第一-章-废水水质控制基础

第一 章 废水水质控制基础1、 简述世界水资源和我国水资源状况，说明水污染的危害？2、 废水中的污染物分哪几类？各有何特性及危害？3、 固体污染物中，溶解态、胶态及悬浮态是如何划分的？SS、DS、TS各代表什么？4、 为什么把废水中的有机物归于同一类污染物？有几种表示其浓度的方法？各有何优缺点？写出表示方法，指出其含义。5、 在酸性介质中，KMO4的氧化能高于K2CrO7(KMO4的标准电位为MnO4-/Mn2+=+1.51；CrO72+/Cr3+=+1.33)，为什么用KMO4测得的OC(CODMn)值小于后者(K2CrO7)所测得的COD值(CODCr)?6、 一般情况下，CODBOD2OBOD5OC试分析原因？7、 含氮有机物的好氧分解过程分哪两个阶段？生活的BOD5指的是哪个阶段的生化需氧量？氨化和硝化能否同时进行？8、 试验表明，T时的第一阶段生化需氧量LT与20(0.02T+0.6)，试解释同一废水的生化需氧量随水温度而变化的理由？此关系式是否适用于一切场合？9、 河东镇的废水量为800m3/h，居民人口为19.2万，若每人每天排出BOD5为25g/d试根据上题公式计算10（冬天）及24（夏季）废水中的BOD5总量（Kg/day），并简述其对处理的负荷的影响？容积负荷：Lv=（QLr/V）10、 下列物质每种可能属于哪几类污染物？C6H5OH，CH3COOH，C17H35COONa，C6H12O6，(C6H10O5)n，NaHPO4，K2Cr2O7，CH4，H2S，O3，CH3SH，CH2NH2COOH，H2SO3，CH2=CH-C，HCN，NaC10，CH2=CH-CH2CN，多氯联苯。第二章 重力沉降法1、 固体颗粒沉降时的阻力系数与雷诺系数有关，此雷诺数指何而言？今有颗粒直径为d的污染物在静止水中和水平流动水中的沉降，若水温相同，水流紊动对沉速的影响忽略不计，试问两种沉速是否相同，为什么？2、 影响固体颗粒沉降速度的主要因素是什么？工程上要加速沉降速度，主要采取哪些措施？3、 采用下列数据设计平流式沉砂池：设计人口N=13万人，最大设计流量Q=200L/s，最小设计流量Q2=100L/s，每人每日的沉渣量为Z=0.02L（采用水平流速V1=0.25m/s，停留时间为t=300s）。4、 某城市废水量为Q=10000m3/day，时变化系数k时=1.28，设计流量为q=150L/s，废水中含有悬浮有机物C1=600mg/L，今欲除去70的污染物，试设计竖流式沉淀池。5、 写出Stokes定律表达式，指出各项所代表的含义及其在重力沉降中的意义？6、 何谓表面负荷过流率？写出其表达式，并指出各项所代表的含义？这个公式可说明离散沉降哪几个规律性问题？（浅池沉降和最小颗粒沉降速度）7、 简述浅池沉降原理及其在斜板、斜管沉淀设计中的应用。沉降速度0=0.5mm/s，斜板长1.2m，宽1m，厚5mm，倾角60，板间距80mm，求算单元及沉降区尺寸？第三章 浮力浮上法1、 气泡浮上法浮除乳化油，亲水性固体，胶体，分子及离子态污染物时，各要采取何种预处理措施？为什么？2、 C17H36COONa和RCOONa，同为含钠离子的链状有机物，为什么前者叫阴离子型表面活性剂，而后者叫阳离子交换剂？3、 为什么气泡除乳化油时，要去掉乳化油表面的表面活性剂；而在气泡浮除亲水性固体时，又必须投加表面活性剂？4、 为了进行有效的气浮，废水中的空气量应为2%（体积比，即20mm/L），今若废水水温度为25，试计算饱和压力和饱和所需要时间？5、 废水流量为500m3/h，废水比重为1，今欲采用叶轮气泡池浮池浮除污染物，气浮时间为15分钟，试计算气浮的尺寸大小？6、 废水流量为500m3/h，今欲用穿孔气浮装置，试计算气浮池的基本尺寸？7、 何谓表面活性剂？它的结构有什么特点？为什么它可作为选剂？8、 充气气浮与溶气气浮各有何特点？简述溶气气浮在炼油废水处理中的应用。第四章 阻力截留法1、 画出格栅结构图，指出各构件的作用？