水污染控制工程试题及答案.docx
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水污染控制工程试题及答案
试题一
二、填空题（21×1′）
6．按引起吸附作用力的不同，可将吸附分为（）、（）（）。
7．在离子交换过程中，常温稀溶液中阳离子的（）愈高，它的交换势愈大。
同价阳离子的（）愈高，则交换势愈大。
8．反渗透过程的实现必须具备两个条件，即（）和（）。
9．通常把微生物降解有机物的过程分为（）和（）两个阶段。
10．曝气池按混和液在曝气池中的流态，可分为（）、（）和（）三种。
11．普通生物滤池通常选用（）滤料，采用（）布水系统；而高负荷生物滤池则选用（）的滤料，采用（）布水系统。
12．高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为（）、（）、（）三个阶段。
13．A2/O除磷工艺中的聚磷菌具有（）和（）的特点。
6．（物理吸附）、（化学吸附）（交换吸附）。
7．（离子价数）、（原子序数）。
8．（必须有一种高选择性和高透水性的半透膜）、（操作压力要大于溶液的渗透压）
9．（吸附）、（稳定）。
10．（推流式）、（完全混和式）、（循环混和式）。
11．（实心拳状滤料）、（固定喷嘴式）、（塑料和树脂合成的人工滤料）、（旋转式）。
12．（水解产酸）、（产氢产乙酸）、（产甲烷）。
13．（厌氧释磷）、（好氧吸磷）。
四、论述题（36′）
24．废水可生化性问题的实质是什么？
评价废水可生化性的主要方法有哪几种？
（7′）
答：
废水可生化性问题的实质是判断某种废水能否采用生化处理的可能性。
（2分）
常用的评价方法有以下两种：
（1）参数法。
常用BOD5/COD或BOD5/TOD的值来表示。
一般认为当BOD5/COD﹥0．4时，此种废水的可生化性较好；当BOD5/COD﹤0．2时，此种废水的可生化性较差。
（2．5分）
（2）耗氧系数法，其它略。
（2．5分）
25．从活性污泥曝气池中取混和液500mL，注入500mL的量筒内，30min后沉淀污泥量为150mL，试求污泥沉降比。
若MLSS为3g/L试求污泥指数。
根据计算结果，你认为该曝气池的运行是否正常？
（6′）
解：
污泥沉降比SV＝150/500＝30％（2分）
若MLSS为3g/L，则污泥指数SVI＝SV×10/MLSS＝30×10/3＝100（mg/L）（2分）
SVI值介于50～150之间，曝气池的运行正常。
（2分）
26．高负荷生物滤池在什么条件下需要用出水回流？
回流的方式有哪些（7′）
答：
高负荷生物滤池一般在下列三种情况下考虑回流
（1）进水中有机物浓度较高（如COD﹥400mg/L或BOD﹥200mg/L）时
（2）水量很小，无法维持水力负荷在最小经验值以上时（3）废水中某种（些）污染物在高浓度时可能抑制微生物生长时。
（5分）
回流的方式有多种，常用的有以下两种：
（1）生物滤池出水直接向初沉池回流；
（2）二沉池出水回流到生物滤池之前。
（2分
27．微气泡与悬浮颗粒粘附的基本条件是什么？
如何改善微气泡与悬浮颗粒的粘附性能？
（8′）
答：
完成气浮分离必须具备三个条件
（1）水中必须有数量足够的微小气泡
（2）污染物颗粒必须呈悬浮状态（3）必须使气泡与颗粒产生粘附。
而使气泡与悬浮颗粒粘附的基本条件是水对该种颗粒的润湿性要小，使颗粒尽可能呈疏水性。
（4分）
故改善微气泡与悬浮颗粒的粘附性能通常的方式是：
通过向水中添加浮选剂来改善悬浮颗粒的表面性能，增强其疏水性能，从而使颗粒附着于气泡上，同时浮选剂有促进起泡的作用，可使废水种的空气泡形成稳定的小气泡，更有利于气浮。
（4分）
28．试述A2/O生物脱氮除磷工艺的工艺流程和脱氮除磷的原理。
（8′）
答：
A2/O工艺流程图如下：
进水→厌氧→缺氧→好氧→沉淀池→排放（2分）
