2011年河北工程大学在职工程硕士复试大纲(环境工程学复试提纲)

在职工程硕士入学考试环境工程学复试提纲 （考试时间 2 小时，100 分）1. 环境工程学的主要内容环境工程学不仅研究防治环境污染和公害的技术，而且研究自然资源的保护和合理利用，探讨废物资源化技术，改革生产工艺，发展无废少废闭路生产系统，以及对区域环境进行系统规划和科学管理，以获得最优的环境效益社会效益和经济效益。2. 水的循环水循环分为自然循环和社会循环。自然循环：自然界中的水(太阳能 )蒸发蒸腾上升凝结成云 降水地表径流地下渗流海洋或被植物吸收的往复过程。社会循环：人类社会为满足生活和生产需要从天然水体中取水，使用后的水成为生活污水和生产废水而被排放，最终流入天然水体的过程。3. 水污染分类和影响水污染根据杂质的不同而主要分为化学性污染物理性污染生物性污染。4. 水质指标分类物理性水质指标感官物理性指标：温度色度(真色和表色) 浑浊度透明度 嗅和味。其他物理性指标：总固体悬浮固体溶解固体可沉固体电导率。化学性水质指标一般化学性水质指标：pH 碱度硬度各种阴阳离子总含盐量一般有机物质。有毒化学性水质指标：重金属氰化物多环芳烃农药。氧平衡指标：DOCODBODTOD。生物学指标：细菌总数总大肠菌群数各种病原细菌病毒。化学需氧量：在一定的严格条件下，水中各种有机质与外加的强氧化剂作用时所消耗的氧化剂量，结果用氧的 mg/L 数来表示。硬度：由于水中某些二价金属离子而产生的，能与肥皂作用生成沉淀和与水中某些阴离子化合形成水垢。5. 不同的水质标准和水质要求饮用水水质标准：流行病学上安全可靠；化学组成上对人体无害；使用上方便无弊。地面水环境质量标准：按水体的不同用途和不同区域划分为五类。工业用水水质要求：饮用水，生产技术用水，锅炉用水，冷却用水不同使用目的，由不同水质要求。6. 废水成分与性质生活污水；工业废水；农业废水。7. 解决废水问题的主要原则改革生产工艺，减少废物排放量；重复利用废水；回收有用物质；对废水进行妥善处理。8. 水处理的基本方法给水处理：原水混凝沉淀过滤消毒饮用水(臭氧氧化活性炭吸附) ；地下水(消毒)；工业用水(软化除盐冷却控制结垢与腐蚀 )废水处理：物理法化学法和生物法。城市污水水处理一般流程：进水初沉池(污泥) 生物处理构筑物 二沉池(污泥)出水。工业废水处理流程各不相同，一般程序是：澄清回收毒物处理一般处理再用或排放。9. 废水处理系统分级废水处理系统分为一级处理二级处理三级处理。10. 混凝和胶体脱稳机理以及混凝剂与助凝剂混凝：水和废水中常含有用自然沉淀法不能去除的悬浮微粒和胶体污染物，必须先投加化学药剂破坏其在水中的稳定分散系，使其凝聚为有明显沉降性能的絮凝体，然后用重力沉降分离，包括凝聚和絮凝两个步骤。11. 澄清和澄清池分类澄清池可按与水接触方式不同分为泥渣循环分离型(水力循环机械加速) 和悬浮泥渣过滤型(悬浮脉冲)。12. 气浮法利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的悬浮物，使其随气泡升到水面而去除。其处理对象是乳化油以及疏水性细微固体悬浮物。药剂浮选法：在废水中投加化学药剂，选择性将亲水性污染物变为疏水性，然后气浮去除。两者统称气浮法。13. 水的软化和除盐的基本方法去除水中溶解物质的方法主要有软化除盐离子交换吸附和膜分离。14. 离子交换法原理与工艺离子交换法是水质软化和除盐的主要方法。在废水处理中，主要去除其中金属离子。离子交换的实质是不溶性离子化合物(离子交换剂 )上的可交换离子与溶液中其他同性质离子的交换反应，是一种特殊的吸附过程(可逆性化学吸附)。