北京工業(yè)大學(xué) 特種水處理(水質(zhì)3)考點(diǎn)歸納

濕空氣的性質(zhì)濕空氣的壓力：濕空氣的總壓力就是當(dāng)?shù)氐拇髿鈮?；飽和蒸氣分壓力：飽和空氣中水蒸氣分壓力稱為飽和蒸氣分壓力。濕空氣的濕度：1立方米濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量稱為濕空氣的絕對濕度；濕空氣的絕對濕度與同溫下飽和空氣的絕對濕度的比值。濕空氣含濕量：在含有1kg干空氣的濕空氣混合氣體中，其所含水蒸氣的質(zhì)量稱為濕空氣的含濕量。濕空氣的密度：濕空氣的密度等于每立方米濕空氣中所含干空氣和水蒸氣在其各自分壓下的密度之和。濕空氣的比熱：干空氣1kg、含濕量xkg水蒸氣的濕空氣溫度升高1゜C所需的熱量。濕空氣的焓：濕空氣的焓等于1kg干空氣和含濕量xkg水蒸氣所含熱量的總和。冷卻原理：循環(huán)冷卻水的冷卻是在冷卻構(gòu)筑物中以空氣為冷卻介質(zhì)，由蒸發(fā)傳熱、接觸傳熱和輻射傳熱三個(gè)過程共同作用的結(jié)果。（當(dāng)熱水表面直接與未被水蒸氣所飽和的空氣接觸時(shí)，熱水表面的水分子將不斷化為水蒸氣，在此過程中，將熱水中吸收熱量，達(dá)到冷卻的效果。）不同溫度下水的散熱情況（4個(gè)狀態(tài)）當(dāng)tf>θ時(shí)，蒸發(fā)和接觸傳熱斗朝一個(gè)方向進(jìn)行（圖（1）），使水冷卻。單位時(shí)間內(nèi)從單位面積上散發(fā)的總熱量為H=Hα+Hβ。當(dāng)tf=θ時(shí)，接觸傳熱的熱量Hα=0，此時(shí)，H=Hβ，見圖（2）。當(dāng)tf<θ時(shí)，Hα從空氣流向水，見圖（3），這時(shí)表面蒸發(fā)所損失的熱量Hβ大于Hα，水溫繼續(xù)降低，此時(shí)H=Hα-Hβ。當(dāng)tf=τ<θ時(shí)，水溫停止下降，這時(shí)蒸發(fā)傳熱和接觸傳熱給水的熱量處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，見圖（4），即Hα=Hβ，則H=0，液面溫度達(dá)到冷卻極限值。冷卻系統(tǒng)、冷卻塔為了冷卻工業(yè)上或制冷空調(diào)中產(chǎn)生的余熱來降低水溫，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。冷幅寬：進(jìn)塔的水溫與出塔的水溫的水溫之差。冷幅高：出水溫度與當(dāng)?shù)貪袂驕囟戎?。冷卻水循環(huán)中的損失：蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失、排污損失、滲漏損失敞開式循環(huán)水系統(tǒng)的問題：（1）水垢，由于水分的蒸發(fā)和散失會(huì)引起循環(huán)水含鹽量的濃縮，并使某些鹽類超過飽和濃度而沉淀出來，附著于設(shè)備和管道的內(nèi)壁上，這種沉積物稱為水垢，水垢的大量析出會(huì)使熱交換器熱交換效率大大降低，也會(huì)使管道堵塞；（2）腐蝕，冷卻水與大氣充分接觸，溶解氧會(huì)增加，促使金屬管材、設(shè)備等的腐蝕，同時(shí)鹽類的濃縮會(huì)使導(dǎo)電性增強(qiáng)，腐蝕加速；（3）微生物的生長，敞開式循環(huán)冷卻水的溫度、營養(yǎng)成分、溶解氧等條件非常適合微生物的生長，微生物會(huì)產(chǎn)生黏性代謝物質(zhì)，形成黏垢；（4）污垢，大氣中的多種雜質(zhì)會(huì)不斷通過冷卻塔等敞開部分進(jìn)入系統(tǒng)中形成污垢。黏垢、水垢、污垢、腐蝕對冷卻水系統(tǒng)危害很大。循環(huán)冷卻水水質(zhì)特點(diǎn)：（1）鹽類濃度比較高（2）有微生物生長（3）有大量的沉積物。