《水污染控制工程》試題

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一、名詞解釋

1．?氣固比

2．?氧垂曲線

3．?吸附再生法

4．?剩余污泥

5．?折點(diǎn)加氯消毒法

6．?回流比

7．?生物膜法

8．?活性污泥法

9．?生物脫氮

10．?泥齡

11．?BOD5

12．?COD

13．?水體自凈

14．?污泥指數(shù)

15．?剩余污泥

16．?破乳

17．?大阻力配水系統(tǒng)

18．?小阻力配水系統(tǒng)

二、問答題

1.?試說明沉淀有哪幾種因型？各有何特點(diǎn)，并討論各種類型的內(nèi)在聯(lián)系與區(qū)別，各適用在哪些場合？

2.?設(shè)置沉砂池的目的和作用是什么？曝氣沉砂池的工作原理與平流式沉砂池有何區(qū)別？

3.?水的沉淀法處理的基本原理是什么？試分析球形顆粒的靜水自由沉降（或浮上）的基本規(guī)律，影響沉淀或浮上的因素有哪些？

4.?加壓溶氣浮上法的基本原理是什么？有哪，幾種基本流程與溶氣方式？各有何特點(diǎn)？在廢水處理中，浮上法與沉淀法相比較，各有何缺點(diǎn)？

5.?污水的物理處理方法和生物處理法的目的和所采用的處理設(shè)備有何不同？

6.?微生物新陳代謝活動的本質(zhì)是什么？它包含了哪些內(nèi)容？

7.?在生化反應(yīng)過程中，酶起了什么作用？酶具有哪些特性？

8.?影響微生物的環(huán)境因素主要有哪些？為什么說在好氧生物處理中，溶解氧

9.?是一個十公重要的環(huán)境因素？

10.?什么叫生化反應(yīng)動力學(xué)方程式？在廢水生物處理中，采用了哪兩個基本方程式？它們的物理意義是什么？

11.?建立生物下理過程數(shù)學(xué)模式的實(shí)際意義是什么？在廢水生物處理中，這個基本數(shù)學(xué)模式是什么？它包含了哪些內(nèi)容？試述好氧塘、兼性塘和厭氧塘凈化污水的基本原理。

12.?好氧塘中溶解氧和pH值為什么會發(fā)生變化？

13.?污水土地處理有哪幾種主要類型？各適用于什么場合？

14.?試述土地處理法去除污染物的基本原理。

15.?土地處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要工藝參數(shù)是什么？選用參數(shù)時(shí)應(yīng)考慮哪些問題？

16.?試述各種生物膜法處理構(gòu)筑物的基本構(gòu)造及其功能。

17.?生物濾池有幾種形式？各適用于什么具體條件？

18.?影響生物濾池處理效率的因素有哪些？它們是如何影響處理效果的？曝氣設(shè)備的作用和分類如何，如何測定曝氣設(shè)備的性能？

19.?活性污泥有哪些主要的運(yùn)行方式，各種運(yùn)行方式的特點(diǎn)是什么？促使各種運(yùn)行方式發(fā)展的因素是什么？

20.?曝氣池設(shè)計(jì)的主要方法有哪幾種，各有什么特點(diǎn)？

21.?曝氣池和二沉池的作用和相互聯(lián)系是什么？

22.?產(chǎn)生活性污泥膨脹的主要原因是什么？

23.?如果某污水廠經(jīng)常會發(fā)生嚴(yán)重的活性污泥膨脹問題，大致可以從哪些方面著手進(jìn)行研究、分析、可以采取哪些措施加以控制？

24.?二次沉淀池的功能和構(gòu)造與一般沉淀池相比有什么不同？在二次沉淀池中設(shè)置斜板或斜管為什么不能取得理想的效果？

25.?試比較厭氧生物處理與好氧生物的優(yōu)缺點(diǎn)以及它們的適用條件。

26.?影響厭氧生物處理的主要因素有哪些，提高厭氧處理的效能主要可從哪些方面考慮。

27.?試比較現(xiàn)有幾種厭氧處理方法和構(gòu)筑物，它們的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件

