环境工程学课后答案

绪论 环境工程学的发展和内容 0-1名词解释：

环境：影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草地、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。

环境问题：全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的现象，均概括为环境问题。

环境污染：由于自然或人为（生产、生活）原因，往原先处于正常状况的环境中附加了物质、能量或生物体，其数量或强度超过了环境的自净能力，使环境质量变差，并对人或其它生物的健康或环境中某些有价值物质产生了有害影响的现象。 污染物质：引起环境污染的物质即为污染物质。

公害：由人为原因引起化学污染物滋事而产生的突发事件通常称为公害。 环境科学：研究人类环境质量及其保护的和改善的科学，其主要任务是研究在人类活动的影响下环境质量的变化规律和环境变化对人类生存的影响，以及改善环境质量的理论、技术和方法。 0-2 试分析人类与环境的关系。

“环境”一词是相对于人类而言的，即指的是人类的环境。人类与其环境之间是一个有着相互作用、相互影响、相互依存关系的对立统一体。人类从周围环境中获得赖以生存、发展的空间和条件，同时其生产和生活活动作用于环境，又会对环境产生影响，引起环境质量的变化；反过来，污染了的或受损害的环境也对人类的身心健康和经济发展等造成不利影响。 0-3试讨论我国的环境和污染问题

0-4什么是环境工程学？他与其他学科之间的关系怎样？

环境工程学应用环境科学、工程学和其它有关学科的理论和方法，研究保护和合理利用自然资源，控制和防治环境污染和生态破坏，以改善环境质量，使人们得以健康、舒适地生存与发展的学科。

环境工程学是环境科学的一个分支，又是工程学的一个重要组成部分。它脱胎于土木工程、卫生工程、化学工程。机械工程等母系学科，又融入了其他自然科学和社会科学的有关原理和方法。 0-5环境工程学的主要任务是什么？

环境工程学应用环境科学、工程学和其它有关学科的理论和方法来研究控制环境污染、保护和改善环境质量，合理利用自然资源的技术途径和技术措施。因此，它有着两方面的任务：既要保护环境，使其免受和消除人类活动对它的有害影响；又要保护人类的健康和安全免受不利的环境因素损害。具体讲就是重点治理和控制废水、废气、噪声和固体废弃物，研究环境污染综合防治的方法和措施。 0-6环境工程学的主要内容有哪些？ （1）水质净化与水污染控制工程； （2）大气污染控制工程；

（3）固体废弃物控制及噪声、振动与其他公害防治工程； （4）清洁生产、污染预防与全过程污染控制工程； （5）环境规划、管理和环境系统工程； （6）环境监测与环境质量评价。 第一章 水质与水体自净1-1名词解释

水污染：水体因接受过多的污染物而导致水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用，该状态为“水体污染”。

水质：水与其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。 水质指标：水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质的具体衡量标准。 水质标准： 由国家或政府部门正式颁布的有关水质的统一规定。

水环境容量：一定水体在规定的环境目标下所能容纳污染物质的最大负荷量。 水体自净：进入水体的污染物通过物理、化学和生物等方面的作用，使污染物的浓度逐渐降低，经过一段时间后，水体将恢复到受污染前的状态。这一现象为“水体自净作用”。

水体污染物：凡使水体的水质、生物质、底泥质量恶化的各种物质均称为“水体污染物”。

COD：在一定严格的条件下，水中各种有机物与外加的强氧化作用时所消耗的氧化剂量。

BOD：在水体中有氧的条件下，微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的溶解氧量。

总固体：水中所有残渣的总和。（在一定温度下，将水样蒸发至干时所残余的固体物质总量。）

1-2试区别悬浮固体和可沉固体，区别悬浮固体和浑浊度。它们的测定结果一般如何表示？

如果对水样进行过滤操作，将滤渣在103～105℃下烘干后的重量就是悬浮固体，结果以mg/L计。

而可沉固体是指将1L水样在一锥形玻璃筒内静置1h后所沉下的悬浮物质数量，结果用mL/L来表示。

浑浊度是指水中不溶解物质对光线透过时所产生的阻碍程度。一般来说，水中的不溶解物质越多，浑浊度也越高，但两者之间并没有固定的定量关系。因为浑浊度是一种光学效应，它的大小不仅与不溶解物质的数量、浓度有关，而且还与这些不溶解物质的颗粒尺寸、形状和折射指数等性质有关。将蒸馏水中含有1mg/L的SiO2称为1个浑浊度单位或1度。由此测得的浑浊度称为杰克逊浊度单位（JTU）。 1-3取某水样250mL置于空重为54.342 6 g的古氏坩埚中，经过滤、105℃烘干、冷却后称其质量为54.3998 g，再移至600℃炉内灼烧，冷却后称其质量为54.362 2 g。试求此水样的悬浮固体和挥发性悬浮固体量。