微生物腐蝕：是由于微生物的生命活動(dòng)直接或間接地對材料產(chǎn)生的腐蝕水的穩(wěn)定指數(shù)RSI：RSI<6,結(jié)垢；RSI=6,不腐蝕不結(jié)垢；RSI>6，腐蝕。電化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕就是金屬和電解質(zhì)組成兩個(gè)電極，組成腐蝕原電池。例如鐵和氧，因?yàn)殍F的電極電位總比氧的電極電位低，所以鐵是陽極，遭到腐蝕。電化學(xué)腐蝕的過程：陽極溶解過程：金屬以離子的形式溶解到溶液中，同時(shí)電子留在金屬上。以鐵的腐蝕為例，陽極溶解的反應(yīng)為：FeFe2++2e-電流在陽極和和陰極之間流動(dòng)是通過電子導(dǎo)體和離子導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)的，電子通過電子導(dǎo)體（金屬）從陽極遷移至陰極，溶液中的陽離子從陽極區(qū)遷移至陰極區(qū)，陰離子從陰極區(qū)向陽極區(qū)移動(dòng)，從陽極建議值陰極的電子被溶液中的氧化劑接受。陰極的反應(yīng)為：H2O+1/2O2+2e-2OH-陰極和陽極的產(chǎn)物發(fā)生下列反應(yīng)：Fe2++2OH-Fe(OH)2如果水中的溶解氧比較充足，F(xiàn)e(OH)2會(huì)進(jìn)一步氧化，生成黃色的銹FeOOH或Fe2O3·H2O,而不是Fe(OH)3。如果水中的氧不充足，則Fe(OH)2進(jìn)一步氧化為綠色的水合四氧化三鐵或黑色的無水四氧化三鐵。過程如下圖：腐蝕形式：全面腐蝕局部腐蝕點(diǎn)蝕：是一種腐蝕集中在金屬或者合金表面數(shù)十微米范圍內(nèi)且縱深發(fā)展的腐蝕形式?？p隙腐蝕濃差電池腐蝕選擇性腐蝕電化學(xué)極化：電化學(xué)極化是由電解產(chǎn)物析出過程中某一步驟（如氣泡的形成、原子結(jié)合成分子、離子的放電等）反應(yīng)速率遲緩而引起的電極電勢偏離平衡電勢的現(xiàn)象。包括：陽極極化、陰極極化鐵質(zhì)活性濾膜：具有催化作用的鐵質(zhì)濾膜?；瘜W(xué)成分為Fe(OH)3·2H2O鐵錳共存時(shí)，為什么先除鐵后除錳：鐵和錳的化學(xué)性質(zhì)相近，所以在含錳地下水中常含有鐵。鐵的氧化還原電位比錳的低，二價(jià)鐵對高價(jià)錳便成為還原劑，因此二價(jià)鐵能大大阻礙二價(jià)錳的氧化。所以只有水中基本不存在二價(jià)鐵的情況下，二價(jià)錳才能被氧化。故在地下水中鐵、錳共存時(shí)應(yīng)先除鐵后除錳。油在水中的存在形式：浮油、分散油、乳化油、溶解油控制工業(yè)污染源途徑：減少廢水產(chǎn)出量廢水進(jìn)行分流節(jié)制用水改革生產(chǎn)工藝避免間斷排出工業(yè)廢水降低廢水污染物的濃度改革生產(chǎn)工藝改進(jìn)裝置的結(jié)構(gòu)和性能廢水進(jìn)行分流廢水進(jìn)行均和回收有用物質(zhì)排出系統(tǒng)的控制工業(yè)廢水對環(huán)境的污染含無毒物質(zhì)的有機(jī)廢水和無機(jī)廢水的污染含有毒物質(zhì)的有機(jī)廢水和無機(jī)廢水的污染含有大量不溶性懸浮物廢水污染含油廢水產(chǎn)生的污染含高濁度和高色度廢水產(chǎn)生的污染酸性和堿性廢水產(chǎn)生的污染含有多種物質(zhì)廢水產(chǎn)生的污染含有氮、磷等工業(yè)廢水產(chǎn)生的污染活性氧化鋁除氟：先用硫酸鋁對氧化鋁進(jìn)行活化，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}型：2ROH+SO42-=R2SO4+2OH-活化后的氧化鋁可表示為R2SO4，以SO42-與F-進(jìn)行離子交換進(jìn)行除氟：R2SO4+2F-=2RF+SO42-R2SO4+2HCO3-=2RHCO3+SO42-從上式可以看出，活性氧化鋁是一種弱堿性離子