《环境工程学》试卷、习题集及答案

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《环境工程学》试卷

一、名词解释（每小题2分，共20分）

1．COD；2. 厌氧生物处理法；3. 泥龄；4. 好氧硝化；5. A/A/O法； 6. 反电晕；7. 二次扬尘；8. 电场荷电；9. FGD；10. SCR法。

二、选择题（每小题2分，共20分）

1．BOD是化学性水质指标之一，其含义是（）。

A 溶解氧； B 化学需氧量； C 生化需氧量。 2．废水处理方法很多，其中混凝沉淀法可去除废水中的（）。 A 可生物降解有机物； B 不溶性有机物； C悬浮物质。

3．废水二级处理技术属于（）。

A 生物方法； B 化学方法； C物理方法。

4．A2/O法产生的污泥量比活性污泥法（）。 A 多； B 少； C 一样。 5．下列哪种技术属于废水三级处理技术（）？

A 臭氧氧化； B 气浮； C 好氧悬浮处理技术。

6．脱硫技术很多，跳汰选煤脱硫技术属于（）。

A 炉前脱硫技术； B 炉内脱硫技术； C 炉后脱硫技术。

7．电除尘器最适宜捕集的粉尘是（）。

A 低比电阻粉尘； B 中比电阻粉尘； C 高比电阻粉尘。 8．常被用来作为高效除尘器的前级预除尘器的是（）。

A 机械力除尘器； B 电除尘器； C 过滤式除尘器。 9．既能捕集颗粒污染物，又能脱除部分气态污染物的除尘器是（）。 A 机械力除尘器； B 电除尘器； C 湿式除尘器。 10．SCR法烟气脱硝的主要机理是（）。

A 催化转化； B 化学吸收； C 化学吸附。

三、填空题（每题2分，共10分） 1．MLSS,MLVSS,SVI,SBR分为、、、。 2

．

活性

污

泥

法

有

效

运

行

的

基

本

条

为、、、。

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别件

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3 4 5

．．．

影控

SCR响制

湿颗

法法粒

烟脱污硫

气效染

脱率物

的的

硝主主

机要要

因方

理素法

分包包

为、、、。括：、、、。括：、、、。四、简答题（每小题3分，共30分）

1．什么是废水的一级处理，二级处理和深度处理？ 2．厌氧生物处理的基本原理是什么？

3．曝气池在好氧活性污泥法中的作用是什么？ 4. 简述污水中的氮在生物处理中的转化过程？ 5. 什么是曝气？曝气的作用有哪些？ 6．控制废气中气态污染物的方法有哪些？

7. 评价除尘器性能的指标有哪些？ 8．实现电除尘的基本条件是什么？

9. 影响SCR法烟气脱硝效率的因素有哪些？ 10．影响湿法烟气脱硫效率的主要因素有哪些？五、计算题（每小题10分，共20分）

1．某水处理厂在沉淀池后设置快砂滤池，滤池的设计负荷率为

200m3/(d?m2)。试计算在设计流量0. 5m3/s下，滤池表面积为多大？若每个滤

池表面积限制在55m2以下，共需建多少个滤池？

2．已知某线—板式电除尘器的收尘面积A=6000m2，所处理的烟气量Q=684000m3/h，烟气粘度η=1.8×10－5Pa·s, 对其施加的平均电场强度E=3.0kV/cm, 试计算粉尘的平均粒径dp=0.1μm、1.0μm、10μm时电除尘器的除尘效率？（取Km=1.36，ε0=8.85×10－12F/m, D=2.0）。

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《环境工程学》习题集

第一篇水质净化与水污染控制

一、名词解释题

1.BOD：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量。 2. COD：用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量。

3. 泥龄：即微生物平均停留时间，是指反应系统内的微生物全部更新一次所需要的时间，工程上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。

??4. 好氧硝化：在好氧条件下，将NH+4转化成NO2和NO3的过程。

5. 反硝化：在无氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原为氮气的过程。

6. 污泥投配率：日投入污泥与池容积比重。

7. 土地处理：在人工调控下,微生物,土地,植物形成生态系统净化污水的处理方法。

8. 折点加氯：折点加氯法是一种化学除氮的方法,在含氨氮的水中加氯时, Cl2?H2O?HOCl+H+?Cl-

?NH4?HOCl?NH2Cl?H??HO2? NH4?2HOCl?NHCl2?H??2HO2?2NH4?3HOCl?N2??5H??3Cl??3HO2

加氯曲线中出现两个折点,加氯脱氯时采用的加氯量应以折点相应的加氯量为准,通过适当控制,可完全去除水中氯气。

9. 氧垂曲线：在水体受到污染后的自净过程中,水体中溶解氧浓度可随着水中耗氧有机物降解耗氧和大气中复氧双重因素变化,反映水中溶解氧浓度随时间变化的曲线被称为氧垂曲线。