离子交换操作有四步：交换反洗再生和清洗。15. 吸附法相关内容吸附分为物理吸附和化学吸附。物理吸附：吸附剂和吸附质之间通过分子间力产生的吸附。吸附热较小，在低温下就能进行，反应较快。化学吸附：吸附剂和吸附质之间发生化学反应，由于化学键力引起(不可逆) 。一般在高温下进行，吸附热大，相当于化学反应热。一种吸附剂只能对某种或几种吸附质发生化学吸附，有选择性。物理吸附和化学吸附往往相伴发生。吸附等温线：一定温度下，表示达到平衡时溶液浓度和活性炭吸附有机物数量关系的曲线。无拐点Langmuir，有拐点 BET，直线 Freundlich。16. 氯法消毒给水厂中，经混凝和过滤的水不能保证去除所有病原微生物，需进行消毒。消毒并非要杀灭一切微生物，只要杀死病原细菌和对人体健康有害的微生物。折点加氯：在折点之前，余氯全都是化合性余氯，没有游离性余氯，在折点之后，所增加的氯量全部以游离性余氯存在，既有化合性余氯，又有游离性余氯，消毒效果最好。当按大于折点需氯量来加氯时，称为折点加氯。第 3 页 共 8 页17. 其他消毒法物理消毒法；臭氧消毒；其他化学法：重金属消毒。18. 活性污泥法的基本原理净化过程和影响因素好氧悬浮生长生物处理工艺主要有：活性污泥法曝气氧化塘好氧消化法高负荷氧化塘。活性污泥法的基本原理：活性污泥法就是以悬浮在水中的活性污泥为主体，在微生物生长有利的环境条件下和污水充分接触，使污水净化。其主要构筑物是曝气池和二次沉淀池。需处理的污水和回流性污泥一起进入曝气池，成为悬浮混合液，沿曝气池注入压缩空气曝气，使污水与活性污泥充分混合，并供给混合液足够的溶解氧。这时污水中的有机物被活性污泥中的好氧微生物分解，然后混合液进入二沉池，活性污泥与水澄清分离，部分活性污泥回到曝气池，继续进行净化过程，澄清的水排放。由于处理过程中活性污泥不断增长，部分剩余污泥从系统中排出，以维持系统稳定。19. 曝气的机理和方法以及曝气池和二沉池曝气的机理：活性污泥需提供足够量的溶解氧，并保持活性污泥处在悬浮状态。曝气的目的就是将空气中的氧强制溶解到曝气池混合液中去，并提供适宜的搅拌。20. 活性污泥法运行过程中所要监测的项目 反应处理效果的：进出水 BOD5COD 总的 SS挥发性 SS有毒物质。反应污泥情况的： MLSSMLVSS SV%SVI溶解氧和微生物观察。反应污泥营养和环境条件的：N P 水温pH 。21. 氧化塘原理和分类氧化塘(稳定塘或生物塘)是一种类似于池塘的处理设备，其净化污水的过程与天然水体自净相似，污水在塘内经长时间的缓慢流动和停留，通过微生物的代谢，使有机物降解。水中溶解氧主要由塘内的藻类光合作用和塘表面复氧作用提供。分类：好氧氧化塘；曝气氧化塘；兼性曝气塘；厌氧塘。22. 水处理方面膜技术原理生物膜：当污水与滤料等载体长时期流动接触，在载体的表面上就会逐渐形成生物膜，其主要由细菌(好氧厌氧和兼性)的菌胶团和大量的真菌菌丝组成。生物膜是高度亲水的物质，其外侧表面总存在一层附着水层，其中的有机物由于微生物的氧化作用浓度远比流水层中低，流水层中的有机物不断向附着水层扩散，进入生物膜被降解；空气中的氧溶解于流水层中，通过附着水层传递给生物膜，供微生物呼吸；微生物代谢产物沿反方向排出，气态产物逸出进入空气。随着有机物的降解，微生物不断增殖，生物膜变厚，到一定程度在氧不能透入的内层就形成了厌氧层。厌氧层达到一定厚度时，靠近载体表面的微生物由于得不到作为营养的有机物，而进入内源呼吸期，附着力减弱，在水流剪切力的作用下脱落，新的生物膜开始生长。23. 