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降解矿化,且反应速度很快.有关专家认为,水中OH 及某些有机物是臭氧分解的引发剂或促进剂.臭氧消毒机理实际上仍然是氧化作用.臭氧化可迅速杀灭细菌﹑病菌等. 优点:不会产生三卤甲烷等副产物,其杀菌和氧化能力比氯强.

缺点:水中有机物经臭氧化后,有可能将大分子有机物分解成分子较小的中间产物,而在这些中间产物中,可能存在毒性物质或致突变物.

NaOCl:次氯酸钠是用发生器的钛阳极电解食盐水而制得. NaCl+H2O→NaOCl+H2

次氯酸钠消毒作用仍依靠HOCl.次氯酸钠在水中存在如下反应: . NaOCl+H2O→HOCl+NaOH

产生的次氯酸具有消毒作用.

优点:用食盐作为原料,采用次氯酸钠发生器现场制取,就地投加,使用方便, 缺点:不宜贮运,易分解

第19章 水的其他处理方法

思考题

1、 水中含铁、锰、高氟等会有什么危害？

答：含铁、锰会使水有色、臭、味，水质影响工业产品质量，使用具染色，洗涤染渍。

含高氟水会引起慢性氟中毒。

2、 为了加快铁的氧化速率，可以采取什么措施并说明理由。

－2

答：措施①PH>5.5时，氧化速率与『OH』成正比，故增大PH值可加快速率； PH<5.5时，氧化速率是非常缓慢的。

②有催化剂如氢氧化铁覆盖膜可以加快氧化速率。

3、 地下水除铁时常用什么工艺？为什么地下水除锰比除铁困难？ 答：地下水常采用曝气氧化工艺。

由于铁的氧化还原电位低于锰，容易被O2氧化，相同PH时二价铁比二价锰的氧化速率快，以致影响二价锰的氧化，因此地下水除锰比除铁困难。 4、 何种水质条件下使曝气除铁法增加困难，可用什么措施解决？ 答：水的碱度不足会影响氧化速率使曝气除铁法增加困难，将PH值增大到7.0以上可解决。 5、 除铁、除锰滤料的成熟期是指什么？任何滤料是否需到成熟期后才出现催化氧化作用？ 答：滤料从开始使用到其表面覆盖有氧化物，形成氢氧化物膜所需的时间称为成熟期。

滤料在形成氢氧化物膜后即有催化作用，故在达到成熟期之前已有催化氧化作用。

6．除铁滤池的滤速受到哪些因素的影响？

答：pH，水温t，滤池进水含铁量，滤池出水含铁量，滤层厚度，滤料有效粒径 7.活性炭等温吸附试验的结果可以说明哪些问题？

答：选用活性炭是活性炭系统设计时首先须解决的问题，一般从去除污染物的能力，炭层水头损失，炭的输送和再生等方面来考虑颗粒大小、密度和硬度。商品活性炭的品种颇多，并且影响活性炭吸附性能的因素也很复杂，因此通过吸附等温线试验来确定。 8.活性炭柱的接触时间和泄露时间指什么，两者有什么关系？

答：接触时间的含义是活性炭床容积除以流量、或是炭床厚度除以流速所得出的时间。

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泄露时间是指流量一定时，从活性炭池开始进水到出水开始不符合水质要求时所经历的时间。

接触时间和泄露时间有内在的联系，因为当流速（或流量）一定时增减炭床厚度或炭床厚度一定时改变流速，都可以改变接触时间，而接触时间的变化可影响活性炭池的泄露时间和吸附容量。接触时间短虽然可以减少所需的活性炭床容积，但是泄露时间提早以致再生周期较短；相反，则所需炭床容积增大，但可延缓泄露时间使再生周期延长，再生次数减少。 9.吸附区高度对活性炭柱有何影响？如何从泄露曲线估计该区的高度？

答：吸附区高度越大炭床的利用率越低。

Z?L(1?tc) td10．什么叫生物活性炭法，有什么特点？

答：臭氧和活性炭吸附结合在一起的水处理方法。

特点是：完成生物硝化作用；将溶解有机物进行生物氧化；增加了水中的溶解氧，有利于好氧微生物的活动，促使活性炭部分再生，从而延长了再生周期；臭氧如投加在滤池之前还可以防止藻类和浮游植物在滤池中生长繁殖。 11.目前应用最广的除氟方法是什么？原理如何？ 答：吸附过滤法，也就是活性氧化铝法。

原理：活性氧化铝是白色颗粒状多孔吸附剂，有较大的比表面积。活性氧化铝是两性物质。在酸性溶液中活性氧化铝为阴离子交换剂，对氟有极大的选择性。

第二十一章 水的软化

1. 按照计量单位，下列物质的量或物质的量浓度的表达方式是否合适?

n(1/2H2SO4)=2 n(H2SO4) c(CaCO3)=1/2c(CaCO3) 3+

n(Fe)=n(1/2 Fe2O3)=2n(Fe2O3)

c(NaOH)=2c(2NaOH)

答：合适

2. 为什么说质量m或质量浓度ρ（=m/V）均与基本单元的形式无关？ 参考课本P393－P394

3. 水质分析如下表所示，试用物质的量浓度（mmol/L）表示水中离子的假想结合形式。

(P394-395) ρ(Ca)2++2+ 70 mg/L 9.7 mg/L 6.9 mg/L ρ(HCO3) ρ(SO4) ρ(Cl) -2＋+140.3 mg/L 95 mg/L 10.6 mg/L ρ(Mg) ρ(Na) 解： c(Ca)2++2+ 1.75 mmol/L 0.40 mmol/L c(HCO3) c(SO4) -2＋+2.3 mmol/L 1.0 mmol/L 0.3 mmol/L c(Mg) c(Na) 0.3 mmol/L c(Cl) +结合顺序： Ca(HCO3)2 CaSO4 MgSO4 MgCl2 NaCl .