10. 混凝和澄清：由压缩双电层作用,吸附架桥作用和网捕作用产生的微粒凝结现象-----凝聚和絮凝总称为混凝。

11. 生化反应速度：生化反应中单位时间里底物的减少量,最终产物的增加量或细胞的增加量。

12. AB法：由以吸附作用为主的A段和以生物降解作用为主的B段组成的污水

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处理工艺。

13. A/A/O法：在原来A/O工艺的基础上,嵌入一个缺氧池,并将好氧池中的混合液回流到缺氧池中,达到反硝化脱氮的目的,这样厌氧-缺氧-好氧相串联的系统能同时除磷脱氮,简称A2/O法。

14. 污泥容积指数（SVI）：曝气池出口处混合液经过30min静置沉淀后,每千克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积。

15. 污泥回流比：污泥回流量与曝气池进水量的比值。

16. 自由沉淀：水中悬浮固体浓度不高,沉淀过程悬浮固体之间互不干扰,颗粒各自单独进行沉淀,颗粒轨迹呈直线,整个沉淀过程中,颗粒物理性质不发生变化,这种沉淀叫做自由沉淀。

17. 絮凝沉淀：水中悬浮颗粒浓度不高,但沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用,颗粒因相互聚集增大而加快沉降,沉淀的轨迹呈曲线. 颗粒的物理性质也是变化的。

18. 区域沉淀：悬浮颗粒浓度较高,颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响,颗粒间相对位置保持不变,形成一个整体共同下沉. 与澄清水之间有清晰的泥水界面。 19. 压缩沉淀：在高浓度悬浮颗粒的沉降过程中,颗粒相互之间已挤成团块结构,互相接触,互相支承,下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出,使污泥得到浓缩。

20. 好氧呼吸：好氧呼吸是营养物质进入好氧微细胞后,通过一系列氧化还原反应获得能量的过程。

21. 厌氧呼吸：厌氧呼吸是在无分子氧的情况下进行的生物氧化,厌氧微生物只有脱氢酶系统,没有氧化酶系统,呼吸过程中,第五中的氢被脱氢酶活化,从底物中脱下来的氢经辅酶传递给除氢以外的有机物或无机物,使其还原。

?2?,SO4,S2O32?,CO2等代替分子氧,22. 无氧呼吸：是指以无机氧化物,如NO3?,NO2作为最终受氢体的生物氧化作用。

23. 污泥负荷：曝气池内单位重量的活性污泥在单位时间内承受的有机质的数量。

24. 容积负荷：单位有效曝气体积在单位时间内承受的有机质数量。

25. 厌氧生物处理：在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，利用厌氧微生物将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等最终产物的过程。

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26. 表面水力负荷：沉淀池单位时间内单位面积承受的水量。

27. 好氧生物处理：利用好氧微生物在有氧条件下将污水中复杂的有机物降解，并用释放出来的能量来完成微生物本身的繁殖和运动等功能的方法。 28. 污泥含水率：污泥中所含水分与污泥总质量之比的百分数。

29. 污泥好氧消化：在不投加有机物的条件下，对污泥进行长时间的曝气，使污泥中的微生物处于内源呼吸阶段进行自身氧化。

30. 污泥消化：利用微生物的代谢作用，使污泥中的有机质稳定化。

二、简答题

1. 简答：什么是污泥龄，为什么说可以通过控制排泥来控制活性法污水处理厂的运行？

微生物代谢有机物的同时自身得到增殖，剩余污泥排放量等于新增污泥量，用新增污泥量替换原有系统中所有污泥所需要的时间称为泥龄，如果排放的剩余污泥量少，使系统的泥龄过长，会造成系统去除单位有机物的氧消耗量增加，即能耗升高，二沉池出水的悬浮物含量升高，出水水质变差，如果过量排放剩余污泥，使系统的泥龄过短，活性污泥吸附的有机物后来不及氧化，二沉池出水中有机物含量增大，活性污泥吸附的有机物后来不及氧化，二沉池出水中有机物含量增大，出水的水质也会变差。如果使泥龄小于临界值，即从系统中排出的污泥量大于其增殖量，系统的处理效果会急剧变差。

2. 简述生物滤池构造上分为哪几部分？对滤料有何要求？

典型的生物滤池由滤床，布水设备和排水系统三部分组成。要求滤料有以下特性：①能为微生物的栖息提供较大的比表面积；②能使废水以液膜状均匀分布于其表面；③有足够的孔隙率保证滤池通风良好，并使脱落的生物膜能随水流通过孔隙流到池底；④适合于生物膜的形成和黏附，且既不被微生物分解，有不抑制微生物的生长；⑤具有良好的机械强度，不易变形和破碎。