生物滤池三种普通生物滤池；高负荷生物滤池；塔式生物滤池。24. 生物接触氧化法原理生物接触氧化法(接触曝气法或淹没式生物滤池 )是在曝气池中设置填料，作为生物膜的载体，经过充氧的废水以一定流速流过填料与生物膜接触，利用生物膜和悬浮活性污泥中微生物的联合作用净化污水的方法。其是介于活性污泥法和生物滤池两者之间的生物处理法。装置由池体填料布水装置和曝气系统四部分组成，装置运转时，污水在填料中流动，水利条件良好，由于曝气水中溶解氧充足，适于微生物生长繁殖。25. 有机废水的厌氧生物处理有些工业废水有机物含量很高，用好氧处理需稀释成百上千倍很不经济，厌氧处理较为适合。厌氧悬浮生长系统；厌氧附着生长系统；厌氧塘；厌氧好氧联合处理系统。26. 污泥处理和处置方法稳定处理：生物法化学法和物理法。去水处理：浓缩脱水和干化。最终处置：填地投海焚烧和综合利用。典型流程：污泥浓缩消化(有机成分少的污泥可不消化) 预处理脱水(可产生干污泥)干燥燃烧最终处置。污泥浓缩消化(有机成分少的污泥可不消化 )自然干化 利用污泥浓缩消化(有机成分少的污泥可不消化 )污泥与污泥气27. 污泥浓缩处理方法污泥的含水率很高，在进行污泥处理前需进行浓缩，降低其含水率，以减小处理设备的容积和处理成本。污泥中的水可分为四类：颗粒间的空隙水颗粒间的毛细水颗粒间的吸附水颗粒内部水。四类水的去除方法不同，污泥浓缩脱水只能去除颗粒间的空隙水，但它是减少污泥体积最经济有效的方法。28. 水的回用回用途径：回用于工业(冷却水 锅炉补给水和工艺用水)回用于农业回用于城市用水。其制约因素：水质和水处理费用。29. 水处理系统及其设计步骤水处理系统一般包括取水系统水处理系统输配水系统(以上给水) 废水收集系统废水处理和处置系统(以上排水) 。30. 大气结构对流层：温度随高度增加而下降(地面长波辐射加热) ，空气对流，温度 湿度水平分布不均匀。平流层(臭氧)：温度随高度增加而升高。中间层，暖层( 电离层)，散逸层。31. 大气污染物种类大气污染物可分为两大类包括粒污染物和气态污染物。根据颗粒污染物物理性质不同分为：粉尘：悬浮于气体介质中细小固体粒子。由固体物质的破碎分级研磨等机械过程和土壤岩石风化等自然过程形成的。粒径在 1100 微米之间，大于 10 微米的，靠重力作用能在较短的时间沉降至地面，称为降尘；小于 10 微米的，能长期在大气中飘浮，称为飘尘。总悬浮颗粒物(TSP)：大气中粒径小于 100 微米的所有固体颗粒，为适应我国目前普遍采取的低容量滤膜采样法而规定的。PM10：大气中粒径小于 10 微米的颗粒。气态污染物：以二氧化硫为主的含硫化合物以一氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物碳的化合物碳氢化合物及卤素化合物等。若大气污染物是从污染源直接排放的原始物质，则称为一次污染物；若是由一次污染物与大气中原有成分第 5 页 共 8 页之间，或几种一次污染物之间，经过一系列化学光化学反应而生成与一次污染物性质不同的新污染物，则称之为二次污染物。32. 光化学烟雾和硫酸烟雾的形成硫酸烟雾：大气中二氧化硫等硫化物在有水雾含有重金属的飘尘或氮氧化物存在时，发生一系列化学光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。光化学烟雾：在阳光照射下大气中的氮氧化物碳氧化物碳氢化合物和氧化剂发生一系列的光化学反应而成的蓝色(紫色或黄褐色)烟雾，其主要成分有臭氧过氧乙酰基硝酸酯 (PAN)酮类和醛类等。33. 