答案：碳酸化合物在水中有几种不同的存在形态：溶于水中的气体(即所谓游离 CO2)；分子态碳酸 H2CO3；碳酸氢根HCO3-和碳酸根 CO32-。在这四者之间存在着以下平衡关系：
CO2十 H2O H2CO3
H2CO3 H+十 HCO3-
HCO3- H+十 CO32-
如将这些平衡式联系起来，则可写成下式：
CO2十 H2O H2CO3 H+ 十 HCO3- 2H+十 CO32-
在上述一系列的平衡中， CO2与 H2CO3的平衡实际上是强烈地趋向于生成 CO2，水中呈 H2CO3状态的量非常小(通常小于1％)，所以可把生成 H2CO3的过程略去，其平衡式可改为下式：
其中: (25℃时，K1=4.45×10-7)
(25℃时，K1=4.69×10-11)
根据以上情况可知， [H+]对平衡的移动起着决定性的作用，水中 CO2、 HCO32-和 CO32-的相对值和[H+]浓度的关系如图4-3所示。从图4-3上可看出：
(1)当 pH＜4时，水中只有游离 CO2。
(2)当 pH值升高时，平衡向有移动， [CO2]降低，[HCO3-]增大，当 pH＝8.3～8.4时, 98%以上的碳酸化合物以 HCO3-形态存在。
(3) pH值再升高(大于8.3时)， CO2消失，[HCO3-]降低，[CO32-]增大，当 pH＝12时，水中碳酸化合物几乎完全以 CO32-的形态存在。
硅酸化合物在水中的存在形式与水的 pH值有何关系?
答案：酸酸化合物是天然水中的主要杂质之一，它在水中有多种形态，是一种比较复杂的化合物。硅酸化合物在水中的不同形态与水的 pH值有着密切的关系。当 pH＜7时，水中实际上只有硅酸的分子，没有硅酸根离子存在。所以，当pH值较低时(酸性溶液中)，水中的胶态硅酸明显增多；当pH值＞7时，水中同时有 H2SiO3和 HSiO3-存在；当 pH＝11时，水中是以 HSiO3-为主；只有在碱性较强的水中(pH＞11时)才出现 SiO32-离子。
混凝处理对水的 pH值有什么要求?
答案：水的 pH值对混凝过程的影响很大，不同的混凝剂，对水的 pH值的要求也不一样，因此在混凝处理时，必须严格控制加入混凝剂后的水的 pH值。
不同混凝剂对 pH值的要求如下：
(1)铝盐。铝盐在水中经电离、水解后生成氢氧化铝胶体， pH值对该胶体有两方面的影响。
一是氢氧化铝是两性氢氧化物，当水的 pH值低于5.5时，氢氧化铝呈碱性而被溶解，反应如下：
A1(OH)3十3H+ → A13+十3H2O
反应结果，使水中残留铝含量增加。
当水的 pH值高于7.5时，氢氧化铝呈酸性，水中有偏铝酸根(AlO2-)出现，反应如下：
AI(OH)3十OH--→ AlO2-十2H2O
反应结果是水中残留铝量也增加。因此起不到产生 AI(OH)2絮团的作用。
二是水的 pH值在5.5～8.8时，氢氧化铝胶体微粒带正电荷。当水的 pH＜5时，胶体微粒带负电荷；水的 pH＞8时，氢氧化铝溶解。
因此，当水的 pH值高于8.0或低于5.0时，都影响着带正电荷的氢氧化铝胶体的生成，所以，用铝盐作混凝剂时，水的 pH值应为6.5～7.5。
(2)铁盐。铁盐在水中电离、水解生成带正电荷的氢氧化铁胶体，反应如下：
4FeSC４十10H2O十O2→ 4Fe(OH)3十4H2SO4
该反应过程中， Fe2+在 pH＞8．5时，极易被氧化成 Fe3+而形成 Fe(OH)3胶体；而 pH值较低时，完成上述反应速度缓慢。
所以，用铁盐作混凝剂进行混凝处理时，一般与石灰处理一起进行，维持水的 pH值在8.5～10之间。
由于原水水质的差异和采用的混凝剂不同，最切合实际的 pH值应通过小型试验来确定。
采用聚合铝作混凝剂有哪些优点?
答案：聚合铝混凝剂有以下优点：
(1)适用范围广。对低浊度水、高浊度水、有色度水和某些工业废水等，都有优良的混凝效果。
(2)用量少(按 Al2O3计)。对于低浊度水，其用量相当于硫酸铝的 l/2；对于高浊度水，其用量可减少到硫酸铝用量的 l/3～l/4。
(3)操作简单。加药后，水的碱度降低较少，因而水的PH值下降也小，混凝的最优 pH值范围广，一般 pH值自7～8都可取得良好的效果，低温时效果仍稳定。
(4)形成凝絮速度快。由于这种药剂形成凝絮快，可以减小澄清设备的体积。
(5)加药过多也没有害处，不会使水质恶化。
什么是滤料的不均匀系数?它的大小对过滤器运行有何影响?
答案：滤料的不均匀系数常以KB表示。它是指80%(按质量计)滤料能通过的筛孔孔径d80与10%滤料能通过的筛孔孔径d10之比，即
滤料颗粒的大小不均匀，有两种不良后果：一是反洗操作困难，因为如反洗强度太大，会带出上部微小滤料颗粒；而反洗强度太小，又不能松动下部滤层。二是过滤情况恶化，因细小的滤料颗粒集中在滤层表面，使水中悬浮物被截留堆积在表面，形成坚实的厚膜，结果使过滤器的水头损失增加过快，过滤周期缩短。
逆流再生离子交换器再生时进酸、进碱困难是由哪些原因造成的?如何处理?