格栅的栅条为什么要用扁钢来作？2、 绘制重力式滤池的结构示意图，指出各部位的作用。3、 何谓级配，试解释滤料的粒径与级配的关系？4、 试分析滤料层在过滤过程中与水头损失的关系？5、 河东某区有城镇人口8万，产生的废水渠的设计流量为q=200L/s，试设计小泵前设置的格栅。6、 层流过滤在均匀的滤料中起始水头损失可用Blake-Kozeny公式表示h0=(5/g)r(1-m)2Lv(6/d)2，其中=d0/di，指出式中各项含义。第五章 化学沉淀法1、 化学沉淀法处理的主要对象是哪些污染物？它与重力沉降法相比有什么特点？2、 化学沉淀和絮凝沉淀有何不同？试举例来说明。3、 化纤厂塑化槽废水含Zn2+=9g/L，如欲将其以ZnO形式回收，应选用哪种沉淀剂，如果要求出水Zn2+=5mg/L（排放标准），试问需要控制pH为多少，才保证出水达标，KspZn（OH）2=1.8x10-14。4、 今有含氟废水（含F），若用石灰水清液除氟，问当形成CaF2平衡时，出水中F的浓度可降至多少？Ksp CaF2=4x10-11。5、 试述铁氧化法去除重金属离子的原理及其步骤。6、 溶液中同时存在Ba2+、CrO42、S O42 三种离子，问会发生何种沉淀？7、 凝聚、絮凝、混凝、絮凝与混凝剂它们之间有何区别与联系？8、 微细悬浮体与胶体的脱稳与凝聚包含几种物理化学的作用过程？试作简要说明。9、 絮凝剂主要可分为哪几类？简要说明各类的主要特点和使用范围？10、 试解释用聚合氯化铝作絮凝处理的作用机理？11、 有机高分子絮凝剂主要包含哪几种类型？简要说明它的作用机理。12、 综述你在生产实习时了解到的炼油废水絮凝处理的主要工艺过程，你所去的实习工厂使用何种絮凝剂，它有哪些主要优缺点？其不足之处你考虑应如何改进？13、 投石灰以去除废水中的Zn2+离子，生成Zn(OH)2沉淀。当pH=7和pH=10时，问溶液中Zn2+离子的浓度各有多少毫克/升？14、 用氢氧化物沉淀处理含镉废水，欲将Cd2+浓度降到0.1mg/L，问需将溶液的pH值高到多少？第六章 氧化还原法1、氧化还原反应的进行,为什么取决于电对的电极电势?2、用氯氧化法处理含氰废水，试说明其基本原理和主要工艺过程?3、在生物弹解BOD的反应中，生物酶催化反应的活化能为85KJ，若废水温度从17升到27时,同生物催化反应速度加快了多少倍?4、碱性湿法氯化脱硫分哪两步进行？试计算用此工艺方法实际所需空气量是多少立方米？5、工艺上用干燥空气通过高压无声放电制取臭氧。(1)、试计算每度电产生臭氧理论量为多少克？(2)、假定电能效率只有15,每度电实际生产臭氧为多少克?(3)、如果投加30mg/L的O3可使102mg/L的丙烯腈完全去除,按(2)的数据计算每度电去除丙烯腈的量为多少克？(4)、如果某化纤厂的废水含丙烯腈=167.3mg/L，试用(3)中的数据计算处理每吨这种废水所消耗的电能是多少度电?(5)、如果臭氧氧化效率只有20,工业用电费O.50元/度,试用(4)的数据计算处理每吨这种废水的成本费?6、臭氧氧化法有哪些特点?简述臭氧氧化法发展的前景。7、用药剂还原法除铬(Cr2O72)，你认为最好选用哪一种还原药剂为好?说明其基本原理和主要工艺过程。8、试述氯氧化法除氰的工艺过程卜说明此法能处理的含氰废水出水水质含氯量可能降低到多少r, 9、试计算ClO2与NHCl2的含氯量和有效氯,并解释为什么NHCl2的含氯量比ClO2高出30个百分点,而有效氯却比ClO2低97.5个百分点。第七章 电化学处理法 1、电解饱和食盐水阴阳极析出的是什么物质?计算理论分解电压和实际所需的分解电压?在什么情况下阳极可能析出氧气?(已知25时饱和食盐水的溶解度为36克,比重为1.15) Cl2/Cl-=+1.36； O2/OH-=0.401；石墨作电极时气体的超电位分别为：H2=0.98；Cl2=0.25；O2=1.09。2、试简述电解时两极析出物质的规律性?3、简述法拉第电解定律及其表达式。4、试说明产生超电势(超电压)的原因。