《水污染控制工程》試題

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(chǎng)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(dòng)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(gè)十公重要的環(huán)境因素？ 10. 什么叫生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式？在廢水生物處理中，采用了哪兩個(gè)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(gè)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(huì)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(chǎng)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(cè)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(huì)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(duì)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(duì)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∥餄舛龋囉?jì)算平流式氣浮池的尺寸。 4. 已知某一級(jí)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(jí)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(gè)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(wú)關(guān)； （2）對(duì)每一種底物，各有一個(gè)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(gè)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(zhǎng)過程包括停滯期、對(duì)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(lái)生長(zhǎng)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(duì)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(jiǎn)單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無(wú)污泥回流設(shè)備；2）耐沖擊負(fù)荷，在一般情況下無(wú)需設(shè)置調(diào)節(jié)池；3）反應(yīng)推動(dòng)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(lái)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(yíng)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(huì)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(duì)PH的變化非常敏感，在PH<6.5或>8.2時(shí)產(chǎn)甲烷菌會(huì)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(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，氣味大，對(duì)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(lái)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(duì)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?；瘜W(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(dòng)和紊動(dòng)水流進(jìn)行凝聚。在此階段并不要求形成大的絮凝體。混合要求要快速和劇烈攪拌，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-

l

cosθ）/

x

+1=(20-0.5)/0.1+1=196(塊) Q斜板/Q原=

ηu

0(A斜+A原)/(

u

0A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(duì)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(chǔ)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(rùn)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(wú)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(duì)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(lái)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(gè)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(wú)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。基本流程： 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(duì)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(lái)源不同：吸附再生法中吸附池的微生物來(lái)自循環(huán)活性污泥系統(tǒng)內(nèi)部，并且整個(gè)流程中只有一種污泥；而AB法中A段的微生物主要來(lái)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(gè)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：