水處理工程工業(yè)循環(huán)水處理試題及答案一、選擇題1.工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中，微生物生長會(huì)導(dǎo)致一系列問題，以下哪種物質(zhì)可用于抑制微生物生長？（）A.緩蝕劑B.阻垢劑C.殺菌劑D.分散劑答案：C解析：殺菌劑的主要作用是殺滅或抑制循環(huán)水中的微生物，防止微生物在系統(tǒng)中大量繁殖形成生物粘泥，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。緩蝕劑主要是防止金屬設(shè)備腐蝕；阻垢劑用于防止水中的鈣、鎂等離子形成水垢；分散劑則是使水中的懸浮顆粒等分散，防止其聚集沉淀。2.循環(huán)水的濃縮倍數(shù)是指（）。A.循環(huán)水的含鹽量與補(bǔ)充水的含鹽量之比B.補(bǔ)充水的含鹽量與循環(huán)水的含鹽量之比C.循環(huán)水的流量與補(bǔ)充水的流量之比D.補(bǔ)充水的流量與循環(huán)水的流量之比答案：A解析：濃縮倍數(shù)是衡量循環(huán)水濃縮程度的一個(gè)重要指標(biāo)，通常用循環(huán)水中某種不易揮發(fā)物質(zhì)（如含鹽量）與補(bǔ)充水中該物質(zhì)的含量之比來表示。濃縮倍數(shù)越高，說明循環(huán)水的重復(fù)利用程度越高，但也會(huì)帶來一些問題，如結(jié)垢、腐蝕等。3.以下哪種水垢成分在循環(huán)水中較為常見？（）A.碳酸鈣B.硫酸鋇C.氫氧化鎂D.硅酸鈣答案：A解析：在工業(yè)循環(huán)水中，水中的鈣離子（Ca2?）和碳酸根離子（CO?2?）在一定條件下容易結(jié)合形成碳酸鈣沉淀，這是循環(huán)水系統(tǒng)中最常見的水垢成分之一。硫酸鋇的溶解度非常小，但在循環(huán)水中一般含量較低；氫氧化鎂和硅酸鈣也是可能形成的水垢成分，但相對(duì)碳酸鈣來說，出現(xiàn)的頻率較低。4.循環(huán)水系統(tǒng)中，采用旁濾處理的主要目的是（）。A.去除水中的懸浮物B.降低水的硬度C.去除水中的溶解氧D.調(diào)節(jié)水的pH值答案：A解析：旁濾處理是從循環(huán)水系統(tǒng)中引出一部分水進(jìn)行過濾處理，其主要目的是去除水中的懸浮物，防止懸浮物在系統(tǒng)中積累，減少污垢的形成，提高循環(huán)水的水質(zhì)。降低水的硬度通常采用軟化處理方法；去除水中的溶解氧一般采用化學(xué)除氧或物理除氧方法；調(diào)節(jié)水的pH值則需要添加相應(yīng)的酸堿調(diào)節(jié)劑。5.以下哪種緩蝕劑屬于陽極型緩蝕劑？（）A.鋅鹽B.聚磷酸鹽C.鉻酸鹽D.有機(jī)膦酸鹽答案：C解析：陽極型緩蝕劑能在金屬表面形成鈍化膜，抑制金屬的陽極溶解過程。鉻酸鹽是典型的陽極型緩蝕劑，它可以在金屬表面形成一層致密的鈍化膜，阻止金屬進(jìn)一步腐蝕。鋅鹽屬于陰極型緩蝕劑，它在陰極區(qū)域形成沉淀膜，抑制陰極反應(yīng)；聚磷酸鹽和有機(jī)膦酸鹽屬于混合型緩蝕劑，它們既能抑制陽極反應(yīng)，又能抑制陰極反應(yīng)。二、填空題1.工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)主要由（冷卻設(shè)備）、（循環(huán)水泵）、（管道）和（水池）等組成。解析：冷卻設(shè)備用于降低循環(huán)水的溫度，循環(huán)水泵為循環(huán)水的流動(dòng)提供動(dòng)力，管道用于輸送循環(huán)水，水池則是儲(chǔ)存循環(huán)水的地方，這些部分共同構(gòu)成了工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)。2.循環(huán)水的水質(zhì)指標(biāo)主要包括（pH值）、（硬度）、（堿度）、（濁度）、（溶解氧）等。解析：pH值反映了水的酸堿性，對(duì)金屬的腐蝕和水垢的形成有重要影響；硬度和堿度與水垢的形成密切相關(guān)；濁度表示水中懸浮物的含量；溶解氧會(huì)加速金屬的腐蝕。3.常用的阻垢劑有（有機(jī)膦酸鹽）、（聚羧酸鹽）、（天然高分子聚合物）等。解析：有機(jī)膦酸鹽能與水中的金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，防止水垢的形成；聚羧酸鹽具有良好的分散性能，能阻止水垢晶體的生長和聚集；天然高分子聚合物如淀粉、纖維素等也有一定的阻垢作用。4.循環(huán)水系統(tǒng)中微生物的危害主要有（形成生物粘泥）、（加速金屬腐蝕）、（堵塞管道和設(shè)備）等。解析：微生物在循環(huán)水中生長繁殖會(huì)形成生物粘泥，覆蓋在金屬表面，影響傳熱效率，同時(shí)還會(huì)為腐蝕微生物提供生存環(huán)境，加速金屬腐蝕；生物粘泥還可能堵塞管道和設(shè)備，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。5.