水质工程学试题.doc

得 分 一、名词解释：（每题 3 分，共 15分）阅卷人1、拥挤沉淀指颗粒在沉淀过程中，彼此相互干扰，或者受到容器壁的干扰的沉淀。2、等速过滤指滤池滤速保持不变而水头损失将增加的过滤。3、树脂的交联度指交联剂占树脂总质量的百分比。如苯乙烯系树脂的交联度指二乙烯苯的质量占苯乙烯和二乙烯苯的总量的百分率。4、活性污泥向生活污水注入空气进行曝气，每天保留沉淀物，更换新鲜污水，这样在持续一段时间后，在污水中即形成一种黄褐色的絮凝体，这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀与水分离，并使污水得到净化、澄清。这种絮凝体就是称为活性污泥。 5、BOD5水温为20条件下，5天的时间内，由于微生物的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧。得 分 二、选择题：（每题 1 分，共 20 分）阅卷人1、用于( A )的凝聚剂或助凝剂，不得使处理后的水质对人体健康产生有害的影响。A生活饮用水 B生产用水 C水厂自用水 D消防用水2、药剂仓库的固定储备量，应按当地供应、运输等条件确定，一般可按最大投药量的( C )天用量计算。其周转储备量应根据当地具体条件确定。A510 B1015 C1530 D10203、沉淀池积泥区和澄清池沉泥浓缩室(斗)的容积，应根据进出水的( B )含量、处理水量、排泥周期和浓度等因素通过计算确定。A浊度 B悬浮物 C含砂量 D有机物4、平流沉淀池的有效水深，一般可采用( C )m。A2030 B1520 C3035 D20255、设计机械絮凝池时，搅拌机的转速应根据浆板边缘处的线速度通过计算确定，线速度宜自第一档的( B )ms逐渐变小至末档的( B )ms。A05；01 B05；02 C06；03 D06；026、异向流斜管沉淀池，斜管沉淀池的清水区保护高度一般不宜小于( A )m；底部配水区高度不宜小于15m。A10 B12 C15 D087、滤池的工作周期，宜采用( D )h。A812 B1016 C1018 D12248、滤池的正常滤速根据滤料类别不同一般分：812mh，1014mh，1820mh。采用石英砂滤料过滤应该取( A )滤速。A B C D不在上述范围内9、移动罩滤池的设计过滤水头，可采用( A )m，堰顶宜做成可调节高低的形式。移动罩滤池应设恒定过滤水位的装置。A1215 B1012 C0810 D151810、地下水除铁除锰采用淋水装置(穿孔管或莲蓬头)时，孔眼直径可采用( C )mm，孔眼流速为1525ms，安装高度为1525m。当采用莲蓬头时，每个莲蓬头的服务面积为1015m2。A26 B36 C48 D51011、污水处理厂的处理效率，二级处理生物膜法SS去除率为( D )。A6585 B5565 C6570 D609012、污水处理厂的处理效率，二级处理活性污泥法BOD5去除率为( B )。A7090 B6595 C70一95 D609013、城市污水处理厂，曝气沉砂池处理每立方米污水的曝气量为( A )m3空气。A0102 B0203 C0304 D203014、城市污水处理厂，初次沉淀池沉淀时间宜采用( B )h。 A0510 B1020 C2030 D304015、城市污水处理厂，生物膜法后二次沉淀池的污泥区容积，宜按不大于( C )h的污泥量计算。A2 B3 C4 D516、生物滤池的布水设备应使污水能( D )在整个滤池表面上。布水设备可采用活动布水器，也可采用固定布水器。A集中分布 B不集中分布 C不均匀分布 D均匀分布17、低负荷生物滤池的设计当采用碎石类填料时，应符合下列要求：滤池上层填料的粒径宜为( B )mm，厚度宜为1318 m。A2025 B2540 C4070 D7010018、生物转盘的水槽设计，应符合下列要求。每平方米( A )具有的水槽有效容积，一般宜为59L。A盘片全部面积 B盘片单面面积C盘片淹没全部面积 D盘片淹没单面面积19、曝气池的布置，应根据普通曝气、阶段曝气、吸附再生曝气和完全混合曝气各自的工艺要求设计，并宜能调整为按( A )运行。A两种或两种以上方式 B两种方式C一种方式 D两种以上方式20、污水的加氯量应符合下列要求。