水工艺试题.doc

西安建筑科技大学考试试卷(A)（共3 页）

（全日制） 班级：　　　　 姓名：　　　
考试科目：水工艺设备基础 学号：　　　
评 卷 人 填 写
题号
一
二
三
四
五
总分
分数

阅卷人

一填空（共 10 分，每空 0.5 分）
　　1 ． 缓蚀剂必须具备的条件　　　　　　　　 ，　　　　　　　　 ，　　　　　　　　 。
　　2 ． 通常可将极化的机理分为 　　　　　　　　，　　　　　　　　　 ，　　　　　　　　 。
　　3 ． 影响氧去极化腐蚀的因素有　　　　　　 ，　　　　　　 ，　　　　　　 ，　　　　　　 。
　　4 ． 吸附装置分为　　　　　　 ，　　　　　　 ，　　　　　　 。
　　5 ． 水处理工艺常用的机械搅拌设备有　　　　　　 ，　　　　　　 ，　　　　　　 。
　　6 ． 离子交换膜的基本性能　　　　　　 ，　　　　　　 。
　　7 ． 一般认为反渗透膜的透过机理是　　　　　　和　　　　　　 。
二选择（共 10 分，每题 1 分；多选、少选均不得分）
　　1 ． 水处理工艺设备发生的腐蚀多属于 。
　　　　A 局部腐蚀　 B 全面腐蚀 　C 应力腐蚀　 D 微生物腐蚀
　　2 ． 可引起循环水系统的金属构件和设备地下管道腐蚀的微生物有 。
　　　　A 硫酸盐还原菌　 B 铁细菌 　C 霉菌 　D 硫细菌
　　3 ．防止细菌腐蚀可采取的措施 。
　　　　A 使用杀菌剂或抑菌剂　 B 改变环境条件　 C 覆盖防护层 　D 阴极保护
　　4 ． 非金属材料腐蚀主要由 引起的。
　　　　A 应力作用　 B 化学作用　 C 微生物作用 　D 物理作用
　　5 ． 从防腐角度考虑，下列哪种设计较为合理：

　　6 ． 下列气浮分离设备应用最广泛的是　　　　 。
　　　　A 微孔布气气浮设备　　 B 压力溶气气浮设备　　C 电解气浮设备 　　D 射流气浮设备
　　7 ． 渗透压与溶液的　　　　 ，　　　　 和　　　　 有关　　　　，而与　　　　 无关。
　　　　A 膜、浓度、温度、溶液性质 　　　　　　B 浓度、温度 、溶液性质、膜
　　　　C 、温度 、膜 、浓度、溶液性质 　　　　D 溶液性质、浓度、膜、温度
　　8 ． 计量泵流量为 Q = F S n 其中 S 表示　　　　 。
　　　　A 柱塞断面积 　　B 冲程 　　C 时间 　　D 吸水管断面积
　　9 ． 离子交换膜按结构分为 　　　　。
　　　　A 均相 　　B 半均相　　 C 复合膜　　 D 异相膜
　　10 ． 发生应力腐蚀的三个必要条件　　　　 。
　　　　A 一定空气湿度 　　B 敏感的合金 　　C 特定的介质 　　D 一定的静应力
三名词解释（共 30 分，每题 5 分）
　　1 ． 老化
　　2．吸氧腐蚀
　　3．阴极极化
　　4．细菌腐蚀
　　5．分离
　　6．腐蚀原电池