A2/O工艺脱氮除磷原理：
废水在首段厌氧池主要进行磷的释放，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被细胞吸收而使污水中BOD5浓度下降；另外NH3—N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3—N浓度下降，但NO3－－N含量没有变化。
（1．5分）
在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3－－N和NO2－－N还原为N2释放至空气中，因此BOD5浓度继续下降，NOx－－N浓度大幅度下降，而磷的含量变化很小。
（1．5分）
在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3—N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3－－N浓度增加，而P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速率下降。
（1．5分）
所以，A2/O工艺可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提使NH3—N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池这完成脱氮功能。
厌氧池和好氧池粘合完成除磷功能。
（1。
5分）
五、计算题（18′）
29．某电镀厂日排放废水182m3，废水中含铜40mg/L，锌20mg/L，镍30mg/L和CrO4－130mg/L。
为达标排放，用离子交换法处理，采用阳离子树脂，交换容量为1000mol/m3，再生周期为2d，若出水中金属离子含量为0，计算离子交换树脂用量。
（8′）
解：
该电镀废水中污染离子有Cu2＋、Zn2＋、Ni2＋和CrO42－四种，由题意知，用阳离子交换树脂去除水中金属离子，且出水金属离子含量为零，即Cu2＋、Zn2＋、Ni2三种离子全部被去除，则离子交换树脂用量即为去除三种金属离子的消耗量。
（2分）
三种金属离子的物质的量合计为：
40mg/LCu2＋物质的量浓度为c（1/2Cu2＋）＝1、26mmol/L
20mg/LZn2＋物质的量浓度c（1/2Zn2）＝0．62mmol/L
30mg/LNi2物质的量浓度c（1/2Ni2）＝1．02mmol/L
合计 2．9mmol/L＝2．9mol/m3（3分）
则每日应去除金属离子负荷为qT（co－c）＝182m3/d×（2．9mol/m3－0）＝528mol/d已知该阳树脂工作交换容量为,E＝1000mol/m3工作周期为2d，根据物料平衡原理，则所需树脂的体积为：
V＝（528mol/d）×2d/1000mol/m3＝1．06m3（3分）
30．某毛纺厂的染整废水量为4000m3/d，沉淀后的浓度为300mg/L，采用生物接触氧化法，通过实验获得进水COD负荷率为3kg/（m3·d），COD去除率可达75％，试计算生物接触氧化池所需的填料体积和主要尺寸。
（10′）
解：
由COD去除率＝（L0－Le）／L0＝75％可求得出水COD浓度Le＝75mg/L（1分）
则生物接触氧化池所需填料体积V＝Q（L0－Le）/Nw＝4000×（300－75）/3000＝300m3（2分）
取填料床高度H＝3m，则接触氧化池总面积为A＝V/H＝300/3＝100m2；（2分）
为保证布水均匀，对接触氧化池进行分格，每格池面积f＝20m2，尺寸为5m×4m则格数n＝A/F＝100/20＝5（2分）
取超高h1＝0．6m，填料层上部的稳定水层深h2＝0．5m，取填料层数m＝3，填料层间隙高度h3＝0．3m，配水区高度h4＝1．5m，则接触氧化池总高度H0＝H＋h1＋h2＋（m－1）h3＋h4＝3＋0．6＋0．5＋（3－1）×0．3＋1．5＝6．2m（2分）