3. 试述厌氧生物处理法的基本原理？怎样提高厌氧生物处理的效能？

厌氧生物处理就是在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，利用厌氧微生物将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等最终产物。要提高厌氧生物处

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理的效能应该控制PH值在6. 8-7. 2之间。控制温度在35?C?38?C或52?C?55?C。

4. 叙述AO法的脱氮机理，画出AO法的工艺流程图。

A/O法脱氮是在常规的好氧活性污泥法处理系统前增加一段缺氧生物处理过程。在好氧段，好氧微生物氧化分解污水中的BOD5，同时进行硝化。有机氮和氨氮在好氧段转化为消化氮并回流到缺氧段，其中的反硝化细菌利用氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应，使化合态氮变为分子态氮，获得同时去碳和脱氮的效果。

5. 活性污泥法有效运行的基本条件有哪些？

?污水中含有足够的胶体状和溶解性易生物降解的有机物，作为活性污泥中微生物的营养物质。

?曝气池混合液中有足够的溶解氧。

?活性污泥在曝气池内呈悬浮状态，能够与污水充分接触。

?连续回流活性污泥，及时排除剩余污泥，使曝气池混合液中活性污泥保持一定浓度。

?污水中有毒害作用的物质的含量在一定浓度范围内，部队微生物的正常生长繁殖形成威胁。

6. 试叙述好氧生物处理与厌氧生物处理的基本区别及各自的适用场合。厌氧生物处理是在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，利用厌氧微生物将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等最终产物的过程。好氧生物处理则是利用好氧微生物在有氧条件下将污水中复杂的有机物降解，并用释放出来的能量来完成微生物本身的繁殖和运动等功能的方法。好氧生物处理由于去除率高，一般都作为最终处理，厌氧生物处理适合处理高浓度废水，对高浓度废水几乎不需要稀释，由于出水BOD5值偏高，因此，厌氧生物处理一般作为预处理。

7. 简述沉淀的基本类型，以及各自的适用场合。

自由沉淀水中悬浮固体浓度不高,沉淀过程悬浮固体之间互不干扰,颗粒各自单独进行沉淀,颗粒轨迹呈直线,整个沉淀过程中,颗粒物理性质不发生变化,这种沉

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淀叫做自由沉淀。颗粒在沉砂池中的沉淀是自由沉淀

絮凝沉淀水中悬浮颗粒浓度不高,但沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用,颗粒因相互聚集增大而加快沉降,沉淀的轨迹呈曲线. 颗粒的物理性质也是变化的. 化学混凝沉淀属于絮凝沉淀

区域沉淀悬浮颗粒浓度较高,颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响,颗粒间相对位置保持不变,形成一个整体共同下沉. 与澄清水之间有清晰的泥水界面。二沉池与污泥浓缩池中的沉淀属于区域沉淀

压缩沉淀在高浓度悬浮颗粒的沉降过程中,颗粒相互之间已挤成团块结构,互相接触,互相支承,下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出,使污泥得到浓缩. 二沉池污泥斗的浓缩过程以及在浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀

8. 试以兼性塘为例说明稳定塘降解污染物的机理。

兼性塘水深较大，通常由上层好氧区，中层兼性区和底部厌氧区组成。在上层的好氧区，藻类的光合作用和大气复氧作用使其有较高的溶解氧，由好氧微生物起净化污水作用，中层溶解氧逐渐减少，由兼性微生物起净化作用，下层塘水无溶解氧，沉淀污泥在塘底进行厌氧分解。

9. 什么是曝气？曝气的作用有哪些？

为了活性污泥法的正常运行，将空气中的氧强制溶解到混合液中的过程称为曝气。曝气的作用有：

?产生并维持空气有效的与水接触，在生物氧化作用不断消耗氧气的情况下保持水中一定的溶解氧浓度。

?在曝气区产生足够的搅拌混合作用，促使水的循环流动，实现活性污泥与废水的充分接触混合。

?维持混合液具有一定的运动速度，使活性污泥在混合液中始终保持悬浮状态。

10. 试以简图表示污泥中水分存在的形式，在污泥处理过程中各是通过哪些途径去除的？

游离水 70%左右借助外力毛细水 20%左右物理方法

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内部水 10%左右只有干化（不完全）

11. 常用的沉淀池类型有哪些？各自得优缺点和适用条件是什么？略

12. 简述离心分离的机理。为什么有些难以沉淀的悬浮物可用离心法从水中去除？

离心分离处理废水是利用快速旋转所产生的离心力使废水中的悬浮颗粒从废水中分离出去的处理方法。当含有悬浮颗粒的废水快速旋转运动时，质量大的固体颗粒被甩到外围，质量小的留在内圈，从而实现废水与悬浮颗粒的分离。