城市污水，( D )可为1525mgL。A生物处理后 B过滤处理后 C格栅处理后 D沉淀处理后得 分 三、简答题：（每题 3 分，共 15 分）阅卷人1、反应器原理用于水处理有何作用和特点？答：反应器是化工生产过程中的核心部分.在反应器中所进行的过程,既有化学反应过程,又有物理过程,影响因素复杂。在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。在化工生产过程中，反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛。许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。2、直接过滤有哪几种方式？采用原水直接过滤应注意哪些问题？答：直接过滤有接触过滤和微絮凝过滤两种方式，采用直接过滤应注意以下几点：1）原水浊度和色度较低且水质变化较小；2）通常采用双层、三层或均质滤料；3）原水进入滤池前，不应形成大的絮凝体以免很快堵塞滤料层表面孔隙；4）滤速应根据原水水质决定。3、与顺流再生相比，逆流再生为何能使离子交换出水水质显著提高？答：逆流再生时，再生液首先接触饱和程度低的底层树脂，然后再生饱和程度较高的中、上层树脂。这样，再生液被充分利用，再生剂用量显著降低，并能保证底层树脂得到充分再生。软化时，处理水在经过相当软化之后又与这一底层树脂接触，进行充分交换，从而提高了出水水质。4、好氧塘中DO值和PH值在昼夜是如何变化的？为什么？答：在好氧塘内高效地进行着光合成反应和有机物的降解反应，溶解氧是充足的，但在一日内是变化的，在白昼，藻类光合作用放出的氧远远超过藻类和细菌所需要的，塘水中氧的含量很高，可达到饱和状态，晚间光合作用停止，由于生物呼吸所耗，水中溶解氧浓度下降，在凌晨时最低，阳光开始照射，光合作用又开始，水中溶解氧又上升；好氧塘内pH值也是变化的，在白昼pH值上升，夜晚又下降。5、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？答：与好氧生物处理相比，对厌氧生物处理的影响更大的因素有微生物被驯化的程度、微生物浓度、PH值等。厌氧生物处理所需的启动时间比较长，所以微生物的循化程度和微生物的浓度对其影响非常显著。当PH值在中性附近波动时，处理效果较好。要提高厌氧生物处理的效率，可控制PH值在中性范围附近波动，亦可控制微生物的浓度，浓度过低，则启动时间更长。微生物的驯化程度越好，则处理效率越高。得 分 四、问答题：（每题 5 分，共 30 分）阅卷人1. 水处理构筑物的生产能力如何确定?答：1）水处理构筑物的生产能力，应按最高日供水量加自用水量确定，必要时还应包括消防补充水量；城镇水厂和工业企业自备水厂的自用水量应根据原水水质和所采用的处理方法以及构筑物类型等因素通过计算确定。城镇水厂的自用水率一般可采用供水量的510；2）水处理构筑的设计，应按原水水质最不利情况（入沙峰等）时，所需供水量进行校核；3）设计城镇水厂和工业企业自备水厂时，应考虑任一构筑物或设备进行检修、清洗或停止工作时仍能满足供水要求。2、无阀滤池虹吸上升管中的水位变化是如何引起的？虹吸辅助管管口和出水堰口标高差表示什么？答：无阀滤池虹吸上升管中的水位变化是由于随着过滤时间的延续，滤料层水头损失逐渐增加，虹吸上升管中水位相应逐渐升高。管内原存空气受到压缩，一部分空气将从虹吸下降管出口端穿过水封进入大气。当水位上升到虹吸辅助管的管口时，水从辅助管流下，依靠下降水流在管中形成的真空和水流的挟气作用，抽气管不断将虹吸管中空气抽出，使虹吸管中真空逐渐增大。虹吸辅助管管口和出水堰口标高差表示期终允许水头损失H。3、 除铁、除锰的基本工艺流程是什么?答：地下水除铁一般采用接触氧化法或曝气氧化法。当受到硅酸盐影响时，应采用接触氧化法。接触氧化法的工艺：原水曝气接触氧化过滤曝气氧化法的工艺：原水曝气氧化过滤地下水除锰宜采用接触氧化法，其工艺流程应根据下列条件确定：1）当原水含铁量低于2.0毫克/升、含锰量低于1.5毫克/升时，可采用：原水曝气单级过滤除铁除锰2）当原水含铁量或含锰量超过上述值时，应通过实验确定。必要时可采用：原水曝气氧化一次过滤除铁二次过滤除锰3）当除铁受到硅酸盐影响时，应通过实验确定。