28.?化學(xué)處理的對象主要是水中的什么雜質(zhì)？它與生物處理相比有什么特點(diǎn)（成本、運(yùn)行管理、占地、污泥等）？

29.?化學(xué)處理所產(chǎn)生的污泥，與生物處理相比，在數(shù)量（重量及體積）上、最后處理的有什么不同？

30.?化學(xué)混凝法的原理和適用條件是什么？城市污水的處理是否可用化學(xué)混凝法，為什么

31.?化學(xué)混凝劑在投加時(shí)為什么必須立即與處理水充分混合、劇烈攪拌？

32.?化學(xué)沉淀法與化學(xué)混凝法在原理上有何不同？使用的藥劑有何不同？

33.?氧化還原法有何特點(diǎn)？是否廢水中的雜質(zhì)必須是氧化劑或還原劑才能用此方法？

34.?試闡述化學(xué)法及生物法除磷的原理并對幾種常用的除磷工藝進(jìn)行比較

三、計(jì)算題

1.?已知初沉淀池的污水設(shè)計(jì)流量qv=1200m3/h，懸浮固體濃度SS=200mg/L。沉淀效率為55%，根據(jù)性能曲線查得μ0=2.8m/h.若采用堅(jiān)流式沉淀池，求池?cái)?shù)及沉淀區(qū)的有效尺寸，設(shè)污泥的含水率為98%，確定污泥斗的有效容積為多少？

2.?已知：qv平均max=0.21m3/s; qv平均min=0.036 m3/s；qv平均=0.12m3/s；人口為100，000人，污水量按100 qv平均/人·d計(jì)，沉砂量為0.02 qv平均/人·d。設(shè)計(jì)一曝氣沉砂池和平流式沉淀池。

3.?某工業(yè)廢水水量為1200m3/d，水中懸浮固體濃度800mg/L，需要?dú)飧》ń档推鋺腋∥餄舛?，試?jì)算平流式氣浮池的尺寸。

4.?已知某一級反應(yīng)起始基質(zhì)濃度為220mg/L,2h后的基質(zhì)濃度為20mg/L,求其反應(yīng)速度數(shù)k與反應(yīng)后1h的基質(zhì)濃度ρs。某工業(yè)廢水水量為600m3/d,BOD5為430mg/L，經(jīng)初沉池后進(jìn)入塔式生物濾池處理，要求出水BOD5≤30mg/L,試計(jì)算高負(fù)荷生物濾池尺寸和回流比。

5.?某工業(yè)廢水水量為1000m3/d,BOD5為350mg/L，經(jīng)初沉池后進(jìn)入塔式生物濾池處理，要求出水BOD5≤30mg/L,試計(jì)算高負(fù)荷生物濾池尺寸

6.?某印染廠廢水量為1000m3/d,BOD5為170mg/L，COD為600mg/L，試計(jì)算生物轉(zhuǎn)盤尺寸。某印染廠廢水量為1000m3/d,BOD5為170mg/L，COD為600mg/L，采用生物接觸氧化池處理，要求出水BOD5≤20mg/L,試計(jì)算生物接觸氧化池和尺寸。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得到如下一組數(shù)據(jù)，試求該反應(yīng)的級數(shù)及反應(yīng)速度常數(shù)k(數(shù)值及單位)：

t/min

0

1

2

3

4

5

ρ/s(mg·L-1)

100

77.8

60.6

47.2

36.8

28.7

t/min

6

7

8

9

10

11

ρ/s(mg·L-1)

22.3

17.4

13.5

10.5

8.2

?

?

《水污染控制工程》試卷A 答案

一、填空題（30分?每小題3分）

1.?全溶氣流程、部分溶氣流程、回流溶氣流程。。

2.?慢速滲濾系統(tǒng)、快速滲濾系統(tǒng)、地表慢流系統(tǒng)、濕地處理系統(tǒng)、地下滲濾處理系統(tǒng)。

3.?自由沉淀、絮凝沉淀、成層沉淀（或區(qū)域沉淀）、壓縮沉淀。

4.?水溫，pH值，水中雜質(zhì)的成分、性質(zhì)和濃度，水力條件。

5.?漸減曝氣、分步曝氣、完全混合法、高負(fù)荷曝氣或變形曝氣、克勞斯法、延時(shí)曝氣、接觸穩(wěn)定法、氧化溝、活性生物濾池、吸附-生物降解工藝（A-B法）、序批式活性污泥法（SBR法）。（只要答出其中8個即可）

