工業(yè)用水處理技術(shù)

一、緒論1
1.何為水資源和用水危機？1
2.我國的水資源有何分布特征？1
3.工業(yè)節(jié)水的具體措施有哪些？2
4.工業(yè)用水常用水源有哪些？2
5.工業(yè)用水的類型有哪些？2
6.工業(yè)用水的水量有多大？3
7.工業(yè)高用水行業(yè)的特點有哪些？涉及哪些行業(yè)？4
8.工業(yè)用水成本在產(chǎn)品成本中所占的比例有多少？5
9.工業(yè)用水對水質(zhì)有何要求？不同行業(yè)是否相同？5
10.工業(yè)用水原水中的雜質(zhì)主要有哪些？7
11.工業(yè)用水原水中常見的膠體有哪些？7
12.工業(yè)用水原水中常見的氣體組分有哪些？7
13.工業(yè)用水原水中的無機離子主要有哪些？7
14.工業(yè)用水原水中的有機組分主要有哪些？7
15.何為水質(zhì)指標(biāo)？評價工業(yè)用水水質(zhì)的指標(biāo)有哪些？9
16.如何評價水的色度、嗅和味？9
17.如何評價水的濁度與透明度？9
18.如何評價水中的含鹽量和電導(dǎo)率？10
19.如何評價水的堿度和酸度？11
20.如何評價水的硬度？12
21.高錳酸鹽指數(shù)、COD和BOD5有何差異？13
22.水中碳酸鹽的存在形態(tài)與析出特性有哪些？13
23.水中硅酸化合物的存在形態(tài)與轉(zhuǎn)化特征有哪些？14
24.水中鐵氧化合物的存在形態(tài)與轉(zhuǎn)化特征有哪些？14
25.何為腐殖質(zhì)？其性質(zhì)與結(jié)構(gòu)特點有哪些？15
26.工業(yè)用水中所含雜質(zhì)會引起哪些危害？應(yīng)該如何處理？15
27.工業(yè)用水處理有何必要性？17
28.生活用水和一般工業(yè)用水的處理方式有何不同？其水質(zhì)要求有何不同？17
29.一般工業(yè)用水的水質(zhì)要求和常用處理工藝流程有哪些？20
30.何為原料用水？不同行業(yè)的原料用水的水質(zhì)要求是否相同？21
31.何為產(chǎn)品處理用水？主要涉及哪些行業(yè)？24
32.產(chǎn)品處理用水水質(zhì)要求有哪些？各行業(yè)是否相同？26
33.哪些水可用作冷卻水？與其他工業(yè)用水相比，冷卻水水質(zhì)要求有何不同？29
二、工業(yè)用水的水源30
（一）地表水30
34.地表水一般包括哪些？30
35.地表水水質(zhì)有哪些特征？各類地表水又有什么不同？30
36.地表水中主要溶解性和不溶性的成分有哪些？主要來源是什么？30
37.湖泊的類別有哪些？各類湖泊的水質(zhì)特征有何不同？31
38.我國不同地域的江河水含鹽量、硬度以及渾濁度有何特征和區(qū)別？32
39.地表水體如何實現(xiàn)自凈？當(dāng)受納污染物超過該自凈能力時會產(chǎn)生什么樣的后果？32
40.以地表水為水源的工業(yè)企業(yè)需在日常的生產(chǎn)過程中注意什么？32
（二）地下水33
41.地下水包括哪些水？它是怎么形成的？33
42.地下水按照地理位置劃分為哪幾類？具體位置如何劃分？33
43.地下水中主要含有哪些可溶性礦物質(zhì)？其含量與哪些因素有關(guān)？33
44.企業(yè)使用地下水作為工業(yè)用水需要注意哪些事項？34
45.若使用井水作為工業(yè)用水，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)出現(xiàn)鹽水化問題，其原因可能是什么？34
46.地下水被海水污染的評價指標(biāo)有哪些？34
47.深井在使用過程中，需要對哪些事項進行調(diào)查和記錄？35
（三）再生水35
48.再生水的定義是什么？其特點和用途有哪些？35
49.再生水和自來水作為工業(yè)供水在水質(zhì)上有哪些差別？36
