叉管配水系统。反冲洗水由干管配入各支管、然后经支管上的孔眼向外均

匀配出，再穿过砾石承托层进入滤层，对滤层进行反冲洗。由

Q a S

12

S

22

S

32

S

42

S

i 2，在各阻力系数中，

S3 和 S4 在承

Q c S

11

S

21

S

31

S

41

S

i1

托层、滤料层铺好后为定值，不能调节，要使Qa≈ Qc，可采取以下措施：

使 S2 增大，即减小孔口面积来增大S21 和 S22，同时削减了S11≠ S12、S31≈S32、S41≈ S42 所造成的布水不均匀的影响。这就是大阻力配水系统的设

计原理。使S1 减小，减小配水系统S11≠ S12 对配水均匀性的影响，并在此

基础上减小S2 以减小孔口水头损失。这就是小阻力配水系统的设计原理。

28、目前水的消毒和氧化方法主要有哪些？简要评述各种消毒方法的优缺点。1、

液氯消毒：液氯价格便宜，来源丰富，投加设备简单，操作方便。同时可以

保持剩余氯的持续消毒作用。但氯对微污染水源可能会产生氯酚味以及三卤

甲烷等致癌物质。2、次氯酸钠消毒：通过水解反应生成次氯酸，具有与其

他氯的衍生物相同的氧化和消毒作用，但效果不如氯强。次氯酸钠消毒投加

较简单，比液氯安全、方便，适用于小型给水。3、二氧化氯消毒：采用二

氧化氯作为消毒剂可避免水中因加氯而产生的氯酚味，也不会形成三卤甲

烷，二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸。4、臭氧消毒：有

极强的氧化能力，对病毒、芽孢都有杀伤力，但不能储存，需边发生边使用。

基建投资大、经常电耗高，没有持续消毒作用。

29、什么叫自由性氯和化合性氯？两者消毒效果有何区别？简述两者消毒原理。自

由性氯指水中的 OC1-、 HOCl、Cl2 等，杀菌速度快，杀菌力强，但消失快；

化合性氯指水中氯与氨的化合物，有 NH2Cl、NHCl2 及 NHCl3 三种，以 NHCl2较稳定，杀菌效果好，持续时间长。自由性氯直接靠HOCl 的强氧化性进行