6.?（1）Km值是酶的特征常數(shù)之一，只與酶的性質(zhì)有關(guān)，而與酶的濃度無關(guān)；

（2）對每一種底物，各有一個特定的Km，并且不受pH及溫度的影響；

（3）同一種酶有幾種底物就有幾個Km值。

7.?生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化、生物流化床。

8.?表面水力負(fù)荷、沉淀時(shí)間。

9.?水解、酸化、乙酸化、甲烷化；

10.?pH值和堿度、溫度、負(fù)荷、消化池的攪拌、有毒有害物質(zhì)。

一、?問答題（50分，每小題10分）

1答：微生物生長過程包括停滯期、對數(shù)期、靜止期和衰老期，處于不同階段時(shí)污泥，其性質(zhì)由很大的區(qū)別。如果活性污泥被接種到與原來生長條件不同的廢水中，或污水處理廠因故中斷運(yùn)行后再運(yùn)行，則可能出現(xiàn)停滯期，這種情況下，污泥需經(jīng)過若干時(shí)間的停滯后，才能適應(yīng)新的廢水，或從衰老狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)。處于對數(shù)期的污泥絮凝性差，呈分散狀態(tài)，混合液沉淀后其上清夜渾濁。當(dāng)廢水中有機(jī)物濃度較低，污泥濃度較高時(shí)，污泥則處于靜止期，處于靜止期的污泥絮凝性好，混合液沉淀后上層液清澈。處于衰老期的污泥較松散，沉淀性能好，混合液沉淀后上清夜清澈，但有細(xì)小泥花。所以在廢水處理中，應(yīng)盡量避免或宿短停滯期，構(gòu)筑物中的污泥應(yīng)控制在靜止期或衰老期的前期。

2答：1）工藝系統(tǒng)組成簡單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無污泥回流設(shè)備；2）耐沖擊負(fù)荷，在一般情況下無需設(shè)置調(diào)節(jié)池；3）反應(yīng)推動力大，易于得到優(yōu)于連續(xù)系統(tǒng)的出水水質(zhì)；4）運(yùn)行操作靈活，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達(dá)到脫氮除磷的效果；5)污泥沉淀性能好，SVI值較低，能有效地防止絲狀菌膨脹；6）該工藝的各操作階段及各運(yùn)行指標(biāo)可通過計(jì)算機(jī)加以控制，便于自控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。

3答：1）A—A—O同步脫氮除磷工藝流程如下圖：?

????????????????????????????????回流

進(jìn)水 ??????厭氧池??????缺氧池???????好氧池??????沉淀池???????出 水

???????????????????????????????????????

污泥回流 ????????????????????????????????含磷剩余污泥

?????

2)各反應(yīng)器單元功能與工藝特征：
??? （1)厭氧反應(yīng)器，原污水進(jìn)人，同步進(jìn)入的還有從沉淀池排出的含磷回流污泥，本反應(yīng)器的主要功能是釋放磷，同時(shí)部分有機(jī)物進(jìn)行氨化。
??? （2)污水經(jīng)過第—厭氧反應(yīng)器進(jìn)入缺氧反應(yīng)器，本反應(yīng)器的首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器送來的，循環(huán)的混合液量較大，一般為2Q(Q——原污水流量)。
??? （3)混合液從缺氧反應(yīng)器進(jìn)入好氧反應(yīng)器——曝氣池，這一反應(yīng)器單元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等項(xiàng)反應(yīng)都在本反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。這三項(xiàng)反應(yīng)都是重要的，混合液中含有N03—N，污泥中含有過剩的磷，而污水中的BOD(或COD)則得到去除。流量為2Q的混合液從這里回流缺氧反應(yīng)器。
??? （4)沉淀池的功能是泥水分離，污泥的一部分回流厭氧反應(yīng)器，上清液作為處理水排放。

