137青岛理工大学期末考试水污染控制习题+答案2.docx

137青岛理工大学期末考试水污染控制习题+答案2.docx

《137青岛理工大学期末考试水污染控制习题+答案2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《137青岛理工大学期末考试水污染控制习题+答案2.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

137青岛理工大学期末考试水污染控制习题+答案2

【习题答案】水污染控制工程（下册）.高廷耀，顾国维，周琪.高等教

第九章、污水水质和污水出路（总论）

1.分析总固体、溶解性固体、悬浮性固体及挥发性固体指标之间的相互联系，画出这些指标的关系图。

答：

水中所有残渣的总和称为总固体（TS），总固体包括溶解性固体（DS）和悬浮性固体（SS）。

水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体（DS），滤渣脱水烘干后即是悬浮固体（SS）。

固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体（VS）和固定性固体（FS）。

将固体在600℃的温度下灼烧，挥发掉的即市是挥发性固体（VS），灼烧残渣则是固定性固体（FS）。

溶解性固体一般表示盐类的含量，悬浮固体表示水中不溶解的固态物质含量，挥发性固体反映固体的有机成分含量。

关系图：

总固体=溶解性固体+悬浮固体=挥发性固体+固定性固体

2.水体自净有哪几种类型？

氧垂曲线的特点和使用范围是什么？

答：

污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分地或完全地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化。

包括物理净化、化学净化和生物净化。

物理净化指污染物质由于稀释、扩散、沉淀或挥发等作用使河水污染物质浓度降低的过程。

化学净化指污染物质由于氧化、还原、分解等作用使河水污染物质浓度降低的过程。

生物净化指由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的氧化分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程。

有机物排入河流后，经微生物降解而大量消耗水中的溶解氧，使河水亏氧；另一方面，空气中的氧通过河流水面不断地溶入水中，使溶解氧逐步得到恢复。

耗氧与亏氧是同时存在的，DO曲线呈悬索状下垂，称为氧垂直曲线。

适用于一维河流和不考虑扩散的情况下。

3.设置沉砂池的目的是什么？

曝气沉砂池的工作原理与平流式沉砂池有何区别？

答：

设置沉砂池的目的和作用：

以重力或离心力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走，从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。

平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池，它构造简单，工作稳定，将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走，从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒。

曝气沉砂池的工作原理：

由曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦，并受到气泡上升时的冲刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除。

曝气沉砂池沉砂中含有机物的量低于5%；由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡以及加速污水中油类的分离等作用。

4.污水处理按作用原理分哪几个类型？

按处理程度分哪几个等级？

答：

污水处理按作用原理分，归纳起来有物理法、生物化学法和化学法等三种类型。

按处理程度可分为一级处理、二级处理和三级处理三个等级。

第十章、污水的物理处理

1.水的沉淀法处理的基本原理是什么？

试分析球形颗粒的静水自由沉降（或上浮）的基本规律，影响沉淀或上浮的因素有哪些？

答：

水的沉淀处理的基本原理是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，水中悬浮颗粒的密度比水大，在重力作用下，悬浮物下沉而实现悬浮物与废水分离。

基本规律：

静水中悬浮颗粒开始沉降（或上浮）时,会受到重力、浮力、摩擦力的作用。

刚开始沉降（或上浮）时，因受重力作用产生加速运动,经过很短的时间后,颗粒的重力与水对其产生的阻力平衡时,颗粒即等速下沉。

影响因素：

颗粒密度，水流速度，池的表面积。

斯托克斯公式表明：

（1）颗粒与水的密度差（ρs-ρ）愈大，沉速愈快，成正比关系。

当ρs＞ρ时，颗粒下沉；当ρs＜ρ时，颗粒上浮；当ρs=ρ时，颗粒既不上浮也不下沉；

（2）颗粒直径愈大，沉速愈快，成正比的平方关系；（3）水的黏度愈小，沉速愈快，成反比关系。

因水的黏度与水温成反比，故提高水温有利于加速沉淀。

2.加压溶气气浮的基本原理是什么？

有哪几种基本流程与溶气方式？

各有何特点？

加压溶气气浮法的基本原理是空气在加压条件下溶于水中，再使压力降至常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释放出来。