消毒，化合性氯先水解生成HOCl后再进行消毒。

30、水的 PH值对氯消毒作用有何影响？为什么？一般来说， pH值越低， HOCl含量

越大，消毒效果越好。氯消毒中起作用的是HOCl，PH值低有利于 HOCl的生成。

31、什么是折点加氯？出现折点的原因是什么？折点加氯有何利弊？超过折点以

后的加氯称折点加氯。在加氯过程中，前期生成的 NH2Cl 被氧化成其他物质，

余氯反而减少，出现折点。受污染的原水采用折点加氯可降低水的色度，去

除臭、味，对酚、铁、锰有明显去除作用，可使水中有机污染总量下降。但

折点加氯量大，必要时需有pH 调整措施和增加脱氯工艺。

32、臭氧和有机物的作用机理是什么？臭氧处理工艺由哪几部分组成？机理： 1、

直接氧化作用：缓慢且有明显选择性反应，主要有偶极加成和亲电取代两种

方式； 2、臭氧被分解产生羟基自由基，间接与有机物作用，反应快，没有

选择性。工艺：臭氧发生系统、接触反应系统、尾气处理系统。

33、什么是活性炭再生？活性炭再生的方法有哪些？在活性炭本身结构不发生成

极少发生变化的情况下，用某种方法将被吸附的物质，将吸附在活性炭表面

的吸附质除去，恢复活性炭的吸附能力。方法：加热再生法、药剂再生法、

化学氧化法、生物再生法、超声波再生法。

34、离子交换的历程分为几个步骤？离子交换速度的影响因素有哪些？交换和再

生两个步骤。影响因素：交联度、水中离子浓度、水流速度、树脂颗粒尺寸、

水温。

35、离子交换软化系统有哪些？各有何特点？1、钠离子交换软化系统：处理过程

中不产生酸性水，再生剂为食盐，设备和防腐设施简单，出水硬度可大大降

低，水中碱度基本不变，含盐量略有增加。2、 H－ Na 离子交换脱碱软化系

统：适用于原水硬度高、碱度大的情况，且该系统运行安全可靠，能减轻

Na 交换器的负荷，提高软化水的质量，更适合于处理高硬度水。

36、强碱阴树脂的失效点是什么？强碱阴树脂在什么条件下能去除硅酸？指树脂

不能再交换水中的阴离子，以硅酸泄漏为失效点。条件： 1、进水呈酸性。 2、要

求 H 离子交换器减少漏 Na+量。若漏 Na+量增加，则阴床出水碱度增大，会对除硅

不利。3、要求OH离子交换器再生程度高。因为再生程度高，则工作交换容量就大，就有利于吸附硅酸。

37、强碱阴床为什么必须设在强碱阳床之后？ 1 、进水先经过阴床，容易生成

CaCO3、Mg（OH） 2 沉淀在树脂层，使强碱树脂的交换容量降低2、阴床在酸

性介质中易于进行离子反应，若进水先进过阴床，更不利于去除硅酸，，因

为强碱树脂对硅酸盐的吸附要比对硅酸的吸附差得多。3、原水先经过阴床，，

本应由除二氧化碳器去除的H2CO3，也由阴床承担，从而增加再生剂耗用量。38、试用离子交换平衡的观点说明混床除盐出水纯度高的原因。RH＋ ROH＋NaCl ＝

RNa＋RCl＋H2O平衡常数为：

K RNa RCl H 2O RNa H RCl OH H 2O K H Na K OH Cl Na Cl RH ROH RH Na ROH Cl H OH K H2O

式中：K H2 O

——水的电离常数。水温 22℃时，K H2

O

＝ 1.6 ×10－ 16。K H

Na

——阳树脂的选择性系数。K H Na K OH Cl

＝ 1.5 。——阴树脂的选择性系数。

Ⅰ型阴树脂 K OH Cl＝15，Ⅰ型阴树脂 K OH Cl＝ 2。所以， K＝ 1.5 ×15÷（1.6 ×10－16）＝ 1.4 ×1017。可见， K＞＞ 1，反应进行很彻底，反应物能全部变成

生成物，故混床出水纯度高。

39、试以优先吸附—毛细孔流理论来解释反渗透膜的透过机理。优先吸附－毛细孔

流理论以吉布斯吸附式为依据,认为：膜表面由于亲水性原因，能选择吸附

水分子而排斥盐分，因而在固－液界面上形成厚度为两个水分子（1nm）的

纯水层。在施加压力作用下，纯水层中的水分子便不断通过毛细管流过反渗透

膜。膜表皮层具有大小不同的极细孔隙，当其中的孔隙为纯水层厚度的一倍

（ 2nm）时，称为膜的临界孔径，可达到理想的脱盐效果。当孔隙大于临界孔

径，透水率增大，但盐分容易从孔隙中透过，导致脱盐率下降；反之，当孔隙小

于临界孔径，脱盐率增大，而透水性则下降。

40、反渗透工艺流程有几部分？常用的反渗透布置系统有哪些？各有何特点？反

渗透工艺流程包括前处理工艺、膜分离工艺和后处理工艺三部分。布置系统：

1、单程式：原水一次经过反渗透器处理，水的回收率较低。

2、循环式：有

一部分浓水回流重新处理，可提高水的回收率，但淡水水质有所降低。3、

多段式：充分提高水的回收率，用于产水量大的场合，膜组件逐渐减少是为

了保持一定流速，以减轻膜表面的浓差极化现象。

41、电渗析器的级和段是如何规定的？级和段与电渗析器的出水水质、产水量有何

关系？“级”是指电极对的数目，“段”是指水流方向，水流通过一个膜堆

后，改变方向进入后一个膜堆即增加一段。级和段增加，提高出水水质，减少

产水量，

42、简述水的冷却原理。循环冷却水在冷却构筑物中以空气为冷却介质，由蒸发传

热、接触传热和辐射传热共同作用，其中辐射传热课忽略不计。热水通过与

空气间的接触传热和蒸发传热而使自身温度得到降低。初始时，循环水的初温大于空气，且空气是不饱和的，潜热和显热都大于零，直到水温和空气温度

相等。因为空气不饱和，蒸发传热继续，水温继续降低，直到水向空气中的蒸

发传热量与空气向水中的接触传热量相等，水达到极限冷却温度。