解：悬浮固体 228.8mg/L；挥发性悬浮固体量 150.4mg/L。

1-6取某水样100ml，加酚酞指示剂，用0.100 0 mol/L HCl溶液滴定至终点消耗盐酸溶液1.40 ml。另取此水样100 ml，以甲基橙作指示剂，用此盐酸溶液滴定至终点用去6.60 ml。试计算此水样的总碱度及各致碱阴离子的含量（结果以 mmol/L计）。

解：总碱度6.60mmol/L（酚酞碱度1.40mmol/L）； [OH-]0mmol/L；[HCO3-]1.4mmol/L；[CO32-]3.8mmol/L。

1-7取水样100 ml 用0.100 0 mol/L HCl溶液测其碱度。现以酚酞作指示剂，消耗了HCl溶液0.20 ml，接着再加甲基橙作指示剂，又消耗了3.40 ml。试求该水样的总碱度和各种致碱阴离子的含量（结果以 mmol/L 计） 解：总碱度3.60mmol/L（酚酞碱度0.20mmol/L）； [OH-]0mmol/L；[HCO3-]3.2mmol/L；[CO32-]0.2mmol/L。

1-8 某水样初始PH为9.5，取100 ml 用 0.200 0 mol/L 溶液滴定至PH8.3时

需6.20 ml，若滴定至PH=4.4则还需加此液9.80 ml。试求此水样中存在的各种致碱阴离子的浓度（结果以 mmol/L和

的 mg/L计）。

解：总碱度64.00mmol/L（酚酞碱度24.80mmol/L）；

[OH-]0mmol/L；[HCO3-]14.40mmol/L （720mg/L）；[CO32-]24.80mmol/L （2480mg/L）。 1-9有一水样取100 ml 用0.100 0 mol/L HCl溶液测定其碱度，加入酚酞指示剂后，水样无色。再加甲基橙作指示剂，消耗盐酸溶液量5.20 ml，另取此水样100 ml 用0.025 0 mol/L的EDTA溶液测其硬度，用去 14.60 ml。试求此水样的总硬度、碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度（结果以 mmol/L、度和

的 mg/L计）。

解：总硬度3.65mmol/L （365mg/L；20.4度）；碳酸盐硬度2.60mmol/L （260mg/L；14.6度）；非碳酸盐硬度1.05mmol/L （105mg/L；5.9度）。

1-10高锰酸钾耗氧量、化学需氧量和生化需氧量三者有何区别？它们之间的关系如何？除了它们以外，还有哪些水质指标可以用来判别水中有机物质含量的多寡？

重铬酸钾耗氧量，习惯上称为化学需氧量，是水样在强酸性条件下，加热回流2h（有时还加入催化剂），使有机物质与重铬酸钾充分作用被氧化的情况下测定的。它能将水中绝大多数的有机物氧化，但对于苯、甲苯等芳烃类化合物则较难氧化。严格说来，化学需氧量也包括了水中存在的无机性还原物质。通常因废水中有机物的数量大大多于无机还原物质的量，一般用化学需氧量代表废水中有机物质的总量。

高锰酸钾耗氧量，习惯上称为耗氧量，测定快速，但不代表水中有机物质的全部总量。一般来说，在测定条件下水中不含氮的有机物质易被高锰酸钾氧化，而含

的废水。它的主要缺点是：①不能适应冲击负荷；②需氧量沿池长前大后小，而空气的供应是均匀的，这就造成前段氧量不足，后段氧量过量的现象。需要维持前段足够的溶解氧，就会造成后端氧量大大超过需要而浪费。此外，由于曝气时间长，曝气池体积大，占地面积和基建费用也相应增大。

完全混合法的流程与普通法相同。该法有两个特点：一是进入曝气池的污水立即与池内原有浓度低的大量混合液混合，得到了很好的稀释，所以进水的水质的变化对污泥的影响降低到了很小的程度，能够较好的承受冲击负荷；二是池内各点有机物浓度（F）均匀一致，微生物群性质和数量（M）基本相同，池内各部分工作情况几乎完全一致。由于微生物生长所处阶段主要取决于F/M，所以完全混合法有可能把整个池子的工作情况控制在良好的的同一条件进行，微生物活性能够充分发挥，这一特点是推流式曝气池不具备的。

