水污染控制工程期末考试试题.doc

《水污染控制工程》期末考试试题

一、填空（每空1分，共20分）
1、一般规律，对于 性颗粒易与气泡粘附。
2、在常温、稀溶液中，离子交换树脂对Ca2+、Cr3+、Ba2+、Na+的离子交换势高低顺序依次为 > > > 。在离子交换过程中，上述离子最先泄露的是 。
3、反渗透膜是 膜，反渗透的推动力是___，反渗透膜透过的物质是 。
4、根据废水中可沉物的浓度和特性不同，沉淀可分为 、 、 、 四种基本类型。
5、过滤机理主要包括 、 、 三种形式。
6、加Cl2消毒时，在水中起消毒作用的物质是 。
7、测定废水的BOD时，有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为两个阶段，第一阶段是 ，第二阶段是 。
8、稳定塘按塘内微生物类型、供氧方式和功能来分类，主要类型有 、 、
和 。
二、简答题（每小题6分，共30分）
1、为什么竖流式沉淀池常作为二沉池？
2、如何提高滤池的含污能力？
3、简述影响混凝效果的主要因素。
4、简述SBR工艺的工作原理，并说明该工艺具有哪些特点。
5、简述UASB反应器中颗粒污泥的形成条件。
三、论述题（共36分）
1、在20℃时，亚硝化细菌的世代时间是多少天？为什么污泥龄太短的曝气池氨的硝化作用不完全。 (8分)
2、如何通过废水的BOD5和COD判断废水的可生化性？某工业废水水质为COD 650mg/L，BOD5 52mg/L，问该工业废水是否适宜采用生化处理。 (8分)
3、在电渗析操作过程中，工作电流密度超过极限电流密度会出现什么现象，如何消除？ (8分)
4、某企业以废箱板为主要原料生产箱板纸，其生产过程中排放大量的废水，主要污染物为SS和COD，其水质为pH 7~8、COD900~1100mg/L、SS800~1100mg/L。请制定一废水处理工艺，使处理后出水水质达到pH 6.0~9.0；COD £100mg/L；SS £100mg/L，画出工艺流程简图，并说明各处理单元功能。 (12分)
四、计算题（共14分）
1、某种生产废水中Fe3+浓度为2.0mg/L，要使Fe3+从水中沉淀析出，废水应维持多高的pH值？(KspFe(OH)3= 3.2×10-38) （4分）
2、有一工业废水，废水排放量为180m3/h，废水中悬浮物浓度较高，拟设计一座平流式沉淀池对其进行处理。沉淀池的设计参数为：停留时间1.5h、有效水深为3.0m、池宽为4.5m，请计算沉淀池的表面负荷和长度。 （4分）
3、拟采用活性污泥法建一座城市污水处理厂。设计参数为：设计处理水量12000m3/d，进水BOD5为200 mg/L，出水BOD5为20 mg/L，MLSS为3000mg/L，污泥负荷率NS为0.18kg BOD5(去除量)/kgMLSS·d，污泥表现合成系数Yobs为0.36mg/mg。试求：（1）生化曝气池的有效容积；（2）曝气池的BOD5去除效率；（3）曝气池每日的剩余污泥排放量（kg干重）。 （6分）
水污染控制工程试卷（A卷）
一、填空题（30分 每小题3分）
活性污泥中微生物的增长要经过 停滞期（驯化适应期、调整期） 、对数增长期、静止期（平衡期）、衰老期（内源呼吸期）四个阶段。
微生物的呼吸类型可分为 好氧呼吸 （按被氧化的底物不同又可分为 异养型微生物 和 自养型微生物 两种）以及 厌氧呼吸 （按受氢体不同又可分为 发酵 和 无氧呼吸 两类）。
二、问答题（50分）
（10分）与好氧生物处理比较，厌氧生物处理有何优缺点？
答：工艺优点
（1）应用范围广。好氧工艺只适用于中、低浓度和易生物降解的有机废水处理；而厌氧工艺既适用于高浓度有机废水处理，也适用于中、低浓度和难生物降解的有机废水处理。