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c(Ca(HCO3)2)=1.15mmol/L c (CaSO4)=0.6mmol/L c(MgSO4)=0.40mmol/L c(NaCl)=0.3mmol/L

4、试说明石灰软化时水中发生的化学反应

石灰软化过程包括下面几个方面： CO2+Ca(OH)2 → CaCO3↓+H2O

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2 → 2CaCO3↓+2H2O

Ma(HCO3)2+Ca(OH)2 → CaCO3↓+MgCO3+2H2O MaCO3+Ca(OH)2 → CaCO3↓+Ma(OH)2↓

5、石灰软化处理后水质有何变化？为什么不能将水中硬度降为零？

水的剩余碳酸盐硬度可以降低到0.25－0.5毫摩尔每升，剩余碱度约0.8－1.2毫摩尔每升，硅化合物可去除30％-35％，有机物可去除25％，铁残留量约0.1毫克每升。 熟石灰虽然亦能与水中非碳酸盐的镁硬度起反应生成氢氧化镁，但同时又产生了等物质的量的非碳酸盐的钙硬度：

MaSO4+Ca(OH)2 → Ma(OH)2↓+CaSO4↓ MaCl2+Ca(OH)2 → Ma(OH)2↓+CaCl2↓

所以单纯的石灰软化是不能降低水的非碳酸盐硬度的。不过，通过石灰处理，还可以去除水中部分铁和硅的化合物。

6、与顺流再生相比，逆流再生为何能试离子交换出水质显著提高？

顺流再生固定床树脂层上部再生程度高，而越是下部，再生程度越差，到软化工作后期，由于树脂下半部原先再生不好，出水剩余硬度提前超出规定指标，导致交换器过早地失效，降低了设备工作效率。

逆流再生固定床再生时，再生夜首先接触饱和程度低的底层树脂，然后再生饱和程度较高的中、上层树脂。这样，再生液被充分利用，再生剂用量显著降低，并能保证底层树脂得到充分再生。软化时，处理水在经过相当软化之后又与这一底层树脂接触，进行充分交换，从而提高出水水质。

7.逆流再生的关键是什么?

答: 如何使[RH]最大和[RHa]值最小,并在再生操作过程中做到各层次不乱 (不确定)

8. 如图21-14所示，当氢离子交换出水强酸酸度为零，与其相应，出水Na+含量应是多少？ P412-413

9.试分析H-Na串联离子交换系统流量分配计算方法完全同于H-Na并联系统?

答: 对于并联来说,分别流经Na离子交换器和H离子交换器,两股水混合后进入除二氧化碳.如H离子交换器的失效点以Na离子泄漏为准,则原水c(1/2SO4 + CL) 流量分配按式(21-43),如果以H离子开始泄漏,则运行前吸附的Na,运行后期全部被置换出来,则平均酸度在数值上和原水非碳酸盐硬度相当,也可以计算流量分配. 如是串联,则也根据离子交换前后的酸度计算,所以方法相同.( 不确定)

+

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10. 为什么说，在Ht>Hc的条件下，经H离子交换（到硬度开始泄漏）的周期出水平均强酸酸度在数值上与原水Hn相当？此时H-Na离子交换系统的Qh和Qna表达式为何？若原水碱度大于硬度，情况又是如何？

11. 在固定床逆流再生条件下，树脂工作交换容量能否由下式表示，试阐明其理由。 q=ηrηsq0

12.在固定床逆流再生中，用工业盐酸再生强酸阳离子交换树脂。若工业盐酸中HCl含量为31%，而NaCl含量为3%，试估算强酸树脂的极限再生度（KH??1.5）

Na?

第二十二章 水的除盐与咸水淡化

1、 在一级复床除盐系统中如何从水质变化情况来判断强碱阴床和强酸阳床即将失效？ 答：（答案实在找不到，可以参考课本P426 22.2.2复床除盐部分相关内容）

2、 试说明离子交换混合床工作原理，其除盐效果好的原因何在？

答：阴、阳离子交换树脂填在同一个交换器内，再生时使之分层再生，使用时先将其均匀混合，这种阴、阳树脂混合一起的离子交换器称为混合床。

混合床的反应过程可写成（以NaCl为例）：（请大家参见课本P427（22-9）和（22-10）式）

其除盐效果好的原因：由于混合床中阴、阳树脂紧密交替接触。好象有许多阳床和阴床串联在一起，构成无数微型复床，反复进行多次脱盐，因而出水纯度高。由于去离子作用是在中性pH值下迅速进行的，所以出水纯度高，并且具有水质稳定、间断运行影响小、失效终点明显等特点。

3、 在离子交换除盐系统中，阳床、阴床、混合床和除二氧化碳器的前后位置的布置应如何

考虑？试说明理由。 答：（一）强酸—脱气—强碱系统（课本P426图22-4） 阳床→除二氧化碳器→中间水箱→阴床→出水 强碱阴床设置在强酸阳床之后的理由：

（1）若水先通过阴床，容易生成碳酸钙、氢氧化镁沉淀在树脂层内，使强碱树脂交换容量降低。

（2）阴床在酸性介质中易于进行离子交换，若进水先经过阴床，更不利于去除硅酸，因为强碱树脂在硅酸盐的吸附要比对硅酸的吸附差得多。

（3）强酸树脂抗有机物污染的能力胜过强碱树脂。

（4）若原水先通过阴床，本应由除二氧化碳器去除的碳酸，都要由阴床承担， 从而增加了再生剂耗用量。

（二）强酸—脱气—弱减—强碱系统（同理，请参见课本P426—427部分）

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