13. 沉淀法与上浮法的根本区别及适用对象？试述四种类型的沉淀特性对沉淀池设计的主要影响（池深，池型，设计方案，停留时间）。

沉淀法师水处理中最基本的方法之一，它是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。浮上法用于那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。将空气以微小气泡形式通入水中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，密度小于水即浮上水面，从水中分离出去，形成浮渣层。

14. 请写出米—门方程式，并说明该方程式及各个符号的意义。

v=vmax?s?s?vmaxKm??sKm??s式中:v?酶反应速度 ?max?最大酶反应速度

?s?底物浓度Km?米氏常数

15. 简述污水中的氮在生物处理中的转化过程

污水生物处理脱氮主要是靠一些专门细菌实现氮形式的转化，含氮有机化合物在

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微生物的作用下，首先分解转化为氨态氮NH?这一过程称为―氨化反应‖。4或NH3，硝化菌把氨氮转化为硝酸盐，这一过程成为―硝化反应‖；反硝化细菌把硝酸盐转化为氮气，这一过程称为―反硝化反应‖。含氮有机化合物最终转化为无害得氮气，从污水中去除。

16. 与好氧生物处理相比，哪些因素对厌氧生物处理的影响更大？如何提高厌氧生物处理的效率？

与好氧生物处理相比，厌氧微生物对温度，PH等环境因素的变化更为敏感

17. 在混凝中，水力搅拌和机械搅拌促使颗粒相互碰撞聚结的原理有什么不同？如果整个混凝过程均采用同一种搅拌速度为什么不能很好的发挥混凝作用？水力搅拌是利用水流断面上流速分布不均匀所造成的速度梯度，促进颗粒相互碰撞进行絮凝，机械搅拌则是利用机械设备的转动进行强烈搅拌。

18. 反渗透与超滤用于水处理的原理是什么？有什么相同和不同之处?

反渗透是借助压力促使水分子反向渗透，以浓缩溶液或废水。超滤法与反渗透法相似，但是超滤的过程并不是单纯的机械截留，物理筛分，而是存在着一下三种作用：①溶质在膜表面和微孔孔壁上发生吸附②溶质的粒径大小与膜孔径相仿，溶质嵌在孔中，引起阻塞③溶质的粒径大于膜孔径，溶质在膜表面被机械截留，实现筛分。

19. 根据双膜理论推导氧的转移速率公式，并说明影响氧转移速率的主要因素。

dm在废水生物处理的系统中，氧是难溶的气体，它的传递速率通常正比于溶液中的?气体传递速率;dmdt饱和浓度差。?KgA(?sO??O)

dtKg?气体扩散系数;式中：A-气体扩散通过的面积

d?OA?气体在溶液中的饱和浓度sO?而dm??Vd,则前式可改写成为:?K(?sO??O) OgdtV?O?气体在溶液中的浓度A通常Kg?项用KLa来代替，该系数反应了传递气体的扩散性能和曝气的混合条

V件等因素，对一定气体来讲，混合越强，紊动越剧烈，则气体的传递速率越大。

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20. 以简图表示生物滤池的构造，并说明其各部分的功能及设计时要注意的主要问题。

生物滤池由滤床，布水设备和排水系统三部分组成

21. 城市污水厂的污泥为什么要进行消化处理？消化处理的方法有几种，各适用于什么场合？它们有哪些区别？

污泥消化是利用微生物的代谢作用，使污泥中的有机物质稳定化。主要有好氧消化法，氯化氧化法，石灰稳定法和热处理法。好氧消化法在曝气池中进行，依靠有机物的好氧代谢和内源代谢稳定污泥中的有机组成。氯气氧化法在密闭容器中进行，向污泥中投加足量石灰，使污泥的PH高于12，抑制微生物的生长。热处理法即可杀死微生物借以稳定污泥，还能破坏泥粒间的胶状性能，改善污泥的脱水性能。厌氧消化包括水解，酸化，产乙酸，产甲烷等过程。

22. 曝气池在好氧活性污泥法中的作用是什么？

好氧活性污泥法对废水中溶解性和胶体状的有机物去除就是在曝气池内完成的，通过机械，鼓风等曝气形式向曝气混合液通入氧，混合液中通入氧，混合液中的微生物在有溶解氧的情况下，对进水中的有机物进行氧化分解，使之无机化。

23. 试述由传统厌氧法发展出分段厌氧处理法的原理。

分段厌氧处理法是根据消化可分阶段进行的事实，将传统厌氧消化的水解酸化过程和甲烷化过程分开在两个反应器中进行，以使两类微生物都能在各自的最适条件下生长繁殖。第一阶段的功能是：水解和液化固态有机物为有机酸；缓冲和稀释符合冲击与有害物质，并将截留难降解的固态物质。第二阶段的功能是：保持严格的厌氧条件和PH值，以利于厌氧菌的生长；降解，稳定有机物，产生含甲烷较多的消化气，并截留悬浮固体，以改善出水水质。

