2013.5.22作业

《水污染控制工程》

习 题 集

青海大学 化工学院 盐湖系

环境工程教研室 2013年3月

目 录

第一章 污水水质及控制 ...................................................................................................................... 3 第二章 废水的预处理 .......................................................................................................................... 5 第三章 水的混凝 .................................................................................................................................... 6 第四章 沉淀 ............................................................................................................................................ 7

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第五章 浮上分离和去油技术 .............................................................................................................. 9 第六章 过滤 .......................................................................................................................................... 10 第七章 吸附 .......................................................................................................................................... 11 第八章 离子交换 ................................................................................................................................ 13 第九章 膜技术 .................................................................................................................................... 14 第十章 氧化还原法 .............................................................................................................................. 15 第十一章 化学沉淀法 .......................................................................................................................... 16 第十二章 消毒 .................................................................................................................................... 18 第十三章 生化处理概论 .................................................................................................................... 19 第十四章 活性污泥法 ........................................................................................................................ 20 第十五章 生物膜法 ............................................................................................................................ 22 第十六章 厌氧生物处理及污泥厌氧处理 ........................................................................................ 23 第十七章 废水的生物脱氮除磷技术 ................................................................................................ 24 第十八章 污水回用 ............................................................................................................................ 25 第十九章 污泥的处理与处置 ............................................................................................................ 26 第二十章 污水处理厂的设计 ............................................................................................................ 27

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第一章 污水水质及控制

1.何谓水质？常用水质指标有哪些？ 2.水质的标准是如何制定的?

3.一般情况下，高锰酸钾的氧化能力大于重铬酸钾（前者的标准氧还原电位为1.51V，后者为1.33V），为什么由前者测得的高锰酸盐指数值远小于由后者测得的COD值？

4.按照污水处理程度不同可划分为几级处理？简述其内容。 5.试简述BOD、COD、TOC、TOD的内涵，根据其各自的内涵判断这四者之间在数量上会有怎样的关系，并陈述其原因。

6.将某污水水样100mL置于重量为46.4718g的古氏坩埚中过滤，坩埚在105℃下烘干后称重为46.5036g,然后再将此坩埚置于600℃下灼烧,最后称重为46.4848g。另取同一水样100mL,放在重量为67.9624g的蒸发皿中,在105℃下蒸干后称重为68.0138g,试计算该水样的总固体、悬浮固体、溶解固体、挥发性悬浮固体和固定性悬浮固体量各为多少？

7.碱度与pH的区分是什么？

8.一般采用哪些间接的水质指标来反映水中的有机物质的相对含量？

9.生化需氧量反应动力学公式。

10.某废水20℃时的BOD5是150mg/L，此时K1=0.10/d。求该废水15℃时的BOD8的值。

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11. 在实际实验中区分DS、SS的方法是什么?

12.在水质指标中氮有几种表述形式，磷有几种表述形式。 13.简述水的基本特征。

14.已知：CO2在干燥空气中的含量为 0.0314%（体积），CO2亨利定律常数为3.34×10-7(mol/L Pa)，试计算CO2（ 25℃ ，101.325KPa）的溶解度。25℃时，水的饱和蒸汽压为3.169×103Pa。

15.有机物生物降解分为哪几个阶段。常根据BOD/COD的比值初步评价废水的什么。

16.氧在干燥空气中的含量为 20.95%，O2亨利定律常数为1.26×10-8(mol/L Pa)，水在25℃时的蒸汽压为0.03167 × 105 Pa。试计算O2（ 25℃ ，101.325KPa）的溶解度。 17.地表水水体分为几类。

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第二章 废水的预处理

1.废水预处理的作用是什么？

2.格栅、筛网的主要功能是什么？各适用于什么场合？ 3.简述调节池的作用，调节池的类型。

4.某厂生产废水为50m3/h，浓度每8h为一变化周期，各小时的浓度为20、80、90、140、60、40、70、100mg/L。今欲将其浓度均和到80mg/L以下，求需要的均和时间及均和池容积。

5.某酸性废水的pH值逐时变化为5、6.5、4.5、5、7，若水量依次为4、4、6、8、10m3/h，问完全均和后能否达到排放标准（pH=6～9）？ 6.机械格栅在设计中主要的设计参数有哪些。 7.筛余物如何处置。

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第三章 水的混凝

1.混凝法的用途是什么，混凝过程具有的两个作用是什么？ 2.试用胶体的双电层理论说明胶体脱稳凝聚的方法。 3.简述主要混凝剂的种类，对混凝剂的要求是什么。 4.混凝过程的主要影响因素有哪些？ 5.混凝设备的主要设计参数有哪些？

