北京工业大学 特种水处理(水质3)考点归纳

湿空气的性质湿空气的压力：湿空气的总压力就是当地的大气压；饱和蒸气分压力：饱和空气中水蒸气分压力称为饱和蒸气分压力。湿空气的湿度：1立方米湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度；湿空气的绝对湿度与同温下饱和空气的绝对湿度的比值。湿空气含湿量：在含有1kg干空气的湿空气混合气体中，其所含水蒸气的质量称为湿空气的含湿量。湿空气的密度：湿空气的密度等于每立方米湿空气中所含干空气和水蒸气在其各自分压下的密度之和。湿空气的比热：干空气1kg、含湿量xkg水蒸气的湿空气温度升高1゜C所需的热量。湿空气的焓：湿空气的焓等于1kg干空气和含湿量xkg水蒸气所含热量的总和。冷却原理：循环冷却水的冷却是在冷却构筑物中以空气为冷却介质，由蒸发传热、接触传热和辐射传热三个过程共同作用的结果。（当热水表面直接与未被水蒸气所饱和的空气接触时，热水表面的水分子将不断化为水蒸气，在此过程中，将热水中吸收热量，达到冷却的效果。）不同温度下水的散热情况（4个状态）当tf>θ时，蒸发和接触传热斗朝一个方向进行（图（1）），使水冷却。单位时间内从单位面积上散发的总热量为H=Hα+Hβ。当tf=θ时，接触传热的热量Hα=0，此时，H=Hβ，见图（2）。当tf<θ时，Hα从空气流向水，见图（3），这时表面蒸发所损失的热量Hβ大于Hα，水温继续降低，此时H=Hα-Hβ。当tf=τ<θ时，水温停止下降，这时蒸发传热和接触传热给水的热量处于动态平衡状态，见图（4），即Hα=Hβ，则H=0，液面温度达到冷却极限值。冷却系统、冷却塔为了冷却工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温，以保证系统的正常运行。冷幅宽：进塔的水温与出塔的水温的水温之差。冷幅高：出水温度与当地湿球温度之差。冷却水循环中的损失：蒸发损失、风吹损失、排污损失、渗漏损失敞开式循环水系统的问题：（1）水垢，由于水分的蒸发和散失会引起循环水含盐量的浓缩，并使某些盐类超过饱和浓度而沉淀出来，附着于设备和管道的内壁上，这种沉积物称为水垢，水垢的大量析出会使热交换器热交换效率大大降低，也会使管道堵塞；（2）腐蚀，冷却水与大气充分接触，溶解氧会增加，促使金属管材、设备等的腐蚀，同时盐类的浓缩会使导电性增强，腐蚀加速；（3）微生物的生长，敞开式循环冷却水的温度、营养成分、溶解氧等条件非常适合微生物的生长，微生物会产生黏性代谢物质，形成黏垢；（4）污垢，大气中的多种杂质会不断通过冷却塔等敞开部分进入系统中形成污垢。黏垢、水垢、污垢、腐蚀对冷却水系统危害很大。循环冷却水水质特点：（1）盐类浓度比较高（2）有微生物生长（3）有大量的沉积物。微生物腐蚀：是由于微生物的生命活动直接或间接地对材料产生的腐蚀水的稳定指数RSI：RSI<6,结垢；RSI=6,不腐蚀不结垢；RSI>6，腐蚀。电化学腐蚀：电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池。例如铁和氧，因为铁的电极电位总比氧的电极电位低，所以铁是阳极，遭到腐蚀。电化学腐蚀的过程：阳极溶解过程：金属以离子的形式溶解到溶液中，同时电子留在金属上。以铁的腐蚀为例，阳极溶解的反应为：FeFe2++2e-电流在阳极和和阴极之间流动是通过电子导体和离子导体实现的，电子通过电子导体（金属）从阳极迁移至阴极，溶液中的阳离子从阳极区迁移至阴极区，阴离子从阴极区向阳极区移动，从阳极建议值阴极的电子被溶液中的氧化剂接受。阴极的反应为：H2O+1/2O2+2e-2OH-阴极和阳极的产物发生下列反应：Fe2++2OH-Fe(OH)2如果水中的溶解氧比较充足，Fe(OH)2会进一步氧化，生成黄色的锈FeOOH或Fe2O3·H2O,而不是Fe(OH)3。如果水中的氧不充足，则Fe(OH)2进一步氧化为绿色的水合四氧化三铁或黑色的无水四氧化三铁。过程如下图：腐蚀形式：全面腐蚀局部腐蚀点蚀：是一种腐蚀集中在金属或者合金表面数十微米范围内且纵深发展的腐蚀形式。缝隙腐蚀浓差电池腐蚀选择性腐蚀电化学极化：电化学极化是由电解产物析出过程中某一步骤（如气泡的形成、原子结合成分子、离子的放电等）反应速率迟缓而引起的电极电势偏离平衡电势的现象。包括：阳极极化、阴极极化铁质活性滤膜：具有催化作用的铁质滤膜。化学成分为Fe(OH)3·2H2O铁锰共存时，为什么先除铁后除锰：铁和锰的化学性质相近，所以在含锰地下水中常含有铁。铁的氧化还原电位比锰的低，二价铁对高价锰便成为还原剂，因此二价铁能大大阻碍二价锰的氧化。所以只有水中基本不存在二价铁的情况下，二价锰才能被氧化。故在地下水中铁、锰共存时应先除铁后除锰。油在水中的存在形式：浮油、分散油、乳化油、溶解油控制工业污染源途径：减少废水产出量废水进行分流节制用水改革生产工艺避免间断排出工业废水降低废水污染物的浓度改革生产工艺改进装置的结构和性能废水进行分流废水进行均和回收有用物质排出系统的控制工业废水对环境的污染含无毒物质的有机废水和无机废水的污染含有毒物质的有机废水和无机废水的污染含有大量不溶性悬浮物废水污染含油废水产生的污染含高浊度和高色度废水产生的污染酸性和碱性废水产生的污染含有多种物质废水产生的污染含有氮、磷等工业废水产生的污染活性氧化铝除氟：先用硫酸铝对氧化铝进行活化，使之转变为硫酸盐型：2ROH+SO42-=R2SO4+2OH-活化后的氧化铝可表示为R2SO4，以SO42-与F-进行离子交换进行除氟：R2SO4+2F-=2RF+SO42-R2SO4+2HCO3-=2RHCO3+SO42-从上式可以看出，活性氧化铝是一种弱碱性离子