24. 试述完全混合活性污泥法有哪些优缺点？

优点：①污泥回流比大，对冲击负荷的缓冲作用也较大，因而对冲击负荷适应能力较强，适于处理高浓度的有机污水。②曝气池内各个部位的需氧量相同，能最大限度地节约动力消耗，表面曝气机动力效率较高。③可使曝气池与沉淀池合建，

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不用单独设置污泥回流系统，易于管理。

缺点：①连续进出水的条件下，容易产生短流，影响出水水质。②与传统活性污泥法相比，出水水质较差，且不稳定。③合建池构造复杂，运行方式复杂。

25. 试述生物滤池高度的选择对生物滤池设计有哪些影响？

污水首先进入填料层的上部，这个部位填料上的生物膜中微生物营养物质充分，因而微生物繁殖速度较快，种类以细菌为主，因此此处生物膜量大，对有机物的去除量也较大。随着填料层深度的增加，污水中有机物的含量减少，生物膜量也减少，高级的原生动物和后生动物等微生物种类在生物膜中逐渐增多，对有机物的去除量却逐渐降低。因此，生物滤池中有机物的去除效果随填料层深度增加而提高，但去除率却逐渐降低，在达到一定深度时，处理效率就难以有大的提高。滤床的高度同滤料的密度也有密切关系，一方面由于孔隙率低，滤床过高会影响通风；另一方面由于太重，过高将会影响排水系统和滤池基础的结构。

26. 试述由三段生物脱氮工艺发展出Bardenpho生物脱氮工艺的原理

三段生物脱氮工艺是将有机物氧化，硝化及反硝化段独立开来，每一部份都有其自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系统。使除碳，硝化和反硝化在各自的反应器中进行，并分别控制在适宜的条件下运行。Bardenpho生物脱氮工艺取消了三段脱氮工艺的中间沉淀池，该工艺设置了两个缺氧段，第一段利用原水中的有机物为碳源和第一好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应，第二阶段的反硝化反应器中利用内源呼吸碳源进行反硝化，最后的曝气池用于吹脱废水中的氮气，提高污泥的沉降性能，防止在二沉池发生污泥上浮现象。

27. 试述在污泥消化中搅拌的作用。

通过搅拌，使底部的污泥（包括水分）翻动到上部，这样，由于压力降低，原有大多数有害的溶解气体可被释放逸出；其次，由于搅拌时产生的振动也可使得污泥颗粒周围原先附着的小气泡被分离脱出。此外，微生物对温度和PH值的变化也非常敏感，通过搅拌还能使这些环境因素在反应器内保持均匀。

28. 厌氧生物处理的基本原理是什么？与好氧生物处理法相比，厌氧生物处理的

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优点体现在哪里?

在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，利用厌氧微生物将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等最终产物的过程。

与好氧生物处理相比，厌氧生物处理的有机负荷是好氧工艺的5-10倍，而合成的生物量仅为好氧工艺的5%-20%，而剩余污泥产量要少得多。厌氧微生物对营养物质的需要量较少，仅为好氧工艺的5%-20%,而且厌氧微生物的活性比好氧微生物要好维持的多。

29. 简述生物法除磷的机理。

生物法除磷是利用微生物在好氧条件下对污水中溶解性磷酸盐的过量吸收作用，然后沉淀分离而除磷。含有过量磷的污泥部分以剩余污泥形式排出系统，大部分和污水一起进入厌氧状态，此时污水中的有机物在厌氧发酵产酸菌的作用下转化为乙酸苷；而活性污泥中的聚磷酸在厌氧的不利状态下，将体内积聚的磷酸分解，分解产生的能量部分供聚磷酸生存，另一部分能量供聚磷菌主动吸收乙酸苷转化为PHB形态储藏于体内。

30. 污水中所含污染物的物理性指标有哪些？温度色度嗅和味固体物质

三、计算题

1. 一降落的雨滴中，最初没有溶解氧存在。雨滴的饱和溶解氧浓度为9. 20mg/L。假设在降落2s后雨滴中已经有3. 20mg/L的溶解氧。试计算雨滴中的溶解氧浓度达到8. 20mg/L需要多长时间？

解首先计算降落2s时溶解氧的未饱和量和溶解氧达到8. 20mg/L时的未饱和量：

2s时的未饱和量：（9. 20-3. 20）mg/L=6. 00mg/L ts时的未饱和量：（9. 20-8. 20）mg/L=1. 00mg/L

A????kt，速率变化与未饱和量成正比关系，由于?A??(Cs?C)， lnA?0?答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fb788630100muda.html

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6.00??k(2.00s)，k?0.2137s?1 9.20(9.20?8.20)ln??0.2137?t解得k值后，即可计算时间t： 9.20t?10.4s且?A0?=（9. 20-0. 00）mg/L，因此得：ln