50.城市污水二級處理出水需經(jīng)過哪些處理環(huán)節(jié)才可應(yīng)用于工業(yè)的冷卻系統(tǒng)？36
51.再生水作為工業(yè)冷卻水可能存在的問題和隱患有哪些？37
52.城市污水二級處理出水作為工業(yè)企業(yè)工藝用水水源需要考慮哪些問題？38
53.用作鍋爐用水的城市污水二級處理出水的常用處理工藝是什么？38
（四）海水39
54.海水有何水質(zhì)特征？39
55.海水作為工業(yè)冷卻水使用存在哪些安全問題？通常應(yīng)采取怎樣的處理措施？39
56.海水作工業(yè)用水時必須具備的條件有哪些？需要考慮哪些因素？39
57.海水取水形式有哪些？如何進行選擇？40
58.海水中哪些生物會對取水設(shè)備造成危害？具體的防治措施有哪些？42
59.海水對鋼鐵的腐蝕原因和影響因素有哪些？42
60.如何以腐蝕為指標(biāo)判斷污染海水？43
三、工業(yè)用水單元處理技術(shù)45
（一）曝氣/除氣45
61.曝氣的目的是什么？45
62.利用曝氣法去除原水中氣體的必要條件有哪些？45
63.常用的曝氣方法和適用條件有哪些？45
64.除氣的目的是什么？主要方式有哪些？47
65.以防腐蝕為目的除氧限值的決定因素有哪些？47
66.機械除氣的原理是什么？48
67.蒸汽溶媒法的機理是什么？效果如何？48
68.用蒸汽溶媒法去除鍋爐給水中的溶解氧時，應(yīng)該考慮哪些注意事項？48
69.除氣裝置的種類有哪些？各種除氣裝置的適用條件有哪些？49
（二）絮凝50
70.什么是膠體？有何結(jié)構(gòu)特點？50
71.水中顆粒物表面帶電的原因有哪些？51
72.為什么膠體可以在水中長期穩(wěn)定存在？52
73.混凝的機理是什么？53
74.影響混凝效果的因素主要有哪些？54
75.何為同向絮凝、異向絮凝和速度梯度？56
76.水的色度來源于什么？混凝法去除色度的原理和特殊之處是什么？56
77.常用的混凝劑有哪些？如何使用？58
78.常用的助凝劑有哪些？助凝作用機理是什么？60
79.高分子絮凝劑的絮凝機理是什么？61
80.高分子絮凝劑有哪些特點？62
81.如何選擇混凝劑和助凝劑投加裝置？63
82.常用的混凝劑和助凝劑投加方式有哪些？63
83.如何保證混凝過程中形成的絮體不破碎？66
84.何為強化混凝？其影響因素有哪些？68
85.如何進行低溫、低濁水的絮凝處理？69
86.常用的藥劑混合設(shè)備有哪些？69
87.常用的絮凝設(shè)備類型有哪些？有何特點？71
88.如何進行隔板絮凝池設(shè)計？73
89.如何進行折板絮凝池設(shè)計？73
90.如何進行機械絮凝池設(shè)計？73
（三）沉淀/澄清74
91.水中懸浮顆粒的沉淀類型有哪些？各有何特點？74
92.常用的沉淀池類型有哪些？75
93.平流式沉淀池的沉淀原理是什么？有何結(jié)構(gòu)特點？75
94.什么是沉淀池的截留速度與表面負荷？75
95.影響平流式沉淀池沉淀效果的因素有哪些？76
96.如何設(shè)計平流式沉淀池？77
97.斜板/斜管沉淀池的沉淀原理是什么？有何結(jié)構(gòu)特點？78
98.如何進行斜板/斜管沉淀池設(shè)計？79
99.什么是澄清池？80
100.澄清池的常見類型有哪些？80
101.澄清池的組成和優(yōu)缺點有哪些？81
102.高密度澄清池的工作原理和結(jié)構(gòu)特點是什么？82
103.加砂高速沉淀池的工作原理和結(jié)構(gòu)特點是什么？83
104.懸浮型澄清池的工作原理和結(jié)構(gòu)特點是什么？85
105.脈沖澄清池的工作原理和結(jié)構(gòu)特點是什么？86
106.機械加速澄清池的工作原理和結(jié)構(gòu)特點是什么？87
107.水力循環(huán)澄清池的工作原理和結(jié)構(gòu)特點是什么？88
108.如何進行澄清池的運行管理？89
（四）過濾91
109.過濾處理的目的是什么？91