循環(huán)水的補(bǔ)水水源主要有（地表水）、（地下水）、（自來水）等。解析：地表水如江河、湖泊水，地下水如井水，自來水是經(jīng)過處理的城市供水，這些都可以作為循環(huán)水的補(bǔ)水水源，但不同的水源水質(zhì)不同，需要進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理。三、判斷題1.循環(huán)水的濃縮倍數(shù)越高越好。（×）解析：雖然提高濃縮倍數(shù)可以提高循環(huán)水的重復(fù)利用率，節(jié)約水資源，但濃縮倍數(shù)過高會(huì)導(dǎo)致水中的鹽分、懸浮物等濃度增加，從而加劇結(jié)垢、腐蝕和微生物滋生等問題，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行和設(shè)備的使用壽命。因此，循環(huán)水的濃縮倍數(shù)需要控制在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。2.緩蝕劑的用量越多，緩蝕效果越好。（×）解析：緩蝕劑的用量有一個(gè)最佳范圍，在一定范圍內(nèi)，隨著緩蝕劑用量的增加，緩蝕效果會(huì)提高，但當(dāng)用量超過一定值后，不僅緩蝕效果不會(huì)繼續(xù)提高，還可能會(huì)帶來一些負(fù)面影響，如增加成本、導(dǎo)致水質(zhì)惡化等。3.殺菌劑可以完全殺滅循環(huán)水中的所有微生物。（×）解析：雖然殺菌劑可以有效抑制和殺滅循環(huán)水中的大部分微生物，但由于微生物具有一定的抗藥性和適應(yīng)性，而且循環(huán)水系統(tǒng)的環(huán)境復(fù)雜，很難完全殺滅所有微生物。因此，需要定期更換殺菌劑的種類，并合理控制殺菌劑的用量和投加頻率。4.循環(huán)水系統(tǒng)中，只要控制好水質(zhì)，就不會(huì)出現(xiàn)腐蝕和結(jié)垢問題。（×）解析：雖然控制好水質(zhì)是防止循環(huán)水系統(tǒng)出現(xiàn)腐蝕和結(jié)垢問題的重要措施，但循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行條件如溫度、流速、壓力等也會(huì)對(duì)腐蝕和結(jié)垢產(chǎn)生影響。即使水質(zhì)符合要求，如果運(yùn)行條件不合適，仍然可能出現(xiàn)腐蝕和結(jié)垢問題。5.旁濾處理可以降低循環(huán)水的硬度。（×）解析：旁濾處理主要是去除循環(huán)水中的懸浮物，而降低循環(huán)水的硬度需要采用軟化處理方法，如離子交換法、石灰軟化法等。旁濾處理不能改變水中鈣、鎂等離子的含量，因此不能降低循環(huán)水的硬度。四、簡答題1.簡述工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中結(jié)垢的危害。答：工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中結(jié)垢會(huì)帶來多方面的危害。首先，水垢的導(dǎo)熱系數(shù)很低，會(huì)大大降低傳熱效率，導(dǎo)致冷卻設(shè)備的冷卻效果下降，增加能源消耗。例如，在換熱器中，水垢會(huì)使熱阻增大，需要消耗更多的能量來達(dá)到相同的冷卻或加熱效果。其次，結(jié)垢會(huì)使管道和設(shè)備的流通截面積減小，增加水流阻力，導(dǎo)致循環(huán)水泵的能耗增加，甚至可能影響系統(tǒng)的正常流量和壓力，使設(shè)備無法正常運(yùn)行。此外，水垢的存在還會(huì)加速金屬的腐蝕，因?yàn)樗笗?huì)形成局部的濃差電池，導(dǎo)致金屬表面的腐蝕加劇，縮短設(shè)備的使用壽命。2.說明循環(huán)水濃縮倍數(shù)的意義及控制方法。答：循環(huán)水濃縮倍數(shù)的意義在于它反映了循環(huán)水的重復(fù)利用程度。濃縮倍數(shù)越高，說明循環(huán)水系統(tǒng)中補(bǔ)充水的用量越少，水資源的利用率越高，從而可以節(jié)約大量的水資源和運(yùn)行成本。但濃縮倍數(shù)過高也會(huì)帶來一些問題，如結(jié)垢、腐蝕和微生物滋生等?？刂蒲h(huán)水濃縮倍數(shù)的方法主要有以下幾種：一是控制排污水量，通過調(diào)節(jié)排污水的流量，使循環(huán)水中的鹽分等物質(zhì)保持在一個(gè)合適的濃度范圍內(nèi)。二是調(diào)整補(bǔ)充水的水質(zhì)和水量，根據(jù)循環(huán)水的水質(zhì)要求和濃縮倍數(shù)的目標(biāo)，合理選擇補(bǔ)充水的水源，并控制補(bǔ)充水的流量。三是采用水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)，添加合適的阻垢劑、緩蝕劑和殺菌劑等，防止因濃縮倍數(shù)升高而導(dǎo)致的結(jié)垢、腐蝕和微生物問題。3.分析循環(huán)水系統(tǒng)中微生物滋生的原因及防治措施。