污水与填料的接触时间为t＝nfH/Q＝300/（4000÷24）＝1．8h（1分）
试题二
填空题（20×1′）
6．吸附的操作方式分为（），也称为（）和（），也称为（）。
7．离子交换树脂保存时，通常强酸树脂以（），弱酸以（）保存。
8．影响生物滤池性能的主要因素有（）、（）、（）、（）四个。
9．一般认为，控制厌氧处理效率的基本因素有两类，即（）和（）。
10．反渗透膜种类很多，目前应用较广的是（）和（）
11．表示曝气设备技术性能的主要指标是（）、（）、（）。
12．UASB生物反应器是由（）、（）、（）三部分组成。
6．（间歇式操作）、（静态吸附）和（连续式操作）、（动态吸附）。
7．（钠型）、（氢型）。
8．（滤池高度）、（负荷率）、（回流）、（供氧）四个。
9．（基础因素）和（环境因素）。
10．（醋酸纤维素膜）和（芳香族聚酰胺膜）
11．（动力效率）、（氧的利用率）、（充氧能力）。
12．（反应区）、（沉淀区）、（气室）。
论述题（36′）
23．为什么A/O法具有生物脱氮的功能？
简述A/O法的工艺流程。
（10′）
24．活性污泥为什么需要污泥回流？
如何确定回流比？
对处理效果有何影响？
（10′）
25．试简述生物膜法净化废水的基本原理。
（8′）
26．假设海水中的盐浓度非常低，要获得大量的淡水，选择离子交换法还是膜分离处理效果好、处理费用低？
试作一比较（8′）
计算题（19′）
27．某造纸厂采用活性污泥法处理废水，废水量为24000m3/d，曝气池容积为8000m3。
经初次沉淀，废水的BOD5为300mg/L，经处理BOD5去除率为90％，曝气池混和液悬浮固体浓度为4g/L，其中挥发性悬浮固体占75％。
试求Ns、Ns′、每日剩余污泥量、每日需氧量和污泥龄。
（12′）
28．总生化需氧量转化为甲烷的过程中，求每千克总生化需氧量经消化后能产生的甲烷量。
假如起始化合物为葡萄糖。
（7′）
简答题（共36分）
23．（本题10分）
答：
A1/O工艺又称为前置反硝化生物脱氮工艺，其脱氮原理是：
在A池（反硝化缺氧池）中，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中的大量硝态氮（NO3－N）还原成N2，从而达到脱氮目的。
（4分）
然后再在后续的好氧池中进行有机物的生物氧化、有机氮的氮化和氨氮的硝化等生化反应，从而完成脱氮、降解有机物等过程。
（4分）
A1/O工艺流程图如下：
进水→缺氧→好氧→沉淀池→排放（2分）
24．（本题10分）
答：
为了保证生物处理效果，就必须使曝气池中有足够的微生物量，即活性污泥。
在进水不能满足的情况下，就必须从二沉池回流高浓度活性污泥，以保证曝气池中的污泥浓度（MLSS）。
由X（Q+Qr）＝QrXr及Qr＝RQ可以推出R＝X/（Xr－X），由上式可以看出，回流比值R取决于混合液污泥浓度（X）和回流污泥浓度（Xr），可以由此式确定出污泥回流比R值。
曝气池内混合液污泥浓度（MLSS），是活性污泥系统重要的设计与运行参数，污泥浓度高，可减少曝气池的容积，但污泥浓度高，则好氧速率大。
25．（本题8分）
答：
（1）形成生物膜：
污水与滤料流动接触，经过一段时间后，滤料表面会形成一种膜状污泥即生物膜，生物膜中微生物与活性污泥大致相同，是生物处理的主体。
（2分）
（2）生物膜去除有机物的过程：
滤料表面的生物膜分为好氧层和厌氧层，在好氧层表面是一层附着水层，这是由于生物膜的吸附作用形成的。
因为附着水直接与微生物接触，其中有机物大多已被微生物所氧化，因此有机物浓度很低。
在附着水外部是流动水层，即进入生物滤池的待处理废水，有机物浓度较高。
有机物从流动水中通过扩散作用转移到附着水中，同时氧也通过流动水、附着水进入生物膜的好氧层中。
