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：由等温线可以比较不同活性碳对各种溶质的吸附效果，并由此将所拟去除的溶质从初浓度C0降低到要求浓度时，所需投加的粉末活性炭数量。

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。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：吸附区是指从原水溶质浓度降低到出水允许浓度时所需的活性炭层高度。吸附区高度越大炭床的利用率越低。

10．什么叫生物活性炭法，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：1）完成生物硝化作用，将NH4+ -N转化为NO3_；

2）将溶解有机物进行生物氧化,可去除mg/L级有机碳和三卤甲烷前体物；

3）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；

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4）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。水厂常规水处理工艺不能去除有毒有害有机物的情况下，生物活性炭法是饮用水深度处理的有效方法之一。 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。

Ps：在pH=5-8范围内时，除氟效果较好，而在pH5.5时，吸附量最大，因此如将原水的pH值调节到5.5左右，可以增加活性氧化铝的吸氟效率。

第二十一章 水的软化

1.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 Mg(HCO3)2+Ca(OH)2 → CaCO3↓+MgCO3+2H2O MgCO3+Ca(OH)2 → CaCO3↓+Mg(OH)2↓

2.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：

MgSO4+Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓+CaSO4↓ MgCl2+Ca(OH)2 → Mg(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

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铁和硅的化合物。

3.与顺流再生相比，逆流再生为何能使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，再生液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。 4.逆流再生的关键是什么?

答:再生时再生液流向与交换时水流流向相反，并在再生操作过程中做到各层次不乱。

5. 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？C(1/2SO42- +Cl_)

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： 若阴床运行以硅酸开始泄漏作为失效控制点,则电导率瞬时下降可视为周期终点的讯号。若阳床运行以Na+开始泄漏作为失效控制点,则出水酸度开始急剧下降可视为失效点。 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）：RH + NaOH + NaCl→RNa+RCl+H2O

其除盐效果好的原因：上式交换反应可看作是盐分解反应和中和反应的组合，并且阴阳离子交换反应是同时进行的。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，加上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。

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答：（一）强酸—脱气—强碱系统 (阳床→除二氧化碳器→中间水箱→阴床→出水)

进水通过阳床，去除Ca2+,Mg2+、Na+等阳离子，出水为酸性水，随后通过除CO2器去除CO2，最后由阴床去除水中的SO42-,Cl-,HCO3-等阴离子。 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。

除CO2器设置在强酸阳床之后的理由：当水的pH值低，碳酸几乎全部以游离CO2形态存在于水中，因此除CO2器放置进接H离子交换器之后。 （二）强酸—脱气—弱减—强碱系统

适用于原水有机物含量较高、强酸阴离子含量较大的情况。弱碱树脂用于去除强酸阴离子，强碱树脂主

要用于除硅。

4.何谓双层床？其与混合床有何区别？

答：即在同一交换器内装有弱酸/碱和强酸/碱两种树脂，借助于树脂湿真密度之差别，经反洗分层后，使弱酸/碱树脂位于上层，强酸/碱树脂位于下层，组成双层床。

与混合床区别：

1）混合床中，阴阳离子交换反应是同时进行的，而双层床分为阴、阳两种，分别只去除阴离子、阳离子。

2）双层床因使用弱酸或弱碱树脂，使交换能力提高，酸/碱比耗降低，废酸/碱量亦显著减少，出水量增加，适用范围增大。混合床因为阴、阳树脂紧密交替接触，构成无数微型复床，加上去离子作用是在中性pH值下迅速进行的，因而出水纯度高。

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