大气质量控制标准大气环境质量标准：一级标准：为保护自然生态和人群健康，在长期接触的情况下，不发生任何影响的空气质量要求。二级标准：为保护人群健康和城市乡村的动植物在长期和短期接触的情况下，不发生伤害的空气质量要求。三级标准：为保护人群不发生急性慢性中毒和城市一般动植物(敏感的除外) 正常生长的空气质量要求。根据各地区情况和大气污染程度大气质量分为三类34. 废气排放控制系统为使污染物能达标排放通常采用典型的控制系统：用集气罩将污染源产生的污染物收集起来，经颗粒除尘装置，再进入气态污染物净化装置，经风机，进入烟囱由此排入大气，在经历扩散稀释过程，达到大气质量标准。 35. 酸雨温室效应和臭氧层破坏酸雨：pH 小于 5.6 的酸性降水。温室效应：大气中二氧化碳浓度增加，阻止地球热量散失，使地球发生气温升高的现象。大气中的二氧化碳不仅能选择性的吸收太阳辐射能，而且还能吸收地球表面辐射出的红外线能量，由于近地面大气中二氧化碳浓度增加，使蕴藏在大气中的能量增加，导致升温，升温的二氧化碳大气层再将能量逆辐射到地球表面，大气中的 CO2 阻隔地球散热的屏蔽作用增强了近地层的热效应。36. 重力沉降重力沉降是利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然沉降的原理，将颗粒污染物与气体分离的过程。重力沉降室结构简单，造价低，便于维护管理，压力损失小，而且可以处理高温气体。缺点是：沉降小颗粒的效率低，一般只能处理 50 微米以上的大颗粒。其主要用于高效除尘装置的前期除尘。37. 旋风除尘器及工作原理旋风除尘器是利用旋转的含尘气流所产生的离心力，将颗粒污染物从气体中分离出来的，其结构简单占地面积小投资低操作维护方便压力损失中等动力消耗不大，可用各种材料制造，能用于高温高压和有腐蚀性的气体，并可直接回收干颗粒物。其一般用于捕集 515 微米以上的颗粒物，除尘效率可达80%，但对 5 微米以下的颗粒效率不高，一般用于预处理。工作原理：含尘气流由进气管进入除尘器时，气流由直线运动变为圆周运动。旋转气流大部分沿器壁和圆筒体螺旋形线下，朝锥体运动，即外旋流。含尘气体在旋转过程中产生离心力，将重度大于气体的颗粒甩向器壁，与器壁接触，失去惯性沿壁面下落进入排灰管。外旋气流在达到锥体时，其切向速度不断提高，在锥体下端某一位置，便以同样的旋转方向在旋风除尘器中由下回转而上，继续作螺旋运动，即内旋流。最后净化气体经上部排气管排出器外，一部分未被捕集的也随之带出。38. 静电除尘原理静电除尘器有放电电极和集尘电极组成。放电极(电晕极)是一根曲率半径很小的纤细裸露电线，上端与直流电源的一级相连，下端有一吊锤固定其位置；集尘极是具有一定面积的管或板，与电极另一端相连。在两极间加一较高电压，则在放电极附近电场强度很大，而在集尘极相对很小，在两极间形成不均匀电场。其除尘过程包括：气体电离粒子荷电荷电粒子的迁移和沉积与清除。39. 袋式除尘机理袋式除尘分两个阶段：首先是含尘气体通过清洁滤布，这时起捕尘作用的主要是纤维，清洁滤布由于空隙率很大，故除尘效率不高；当捕集的尘量不断增加，一部分粉尘嵌于滤料内部，一部分覆盖在表面上形成一层粉尘层，此时含尘气体的过滤主要依靠粉尘层进行，是除尘效率大大提高，随着粉尘层的增厚，除尘效率不断增加，但气体的阻力损失也同时增加，因此粉尘层积累到一定厚度后，须利用各种清灰方式将粉尘排除除尘器。40. 湿式除尘机理惯性碰撞；扩散；粘附；扩散漂移和热漂移；凝聚作用。文丘里洗涤器由文丘里管和脱水装置两部分组成，原理：由于高速气流的摩擦力使液体分裂为很多细小的液滴，增大了气液界面，使尘粒与液滴发生有效碰撞而捕集。41. 