110.何為深層過濾和表面過濾？91
111.過濾的發(fā)生機理是什么？92
112.過濾過程中有哪幾種主要作用？93
113.影響過濾效果的因素有哪些？94
114.過濾過程分為哪幾個階段？各階段作用是什么？96
115.如何評價濾料的機械強度和化學(xué)穩(wěn)定性？96
116.濾料粒徑的常用表示方法有哪些？97
117.過濾有哪些方法？各方法有何不同之處？98
118.過濾中的水頭損失是什么？如何進行計算？它對過濾過程有何指導(dǎo)意義？98
119.濾層沖洗的方法有哪幾種？如何確定沖洗條件？100
120.過濾中的配水系統(tǒng)的作用和基本形式有哪些？如何設(shè)計計算各形式下的運行參數(shù)？101
121.壓力式過濾器有哪幾種？其結(jié)構(gòu)和運行方式有何不同？103
122.重力式濾池有哪幾種？其結(jié)構(gòu)特點和運行方式有何不同？105
123.何為纖維過濾？常用的纖維過濾器形式有哪些？111
124.何為精密過濾？常用的精密過濾器形式有哪些？112
125.何為直接過濾？常用的過濾器形式有哪些？114
（五）吸附115
126.吸附的原理是什么？其常見類型有哪些？115
127.什么是吸附容量？如何確定吸附容量？115
128.什么是吸附等溫線？如何繪制吸附等溫線？116
129.常見的吸附等溫線類型有哪些？有何特點？116
130.什么是吸附速度？其影響因素有哪些？118
131.常用的吸附劑有哪些？吸附劑需要具備哪些性質(zhì)？119
132.吸附劑性質(zhì)對吸附過程有何影響？119
133.溫度、pH和共存離子對吸附過程有何影響？119
134.什么是活性炭？如何制備活性炭？120
135.活性炭有怎樣的結(jié)構(gòu)特點？121
136.如何確定活性炭的比表面積和孔道分布？122
137.如何對活性炭進行命名？各符號有何含義？123
138.評價活性炭品質(zhì)的性能指標(biāo)有哪些？125
139.活性炭在工業(yè)水處理中有哪些應(yīng)用？126
140.如何選用活性炭去除工業(yè)用水中的有機物？126
141.采用粉狀活性炭去除水中有機物時該如何投加？活性炭投加量如何計算？126
142.采用活性炭脫除水中余氯的原理是什么？脫氯過程受哪些因素影響？128
143.脫除水中余氯時如何選用活性炭？130
144.何為樹脂吸附劑？有何特點？130
145.什么是沸石分子篩？有何特點？130
146.什么是活性炭纖維？與粒狀活性炭相比有何特點？130
147.進行活性炭再生應(yīng)考慮哪些因素？132
148.常用的活性炭再生方法有哪些？有何特點？133
149.什么是固定床吸附器？137
150.何為固定床穿透曲線？影響穿透過程的因素有哪些？137
151.什么是移動床吸附器？有何特點？137
152.什么是流化床吸附器？有何特點？138
（六）軟化138
153.何為硬水？進行硬水軟化的目的是什么？138
154.水的化學(xué)軟化方法有哪些？軟化機理是什么？139
155.石灰軟化法中所需石灰量如何計算？140
156.如何計算石灰-純堿軟化法中所消耗的藥劑量？140
157.如何采用化學(xué)-熱能綜合軟化法確定藥劑的投加量？140
158.地下水和地表水中鐵和錳的存在形態(tài)有哪些？141
159.去除水中鐵和錳的方法有哪些？各方法的原理和適用條件是什么？142
160.常用的離子交換樹脂有哪幾種？各種離子交換樹脂的性質(zhì)是什么？143
161.離子交換樹脂的物理性能指標(biāo)有哪些？145
162.離子交換樹脂的化學(xué)性能指標(biāo)有哪些？148
163.什么是離子交換速度控制步驟？150
164.影響離子交換速度的工藝條件有哪些？151
165.常見的離子交換裝置有哪些類型？152
166.采用離子交換裝置進行水質(zhì)軟化工作有哪些步驟？153
167.離子交換樹脂的再生方式有哪些？154