其工艺流程有全溶气流程、部分溶气流程和回流加压溶气流程3种；溶气方式可分为水泵吸水管吸气溶气方式、水泵压水管射流溶气方式和水泵－空压机溶气方式。

全溶气流程是将全部废水进行加压溶气，再经减压释放装置进入气浮池进行固液分离，与其它两流程相比，其电耗高，但因不另加溶气水，所以气浮池容积小；

部分溶气流程是将部分废水进行加压溶气，其余废水直接送入气浮池，该流程比全溶气流程省电，另外因部分废水经溶气罐，所以溶气罐的容积比较小，但因部分废水加压溶气所能提供的空气量较少，因此，若想提供同样的空气量，必须加大溶气罐的压力；

回流加压溶气流程将部分出水进行回流加压，废水直接送入气浮池，该法适用于含悬浮物浓度高的废水的固液分离，但气浮池的容积较前两者大。

水泵吸水管吸气溶气方式设备简单，不需空压机，没有空压机带来的噪声；

水泵压水管射流溶气方式是利用在水泵压水管上安装的射流器抽吸空气，其缺点是射流器本身能量损失大一般约30％，若采用空气内循环和水内循环，可以大大降低能耗，达到水泵－空压机溶气方式的能耗水平；

水泵－空压机溶气方式溶解的空气由空压机提供，压力水可以分别进入溶气罐，也有将压缩空气管接在水泵压入泵上一起进入溶气罐的。

目前常用的溶气方式是水泵－空压机溶气方式。

3．微气泡与悬浮颗粒相黏附的基本条件是什么？

有哪些影响因素？

如何改善微气泡与颗粒的黏附性能？

答：

气浮法处理工艺必须满足的基本条件

（1）必须向水中提供足够量的细微气泡；

（2）必须使废水中的污染物质能形成悬浮状态；

（3）必须使废水中的污染物质能形成悬浮状态。

微气泡与悬浮颗粒相粘附的基本条件是水中颗粒的润湿接触角大于90度，即为疏水表面，易于为气泡粘附或者水的表面张力较大，接触即角较大，也有利于气粒结合。

影响微气泡与悬浮颗粒相粘附的因素有：

界面张力、接触角和体系界面自由能，气－粒气浮体的亲水吸附和疏水吸附，泡沫的稳定性等。

在含表面活性物质很少的废水中加入起泡剂，可以保证气浮操作中泡沫的稳定性，从而增强微气泡和颗粒的粘附性能。

4．如何改进及提高沉淀或气浮分离效果？

答：

通过采取相应的措施，增大悬浮颗粒的直径，减小流体的黏度等都能提高沉淀或气浮分离效果。

如：

通过混凝处理增大颗粒粒径，提高水温以减小水的黏度。

另外，也可以减小气泡直径来提高气浮分离效果。

为了提高气浮的分离效果，要保持水中表面活性物质的含量适度，对含有细分散亲水性颗粒杂质的工业废水，采用气浮法处理时，除应用投加电解质混凝剂进行电中和方法外，还可用向水中投加浮选剂，使颗粒的亲水性表面改变为疏水性，使其能与气泡粘附。

影响沉淀分离效果的因素有沿沉淀池宽度方向水流速度分布的不均匀性和紊流对去除率的影响，其中宽度方向水流速度分布的不均匀性起主要作用。

所以为了提高沉淀的分离效果，在沉淀池的设计过程中，为了使水流均匀分布，应严格控制沉淀区长度，长宽比，长深比。

第十二章、活性污泥法

1．活性污泥法的基本概念和基本流程是什么？

SV30表示什么？

什么是剩余污泥？

答：

活性污泥是指由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。

活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水一类好氧生物的处理方法。

活性污泥法处理流程包括曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统等基本组成部分。

活性污泥法处理流程具体流程见下图：

废水经过预处理后，进入曝气池与池内的活性污泥混合成混合液，并在池内充分曝气，一方面使活性污泥处于悬浮状态，废水与活性污泥充分接触；另一方面，通过曝气，向活性污泥供氧，保持好氧条件，保证微生物的正常生长。