（2）能耗低。当原水BOD5达到1500mg/L时，沼气能量可以抵消消耗能量，原水有机物浓度越高，剩余能量越多。一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/10。
（3）负荷高。通常好氧法的容积负荷为1～4kgBOD/m3·d，而厌氧法为2～10kgCOD/m3·d，高的可达40～50 kgCOD/m3·d。
（4）剩余污泥量少，且易脱水处置。剩余污泥量仅为好氧法的5～20％，且污泥稳定，易脱水，甚至可作为饲料、肥料。
（5）对N、P营养元素要求低。通常只要求BOD5:N:P＝200～300：5：1，甚至在BOD5:N:P＝800：5：1时仍能正常运行。
（6）可杀菌解毒。
（7）可间歇运行。
工艺缺点
（1）厌氧微生物增殖缓慢，厌氧反应速度慢，所以厌氧设备启动和处理时间长。
（2）废水处理不彻底，出水达不到排放标准，一般需再进行好氧处理。
（3）厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。
（15分）简述生物法脱氮的基本原理和影响因素。
答：生物脱氮机理
原污水在氨化菌作用下，将污水中有机氮(OR-N)转化成氨氮(NH4-N)，与原污水中NH4-N一并，在适宜的条件下，利用亚硝化及硝化自养菌，将污水中NH4-N硝化，生成亚硝酸盐氮(NO2-N)和硝酸盐氮(NO3-N)。然后再利用原污水中BOD成分(或外加甲醇等为碳源)作为氢供体(有机碳源)进行反硝化，将亚硝酸盐氮(NO2-N)和硝酸盐氮(NO3-N) 转化成N2释放到大气中，从而实现废水脱氮。
影响因素
（1）酸碱度：pH；（2）溶解氧：DO；（3）碳氮比：BOD5/TKN

《水污染控制工程》期末考试试题
标 准 答 案

一、填空（每空1分，共20分）
1、疏水
2、Cr3+ > Ba2+ > Ca2+ > Na+ Na+
3、半透（或分子扩散） 压力差 水
4、自由沉淀 絮凝沉淀 拥挤沉淀（成层沉淀） 压缩沉淀。
5、机械性筛除 重力沉淀 接触吸附
6、HClO（次氯酸）
7、碳氧化阶段 硝化阶段
8、厌氧塘 好氧塘 曝气塘 兼性塘
二、（每小题6分，共30分）
1、为什么竖流式沉淀池常作为二沉池？
答：竖流沉淀池的特点是水流方向与颗粒沉淀方向相反，其截流速度与水流上升速度相等。 （2分）
由于二级处理为生物处理，二级处理出水中的污泥具有絮凝性，上升的小颗粒污泥和下沉的大颗粒污泥之间相互接触、碰撞而絮凝，使粒径增大，沉速加快。 （2分）
同时沉速等于水流上升速度的颗粒将在池中形成一悬浮层，对上升的小颗粒污泥起拦截和过滤作用，因而可使竖流沉淀池具有较高的沉降效率，适宜作为二沉池。 （2分）
2、如何提高滤池的含污能力？
答：提高滤池含污能力的途径有：
（1）提高滤料颗粒的均匀性，即增大d10、减小K80； （2分）
（2）由单层滤料改为两层滤料或三层滤料； （2分）
（3）改变水流方向，采用上、下双向流过滤。 （2分）
3、简述影响混凝效果的主要因素。
答：混凝是复杂的物理化学过程，影响混凝效果因素主要包括：
①浊度 浊度过高或过低都不利于絮凝。 （1分）
②水温 水温会影响无机盐类的水解。水温低，水解反应慢；水的粘度增大，布朗运动减弱，混凝效果下降。 （0.5分）
③pH值及碱度 pH值影响胶体颗粒表面电荷及ξ电位，而且影响着混凝剂在水中的存在状态，不同的pH，混凝剂水解产物不同，所起的混凝作用各异。 （1分）
④水中杂质的成分性质和浓度 部分杂质有利于混凝，部分杂质不利于混凝。（0.5分）
⑤混凝剂 （2分）