2. 一水处理厂在沉淀池后设置快砂滤池，滤池的设计负荷率为200m3/(d?m2)。试计算在设计流量0. 5m3/s下，滤池表面积为多大？若每个滤池表面积限制在55m2以下，共需建多少个滤池？

Q(0.5m3/s)(86400s/d)216m22??216m，解 As??3.9，即4个滤池可满足要322Va200m/(d?m)55m求

3. 某地计划将其一级废水处理厂升级为二级处理厂，以达到30. 0mg/L BOD5及30. 0mg/L SS的出水标准。选择完全混合活性污泥系统。假设SS中的BOD5等于SS浓度的63%，试估算曝气池所需体积。已知该一级处理厂出水特性：

q?0.150m3/s BOD5=84. 0mg/L MLVSS=2000mg/L。生长系数值为：Ks?100mg/LBOD5；?m?2.5d?1;kd?0.050d?1；Y=0. 50mgVSS/mgBOD5。

解 S=30. 0mg/L-0. 63x30. 0mg/L=11. 1mg/L 11. 1=

100.0(1?0.050?c)??c?5.00d

?c?1?0.050?5.00?5.00?0.50?(84.0?11.1)

??1?0.050?5.00?MLVSS=2000=

??1.8h1.8h?V

0.150m3/s?3600s/hv?972m3

4. 现有一种直径，高均为1cm的圆柱体颗粒在静水中自由沉淀，已知该种颗粒密度?s?1.8g/cm3，水的密度?水?1g/cm3，则这种颗粒在水中自由沉淀时最小

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沉速为多少？（重力加速度为980cm/s2，绕流阻力系数CD?1?v???()2?1?244us221us22?2F阻?CD?A???L?????1?us22428当Fg?F阻时，颗粒的沉速Fg?G?F浮?v?g(?S??L)?2） 2??9.8?(1.8?1)??4?9.8?0.8

?us?4?9.8?0.82?8?3.3m/s

5. 含水率99. 5%的污泥，当其含水率降为98. 5%时，体积有何变化？

V1100?98.5??3 V2100-99.56. 已知某城市生活污水BOD5=200mg/l，经初沉池后进入曝气池，若曝气池的设计流量为3600m3/h要求出水BOD5?30mg/l。试求曝气池的体积，剩余污泥量及计算供气量。

已知：Ns?0.3kgBOD5/kgMLVSS?d X=3000mg/l Yobs=0. 3 EA?8% a'=0. 6 b'=0. 1 V?X?Ns?3600?24?(200?30)V?3600?24?(200?30)?16320m30.3?3000d?d?(x)?yobs(s)dtdtd?x200?30?0.3?dtdtd?x?51mg/L

剩余活性污泥量：V?d?x?16320?51?832.32kg/dBOD5qv(?S0??S)??21600kg/d0.680.68所需氧量:21600?1.42?832.32=20418kg/dBODL?

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7. 某厂拟采用鼓风曝气的活性污泥法处理其生产污水，污水设计流量Q=10000米3/日，曝气池进水BOD5=150毫克/升，要求的去除率为90%，有关的设计参数为：混合液挥发性污泥浓度X=2000毫克/升，溶解氧C=2毫克/升，水温T=25度，有机物中用于产生能量的比值A=0. 5，污泥自身氧化率B=0. 1日-1，氧转移的折算系数d=0. 85，氧溶解度折算系数??0.95,压力修正系数??1，氧转移效率EA?10%。曝气池有效容积V=3000米3，扩散器安装在水深4. 5米处，气泡离开水面时氧的百分浓度为19. 3%，求鼓风曝气时的供气量。

需氧量:R=AQLr?BVX??1275公斤/日清水中20?C时氧的溶解度CS1?9.2毫克/升,25?C时氧的溶解度CS2?8.4毫克/升1.48319.3?)?10.8毫克/升2.066421.48319.3CSm2?8.4(?)?9.88毫克/升2.0664220?C时脱氧清水的需氧量为:CSm1?9.2(1275?10.8?1948kg/d?81.2kg/h0.85(0.95?1?9.88?2)?1.02451948?供气量G??100?64933m3/d0.3?100.5?10000?0.9?1500.1?3000?2000?10001000

8. 某城市污水设计流量Q=10000m3/d，一级处理出水，BOD5=163mg/L，COD=250mg/L，SS=140mg/L，TN=25mg/L，TP=5mg/L，设计水温30摄氏度，要求二级出水水质BOD5?20mg/L，SS?30mg/L，TN?5mg/L。