4答：好氧生物處理是指在有分子態(tài)氧（O2）的存在下，微生物將廢水中的有機(jī)物氧化分解為CO2和H2O；厭氧生物處理是指在厭氧條件下，由多種微生物的共同作用，使有機(jī)物分解并產(chǎn)生CH4和CO2的過程。
1）能耗：好氧處理因要保證混合液中一定濃度的溶解氧，需要進(jìn)行曝氣，因此能耗較高。厭氧不需要曝氣，而且還可以產(chǎn)生可作為能源的沼氣，能耗低。
2）污泥產(chǎn)量：厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，因此厭氧法的污泥產(chǎn)量很低。
3）營養(yǎng)物質(zhì)的需求量：好氧法：BOD5:N:P=100:5:1；厭氧法一般為BOD5:N:P=200:5:1，甚至可高達(dá)BOD5:N:P=800:5:1。
4）溫度：好氧生物處理一般水溫在15~30℃時(shí)效果最好，>40℃或<10℃會有不利影響，厭氧處理產(chǎn)甲烷菌的最適溫度在35~40℃。
5）PH值：一般好氧微生物的最適PH在6.5~8.5之間，而厭氧處理的產(chǎn)甲烷菌的最適PH在6.8~7.2，且對PH的變化非常敏感，在PH<6.5或>8.2時(shí)產(chǎn)甲烷菌會受到嚴(yán)重抑制。
6）出水水質(zhì)：好氧處理出水水質(zhì)好，而厭氧處理出水水質(zhì)差，往往需進(jìn)一步利用好氧處理才能達(dá)到出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
7）厭氧處理還有設(shè)備啟動時(shí)間長，氣味大，對NH4+-N去除效果不好等缺陷。

8）厭氧法的有機(jī)負(fù)荷高，適應(yīng)范圍廣，可以用來處理高、低濃度的有機(jī)廢水，還能降解一些好氧微生物不能降解的有機(jī)物。而好氧法對高濃度的有機(jī)廢水需用大量的水稀釋后才能處理。

5答：影響混凝效果的主要因素有水溫、pH、水質(zhì)和水力條件等。化學(xué)混凝劑在投加時(shí)，要求是使藥劑迅速均勻地?cái)U(kuò)散到全部水中以創(chuàng)造良好的水解和聚合條件，使膠體脫穩(wěn)并借顆粒的布朗運(yùn)動和紊動水流進(jìn)行凝聚。在此階段并不要求形成大的絮凝體?；旌弦笠焖俸蛣×覕嚢?，在幾秒種或一分鐘內(nèi)完成。

三、計(jì)算題（20分，第1小題12分，第2小題8分）

1.?解： ?斜板數(shù) ?n =（L-lcosθ）/x?+1=(20-0.5)/0.1+1=196(塊)

Q斜板/Q原=ηu0(A斜+A原)/(?u0A原)= 0.8(nBLcosθ?+ BL)/BL

???????????=0.8(196′4′20′0.5+4′20)/4′20=79.2

2.?解 ?1)氯量為橫坐標(biāo)，余氯量為縱坐標(biāo)作圖，繪制需氯曲線。

2)中得到折點(diǎn)加氯量為1.00?mg.L-1。

3)可得加氯量為1.3?mg.L-1時(shí)的需氯量為0.80?mg.L-1。

《水污染控制工程》試卷B答案

一、?填空題（30分?每小題3分）

1. 物理凈化、化學(xué)凈化、生物凈化。

2. 壓力溶氣系統(tǒng)、空氣釋放系統(tǒng)、氣浮分離系統(tǒng)。

3. 平流式、豎流式、輻流式、斜流式。

4. 停滯期、對數(shù)期、靜止期和衰老期.

5. 生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化、生物流化床。

6. 好氧呼吸和厭氧呼吸。

7. 水解、酸化、乙酸化、甲烷化。

8. 污水預(yù)處理設(shè)施，污水調(diào)節(jié)和儲存設(shè)施，污水的輸送 、布水及控制系統(tǒng)，土地凈化田，凈化出水的收集和利用系統(tǒng)。