A、混凝剂种类：混凝剂的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的性质及浓度。
B、混凝剂投加量：投加量与水中微粒种类、性质、浓度有关。
C、混凝剂的投加顺序：当使用多种混凝剂时，其最佳投药顺序可通过试验来确定。
⑥水力条件 水力条件对混凝剂效果有重要影响。主要的控制指标为搅拌强度和搅拌时间。 （1分）
4、简述SBR工艺的工作原理，并说明该工艺具有哪些特点。
答：（1）工作原理：SBR工艺即间歇式活性污泥法工艺，又称序批式活性污泥法，是集有机物降解与混合液沉淀于一体的反应器。SBR的间歇运行是通过控制曝气池的运行操作来实现的，其运行操作分为5道工序，分别为：进水、反应（曝气）、沉淀、排水、闲置，这5道工序均在曝气池完成。 （3分）
（2）工艺特点： （3分）
① SBR集有机物降解与混合液沉淀于一体，无需要回流设备，不设二沉池。
② SVI值较低，污泥易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀现象。
③ 具有较好的脱氮、除磷效果。
④ 工艺可实现全部自动化控制，运行操作灵活，效果稳定、出水水质好。
5、简述UASB反应器中颗粒污泥的形成条件。
答：UASB反应器形成颗粒污泥的重要条件是：
（1）控制反应器较高的污泥负荷和反应器适当的表面负荷； （2分）
（2）保持适宜的pH值和碱度； （2分）
（3）防止有毒物质的干扰。 （2分）
三、论述题（共36分）
1、在20℃时，亚硝化细菌的世代时间是多少天？为什么污泥龄太短的曝气池氨的硝化作用不完全。 (8分)
答：（1）20℃时亚硝化细菌的世代时间3天。 （2分）
（2）污泥龄是指污泥在反应器中的停留时间，污泥龄=，即曝气池全部活性污泥更新一次所需要的时间。 （2分）
在废水生化处理装置中，要使微生物充分发挥其净化作用，必须使污泥龄不能短于活性污泥中微生物的世代时间，否则曝气池中的污泥会全部流失。 （2分）
对于氨的硝化作用来说，硝化细菌的世代时间较长，应通过工艺调整使泥龄大于硝化细菌的世代时间，才能取得较好的硝化效果，污泥龄太短的曝气池氨的硝化作用不能进行完全。 （2分）
2、如何通过废水的BOD5和COD判断废水的可生化性？某工业废水水质为COD 650mg/L，BOD5 52mg/L，问该工业废水是否适宜采用生化处理。 (8分)
答：（1）BOD5是指5日生化需氧量，表示在有氧的情况下，在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离态氧的数量。COD是指化学需氧量，表示在一定条件下，水中各种有机物与化学强氧化剂作用时所消耗的氧化剂的量。 （2分）
BOD5可间接表示废水中有机物的含量，COD表示废水中还原性物质的含量（包括有机物和无机性还原物质）。 （2分）
一般采用BOD5/COD的比值可以初步判断废水的可生化性： （2分）
当BOD5/COD>0.45时，生化性较好；
当BOD5/COD>0.3时，可以生化；
当BOD5/COD<0.3时，较难生化；
当BOD5/COD<0.25时，不宜生化；
（2）本题给定的工业废水BOD5/COD=52/650=0.08，该工业废水不适宜采用生化处理。 （2分）
3、在电渗析操作过程中，工作电流密度超过极限电流密度会出现什么现象，如何消除？ (8分)
答：（1）在操作过程中，工作电流密度超过极限电流密度会出现浓差极化现象。 （2分）
（2）消除浓差极化现象的方法有： （6分）
① 控制操作电流密度小于极限电流密度（或使i<i极）；
② 定期倒换电极；
③ 增大水流速度；
④ 定期酸洗；