6.在投加混凝剂时，为什么必须立即与处理水充分混合、剧烈搅拌？ *7.水的混凝对水力条件有哪些要求？水流速度梯度G反映什么？为什么反应池的效果可用G、T值来表示？

8. 试述FeCl3在水中的离解、水解和聚合反应过程。

9. 混凝过程的混合阶段和反应阶段对搅拌强度和搅拌时间的要求有何不同，为什么？

10.高分子絮凝剂选择的基本原则是什么。

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第四章 沉淀

1.说说沉淀有哪几种类型？发生的条件、特征和现象。

2.自由沉降动力学方程的假设是什么？Stokes公式如何得来（推导）？分析影响沉降速度的因素。

3.试分析理想沉淀池的工作原理及分析水中悬浮颗粒在沉淀池内的运动规律。

4.如何进行污水的沉降柱性能试验？在沉降性能曲线上反映出哪些主要参数？并如何根据沉降柱试验来估计沉淀池的沉淀效率？颗粒的总去除效率又是如何求导的？ 5.沉淀池的类型有什么区别？ 6.简述沉砂池的作用与分类。

7.计算粒径为0.05mm的泥沙颗粒的自由沉降速度（计算条件：泥沙比重2.65；水温20℃；水的动力粘滞系数为0.01g/cm.s） 8.原水泥沙沉降实验数据见下表。去样口在水面下120cm处。表面负荷为43.2m3/m2.d。试按理想沉淀池条件，求该池可除泥沙颗粒约百分之几？（C0表示泥沙初始浓度）

表4-1 沉降试验数据

取样时间

0

（min） C/C0

1

0.96

0.82

0.62

0.46

0.23

0.06

15

20

30

60

120

180

9.曝气沉砂池解决了沉砂池存在的什么问题？作用和特点是什么？在设计中主要包括构筑物的结构尺寸设计和工艺设备的选型，主要内

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容有哪些？

10.某企业每天的废水量为10000m3，最高时废水量为0.15m3/s，废水中浮物大多为有机物，其含量为0.60Kg/m3。要求沉降率为70％。根据实验，这时的沉降时间为1.5h。能完全去除颗粒最小沉降速率υ

t0

为0.7×10－3m/s，污泥含水率为95％。试确定竖流式沉淀池的尺寸。（沉淀池的有效截面积、中心管直径、沉淀池的直径、沉淀区有效水深）

11.某城镇的污水处理厂拟采用生物滤池为主要构筑物，已知设计污水流量为5200m3/d，进滤池原水的BOD5浓度S0=250mg/L。要求出水BOD5浓度Se〈20mg/L，经试验测得K（20）=0.042min-1,若冬季平均水温为15℃,试计算池的截面积.(Z=2m,r=2 )

12.用木材作原料的某造纸厂废水，悬浮物浓度为0.43kg/m3，最大废水量300m3/h。通过静置实验得出的沉降特性曲线，已知当悬浮物的去除率为70%，沉降时间为65min，过流率为1.7m3/m2h。污泥含水率为95%，计算平流式沉淀池的表面积、长、宽，沉淀区有效水深、有效容积，沉淀池的高度。

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第五章 浮上分离和去油技术

1.简述含油废水的主要来源、状态、处理方法。 2.简述隔油池的类型。

3.在废水处理中，浮上法与沉淀法相比较，各有何特征？ 4.气浮法分离的对象及分类。 5.实现气浮分离的必要条件。 6.影响气浮分离效果的因素有哪些？ 7.溶气气浮法有哪几种流程和溶气方式？

8.气浮法处理废水中，加压泵和溶气罐的作用是什么？

9. 试述采用气浮（浮选）法处理废水时，(1)水中含表面活性物对疏水性乳化油和亲水性胶粒表面性质的改变和对气——粒附着效果的影响；(2)混凝剂与表面活性剂在浮选中的作用。 10.气固比的定义是什么？如何确定或选用。 11.乳化油的分类，破乳的方法有哪些？

