环境工程简答题.doc

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1、1.试叙述脱稳和凝聚的原理A压缩双电层:带同号电荷的胶粒之间存在着范德华引力和由ζ电位引起的静电斥力。这两种力抗衡的结果决定胶体的稳定性。一般当两胶体颗粒表面距离大于3nm时,两个颗粒总处于相斥状态(对憎水胶体颗粒而言,两胶核之间存在两个滑动面内的离子层,使颗粒保持稳定的相斥状态;对于亲水胶体颗粒而言,其表面吸附了大量的水分子构成水壳,使彼此不能靠近而保持稳定。)在水处理中使两胶体颗粒间距减少,发生凝聚的主要方法是在水中投加电解质。电解质在水中电离产生的离子可与胶粒的反离子交换或挤入吸附层,使胶粒带电荷数减少,降低ζ电

2、位,并使扩散层厚度减小。B吸附电中和:胶粒表面对异号离子、异号胶粒或链状高分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用,使得胶粒表面的部位或全部电荷得以中和,减少静电斥力,致使颗粒间易于接近而相互吸附。C吸附架桥:如果投加的化学药剂是能吸附胶粒的链状高分子聚合物,或者两个同号胶粒吸附在同一异号胶粒上,胶粒就能连结、团聚成絮凝体而被除去D网捕作用:含金属离子的化学药剂投入水中后,金属离子会发生水解和聚合,并以水中的胶粒为晶核形成胶体状沉淀物,或者沉淀物析出时吸附和网捕胶粒与之共同沉降下来。2.铝盐的混凝作用表现在哪些方面?铝盐/

3、铁盐在水处理中发挥的三大作用?ApH值偏低,胶体及悬浮物浓度高,投药量尚不足的反应初期,以Al3+或Fe3+和低聚合度高电荷的多核羟基配合物的脱稳凝聚作用为主;BpH值和投药量适中时,以高聚合度羟基配合物的桥连絮凝作用为主;CpH值较高,胶体及悬浮物浓度较低,投药充分时,以氢氧化物沉淀形式存在的网捕絮凝作用为主。3.混合和絮凝反应主要作用是什么?对搅拌各有什么要求?混合的目的是迅速均匀地将药剂扩散于水中,溶解并形成胶体,使之与水中的悬浮微粒等接触,生成微小的矾花。这一过程的要求:搅拌强度大,产生激烈湍流,混合时的流速应

4、在1.5m/s以上,混合时间短(不超过2分钟),一般为10~30s。反应设备的任务是使细小的矾花逐渐絮凝成较大颗粒,以便于沉淀除去。反应设备要求水流有适宜的搅拌强度,既要为细小絮体的逐渐长大创造良好的碰撞机会和吸附条件,又要防止已形成的较大矾花被碰撞打碎。因此,搅拌强度比在混合设备中要小,但时间比较长,常为10~30min。4.澄清池的工作原理与沉淀池有何异同?澄清池是完成水和废水的混凝处理工艺(水和药剂的混合、反应以及絮凝体与水分离)的设备。澄清池中起到截留分离杂质颗粒作用的介质是呈悬浮状态的泥渣。即在反应阶段加入一

5、定浓度的悬浮泥渣,或在反应池中保持一定浓度的悬浮泥渣。水中的悬浮颗粒与混凝剂作用而形成微小絮凝体后,一旦在运动中与相对巨大的泥渣接触碰撞,就被吸附在泥渣颗粒表面而被迅速除去。因此,保持悬浮状态的,浓度稳定且均匀分布的泥渣区是决定澄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。5.常见澄清池有哪几种?各有什么优缺点?适用于什么情况?根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

6、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。6.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

7、:θ为气、颗粒与水的接触角。7.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

8、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。8.试分析几种膜分离技术的原理和特点与应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

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