COD250??8.3>8TN30因，故采用A2/O工艺合适

TP5??0.03<0.06BOD5161. 设计参数的确定 ①水利停留时间6h

②BOD污泥负荷NS=0. 16kg（BOD5）/kg（MLSS）d ③回流污泥浓度 XR=8000mg/L ④回流污泥比 R=60%

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⑤曝气池混合液 X=R（1+R）xR=3000mg/L ⑥混合液回流比RN 因TN的去除率?TN?2. A2/O曝气池容积

有效容积 V=Qt=（100000/24）x6=25000m3

9. 流量为5000m3/d的废水，其水质为BOD5210mg/L，SS140mg/L，去除反应为一级，反应常数为K2=3. 2×10-4，拟用活性污泥法处理，推流式曝气池4h，污泥回流率25%，MLVSS为X=2000mg/L，求BOD去除率，若要求SS去除率为90%，问污泥生长量。

TNo?TNe25?5??80% TNo25??1?e?kxt?0.9232池容积V?(1?0.25)?5000?4?1041.7m324据BOD去除要求得到污泥增量?x?aQLr?bVX?0.64?5000?210?10?3?0.923?0.085?1041.7?443.2kg/d据悬浮物去除得到污泥增量?x'?x'?5000?140?10?3?0.9?630kg/d??x总??x??x'?1073.2kg/d

10. 废水处理量500m3/d，BOD5浓度400mg/L，经初沉去除25%，然后进入高负荷生物滤池，滤池出水经混凝沉淀达到排放标准，设计高负荷滤池，取有机负荷为1. 0kgBOD5/m3d，滤料15m/d，滤池高2. 5m。

求：滤料体积，池总面积，用几个滤池，滤池直径，回流比

75?500?SoQv?3100?10??10?3?150m3/d ①滤料体积：V?N1.0?So?400?(1?25%)?300mg/L?300g/m3400?②滤池深2. 5m，则滤池总表面积A=150/2. 5=60m2 ③滤池直径D?4A??4?60??8.7m

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Q500??15A60④?需回流qF?qF?(1?r)Q(1?r)?500??15?r?0.8A60

四、综合题

1. 在水处理工艺中，水中杂质分离常用下面的物理化学方法，使用最简单的一句话或几个字表示去除水中杂质的原理及影响去除效果的决定因素。

①金属筛网隔滤 ②颗粒滤料接触过滤 ③超滤 ④沉淀和气浮 ⑤化学氧化 ⑥活性炭吸附 ⑦离子交换 ⑧吸收，吹脱 ⑨水的混凝 ⑩生物氧化。

2. 废水处理工艺中有哪几种固液分离技术？扼要叙述各种技术实现固液分离的基本原理。

（1）沉淀法：沉淀法师水处理中最基本的方法之一，它是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。浮上法浮上法用于那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。将空气以微小气泡形式通入水中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，密度小于水即浮上水面，从水中分离出去，形成浮渣层。

混凝法混凝法是由压缩双电层作用,吸附架桥作用和网捕作用产生的微粒凝结现象-----凝聚和絮凝。

（2）离心法：离心分离处理废水是利用快速旋转所产生的离心力是废水中的悬浮颗粒从废水中分离出去的处理方法。当含有悬浮颗粒的废水快速旋转运动时，质量大的固体颗粒被甩到外围，质量小的留在内圈，从而实现废水与悬浮颗粒的分离。

3. 什么是废水的一级处理，二级处理和深度处理？其各自的作用分别是什么？

第二篇大气污染控制工程

一、问答题

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二、证明题

1．已知多级串联除尘系统中各级除尘器的捕集效率为：η1、η2、η3…，

试证明该系统的总除尘效率：

ηT=[1-（1-η1）（1-η2）（1-η3）…]

2．利用亨利定律和双膜理论证明被吸收组分A的传质速率为：

NA = KAG（PAG –P*A）= KAL（C*A– CAL）式中各参数的含义参见《环境工程学》328～331页。三、计算题

1．某城市计划建立以完全混合曝气池为主体的二级处理厂。已知设计污水流量Q=10000m3/d，经初次沉淀后BOD5浓度S0=200mg/L，要求出水浓度S=10mg/L。试确定曝气池体积、每天排除剩余污泥量和回流比。

设计参数如下：产率系数Y=0.5kg/kg，内源衰减系数kd=0.05d-1；曝气池混合液浓度X=3000mg/L，排出的污泥流浓度Xu=10000mg/L，污泥龄θc=4d。 2．已知某电除尘器的收尘面积Ac=6000m2，处理的烟气量Q=720000m3/h，烟气粘度μ=1.8×10－5Pa·s, 真空介电常数ε0=8.85×10－12F/m，与粉尘介电常数相关的系数D=2.0，对电场施加的平均电场强度E=3.0kV/cm,当粉尘的平均粒径dp=0.1μm、1.0μm、10μm时，试计算电除尘器的分级除尘效率ηi（%）？并画出分级除尘效率ηi随粉尘粒径dp的变化曲线。