除尘器性能指标技术指标：处理气量压力损失捕集效率。经济指标：基建投资运转管理费用占地面积和使用寿命。42. 气体吸附和吸附过程吸附过程可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附主要是靠分子间的范德华力产生的，可以是单层吸附，也可以是多层吸附。化学吸附是靠吸附剂与吸附质之间的化学键力产生的，只能是单层吸附。同一物质在较低温度下可能发生的是物理吸附，而在较高温度下多是化学吸附，即物理吸附发生在化学吸附之前，当吸附剂有了足够的活化能后发生化学吸附。43. 吸附剂的要求和再生吸附剂再生方法：加热解析再生：利用吸附剂的吸附容量在等压条件下随温度升高而降低的特点，在低温下吸附，然后提高温度，在高温下吹扫脱附，也称变温吸附。降压或真空解吸：利用吸附容量在等温条件下随压力降低而降低的特点，在加压下吸附，然后在降压或真空下解吸，或用无吸附性的吹洗气解吸，也称变压吸附。置换再生法：对某些热敏性物质，在高温下容易聚合，可采用亲和力较强的试剂进行置换，使吸附质脱附，又称变浓吸附。44. 催化转化相关内容催化转化是使气态污染物通过催化剂床层，经催化反应，转化为无害物质或易于处理和回收利用的物质的方法，其与其他净化法的区别在于，无需使污染物与住气流分离，避免了其他方法可能产生的二次污染，又使操作过程得到简化。催化转化对不同浓度的污染物都具有很高的转化率。其缺点是催化剂价格较高，废气预热要耗费一定的能力。45. 固体废物对人类环境的危害第 7 页 共 8 页占据大片土地：由于大量固体废物的产生与积累，已有大片土地被堆占。随着时间的延续，固体废物的堆积量还不断地增加，对人口众多，耕地面积少的我国是极大的威胁。污染土壤与水体危害人类健康：固体废物是多种污染物的集合体，在大量露天堆置条件下，经长期降水的淋溶地表径流的渗沥，其中各类污染物质随水流扩散至土壤地下水与地表水源中，通过食物链与饮水危害人体健康，并可导致土壤盐碱化。污染大气影响环境卫生：固体废物在自然环境中堆置，可通过气象作用和飞尘微生物作用产生的恶臭以及化学反应产生的有害气体等污染大气。废物的堆置为蚊蝇与寄生虫的滋生提供了有利场所，有导致传染疾病的潜在威胁。总之，固体废物对人类环境危害具有多样性长期性与潜在性。46. 减少固体废物产量的途径减少固体废物产量是缓解人类环境不断恶化的重要措施，由社会物流的投入等于产出的关系可以确定，减少固体废物产量的唯一出路就是减少材料的投入量。因为原料投入与废物产出处于一个平衡的交变过程，不仅废物量随原料的投入量变化，而且在人为控制废物排放量时，原料的投入量也随之减少。具体途径有：降低单位产品原料用量延长产品使用寿命：通过产品设计改革与技术的改进，在不影响产品性能的条件下，适当降低单位产品的材料用量，并延长其使用寿命。废物中回收有用物料：城市垃圾中就有许多成分可回收利用，而从工矿企业固体废物中回收有用资源的潜力又远比城市垃圾要高。提高物品重复利用次数：主要体现在城市居民生活中商品包装物的重复使用问题。固体废物处理原则：减量化、资源化、无害化。47. 固体废物处理技术固体废物处理是与资源回收资源综合利用联系在一起的，处理的目的是为资源回收创造条件，两者的综合效果又可达到减少废物最终处置体积，提高经济和社会效益的目的。主要的处理技术包括：压实破碎分选脱水与干燥，以及对有毒有害固体废物的化学处理和固定化技术。48. 固体废物最终处理固体废物最终处理包括陆地处理(陆地填埋土地耕作深井灌注) 和海洋处理。49. 噪声的来源噪声按声源分为工业交通噪声和生活噪声，前者主要有空气动力性噪声机