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第六章 过滤

1. 过滤的作用有哪些。 过滤的机理是什么？ 2、常见的过滤方式有哪些？

3、滤料层的作用是什么？对滤料的要求是什么？d10、d80和K80各表示什么？

4、提高滤池含污能力的途径有哪些？ 5、承托层的作用是什么？

6、配水系统的作用是什么？配水不均匀有什么影响？如何分类、各自的特点是什么？

7、滤池的运行方式有哪些？

8、影响滤池去除悬浮物效果的因素有哪些？

9.一滤池内滤料的有效粒径d10=0.55mm,d80=1.1mm,求该滤料的不均匀系数？

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第七章 吸附

1. 简述吸附的作用、用法和特点。 2．什么叫吸附等温线？有什么实用意义？ 3．影响吸附的因素有哪些？ 4.吸附剂选择的原则是什么？

5．何为吸附柱的穿透点？到达穿透点时，吸附柱处于什么状态？穿透曲线的作用是什么？

6．吸附柱的有效高度为什么一定要大于吸附带的长度？吸附带的长度与哪些因素有关？

7．简述活性炭的再生方法和机理。

8．某工业废水用活性炭A吸附有机物（以TOC表示）的试验数据如表７－１：

表７－１ 1Ｌ废水中加入1g活性炭A的吸附试验数据（水温15℃） 原水TOC（mg/L） 平衡浓度（mg/L）

10 0.5

20 1.05

40 2.3

80 5.9

160 22.2

320 60.2

求：（1）活性炭A的吸附等温式。

（2）平衡浓度Ce（TOC）=10.0mg/L时的吸附量。

9．吸附柱中装填活性炭0.5kg，其湿容重为0.40kg/L，废水TOC浓度C0=100mg/L，流量Q=50L/h，进行固定床动态试验。试验数据如表７－２：

表７－２ 吸附柱动态试验数据

时间T（h）

0.5 1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 12 16

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出水TOC浓度C

10 12 14 19 26 35 52 70 82 90 94 976 99

（mg/L）

（1）绘制吸附过程的穿透曲线。

（2）如果出水的TOC容许浓度Ca=20mg/L，计算到达转效点时活性炭的吸附量。

（3）设耗竭点浓度Cb=90à，计算到达耗竭点时活性炭的通水倍数。

（4）为要达到上述的通水倍数，所需炭柱的串联级数。 10．在废水处理中最常用的吸附等温模式有哪几种？它们有什么实用意义？

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第八章 离子交换

1．简述离子交换树脂的结构，有什么特点？

2．离子交换树脂有哪些主要性能？各有什么实际意义？ 3．什么是树脂的交换容量？影响树脂工作交换容量的因素有哪些？

4．什么是离子交换的亲和力？影响亲和力的主要因素有哪些？简述离子交换树脂对离子的亲和力规律。

5．强酸性阳树脂和弱酸性阳树脂的交换特性有什么不同？在实际应用中如何选择？

6．简述离子交换平衡常数的大小亲和力的关系。 7．简述离子交换树脂的再生原理，如何降低再生费用？

8．简述固定床离子交换器的工艺过程，它有什么缺点？如何克服？ 9．影响离子交换速率的因素有哪些。

10．从水中去除某些离子（例如脱盐），可以用离子交换法和膜分离法。当含盐浓度较高时，应该用离子交换法还是膜分离法，为什么？ 11．什么叫做离子交换选择性系数？它有何重要意义？

12．简述强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂在应用中的主要差别。

13．简述清除树脂内污染物所采取的措施。 14．新树脂在使用前如何处理。

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第九章 膜技术

1．简述反渗透的基本原理。 2．膜分离过程的推动力主要是什么？ 3．简述电渗析器的工作原理和结构。

4．什么是电渗析器的极化现象？它对电渗析器的正常运行有何影响？如何防止？

5．简述利用电渗析法处理工业废水的适用范围和特点。 6．在电渗析操作中应注意什么问题？ 7．简述膜分离技术的特点。

8、简述主要的膜分离技术有哪些。

9、反渗透膜的性能要求是什么。反渗透装置有哪些组成。 10、反渗透工艺一般包括那两个部分，应考虑什么因素，什么是段和级。

11、简述超过滤与反渗透的异同。 12、简述超滤的原理和特点。

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第十章 氧化还原法

1、在废水处理中氧化法主要用于处理什么，简述常用的氧化剂。 2、氧化还原法有何特点？是否废水中的杂质必须是氧化剂或还原剂才能使用此方法？

3、简述氧化还原法的作用，影响氧化还原反应的因素。 4、试述氯化法处理含氯废水的基本原理、工艺流程及反应条件。 5、试述药剂还原法处理含铬（VI）废水的基本原理及常用药剂，并讨论还原剂耗用量与pH值的关系。