答案：逆流再生离子交换器再生时进酸、进碱困难的原因可能是：
(l)离子交换器内背压太高。
(2)排酸、排碱装置有堵塞现象。
(3)离子交换器再生时本体阀门失灵，再生液串到另外一台交换器中去。
(4)加酸、加碱的喷射器损坏，或是入口水水压太低，出口水水压小。
处理方法如下：
(l)离子交换器保持一定的背压(＞0.05MPa)。
(2)排酸、排碱装置及加酸、加碱喷射器损坏时，及时地检修更换。
(3)再生过程中，认真检查各台离子交换器的阀门的开关情况，防止失灵和未关紧。
(4)定期清扫排酸、排碱装置的尼龙网套。
离子交换器在运行过程中，工作交换能力降低的主要原因有哪些?
答案：离子交换器在运行过程中的工作交换能力降低，可能原因有以下几个方面：
(1)新树脂开始投入运行时，工作交换容量较高，随着运行时间的增加，工作交换容量逐渐降低，经过一段时间后，可趋于稳定。
(2)交换剂颗粒表面被悬浮物污染，甚至发生粘结。
(3)原水中含有 Fe2+、 Fe3+、 Mn2+等离子，使交换剂中毒，颜色变深。
(4)再生剂剂量小，再生不够充分。
(5)运行流速过大。
(6)枯水季节原水中的含盐量、硬度过大。
(7)树脂层太低或树脂逐渐减少。
(8)再生剂质量低劣，含杂质太多。
(9)配水装置、排水装置、再生液分配装置堵塞或损坏，引起偏流。
(10)离子交换器反洗时，反洗强度不够，树脂层中积留较多的悬浮物，与树脂粘结一起，形成泥球或泥饼，使水偏流。
逆流再生离子交换器再生后刚投入运行就失效，原因是什么?如何处理?
答案：发生此现象的原因可能是：
(1)再生操作有问题，如顶压不足造成树脂乱层。
(2)再生液流速过大，造成树脂乱层。
(3)压脂层变薄，造成再生液及顶压流体偏流。
处理方法如下：
(1)加强再生操作训练，正确、熟练地掌握再生操作技术。
(2)调整再生液流速。
(3)补充压脂层的树脂(或白球)。
(4)进行大反洗。
逆流再生离子交换器出水水质恶化或运行周期明显缩短，原因是什么?如何处理?
答案：发生此现象的原因可能是：
(l)再生操作时置换或反洗用水，没有用除盐水(或软化水)，使下部树脂层处于失效状态，运行开始时不断有 Na+(或硬度或 HsiO3-)漏出。
(2)顶压流体压力过大，影响再生液的进入量。
处理方法如下：
(1)一定要用除盐水(或软化水)进行置换或反洗。
(2)调整顶压装置，检查顶压表。
浮床离子交换器交换能力下降的原因有哪些?如何处理?
答案：浮床发生此现象的原因可能是：
(1)再生时交换器顶部部分树脂暴露在空气中，影响再生效果。
(2)出水装置与进再生液装置共用时，表面包扎的尼龙网局部被破碎树脂堵塞，造成再生液分配不均。
处理方法如下：
(l)改装再生废液排液管为倒 U形管。
(2)将体内树脂移出，进行体外反洗，检查、检修出水装置。
浮床离子交换器的出水阻力增加，甚至不出水，原因是什么?如何处理?
答案：浮床发生此现象的原因可能是：
(1)树脂层中碎树脂和悬浮物增多。
(2)出水装置的尼龙网破损，大量树脂堆积在树脂捕捉器中，使出水受阻。
处理方法如下：
(1)将体内树脂移出，进行体外反洗。
(2)检修出水装置。
(3)将捕捉器内的树脂排出。
浮床离子交换器再生后刚投入运行就失效，原因有哪些?如何处理?
答案：浮床发生此现象的原因可能是：
(1)起床时，进水压力小，树脂未能成床而发生乱层。
(2)交换器内树脂未能自然装实，水垫层过高，树脂乱层。
处理方法如下：
(l)启动时，增大起床流速。
(2)将树脂装满，降低水垫层的高度。
采用盐酸与硫酸作为 H型离子交换器的再生剂，各有何利弊?
答案：再生剂的选择在水处理工艺中是很主要的环节，它直接影响到交换树脂的交换容量和出水水质。
盐酸作为 H型离子交换器的再生剂，具有操作简便、出水质量好、交换树脂的交换容量高和再生时不会有沉淀物产生等优点。这是由于盐酸是一元酸，易电离，又可采用较高浓度的再生液，再生效果好。故用盐酸再生树脂的交换容量比用硫酸再生时可提高近一倍，从而延长了交换器的运行周期，减少了再生次数，节省了自耗水。但是，盐酸价格较高，制水成本比用硫酸再生要高些，贮酸设备及其系统需要防腐，资较多，还需要采取防止酸雾污染环境的措施。
用硫酸再生 H型交换器的制水成本较低，浓硫酸不腐蚀钢铁，故可采用普通钢铁容器贮存，节省了投资。但是，硫酸是二元酸，活度小，电离不完全，因而再生树脂的效果差。
上一篇：水处理值班员题库（初级工）