生物吸附法又叫接触稳定法或吸附再生法。活性污泥法净化水质的第一阶段是吸附阶段，良好的活性污泥与生活污水混合后10~30min内就能基本完成吸附作用，污水中的BOD5即可去除85%~90%。生物吸附法就是根据这一发现发展起来的。污水和活性污泥在吸附池内混合接触0.5~1.0h，使污泥吸附大部分悬浮物、胶体状物质及部分溶解有机物后，在二沉池中进行分离，分离出的回流污泥先在再生池内进行2~3h的曝气，进行生物代谢，充分恢复活性后再回到吸附池。吸附池和再生池可分建，也可合建。生物吸附法采用推流式流型。由于吸附时间短，再生池和吸附池内MLSS浓度可分别达到1.0~3.0和4.0~10.0g/L，BOD5负荷0.2~0.6 kg(BOD5)/[kg(MLSS) d].在污泥负荷率相同时，生物吸附法两池总容积比普通法要小得多，而空气量并不增加，因而可以大大降低建筑费用。其缺点是处理效果稍差，不适合处理含溶解性有机物较多的废水。

3-7 试简单说明附着生长系统处理废水的基本原理。

当污水与滤料等载体长期流动接触，在载体的表面上就会逐渐形成生物膜。生物膜主要是由细菌（好氧菌、厌氧菌和兼性菌）的菌胶团和大量的真菌菌丝组成。生物膜上线虫类、轮虫类及寡毛类等微型生物出现的频率也较高。在日光照射的部位还生长藻类，有的滤料内甚至还出现昆虫类。由于生物膜是生长在载体上的，微生物停留时间长，像硝化菌等生长世代期较长的微生物也能生长。所以，生物膜上生长繁育的生物种类繁多、食物链长而复杂是这种处理技术的显著特征。 3-8 高负荷生物滤池和塔式生物滤池各有什么特点？适用于什么具体情况？ 高负荷生物滤池是在解决和改善普通生物池在净化功能和运行中存在的问题的基础上发展起来的。高负荷生物滤池的BOD5容积负荷是普通生物滤池的6~8倍，水力负荷则为普通生物滤池的10倍，因此，滤池的处理能力得到大幅度提高；而水力负荷的加大可以冲刷过厚和老化的生物膜，促进生物膜更新，防止滤料堵塞。但出水水质不如普通生物滤池，出水BOD5常大于30mg/L。

塔式生物滤池是根据化学工程中气体洗涤塔的原理开创的，一般高达8～24m，直径1～4m。由于滤池高如塔，使池内部形成拔风状态因而改善了通风。当污水自上而下滴落时，产生强烈紊动，使污水、空气、生物膜三者接触更加充分，可大大提高传质速率和滤池的净化能力。塔式生物滤池负荷远比高负荷生物滤池高。滤池内生物膜生长迅速，同时受到强烈水力冲刷，脱落和更新快，生物膜具有较好的活性。为防止上层负荷过大，使生物膜生长过厚造成堵塞，塔式生物滤池可以采用多级布水的方法来均衡符合。

3-9 生物滤池设计中，什么情况下必须采用回流？

进水BOD浓度过高时，为防止上层负荷过大，使生物膜生长过厚造成堵塞，必须

采用处理水回流稀释。如塔式生物滤池，进水BOD浓度应控制在500mg/L以下。 3-10 生物转盘处理废水的基本原理。

生物转盘运转时，污水在反应槽中顺盘片间隙流动，盘片在转轴带动下缓慢转动，污水中的有机污染物为转盘上的生物膜所吸附，当这部风盘片转离水面时，盘片表面形成一层污水薄膜，空气中的氧不断溶解到水膜中，生物膜中微生物吸收溶解氧，氧化分解被吸附的有机污染物。盘片每转动一周，即进行一次吸附-吸收-氧化分解的过程。转盘不断转动，污染物不断被氧化分解，生物膜也逐渐变厚，衰老的生物膜在水流剪切作用下脱落，并随污水排至沉淀池。转盘转动也使槽中污水不断的被搅动充氧，脱落的生物膜在槽中呈悬浮状态，继续起净化作用，因此生物转盘兼有活性污泥的功能。