四 简答（共30分，每题5分）

　　1．设备保温的目的？
　　2．考虑腐蚀防护方面的要求，在设计金属设备结构时，应遵循的原则？
　　3．容器设计的基本要求？

　　4．水处理设备对布水装置的基本要求？

　　5．金属的电化学腐蚀原理是什么？运用其原理解释铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？

　　6．水处理工艺设备常用材料的选择原则是什么？

五 论述题（共20分）
　　1．膜分离原理是什么？水工艺中常见的膜有哪些？它们的特点、性能及水工艺中的应用是什么？（15分）

　　2．从下列两个题目中任选一个作答（5分）

　　　　1）请你对本课程所采用的教材、教学方法及你个人学习心得进行简单评述，并提出相应的修改意见 。

　　　　2）请你选择一种或两种常用的水工艺材料，说明其特点及使用方向等。

样题答案
一 填空
　　1 用量少、具有较好的防腐效果、不改变介质的其它化学性质
　　2 活化极化、浓差极化、电阻极化
　　3 阳极材料、溶液中溶解氧的浓度、溶液流速、溶液中盐的浓度和温度
　　4 固定床、移动床、流化床
　　5 溶液搅拌设备、混合搅拌设备、絮凝搅拌设备
　　6 交换容量、含水率
　　7 选择性吸附、毛细管流
二 选择题
　　1 B 　　2 ABD　　3 ABC 　　4 BD 　　5 D 　　6 B 　　7 B 　　8 B 　　9 ABD 　　10 BCD
三 名词解释
　　1 老化：高聚物在长期使用或存放过程中，由于受各种因素作用，性能则随时间不断恶化，逐渐丧失使用价值的过程。
2吸氧腐蚀：在中性和碱性溶液中，由于氢离子的浓度较低，析氢反应的电位较负，金属腐蚀过程的阴极反应是溶液中的氧的还原反应，此时腐蚀去极化剂是氧分子。
　　3 阴极极化：原电池由于电流流过阴极使阴极电位降低的现象。
　　4 细菌腐蚀：由于介质中存在着某些微生物而使金属的腐蚀过程加速的现象。
　　5 分离：利用混合物中各组分的某项差别，通过一定的分离设备进行物质的迁移，从而实现组分的分离。
　　6 腐蚀原电池：是一个短路的原电池发生的电化学过程，其反应释放出的化学能全部以热的形式放出，不对外做功。这种引起金属腐蚀的短路原电池叫。
四 简答
1　　1）减少热损失，节能，降低总费用
　　2）满足热水用户的要求。
　　3）满足一定的劳动卫生条件，保障人身安全。
2　　1）构件形状尽量简单、合理。
　　2）避免残留液和沉积物造成腐蚀
　　3）防止电偶腐蚀
　　4）防止缝隙腐蚀
　　５）防止液体湍流腐蚀
　　６）避免应力过分集中
　　７）设备和构筑物的位置要合理
３　 １）工艺要求　容器的总体尺寸、接口管的数目与位置、介质的工作压力、填料种类、规格、厚度等一般都要根据工艺生产的要求通过工艺设计计算及生产经验决定。
　　２）机械设计的要求
　　（1）容器要有足够的强度
　　（2）要有足够的刚度
　　（3）要具有足够的稳定性
　　（4）容器必须有足够的严密性
　　（5）抗腐蚀性和抗冲刷性要好
　　（6）在保证工艺要求和机械设计要求的基础上，应选择较　　　　　　　为便宜的材料，以降低制作成本。
　　（7）确保制作、安转、运输及维护方便。
4　　１）布水均匀
　　２）不易堵塞，特别是处理污水的容器设备，因污水中含有悬浮颗粒油类物质易于堵塞布水装置的通道
　　３）阻力小，不需要很大的水头和气体压力
　　４）结构简单，制造、安装、检修方便
５　　1）金属电化学腐蚀原理是金属腐蚀的短路原电池，主要原因是由于金属化学成分不均一，引起金属表面电极电位的不同，电极电位较低作阳极（腐蚀），较高作阴极。（4分）
　　2）带有铁铆钉的铜板若暴露在空气中，表面被潮湿空气或雨水浸润，空气中的CO2、SO2和海边空气中的NaCl溶解其中，形成电解质溶液，由于铜、铁电极电位的不同，这样组成了原电池，铜作阴极，铁作阳极，所以铁很快腐蚀形成铁锈。

６　选择原则： 1）满足机械性能（力学性能）的要求。机械性能一般包括强度、刚度、塑性、韧性和冷弯性能等。2）满足腐蚀方面的要求。有抗腐蚀方面要求，在选材时要做认真的调查研究，了解各种材料的性能才能做到合理的选用。3）满足材料的经济性。在满足设备的使用和加工要求的前提下，选择材料还要符合经济性要求，选用的材料市场价格要低，货源充足，供贷方面，品种规格齐全。但同一设计，选用的材料品种、规格应尽量少而集中，这样便于采购和管理。

五 论述题
　　１　1）膜分离原理是利用膜的选择透过性进行分离以溶液中离子或分子的；通过膜分离设备可实现混合物的组分分离。膜分离条件是膜和水中组分存在差别。（3分）
　　　　2）水工艺常用的膜是：离子交换膜、反渗透膜和超滤膜。（2分）
　　　　3） （1）离子交换膜：a、特点：用于电渗析，带电荷的膜，不同电荷的离子在膜内的迁移速度有很大的差别，这就是离子交换膜对离子透过的选择性。b、性能：主要由交换容量和含水率来体现的。c、应用：用于电渗析设备。（2）反渗透膜：a、特点及性能：选择性吸附与毛细管流，即界面现象和在压力下流体通过毛细管的综合结果；一种多孔性膜，具有良好的化学性质；一种半透膜，只能通过溶液中某种组分，不具有离子交换性质，属中性膜。b、应用：用于反渗透设备。
（3）超滤膜：a、特点及性能：过程使用的膜都是微孔膜，微粒是否被截留，除了与操作条件有关外，主要还取决于微粒的大小和结构以及膜微孔的大小和结构。b、应用：用于超滤设备。（5分）
　　　　4）微生物膜净化　　原理是利用附着在载体表面上的微生物群体对水中的污染物吸附、氧化即生物降解、生物吸附、生物絮凝等作用，从而达到净化水质目的。而这里面所说的膜是指一种具有选择性的膜，它不是生物的组成体，它是通过膜的选择透过性进行分离以及浓缩水中污染物，从而达到净化水质目的。（5分）