废水中有机物在曝气池内被活性污泥吸附、吸收和氧化分解后，混合液进入二次沉淀池，进行固液分离，净化的废水排出。

大部分二沉池的沉淀污泥回流到曝气池进口，与进入曝气池的废水混合。

SV30：

是指曝气池混合液静止沉降30分钟后污泥所占的体积。

剩余污泥：

曝气池中的生化反应引起了微生物的增殖，增殖的微生物量通常从沉淀池中排除，以维持活性污泥系统的稳定运行。

这部分污泥叫做剩余污泥

2.废水好氧生化处理基本原理是什么？

活性污泥法是一种应用最广泛的废水好氧生化处理技术。

废水一次沉淀池后与二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池，通过曝气，活性污泥呈悬浮状态，并与废水充分接触。

废水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附，而废水中的可溶性有机物被充当活性污泥中的微生物用作自身繁殖的营养，代谢转化为生物细胞，并氧化成为最终产物（主要是CO2）。

非溶解性有机物需先转化成溶解性的有机物，而后才被代谢和利用。

废水由此得到净化。

净化后废水与活性污泥在二次沉淀池内进行分离，上层出水排放；分离浓缩后的污泥一部分返回曝气池内保持一定浓度的活性污泥，其余为剩余污泥，由系统排出。

3．解释污泥泥龄的概念，说明它在污水处理系统设计和运行管理中的作用。

答：

污泥泥龄即生物固体停留时间，其定义为在处理系统（曝气池）中微生物的平均停留时间。

在工程上，就是指反应系统内微生物总量与每日排出的剩余微生物量的比值。

活性污泥泥龄是活性污泥处理系统设计\运行的重要参数。

在曝气池设计中的活性污泥法，即是因为出水水质、曝气池混合液污泥浓度、污泥回流比等都与污泥泥龄存在一定的数学关系，由活性污泥泥龄即可计算出曝气池的容积。

而在剩余污泥的计算中也可根据污泥泥龄直接计算每天的剩余污泥。

而在活性污泥处理系统运行管理过程中，污泥泥龄也会影响到污泥絮凝的效果。

另外污泥泥龄也有助于进步了解活性污泥法的某些机理，而且还有助于说明活性污泥中微生物的组成。

4．生物脱氮、除磷的环境条件要求和主要影响因素是什么？

说明主要生物脱氮、除磷工艺的特点。

什么是氨化作用。

答：

生物脱氮、除磷影响因素有：

（1）环境因素，如温度、pH、DO；

（2）工艺因素，如污泥泥龄、各反应区的水力停留时间、二沉池的沉淀效果；（3）污水成分，如污水中易降解有机物浓度，BOD5与N、P的比值等。

生物脱氮流程中必须设置氨氮硝化的好氧区，好氧区的水力停留时间和污泥龄必须满足氨氮硝化的要求，，污泥龄通常大于6d，同时还应具备缺氧区或缺氧时间段以完成生物反硝化过程，在缺氧区不仅需要供给硝酸盐溶液，还需要提供碳源作为反硝化过程的电子供体，常用的作为电子供体的有机物为入流污水中的有机物。

碳源不足时需另外投加碳源。

硝化过程的影响因素：

（a）好氧环境条件，并保持一定的碱度：

硝化菌为了获得足够的能量用于生长，必须氧化大量的NH3和NO2-，氧是硝化反应的电子受体，反应器内溶解氧含量的高低，必将影响硝化反应的进程，在硝化反应的曝气池内，溶解氧含量不得低于1mg/L，多数学者建议溶解氧应保持在1.2~2.0mg/L。

在硝化反应过程中，释放H+，使pH下降，硝化菌对pH的变化十分敏感，为保持适宜的pH，应当在污水中保持足够的碱度，以调节pH的变化，lg氨态氮（以N计）完全硝化，需碱度（以CaCO3计）7.14g。

对硝化菌的适宜的pH为8.0~8.4。

（b）混合液中有机物含量不应过高：

硝化菌是自养菌，有机基质浓度并不是它的增殖限制因素，若BOD值过高，将使增殖速度较快的异养型细菌迅速增殖，从而使硝化菌不能成为优势种属。

（c）硝化反应的适宜温度是20~30℃，15℃以下时，硝化反应速度下降，5℃时完全停止。

（d）硝化菌在反应器内的停留时间，即生物固体平均停留时间（污泥龄）SRTn，必须大于其最小的世代时间，否则将使硝化菌从系统中流失殆尽，一般认为硝化菌最小世代时间在适宜的温度条件下为3d。

SRTn值与温度密切相关，温度低，SRTn取值应相应明显提高。

（e