168.離子交換樹脂再生劑有哪些種類？155
169.離子交換樹脂的再生條件有哪些？155
170.鈉離子交換樹脂水質(zhì)軟化工藝有何特點？156
171.強酸性氫型陽樹脂離子交換工藝有何特點？157
172.弱酸性陽樹脂離子交換工藝有何特點？158
173.氫-鈉離子交換軟化除堿工藝類型有哪些？160
174.陽離子交換樹脂工藝運行中的常見問題與對策有哪些？162
175.強堿性陰離子交換樹脂有何工藝特征？164
176.弱堿性陰離子交換樹脂有何工藝特征？165
177.陰離子交換樹脂工藝運行中的常見問題與對策有哪些？166
（七）脫鹽169
178.脫鹽水制造裝置主要去除水中的哪些離子？其處理出水主要用于哪些行業(yè)？169
179.脫鹽水制造和純水制造有何區(qū)別？169
180.純水制造裝置分為哪幾種？各種裝置的優(yōu)缺點和原理是什么？170
181.純水制造裝置一般以解決什么問題為目標(biāo)？如何解決？173
182.代表性脫鹽水處理工藝有哪些？有何優(yōu)缺點？173
183.Ⅰ型強堿性樹脂和Ⅱ型強堿性樹脂的特性和區(qū)別是什么？176
184.何為復(fù)床除鹽？復(fù)床系統(tǒng)的主要類型和特點有哪些？176
185.何為混合床除鹽？混合床系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理是怎樣的？178
186.混合床除鹽系統(tǒng)對樹脂有何要求？179
187.混合床與復(fù)合床除鹽系統(tǒng)相比有何優(yōu)點和不足？179
188.離子交換除鹽工藝設(shè)計與選用原則有哪些？180
189.提高離子交換除鹽系統(tǒng)運行經(jīng)濟性的途徑有哪些？180
190.膜分離技術(shù)的特點與主要類型有哪些？182
191.反滲透脫鹽技術(shù)的發(fā)展歷程是怎樣的？182
192.反滲透膜是如何實現(xiàn)鹽水分離的？183
193.反滲透膜的主要類型有哪些？185
194.如何評價反滲透膜的理化性能？185
195.常見的膜組件和反滲透器形式有哪些？188
196.反滲透裝置的主要工藝流程有哪些？191
197.反滲透裝置的主要性能參數(shù)有哪些？192
198.微濾預(yù)處理的主要去除對象和凈化原理是什么？193
199.微濾膜的主要類型和結(jié)構(gòu)特征是什么？194
200.超濾預(yù)處理的主要去除對象和凈化原理是什么？194
201.超濾膜的主要類型和區(qū)別有哪些？195
202.納濾預(yù)處理的主要去除對象是什么？195
203.納濾膜的主要類型有哪些？195
204.納濾膜的性能評價指標(biāo)有哪些？196
205.反滲透除鹽對出水有何要求？如何進行后處理？197
206.何為膜污染？影響膜污染的因素有哪些？197
207.如何進行膜的清洗與再生？199
208.用于脫鹽的離子交換膜主要有哪些？各種交換膜的性質(zhì)有何區(qū)別？200
209.離子交換膜的選擇原則有哪些？200
210.電吸附除鹽技術(shù)的原理是什么？201
211.電滲析除鹽的技術(shù)原理是什么？201
212.電滲析器運行中存在的主要問題有哪些？如何解決？202
213.電滲析法脫鹽裝置有哪幾種形式？具體處理方式該如何選擇？202
214.何為電除鹽？其工作原理是什么？203
215.影響電除鹽效果的因素主要有哪些？204
216.電除鹽技術(shù)的主要應(yīng)用場景是什么？204
四、冷卻與循環(huán)冷卻水處理技術(shù)205
（一）循環(huán)冷卻水系統(tǒng)類型與組成205
217.水冷卻的原理、作用和意義是什么？205
218.哪些行業(yè)需要用到循環(huán)冷卻水？205
219.冷卻水系統(tǒng)分為哪幾種類型？各有什么特點？206
220.敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)有哪些類型？207