3．某城市计划建立以完全混合曝气池为主体的二级处理厂。已知设计污水流量Q=10000m3/d，经初次沉淀后BOD5浓度S0=150mg/L，要求出水浓度S=5mg/L。试确定曝气池体积、每天排除剩余污泥量和回流比。

设计参数如下：产率系数Y=0.5kg/kg，内源衰减系数kd=0.05d-1；曝气池混合液浓度X=3000mg/L，排出的污泥流浓度Xu=10000mg/L，污泥龄θc=4d。 4．用一逆流填料塔吸收某混合气体中的有害组分A，已知组分A在塔底进口处的分压PAG2=5066.25Pa，在塔顶出口处的分压PAG1=1013.25Pa，系统总压P=101325Pa。使用这种填料时，kAG·a=0.1mol/m3·h·Pa，kAL·a=2/h，HA=0.00987 mol/m3·Pa, DAL=DBL。用较低浓度的吸收剂B与有害气体组分A进行快速化学反应，吸收剂在塔顶进口处的浓度CBL1=100mol/m3，化学反应计量式为A+2B→C。液体总浓度CT=5000mol/m3,液相和气相的总流量分别为L=5×105mol/m2·h，G=1×105mol/m2·h。试计算吸收塔内填料层的高度H（m）？

5．已知H2O的直径为4.6×10－10m, 试计算该气体分子作无规则运动时平均自

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由程和平均运动速度？

6．已知某线—管式电除尘器的管径D=400mm，电晕线直径d=4mm，在线管之间施加电压U0=50kV，试计算空间半径r=2mm、10mm、100mm、200mm时的空间静电场强E（r）和空间静电场电位U（r）的数值，并画出E（r）、U（r）的曲线。

7．已知某线—管式电除尘器的管径D=400mm，电晕线直径d=2mm，管长L=100m，气体的离子迁移率K=2.2×10－4m/V·s, 测得其起晕电压U0=15kV，击穿电压Up=60kV，试计算当施加电压U=15kV、25kV、50kV、60kV时，通过电晕线的电流，并画出U—I特性曲线。

8．已知某线—板式电除尘器的板间距2b=480mm，线间距2c=400mm，电晕线直径d=2mm，电晕线粗糙系数f=0.8, 气体的相对密度δ=1.0, 试计算该电除尘器的起晕场强E0（kV/cm）和起晕电压U0（kV）？

9．已知某尘粒的直径为20μm，处于电场强度为2.5kV/cm的电场中，试计算荷电时间为0.01s、0.1s、1.0s时该尘粒的荷电量q（t）？并画出q（t）曲线。 10．已知某线—板式电除尘器的收尘面积A=6000m2，所处理的烟气量Q=684000m3/h，烟气粘度η=1.8×10－5Pa·s, 对其施加的平均电场强度E=3.0kV/cm, 试计算粉尘的平均粒径dp=0.1μm、1.0μm、10μm时电除尘器的除尘效率？（取Km=1.36，ε0=8.85×10－12F/m, D=2.0）。

11．已知某电厂一台410t/h煤粉炉的烟气产生量为720000m3/h，拟配套一台双室四电场板间距为400mm的电除尘器，要求除尘效率≥99%，由类比法求得当烟气平均流速v=1.0m/s时粉尘的平均驱进速度ω=6.5cm/s, 试计算该电除尘器的电场断面积F、总收尘面积A、各供电分区收尘面积Ai、各供电分区高压供电设备参数？

四、综合题

1．大气是由混合气体、水汽和悬浮微粒组成的。

2．大气中的污染物可根据污染物的存在状态分为颗粒污染物和气态污染物。 3．利用烟囱排放、扩散和稀释废气中的污染物，也属于大气污染控制的研究范畴。

4．除尘器不仅能捕集废气中的固体颗粒，也能捕集废气中的液滴。 5．气态污染物主要包括：含硫化合物、含氮化合物、碳的氧化物、碳氢化合物和卤素化合物。

6．大气污染控制的基本方法包括：（1）用法律手段限制或禁止大气污染物的

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扩散。（2）用技术手段把污染物排放量降到不致严重污染大气的程度。

7．除尘器主要包括四大类：（1）机械除尘器。（2）电除尘器。（3）袋式除尘器。（4）湿式除尘器。

8．常被用来作为高效除尘器的前级预除尘器的是机械力除尘器。 9．电除尘器是由机械本体和供电电源两大部分组成的。 10．电除尘器最适宜捕集的粉尘是中比电阻粉尘。 11．电除尘效率公式为：η=（1-e

A??Q）×100% 。式中：η—除尘效率，%；

A—总收尘面积，m2；Q—烟气流量，m3/s；ω—尘粒的驱进速度，m/s。