3-11 氧化塘有哪几种形式？它们的处理效果如何？适用于什么条件？

氧化塘又称为稳定塘或生物塘，是一种类似池塘（天然的或人工修建的）的处理设备。氧化塘净化污水的过程和天然水体的自净过程很相似，污水在塘内经长时间缓慢流动和停留，通过微生物（细菌、真菌、藻类和原生动物）的代谢活动，使有机物降解，污水得到净化。水中溶解氧主要由塘内生长藻类通过光合作用和塘表面的复氧作用提供。

氧化塘可分为好氧氧化塘、兼性氧化塘，曝气氧化塘和厌氧塘四类。 3-12 什么叫氧化沟？它有什么优点？

氧化沟（循环混合曝气池）多采用转刷曝气，其平面形状像跑道。转刷设在直段上，转刷转动使混合液曝气并在池内循环流动，使活性污泥保持悬浮状态，从整体上看，流态是完全混合的，但一般混合液的环流量为进水量的数百倍以上，流速较大，在局部又具有推流的特征。氧化沟断面可为矩形或梯形，有效深为

0.9~2.5m。

氧化沟连续运行时，需另设二次沉淀池和污泥回流系统。间歇运行可省去二次沉淀池，停止曝气时氧化沟作沉淀池用，剩余污泥通过设于沟内的污泥收集器排除。一般采用两个池，交替进行曝气和沉淀操作。氧化沟流程简单，施工方便，曝气转刷易制作，布置紧凑，是一种有前途的活性污泥处理法。 3-13 试比较厌氧法和好氧法处理的优缺点和使用范围。

厌氧生物处理是在无氧的条件下，利用兼性菌和厌氧菌分解有机物的一种生物处理法。厌氧生物处理技术是最早仅用于城市污水厂污泥的稳定处理。有机物厌氧生物处理的最终产物是以甲烷为主体的可燃性气体（沼气），可以作为能源回收利用；运转费也远比好氧生物处理低。因此在当前能源日趋紧张的形势下，厌氧处理作为一种低能耗、可回收资源的处理工艺，受到世界各国的重视。最近的研究结果表明，厌氧生物处理技术不仅适用于污泥稳定处理，而且适用于高浓度和中等浓度有机废水的处理。有的国家还对低浓度城市污水进行厌氧处理研究，并取得了显著进展。

3-14 试扼要讨论影响消化的主要因素。传统消化法和高速消化法各有什么特点？ 1、温度

甲烷细菌对温度的变化十分敏感，所以温度是影响厌氧生物处理的主要原因。消化时间（指产气量达到总气量的90%时所需要的时间）与温度有关。高温消化比中温消化时间短，产气率稍高，对寄生虫卵的杀灭率可达90%，而中温消化的杀灭率更低。高温消化耗热量大，管理复杂，因此，只有在卫生要求较高时才考虑采用高温消化。 2、酸碱度

甲烷细菌生长最适宜的pH范围是6.8~7.2，若pH低于6或高于8，正常消化就会被破坏。因此，消化系统内必须存在足够的缓冲物质，如重碳酸盐。 3、负荷

负荷是厌氧处理过程中决定污水、污泥中有机物厌氧消化速率快慢的综合性指标，是厌氧消化的重要控制参数。负荷常以投配率来表示。投配率指每日加入消化池的新鲜污泥体积或高浓度污水容积与消化池容积的比率。投配率需适当。 4、碳氮比

有机物的碳氮比（C/N）对消化过程有较大影响。实验表明，碳氮比为（10~20）：1时，消化效果较好。 5、有毒物质

污泥中的有毒物质会影响消化的正常进行，因此必须严格控制有毒物质排入城市污水系统。主要的有毒物质是重金属离子和某些阴离子。

3-20 从活性污泥曝气池中取混合液500ml。盛于500ml 量筒中，半小时后沉淀污泥量为150ml，试计算活性污泥的沉降比。曝气池中的污泥浓度为3000 mg/L，求污泥指数，你认为曝气池运行是否正常？ 解：污泥指数100mL。 第五章 大气质量与大气污染

5-1 简述导致酸雨、温室效应以及臭氧层破坏的原因。 5-2 简述大气污染控制的含义和内容。

典型的大气污染控制系统一般包括污染源的控制，废气排放控制系统（粉尘污染物的控制，气态污染物的控制）和稀释扩散控制等几部分。

污染源的控制——大气污染控制的重点是控制污染源。将污染工艺更换为少污染

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