生物膜中的有机物进行好氧分解，代谢产物入CO2、H2O等无机物沿相反方向排至流动水层及空气中。
内部厌氧层的厌氧菌利用死亡的厌氧菌和部分有机物进行厌氧代谢，代谢产物如NH3、H2S、CH4等从水层逸出进入空气中。
在生物滤池中，好氧代谢起主导作用，是有机物去除的主要过程。
（6分）
26．（本题8分）
答：
选择膜分离处理效果好，费用低。
（2分）
比较如下
（1）技术操作：
离子交换法和膜分离技术都可用于除盐操作。
但由于盐浓度很高，如果采用离子交换法，则离子交换用量大，相应的设备也大，而膜分离技术则没有这方面的问题；同时离子交换的工艺操作过程比膜分离复杂。
（3分）
（2）经济性：
离子交换法由于树脂用量大，同时其交换、反洗、再生、清洗量也同步增加，再生剂用量也增加，总体费用高；而膜分离技术的操作简单，主要费用是膜更换以及电耗，尽管费用也高，但相对于离子交换法来说，还有一定的优越性。
（3分）
五、计算题（共19分）
27．（本题12分）
解：
（1）由Ns＝QLa/VX可以求得Ns＝24000×300/8000×4000＝0．225kg/（kgMLSS．d）（2分）
（2）由η＝（La－Le）/La可以求得Le＝（1－η）×La＝30mg/L（2分）
则Ns′＝Q（La－Le）/VXv＝24000×（300－30）/8000×4000×75％＝0．27kg/（kgMLSS．d）（2分）
（3）取a为0．6、b为0．06则每日剩余污泥量△X＝aQ（La－Le）－bXvV＝0．6×24000（0．3－0．03）－0．06×3×8000＝2448kg/d（2分）
（4）取a′为0．5、b′为0．15则每日需要量O2＝a′Q（La－Le）＋b′XvV（2分）＝0．5×24000×（0．3－0．03）＋0．15×3×8000＝6840kgO2/d
（5）污泥龄θc＝1/（aNs′－b）＝8．3d（2分）
28．（本题7分）
解：
葡萄糖作为有机物，在厌氧条件下消化降解为二氧化碳和甲烷等，其反应方程式为：
C6H12O6→3CO2＋3CH4（2分）
180 132 48
而甲烷经过氧化最终转化为二氧化碳和水（2分）
3CH4＋6O2→3CO2＋6H2O
192
由上两式知，1kg葡萄糖相当于192/180kgBOD，而1kg葡萄糖产48/180kg的CH4，则1kgBOD产甲烷（48/180）/（192/180）＝0．25kg，换算成标准状态下的CH4体积为VCH4＝0．25×22．4/16＝0．35m3（3分）
通过计算可知，每降解1kgBOD产生0．35m3CH
试题三
、填空题（25×1´）
6．我国现行的排水系统的体制一般分为（）和（）两种。
7．为使废水充分混合和避免悬浮物沉淀，调节池常采用（）、（）、（）三种搅拌形式。
8．滤池过滤除污的机理可概括为以下三个方面，即（）、（）、（）。
9．沉淀池结构按功能分（）、（）、（）、（）、（）五部分。
10．确定滤池工作周期的方法有三种，即（）、（）、（）。
11．气浮工艺的实现，必须满足三个条件，即（）、（）、（）。
12．加压溶气浮系统由（）、（）、（）三部分组成。
13．影响混凝沉淀效果的主要因素有（）、（）、（）。
、简答题（5×8´）
14．试述斜板协管沉淀池的设计原理。
15．化学混凝法的原理和适用条件是什么？
16．试述无声放电法的工作原理。
17．运用化学沉淀法处理废水时应考虑哪些因素？
18．试述药剂还原及电解法在含铬废水处理中的应用。
、计算题（2×10´）
19．试划出胶体的结构式。
20．已知某工业废水含硫酸和硫酸锌各约8－9g/L。
《污水综合排放标准》（GB8978－1996）中规定，出厂废水中锌的含量不得超过5mg/L，试选用氢氧化物作为沉淀剂进行处理，求出药剂用量以及控制过程的pH值。
参考答案
、填空题。
（共20分，每空1分）
6．（合流制），（分流制）。