⑤ 进行预处理。（⑤可不答）
4、某企业以废箱板为主要原料生产箱板纸，其生产过程中排放大量的废水，主要污染物为SS和COD，其水质为pH 7~8、COD900~1100mg/L、SS800~1100mg/L。请制定一废水处理工艺，使处理后出水水质达到pH 6.0~9.0；COD £100mg/L；SS £100mg/L，画出工艺流程简图，并说明各处理单元功能。 （12分）
答：（1）处理工艺： （6分）
根据题中给出的造纸废水水质情况和要求达到的水质标准分析，拟采取的工艺流程如下：
造纸废水→格栅→筛网→（沉淀）、调节池→混凝反应池→气浮池（沉淀池）
→生化处理装置→沉淀池→出水
（2）各处理单元功能 （6分）
① 格栅：截留大的悬浮物、漂浮物
② 筛网：截留悬浮物，回收纸浆
③ 沉淀、调节池：沉淀的目的是对废水中悬浮物沉淀去除，调节的目的是调节水量、均和水质。（说明：此处可不设计沉淀池）
④ 混凝反应池：通过投加混凝剂使废水中的细小悬浮物和胶体脱稳，生成大的絮体。
⑤ 气浮池（沉淀池）：主要目的是使絮体与废水分离。（说明：两种工艺任意选择一种均可）
⑥ 生化处理装置：去除废水中的有机物，可以选取曝气池、生物接触氧化池等。
⑦ 沉淀池：实现泥水的分离、污泥回流和剩余污泥的排放。
四、计算题（共14分）
1、某种生产废水中Fe3+浓度为2.0mg/L，要使Fe3+从水中沉淀析出，废水应维持多高的pH值？(KspFe(OH)3= 3.2×10-38) （4分）
解： Fe3+ + 3OH- == Fe(OH)3↓
根据溶度积原理：要使Fe3+从水中沉淀析出，需使
[Fe3+] [OH-]3 > KspFe(OH)3
其中：[Fe3+]=2.0×10-3/56=3.57×10-5mol/L
得：[OH-]3>KspNi(OH)2/[ Fe3+]=3.2×10-38/3.57×10-5=8.96×10-34
有：pOH=-lg[OH-]<11.01
pH=14- pOH >14-11.01=2.99
即：应维持废水得pH值大于2.99。
2、有一工业废水，废水排放量为180m3/h，废水中悬浮物浓度较高，拟设计一座平流式沉淀池对其进行处理。沉淀池的设计参数为：停留时间1.5h、有效水深为3.0m、池宽为4.5m，请计算沉淀池的表面负荷和长度。 （4分）
解：（1）由H=2.0m，t=60min=1h=3600s
有：沉速u0=H/t=2.0（m/h） 或=5.55×10-4（m/s）
则：表面负荷q0=u0=2.0（m3/m2•h）或=5.55×10-4（m3/m2•s） （2分）
（2）沉淀池容积V=Q•t=180×1.5=270 m3
由：V=BLH
有：L= V/(BH)=270/(3×4.5)=20m
即：沉淀池的长度为20m。 （2分）
3、拟采用活性污泥法建一座城市污水处理厂。设计参数为：设计处理水量12000m3/d，进水BOD5为200 mg/L，出水BOD5为20 mg/L，MLSS为3000mg/L，污泥负荷率NS为0.18kg BOD5(去除量)/kgMLSS·d，污泥表现合成系数Yobs为0.36mg/mg。试求：（1）生化曝气池的有效容积；（2）曝气池的BOD5去除效率；（3）曝气池每日的剩余污泥排放量（kg干重）。 （6分）
解：（1）生化曝气池的有效容积：
=4000 m3 （2分）
（2）曝气池的BOD5去除效率：
=90% （2分）
（3）曝气池每日的剩余污泥排放量：

=12000×（0.2-0.02）×0.36 =777.6kg（干重） （2分）谢谢大家下载,本文档下载后可根据实际情况进行编辑修改.再次谢谢大家下载.翱翔在知识的海洋吧.