9. 擴(kuò)散滲析法、電滲析法、反滲透法、超濾法。

10. 游離水、毛細(xì)水、內(nèi)部水。

二、問答題（每小題12分，共計(jì)60分）

1、土地處理系統(tǒng)主要有以下幾種類型：

（1）慢速滲濾系統(tǒng)，適用于滲水性良好的土壤及蒸發(fā)量小、氣候潤濕的地區(qū)。

（2）快速滲濾系統(tǒng)，適用于滲透性非常良好的土壤，如砂土、礫石性砂土、砂貭壚坶等。

（3）?地表慢流系統(tǒng)，適用于滲透性低的粘土或亞粘土，地表最佳坡度為2～8％。

（4）?濕地處理系統(tǒng)是一種利用低洼濕地和沼澤地處理污水的方法，可用于直接處理污水和深度處理。

（5）?地下滲濾處理系統(tǒng)，適用于無法接入城市排水管網(wǎng)的小水量污水處理，如分散居民點(diǎn)住宅、度假村。療養(yǎng)院等。

2、答：混合液在1000mL量筒中沉淀30min后，污泥體積膨脹，上層澄清液減少，這種現(xiàn)象稱為活性污泥膨脹。

可分為：絲狀菌性膨脹和非絲狀菌性膨脹?。

在運(yùn)行中，如發(fā)生污泥膨脹，針對膨脹的類型和絲狀菌的特性，可采取的抑制措施：(1)控制曝氣量，使曝氣池中保持適量的溶解氧（不低于1~2mg/L，不超過4mg/L）；(2)調(diào)整pH；(3)如磷、氮的比例失調(diào)，可適量投加氮化合物和磷化合物；(4)投加一些化學(xué)藥劑；(5)城市污水廠的污水在經(jīng)過沉砂池后，跳躍初沉池，直接進(jìn)入曝氣池。

?

3、答：城市污水處理的一般流程如下：?

?

污水 ???格柵?????沉砂池?????初沉池?????曝氣池?????二沉池????消毒????排 放

?

??????????????????????????????????????回流 ????????????????????污泥處置

污泥濃縮池

?

格柵是用來去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門的較大懸浮物，關(guān)保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行；沉砂池從污水中去除砂子、煤渣等比重較大的顆粒，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行；初沉池去除懸浮有機(jī)物；生物處理池用于去除能被微生物分解的有機(jī)物；二沉池分離活性污泥與水；出水經(jīng)消毒后達(dá)標(biāo)排放。二沉池污泥經(jīng)污泥濃縮池初步濃縮后，部分回流，維持曝氣池中活性污泥濃度，剩余活性污泥經(jīng)穩(wěn)定、脫水后外運(yùn)處置。?

4、答：物脫氮是在微生物的作用下，將有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2的過程。其中包括硝化和反硝化兩個反應(yīng)過程。硝化反應(yīng)是在好氧條件下，將NH+4轉(zhuǎn)化為NO-2和NO-3。反硝化反應(yīng)是在無氧的條件下，反硝化細(xì)菌將NO-2和NO-3還原為N2的過程。影響因素主要有溫度、pH值和碳源?；玖鞒蹋?/span>

?

原廢水 ????????硝 化????????反硝化?????????二沉池????????出 水

??????????????????

回流污泥 ?????????????????????剩余污泥

?

5、答：（1）相同點(diǎn)：①都是利用了微生物對有機(jī)物、膠體、某些重金屬等的吸附功能。②一般接觸時(shí)間較短，吸附再生法中吸附池為30~60min，AB法中A段為30min。

（2）不同點(diǎn)：①微生物來源不同：吸附再生法中吸附池的微生物來自循環(huán)活性污泥系統(tǒng)內(nèi)部，并且整個流程中只有一種污泥；而AB法中A段的微生物主要來自于排水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)起到了“微生物選擇器”和中間反應(yīng)器的作用，培育、馴化、誘導(dǎo)出了與原污水相適應(yīng)的微生物種群，因此，A段是一個開放性反應(yīng)器，同時(shí)，A段和B段是獨(dú)立的，各自有一套循環(huán)活性污泥系統(tǒng)，微生物種群也存在差別。②微生物的作用機(jī)理不完全相同：雖然兩者都是利用微生物的吸附功能，但在吸附再生法中，還要利用微生物的生物降解作用，二者缺一不可。而AB法中A段微生物的吸附作用占主導(dǎo)地位，生物降解只占1/3左右。③流程不同：吸附再生法中為了恢復(fù)微生物的吸附作用，需將污泥經(jīng)過再生池，通過生物降解作用，使微生物進(jìn)入內(nèi)源呼吸階段，恢復(fù)活性，而AB法中A段主要是利用微生物的吸附作用，因此污泥經(jīng)過中間沉淀池后直接回流至吸附池，當(dāng)微生物吸附能力達(dá)到飽和時(shí)，直接排出活性污泥系統(tǒng)，這也使得污泥產(chǎn)率較高。

三、計(jì)算題（10分）

解：根據(jù)莫諾特方程式，μ—ρS的關(guān)系為：

變形為：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有：

/h ????????(L.mg-1)

1.52?0.05

2.00 ?????????0.10

2.50 ?????????0.15

3.03 ?????????0.20

3.57 ?????????0.25

以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)作圖得：

=1 ?得到=1（h-1） ?????10

Ks=10μmax=10

則有： ??

?