6、简述Fenton氧化法基本原理和影响因素？

7、采用臭氧氧化法处理有机废水时，发现出水中的BOD5值往往比进水中还高，试分析其原因。

8、试述电解法处理含铬废水的原理。 9、湿式氧化法的含义是什么，简述操作条件？

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第十一章 化学沉淀法

1.用氢氧化物沉淀法处理含镉废水，若使镉达到排放标准，出水pH值最低应为多少？（25℃时，Cd(OH)3的溶度积Ksp=2.2×10-14） 2.如何确定氢氧化物沉淀法处理重金属废水的pH条件？

3.综述石灰法在水处理中的应用（包括作用原理、去除污染物范围、工艺流程、优点及存在问题、处理实例）。

4.试述硫化物沉淀法常用药剂、去除对象及特点，并剖析硫化物沉淀法除Hg（II）的基本原理。

5.举例说明可溶性络离子的生成对化学沉淀法的处理效果有何影响？

6.试述铁氧体沉淀法处理含重金属废水的基本原理、工艺流程及操作条件。

7.用氢氧化物沉淀法处理含镉废水，若使镉达到排放标准<0.1mg/L，出水pH值最低应为多少？（25℃时，Cd(OH)3的溶度积为2.2×10-14） 8.溶液中同时存在Ba2+,CrO42-,SO42-，先发生何种沉淀，说明什么问题？（已知Ba SO4：KSP＝1.1×10－10，Ba SO4：KSP＝1.1×10－10，Ba CrO4：KSP＝2.3×10－10）。

9.简述化学沉淀法的基本原理。

10.如何确定不同浓度酸碱废水的处理方法？

11.举例说明有哪些工业废水、废渣、废气可用于酸、碱废水中和处理？

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12.要降低水中某种有害离子M浓度，可采取什么方法。

13．已知[Fe3+]= 0.01mol/L，要使有Fe(OH)3沉淀析出，pH应多大？ （Fe(OH)3的SFe(OH)3=3.8×10-38。）

14．已知废水含H2SO4 2000mg/L，河水最小流量158m3/s，河水的利用系数为0.1，河水中重碳酸盐全部能析出的CO2量A=100mg/L，游离CO2含量为20mg/L。求允许排入河水的酸性废水量。 15.废水处理中常用的中和方法有哪些？ 16.化学沉淀法的工艺流程设备主要包括哪些。

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第十二章 消毒

1. 简述常用的消毒方法及消毒的作用 2. 简述消毒的机理。 3. 写出消毒的动力学方程。 4. 分析消毒作用的影响因素。

5. 分析说明氯消毒方法中起主要作用的物质是什么？为什么在酸性溶液中较为有利。

6. 氯消毒中，水中存在NH3时主要起消毒作用的物质是什么？ 7. 通过需氯量曲线说明折点加氯法的原理。

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第十三章 生化处理概论

1.在生化反应中酶起了什么作用？ 2.水中的主要微生物有哪些？ 3.简述生化处理过程的分类。

4.简述微生物的生长繁殖与生长环境条件。

5.用简图表述好氧生物处理过程和厌氧生物处理过程。 6.简述好氧生物处理过程与厌氧生物处理过程的区别。 7.用图说明酶反应动力学关系。 8.推导得出米氏方程。

9.何谓莫诺特（Monod）方程？在应用时需满足哪些条件？ 10.什么是污水的可生化性？一般如何评价？ 11.什么是生化反应动力学方程式？

12.已知某一级反应起始基质浓度为220mg/L，2h后的基质浓度为20mg/L，求其反应速度常数k与反应后1h后的基质浓度ρs。

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第十四章 活性污泥法

1.在活性污泥处理系统中，哪几种微生物可作为污泥状况良好的指示生物？

2.简述活性污泥法的基本流程，主要构筑物的作用。 3.简述活性污泥法去除水中有机物的过程与机理。 4.常用的曝气设备有哪些？各适用于什么场合？

5.何谓SBR法？请列出你所知道的变种SBR工艺，并简述它们的特征和优点。

6.试说明MLSS、MLVSS、污泥沉降比、污泥负荷、污泥浓度和污泥指数在活性污泥法运行中的重要意义。

7.什么是污泥龄？在污水生物处理中有什么作用？ 8.试简影响活性污泥增长的主要因素。

9.活性污泥系统中常发生的异常现象有哪些？产生的原因是什么？

10.在废水的好氧生物处理中，如何提高废水的可生物降解性？ 11.活性污泥法的运行方式有哪几种？试比较推流式曝气池和完全混合曝气池的优缺点？

12.产生活性污泥膨胀的主要原因是什么？

13.如果某污水厂经常会发生严重的活性污泥膨胀问题，大致可以从哪些方面着手进行研究、分析，可以采取哪些措施加以控制？

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