7．（水泵强制循环搅拌）、（空气搅拌）、（机械搅拌）。
8．（阻力截留）、（重力沉降）、（接触絮凝）。
9．（流入区）、（流出区）、（沉淀区）、（污泥区）和（缓冲层）。
10．（根据出水水质）、（水头损失）和（根据经验）
11．（水中由数量足够的微气泡）、（污染物必须呈悬浮状态）、（气泡必须与悬浮物接触）。
12．（空气饱和设备）、（空气释放及与原水相混合的设备）、（固-液或液-液分离设备）。
13．（污水水质）、（混凝剂类型）、（水力条件）
、简答题。
（共40分）
14．（本题8分）
答：
根据浅池理论，如果在处理水量不变，沉淀池有效容积一定的条件下，增加沉淀面积，过流率或单位面积上负荷量就会减少，因而由更多的悬浮物可以沉降下来。
（4分）
通过在普通的沉淀池中加设斜板斜管，以增大沉淀池的沉降面积，缩短颗粒沉降深度，改善水流状态；同时因斜板斜管沉淀池具有大的湿周，较小的水力半径，使雷诺数Re大为降低，固体和液体在层流条件下分离，沉淀效率可大大提高；而且由于颗粒沉降距离缩小，沉淀时间亦大大缩短，因而大大缩小沉淀体积。
15．（本题8分）
答：
化学混凝法的原理很复杂，一般归结起来，可以认为主要事三方面的作用：
（1）压缩双电层作用：
通过投加混凝剂，使双电层消失，从而降低胶粒之间的斥力，最终形成凝聚物而沉降下来；
（2）吸附架桥作用：
指链状高分子聚合物在静电力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥联作用而使微粒相互聚集，从而沉降下来；（3）网捕作用：
三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。
这些沉淀物在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中德胶体等微粒，使胶体凝结。
（6分）
化学混凝法主要处理污水中的细小悬浮颗粒和胶体颗粒，其粒度范围在1nm～100μm之间。
（2分）
16．（本题8分）
答：
在一对高压交流电极之间（间隙1～3mm）形成放电电场，由于介电体的阻碍，只有极小的电流通过电场，即在介电体表面的凸点上发生局部放电，因不能形成电弧，故称之为无声放电。
当氧气或空气通过此间隙时，在高速电子流的轰击下，一部分氧分子转变为臭氧，从而完成臭氧制备过程。
（6分）
从经济上考虑，一般以空气为原料时控制臭氧浓度不高于1％～2％，以氧气为原料时不高于1．7％～4％，这种含臭氧的空气称为臭氧化气。
（2分）
17．（本题8分）
答：
应用化学沉淀法处理废水时，主要考虑以下因素：
（1）了解处理目的是回收有用物质还是去除污染物质，这直接关系到沉淀方法的选用；（2分）
（2）如需进行分步沉淀，则各种离子分步沉淀的次序及药剂选用要考虑溶度积和有关离子浓度；（2分）
（3）需要通过实验确定沉淀药剂用量，避免过量投加而造成相反效果；（2分）
（4）经济性考虑；（1分）
（5）防止二次污染的出现。
（1分）
18．（本题8分）
答：
（1）药剂还原法：
通过控制pH值，定量投加硫酸亚铁，使六价铬还原为三价铬，同时亚铁离子被氧化成三价铁，然后投加石灰中和沉淀，从而使Cr3＋沉淀。
其工艺流程包括集水、还原、沉淀、固液分离和污泥脱水等工序，可连续操作，也可间歇操作。
（4分）
（2）电解法：
以铁板作为电极，在电解时，铁板溶解产生Fe2＋，这是电解反应时的强还原剂。
在酸性条件下，它可将废水中Cr6＋还原为Cr3＋；在阴极上，除氢离子获得电子生成氢外，废水中的Cr6＋直接还原为Cr3＋，随着电解反应的进行，废水中H＋将逐渐减少，pH值逐渐升高。
在碱性条件下，Cr3＋和Fe3＋将以氢氧化物的形式沉淀下来。
实验证明，电解时阳极铁溶解产生Fe2＋作还原剂是六价铬还原为三价铬的主要因素，而在阴极发生的六价铬还原为三价铬是次要的。