必要时可采用：原水曝气一次过滤除铁（接触氧化）曝气二次过滤除锰4、论述污泥厌氧消化的影响因素，并说明在操作上应如何进行控制，以维持较好的消化进程。答：因为甲烷发酵阶段是厌氧消化反应的控制因素，因此厌氧反应的各项影响因素也以对甲烷菌的影响为准。温度因素：甲烷菌对于温度的适应性，可分为两类，即中温甲烷菌（适应温度区为3036）；高温甲烷菌（适应温度区为5053）两区之间的温度，反映速度反而减退。生物固体停留时间与负荷：厌氧消化效果的好坏与污泥龄有直接的关系。有机物降解过程是污泥龄的函数，而不是进水有机物的函数。由于甲烷菌的增殖比较慢，对环境条件的变化十分敏感，因此，有获得稳定的处理效果就要保持较长的污泥龄搅拌和混合；厌氧消化是由细菌体的内酶和外酶与底物进行的接触反应。因此必须使两者充分混合。搅拌的方法一般有：泵加水射器搅拌；消化气搅拌法和混合搅拌法等。营养与C/N比：厌氧消化池中，细菌生长所需要营养由污泥提供。合成细胞所需的碳源（C）担负着双重任务，一是作为反应的能源，二是合成新细胞。一般C/N达到（1020）：1为宜。从C/N来看，初次沉淀池污泥比较合适，混合污泥次子，而活性污泥不大适宜单独进行厌氧消化处理。氮的守恒与转化：在厌氧消化池中，氮的平衡是非常重要的因素，尽管消化系统中的硝酸盐都将被还原成氮气存在于消化气中，但仍然存在与系统中，由于细胞的增殖很少，故只有很少的氮转化成为细胞，大部分可生物降解的氮都转化为消化液中的NH3，因此消化液中氮的浓度多高于进如消化池的原污泥。有毒物质：所谓“有毒”是相对的。事实上任何一种物质对甲烷消化都有两面的作用，即有促进甲烷菌生长的作用与抑制甲烷细菌生长的作用，关键在于它们的浓度界限。酸碱度、PH值和消化液的缓冲作用：水解与发酵菌及产氢产乙酸菌对PH的适应范围大致为56.5，而甲烷菌对PH的适应范围为6.67.5之间。在消化系统中，如果水解发酵阶段与产酸阶段的反应速率超过产甲烷阶段，则PH会降低，影响甲烷菌的生活环境。但是，在消化系统中，由于消化液的缓冲作用，在一定范围内可以避免产生这样的情况。5、简述SBR工艺的运行过程及主要特点。答：SBR工艺的工作机理。1）污水流入工序。污水流入曝气池前，该池处于操作周期的待机（闲置）工序，此时沉淀后的清夜已排放，曝气池内留有沉淀下来的活性污泥，污谁流入的方式有单纯注水、曝气、缓速搅拌3种。2）曝气反应工序。当污水注满后，即开始曝气工序，它是最重要的一道工序。3）沉淀工序。使混合液处于静止状态，进行泥水分离，沉淀时间一般为11.5h，沉淀效果良好。4）排放工序。排除曝气池沉淀后的上清液，留下活性污泥，作为下一个操作周期的菌种。5）待机工序。SBR工艺的主要特点：工艺简单，处理构造物少，无二沉池和污泥回流系统，基建费用和运行费都较低。SBR用于工业废水处理，不需要调节池。污泥的SVI值比较低，污泥易沉淀，一般不会产生污泥膨胀。调节SBR运行方式，可同时具有去除BOD和脱氮除磷的功能。当运行得当，处理水水质优于连续式活性污泥法。SBR的运行操作、参数控制应实施自动控制操作管理，以使达到最佳运行状态。6、阐述电解法处理含氰废水（完全氧化法）的反应原理。答：当不加食盐电解质时，氰化物在阳极上发生氧化反应,产生二氧化碳和氮气，其反应式如下:2(OH) 2e =CNO +CNO + 2 H2O = NH4 +CO32CNO + 4(6e = 2CO2+H2+H2O当电解槽投加食盐后,CL 在阳极放出电子成为游离氯CL,并促进阳极附近的CN ,继续放出电子再去氧化其他CN，其反应式如下：2CL 2e =2CLCN +2CL +2 OH =CNO +2 CL + H2O2CNO +6CL +4 OH =2CO2 +N2+6CL+2 H2O得 分 五、计算题：（每题 10 分，共 20 分）阅卷人1、平流沉淀池设计流量为720m3/h。要求沉速等于和大于0.4mm/s的颗粒全部去除。试按理想沉淀条件，求：（1）所需沉淀池平面积为多少m2？（2）沉速为0.1mm/s的颗粒，可去除百分之几？解：已知 Q=720m3/h=0.2m3/s，u0=0.4mm/s，ui=0.1mm/s1) 所需沉淀池平面积为2) 沉速为0.1mm/s的颗粒的去除率为2、某工业废水水量为600m3/d，BOD5为430mg/L，经初沉池后进入高负荷生物滤池处理，要求出水BO