答：循環(huán)水系統(tǒng)中微生物滋生的原因主要有以下幾點(diǎn)：一是循環(huán)水的溫度和pH值通常適合微生物的生長繁殖，一般循環(huán)水的溫度在2040℃之間，pH值在69之間，這種環(huán)境為微生物提供了良好的生存條件。二是循環(huán)水中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如有機(jī)物、氮、磷等，這些物質(zhì)是微生物生長的能量來源。三是循環(huán)水系統(tǒng)中的水流速度相對(duì)較慢，存在一些死角和低流速區(qū)域，容易使微生物附著和積累。防治措施主要包括物理方法和化學(xué)方法。物理方法有旁濾處理，去除水中的懸浮物和微生物；定期對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行清洗和排污，減少微生物的滋生環(huán)境。化學(xué)方法是投加殺菌劑，如氧化性殺菌劑（如氯氣、次氯酸鈉等）和非氧化性殺菌劑（如異噻唑啉酮、季銨鹽等），殺滅循環(huán)水中的微生物。同時(shí)，還可以通過調(diào)節(jié)循環(huán)水的pH值、控制營養(yǎng)物質(zhì)的含量等方式，創(chuàng)造不利于微生物生長的環(huán)境。4.簡述緩蝕劑的作用原理。答：緩蝕劑的作用原理主要有以下幾種類型。陽極型緩蝕劑能在金屬表面形成鈍化膜，抑制金屬的陽極溶解過程。例如，鉻酸鹽在金屬表面形成一層致密的氧化膜，阻止金屬離子的溶解，從而起到緩蝕作用。陰極型緩蝕劑則在金屬的陰極區(qū)域形成沉淀膜，抑制陰極反應(yīng)，如鋅鹽在陰極區(qū)域形成氫氧化鋅沉淀膜，阻礙氧氣的還原反應(yīng)。混合型緩蝕劑既能抑制陽極反應(yīng)，又能抑制陰極反應(yīng)，如聚磷酸鹽和有機(jī)膦酸鹽，它們可以與金屬離子形成絡(luò)合物，在金屬表面形成保護(hù)膜，同時(shí)還能分散水中的雜質(zhì)，防止污垢的形成。此外，有些緩蝕劑還可以改變金屬表面的電荷分布，降低金屬的活性，從而減緩腐蝕速度。5.說明循環(huán)水系統(tǒng)中水質(zhì)監(jiān)測(cè)的重要性及主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)。答：循環(huán)水系統(tǒng)中水質(zhì)監(jiān)測(cè)具有重要意義。首先，通過水質(zhì)監(jiān)測(cè)可以及時(shí)了解循環(huán)水的水質(zhì)狀況，判斷系統(tǒng)是否存在結(jié)垢、腐蝕和微生物滋生等問題，以便采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其次，水質(zhì)監(jiān)測(cè)可以為水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)的應(yīng)用提供依據(jù)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果調(diào)整阻垢劑、緩蝕劑和殺菌劑等的投加量和種類，提高水處理效果。此外，水質(zhì)監(jiān)測(cè)還可以評(píng)估循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行效率和水資源利用情況，為節(jié)能減排提供數(shù)據(jù)支持。主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括pH值，它反映了水的酸堿性，對(duì)金屬腐蝕和水垢形成有重要影響；硬度和堿度，與水垢的形成密切相關(guān)；濁度，用于衡量水中懸浮物的含量；溶解氧，會(huì)加速金屬的腐蝕；電導(dǎo)率，反映水中離子的濃度；微生物指標(biāo)，如細(xì)菌總數(shù)、真菌總數(shù)等，用于監(jiān)測(cè)微生物的生長情況。此外，還可以監(jiān)測(cè)水中的金屬離子含量、化學(xué)需氧量（COD）等指標(biāo)，以全面了解循環(huán)水的水質(zhì)狀況。五、計(jì)算題1.某工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)，補(bǔ)充水流量為50m3/h，排污水流量為5m3/h，求該系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)。解：根據(jù)濃縮倍數(shù)的計(jì)算公式\(K=\frac{Q_{m}}{Q_{m}Q_}\)（其中\(zhòng)(K\)為濃縮倍數(shù)，\(Q_{m}\)為補(bǔ)充水流量，\(Q_\)為排污水流量）。已知\(Q_{m}=50m3/h\)，\(Q_=5m3/h\)，則\(K=\frac{50}{505}=\frac{50}{45}\approx1.11\)。答：該系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)約為1