因此为提高电解效率，采用铁阳极并在酸性条件下进行电解是有利的。
（4分）
四、计算题。
（共20分）
19．（本题10分）略
20．（本题10分）略
试题四
一、填空题。
（49分）
1．常用的格栅（）和（）两种。
2．污水的可生化性取决于（），可用（）评价。
一般情况下，BOD5/COD越大，污水可生化性（），反之亦然。
BOD5/COD﹤0．3，则称该污水（），BOD5/COD＝0．3～0．45，则称该污水（），BOD5/COD﹥0．4，则称该污水（）。
3．调节池的主要作用是（）、（）、（）等，水量调节可分为（）、（）两种方式。
4．混凝机理包括（）、（）、（）三种作用；铝盐混凝剂主要起（）的作用，而高分子混凝剂则起（）的作用。
5．溶气加压气浮的运行方式有（）、（）、（）三种。
6．衡量离子交换剂化学性能的指标有（）、（）、（）、（）、（）等，常用的离子交换树脂有（按交换基团不同分）（）、（）两种。
7．中和投药的方式有（）、（）两种。
8．厌氧消化中温消化最适温度为（），高温消化的最适合温度为（）。
9．甲烷菌的最适pH值范围为（）pH值低于（）或pH值高于（）都会对甲烷菌产生抑制或破坏作用。
10．曝气池按混合液在曝气池中的流态一般分为（）、（）、（）三种形式。
11．普通生物滤池一般选用（）滤料，采用（）布水方式；而高负荷生物滤池选用（）滤料，采用（）布水方式。
12．滤池过滤除污的机理可以概括为（）、（）、（）三个方面。
13．影响厌氧消化的因素有（）、（）两种。
14．反渗透膜的去除率随外加压力增大而（），而透盐量则与（）无关。
、简答题。
（41分）
25．如何看待曝气池中的泡沫问题？
如何解决？
（7分）
26．如何进行格栅的工艺运行管理？
（7分）
27．如何进行进水泵房的工艺运行管理？
（7分）
28．随着科学技术的发展，改革活性污泥法的方向是什么？
（7分）
29．如何鉴别絮凝剂的质量？
如何保存？
（6分）
30．为了逐步实现污水资源化，城市污水回用的目标有哪些？
（7分）
参考答案
一、填空题。
（共49分，每空1分）
1．（人工清理格栅）和（机械格栅）。
2．（污水的水质）、（水质指标）、（好）、（难生化）、（可生化）、（易生化）。
3．（调节水量）、（均衡水质）、（均化）；（线内调节）、（线外调节）。
4．（压缩双电层）、（吸附架桥）和（沉淀物网捕）；（压缩双电层作用）、（吸附架桥作用）。
5．（全流程溶气浮）、（部分溶气浮）和（部分回流溶气浮）。
6．（交换容量）、（酸碱性）、（交联度）、（化学稳定性）、（选择性）；（阳离子交换树脂）、（阴离子交换树脂）。
7．（干法投加）、（湿法投加）。
8．（34℃）、（54℃）。
9．（6．6～7．5）、（5）、（8）
10．（推流式）、（完全混合式）、（循环混合式）。
11．（实心拳状）、（固定喷嘴）、（波纹或蜂窝填料）、（旋转式）
12．（阻力截留）、（重力沉降）、（接触絮凝）。
13．（基础因素）、（环境因素）。
14．（增加）、（外加压力）
三、简答题。
（共41分）
25．（本题7分）
答：
应当具体问题具体分析：
当污泥浓度过低时产生泡沫，可以提高污泥回流比，减少气量；（3分）
若是由表面活性剂引起泡沫，可加适量的汽油、机油、煤油等物质消除气泡表面张力，达到消泡的目的。
（4分）
26．（本题7分）
答：
（1）应根据进水的栅渣量确定格栅除污机的启动频率，保证栅前后水位差≦30cm。
（2分）
（2）按照格栅的操作规程进行维修。
（2分）
（3）定期对格栅进行检查、维修保养，保证泵的正常运行。
（2分）
27．（本题7分）
答：
（1）根据进水泵的操作规程进行操作，避免短时间的多次启动。
（3分）
（2）按照进水量的大小，合理启动进水泵台数，避免形成气蚀或水力冲击。
（
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