221.什么是換熱器和水冷卻器？209
222.冷卻塔有哪些類型？各有什么特點？209
223.冷卻塔的主要構(gòu)造是什么？211
224.冷卻塔的工作原理是什么？214
225.淋水填料的主要類型和傳熱方式有哪些？215
226.影響冷卻塔冷卻能力的因素有哪些？216
227.冷卻塔設(shè)計需要哪些基礎(chǔ)資料？217
228.如何進行冷卻塔的設(shè)計計算？218
229.如何進行冷卻塔的選型？219
230.冷卻塔填料選擇需要遵循哪些原則？220
（二）循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水-鹽平衡220
231.循環(huán)冷卻水對水質(zhì)有什么要求？220
232.循環(huán)水是通過哪些途徑實現(xiàn)散熱的？221
233.如何建立循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水量和鹽量平衡？222
234.敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)有哪些特點？224
235.堿度與pH對循環(huán)冷卻水有什么影響？226
236.循環(huán)冷卻水處理的目的是什么？226
237.循環(huán)冷卻水系統(tǒng)有哪些流程？227
238.如何選擇循環(huán)冷卻水處理方案？228
（三）循環(huán)冷卻水結(jié)垢控制技術(shù)228
239.循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的沉積物主要分為哪幾類？228
240.循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中水垢的類型和危害有哪些？228
241.冷卻水系統(tǒng)沉積結(jié)垢的主要影響因素有哪些？229
242.冷卻循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定性的判斷方法有哪些？230
243.如何鑒別碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽水垢？234
244.控制水垢的方法有哪些？235
245.如何清除供水管和冷卻管中的污垢？236
246.什么是阻垢劑？阻垢機理有哪些？236
247.常用的阻垢劑有哪些？238
（四）循環(huán)冷卻水腐蝕控制技術(shù)238
248.什么是腐蝕速率？如何確定腐蝕速率？238
249.金屬腐蝕的控制方法主要有哪些？240
250.常見的防腐涂料有哪些？防腐涂料如何起防腐作用？240
251.什么是陰極保護和犧牲陽極防腐法？240
252.循環(huán)冷卻水緩蝕劑應(yīng)具備哪些條件？241
253.常用緩蝕劑的類型有哪些？241
254.不銹鋼管選擇的原則是什么？如何確定其點蝕電位？243
255.不同材質(zhì)的不銹鋼管適用的水質(zhì)范圍是什么？244
（五）循環(huán)冷卻水微生物控制技術(shù)245
256.循環(huán)冷卻水中的微生物主要有哪些？245
257.什么是硝化細菌、反硝化細菌和產(chǎn)黏泥細菌？246
258.什么是真菌？其生長條件及對冷卻水系統(tǒng)的危害有哪些？246
259.什么是藻類？其生長條件及對冷卻水系統(tǒng)的危害有哪些？246
260.影響微生物黏泥產(chǎn)量的主要因素有哪些？247
261.如何判斷冷卻水中的微生物有無形成危害？248
262.如何控制有害細菌的生長？248
263.循環(huán)冷卻水中微生物的物理控制方法有哪些？249
264.循環(huán)冷卻水中微生物的生物控制方法有哪些？250
265.循環(huán)冷卻水殺生劑應(yīng)具備哪些條件？250
