环境工程学课后答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/23 6:43:40星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

清池处理效果的关键。

沉淀池是利用水中悬浮物质自身重力完成水固分离的设备。

2-12 常见澄清池有哪几种?各有什么优缺点?适用于什么情况?

根据泥渣与水接触方式的不同,分为两大类型:

(1)泥渣循环分离型:让泥渣在垂直方向不断循环,在运动中捕捉原水中形成的絮凝体,并在分离区加以分离。常用的澄清池中属于泥渣循环分离型的有机械加速澄清池、水力循环澄清池。

(2)悬浮泥渣过滤型:靠上升水流的能量在池内形成一层悬浮状态的泥渣,当原水自下而上通过泥渣层时,絮凝体被截留。常用的澄清池中属于悬浮泥渣分离型的有普通悬浮澄清池、脉冲澄清池。

2-15 水中悬浮物能否黏附于气泡上取决于哪些因素?

实现气浮分离过程的必要条件是污染物粘附在气泡上。这与气、液、固三相介质间的相互作用有关。根据热力学的概念,气泡和颗粒的附着过程是向使体系界面能减少的方向自发地进行的。θ→0o,该物质不能气浮;θ<90o,该物质附着不牢,易分离;θ→180o,该物质易被气浮。其中:θ为气、颗粒与水的接触角。

2-17 水的软化与除盐在意义上有何差异?

水的软化是降低水中Ca2+、Mg2+含量,防止管道、设备结垢的处理。

水的除盐则是降低部分和全部含盐量的处理。

2-18 水的软化方法有几种?各有什么特点?

① 加热软化法——借助加热把碳酸盐硬度转化成溶解度很小的CaCO3 和Mg(OH)2沉淀出来,达到软化的

目的。此法只能降低碳酸盐硬度,不能降低非碳酸盐硬度。目前在工业上已经很少采用了。

② 药剂软化法

在不加热的条件下,用化学药剂将Ca2+、Mg2+以CaCO3、Mg(OH)2的形式沉淀,以去除绝大部分Ca2+、Mg2+,达到软化的目的。常用药剂法为石灰法、石灰-纯碱法、石灰-石膏法。由于CaCO3和Mg(OH)2在水中仍有很小的溶解度,所以经此法处理后的水仍有残余硬度,仍然会产生结垢问题。

③ 离子交换法用离子交换剂上的可交换离子Na+与Ca2+、Mg2+交换,其他阴离子成分不改变。该法可较彻底的脱除水中的Ca2+、Mg2+,较前两个方法优越。

2-19 离子交换树脂的结构有什么特点?试述其主要性能。

废水处理中常用的离子交换剂为离子交换树脂。它是人工合成的高分子化合物,由树脂本体(母体)和活性基团两个部分组成。树脂本体通常是苯乙烯的聚合物,是线性结构的高分子有机化合物。因树脂本体不是离子化合物不具有离子交换能力,需经适当处理加上活性基团后,才成为离子化合物,才具有离子交换能力。活性基团由固定离子和活动离子组成,前者固定在树脂网状骨架上,后者则依靠静电力与前者结合在一起,两者电性相反,电荷相等。

2-21 试述离子交换工艺的操作程序。

离子交换的运行操作包括交换、反洗、再生、清洗四个步骤。

(1)交换:离子交换剂上的可交换离子与溶液中其他同性离子间的交换反应。主要与树脂性能、树脂层高度、水流速度、原水浓度以及再生程度有关。

(2)反洗:目的在于松动树脂层,以便再生时再生液分布均匀,同时还及时清除积存的杂质、碎粒和气泡。

(3)再生:交换反应的逆过程,用较高浓度的再生液恢复树脂的交换能力。

(4)清洗:将树脂层中残余的再生废液清洗掉,直至符合出水水质要求。

2-22 试述离子交换工艺在废水处理中的应用范围。

(1)软化

一般采用钠型阳离子交换柱(固定型单床),再生液用饱和NaCl溶液。图2-55 钠型离子交换柱。

(2)除盐

需用H+型阳离子交换柱(金属离子与H+交换)与OH-型阳离子交换柱(各酸根离子与OH-交换)串联工艺。图2-56 H+柱和OH-柱串联除盐。

(3)重金属废水的处理和金属的回收

2-23 活性炭吸附的基本原理是什么?

吸附作用主要发生在活性炭内部细孔的表面。每克吸附剂所具有的表面积称为比表面积。活性炭的比表面积可达500~1700m2/g。

活性炭的吸附量不仅与比表面积有关,而且还取决于细孔的构造和分布情况。这些细孔的构造主要和活化方法及活化条件有关。细孔的大小不同,在吸附中所引起的主要作用也就不同。其中大孔主要为扩散提供通道,影响扩散速度;过渡孔在吸附质孔径小时影响扩散速度,小孔决定吸附量;在吸附质分子大时,影响吸附速度,小孔此时不起作用。图2-57 活性炭的微孔结构。

活性炭的吸附特性不仅与细孔构造和分布情况有关,而且还与活性炭的表面化学性质有关。

2-24 吸附等温线有几种?各种等温线的意义何在?

吸附等温线按形状可分为几种类型,其中有代表性的有Langmuir(朗格谬尔)型、BET型和Freundlich(弗伦德利希)型。

2-25 活性炭吸附操作有几种类型?各有什么特点?

活性炭吸附操作类型:间歇吸附、连续吸附、流化床吸附。

2-26 试分析几种膜分离技术的原理和特点与应用

1、电渗析——在直流电场的作用下,利用阴阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性(即阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过),使溶质与水分离的物化过程。

2、渗析法——在半透膜高浓度溶液的一侧施加足够的压力(超过溶液的渗透压),使溶剂从高浓度一侧向低浓度一侧流动的过程。随着反渗透膜制造技术及装置的迅速发展与完善,反渗透工艺已在海水及苦咸水淡化、饮用水处理、高纯水制备等领域得到了较多的应用。在电镀、食品工业等废水处理方面也有应用。

3、微滤、超滤和纳滤等——依靠压力和膜进行工作,制膜的原料也是醋酸纤维素或聚酰胺、聚砜等,但删去热处理工序,使制成的膜孔径较大,能够在较小的压力下工作,而且有较大的水通量。微滤技术适合于去除胶体、悬浮固体和细菌,现多用于取代深床过滤,降低出水浊度,强化水的消毒,有时也作反渗透的预处理。超滤能去除相对分子量大于1000~100000的物质,如胶体、蛋白质、颜料、油类、微生物等。纳滤又称低级反渗透,可分离相对分子量大于200~400的物质,如硬度离子、色素等,有些较大分子的有机物也可被除去。

2-29 微滤、超滤、纳滤和反渗析有何区别?

微滤、超滤和纳滤等——依靠压力和膜进行工作,制膜的原料也是醋酸纤维素或聚酰胺、聚砜等,但删去热处