266.常用冷卻水用殺生劑有哪些？251
五、鍋爐用水處理技術(shù)253
267.鍋爐的基本組成有哪些？253
268.鍋爐工作包括哪些過程？254
269.利用軟化處理后的硬水作為鍋爐給水存在哪些問題？254
270.水垢的成因和危害有哪些？可采取哪些控制措施？255
271.爐水引起腐蝕的原因和危害有哪些？可采取哪些控制措施？257
272.汽水共騰形成的原因和危害有哪些？可采取哪些控制措施？262
273.鍋爐用水爐外處理的去除對象和常用技術(shù)主要有哪些？263
274.何為爐內(nèi)處理？爐內(nèi)處理的目的是什么？263
275.鍋爐防垢劑有哪些種類？其作用機理是什么？264
276.鍋爐內(nèi)水處理的加藥方法有哪些？265
277.鍋爐內(nèi)加藥處理需注意哪些問題？265
六、蒸汽冷凝水處理技術(shù)266
278.蒸汽冷凝水處理一般應(yīng)用于哪些場合？266
279.蒸汽冷凝水中金屬腐蝕產(chǎn)物的主要來源有哪些？如何對其進行去除？266
280.覆蓋過濾器的結(jié)構(gòu)特點和工作過程是怎樣的？268
281.管式微孔過濾器的結(jié)構(gòu)特點和工作過程是怎樣的？270
282.電磁過濾器的結(jié)構(gòu)特點和工作過程是怎樣的？271
283.如何利用氫型陽離子交換器進行冷凝水處理？274
284.何為陽層混床？如何利用陽層混床進行冷凝水處理？274
285.何為空氣擦洗高速混床？其冷凝水中顆粒物的去除效果如何？274
286.蒸汽冷凝水中油的存在狀態(tài)有哪些？有哪些水中油的分離方法？275
287.蒸汽冷凝水中的鹽分來源有哪些？其含量受哪些因素的影響？276
288.蒸汽冷凝水中為何常用體外再生混床除鹽？裝置有何結(jié)構(gòu)特點？277
289.體外再生混床冷凝水除鹽效果的影響因素有哪些？278
290.體外再生混床再生系統(tǒng)的常用類型和運行特點有哪些？279
291.采用銨型混床除鹽的原因和運行方式是什么？280
292.提高混床陰陽樹脂分離程度的方法有哪些？各有哪些優(yōu)缺點？282
293.當(dāng)前凝結(jié)水處理的常用系統(tǒng)有哪幾種？適用條件是什么？285
294.如何進行火力發(fā)電機組凝結(jié)水處理？285
七、電子工業(yè)用水處理技術(shù)287
295.電子行業(yè)用水對水質(zhì)有何特殊要求？287
296.純水和高純水有何區(qū)別？287
297.當(dāng)前電子工業(yè)中各類產(chǎn)品對水質(zhì)的要求有哪些？287
298.超純水處理系統(tǒng)根據(jù)原水存在雜質(zhì)和水質(zhì)要求可分為哪幾類？各系統(tǒng)的組成是什么？288
299.純水水質(zhì)的微量檢測技術(shù)有哪些？289
300.清洗純水回收利用技術(shù)的工作原理和流程是什么？289
八、食品行業(yè)用水處理技術(shù)290
301.食品行業(yè)如何進行水源選擇？290
302.各類水源中所含物質(zhì)對食品生產(chǎn)有哪些影響？290
303.食品行業(yè)主要生產(chǎn)工藝有哪些？各工藝用水量有何不同？291
304.用于處理食品生產(chǎn)用水的常用方法有哪些？這些方法的處理目的是什么？293
305.食品中各行業(yè)對于用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)有何異同？293
附錄295
附錄一城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)（GB/T 19923—2024）（摘錄）295
附錄二工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范（GB/T 50050—2017）（摘錄）299
參考文獻313