5、简述电化学氧化法处理含氰废水的主要工艺过程。6、电化学还原法处理含铬废水与化学处理法有何不同?哪种方法在现实中更有意义?7、工业上处理含Fe2+废硫酸采用哪一种方法更具有现实意义?试用图解说明其工艺过程8、试举例说明电解絮凝与电解上浮有何实际应用价值?9、试求水在pH=7和pH=14时的分解电压各是多少?O2/OH-=+0.401，O2/H2O=+1.23；H2O/ H2= 0.828。10、实验测知1个电子的电荷=1.602 1019库仑,1 moL的电子数是6.0221023,求1mol电子所带的电量,由此求出F值通常称为什么常数?简述其含义和单位(量纲)。11、为提高电解处理含氰废水处理的效率,需加入NaCl,假定暂不考虑电解对CN反应,若用10克安培电流电解NaCl，在小时内可产生Cl2多少克？12、含有1.00dm3,2mol/L的NaCl溶液,若使2A电流通过该溶液8小时,假定电解时只发生如下反应：2H2O +2NaCl+2e=H2+2NaOH+Cl2,问：(1)在25和1atm下,得到多少dm3的Cl2?(2)有百分之几的Cl 转换成OH？第八章吹 吹脱与汽提法1、试述吹脱法的基本原理。2、自然吹脱与强化吹脱有何不同?试作简要说明。3、绘制出炼油厂脱硫(H2S)的主要工艺流程图,并简要说明其工艺过程。4、简述汽提法的基本原理,推导出当处于汽一液平衡时溶解于液相中的易挥发污染物的分子分数(XA)的表达式。5、指出本章教材中P220图17-5沸点组成图中a、b、c三点；XA与YA的变化关系,根据这种关系,你能得出什么结论?6、简述吹脱法与汽提法在污水处理中的主要应用,试举例作简要说明。第九章 萃取法1、简单述影响萃取转移速率有哪些主要因素?提高传质速率主要有哪些途径?2、炼厂含酚废水Cs=2000mg/L,采用重苯作萃取剂,要求出水含酚浓度降至Cs=80mg/L,重苯再生后含酚浓度Cc=800mg/L,废水与重苯的体积比为8：7。 (1)如果重苯萃取酚的分配系数,由实验得到P226(教科书)表18-1的数据,参照P228作出x-y图,标出a、b点, 画出平衡线与操作线,求出萃取级数n,如果脉冲筛极塔效率有15,求实际萃取级数?(画图要求用坐标纸)(2)若废水量Q=9m3/h,重苯流量q=8.5m3/h，液泛流速u=45m/h，请你设计脉冲萃取塔径D=? (3)如果布水器的空间高度(H3=250mm),筛板间距=200mm,筛板设计保险系数为5块，萃取剂在分离窒留时间为20分,萃取液流速V=5m/h,求分离室塔径D=?塔高H1=?分离室高H2=?(4)求塔总高H=?第十章 吸附法1、吸附法可以去除废水中的哪几类污染物?2、试比较Langmuir吸附等温线与BET吸附等温线有何异同？为什么说BET多分子层吸附等温式包含了Langmuir等温式,它有什么条件?3、硅胶与氯化钙的干燥作用有何不同?活性炭能否当干燥剂使用?为什么? 4、石油化工含酚废水用活性炭作二级深度处理进行脱色和除酚,若废水流量为50m3/h；污染物浓度用COD表示,测得COD=30mg/L,吸附达到平衡时活性炭投加量与平衡浓度的试验结果如下：活性碳投加量(mg/L)50100150200250500平衡浓度(mg/L)18117.55.03.51.0 (1)试推求Freundlich等温式中的经验常数Kf； (2)若废水经吸附处理后回用于生产,要求其剩余浓度不超过3mg/L,求活性炭用量。5、试比较粉状和粒状活性炭的表面积分布有何不同?对吸附过程有何影响? 第十一章 离子交换法1、为什么树脂相的高浓度活动离子能同外溶液相浓度低的同号离子相交换?这种交换作用与活性炭吸附作用有何不同?2、什么叫做交联度,对树脂的性质有何影响?3、活性炭吸附柱与离子交换柱化学再生的原理有何不同?4、为什么废水处理中多采用弱性型离子交换剂?5、钠型离子交换树脂处理含钙、镁离子废水时,钙镁离子可以交换到树脂中取代钠离子；而用NaCl再生时,钠离子又能将吸附的钙、镁离子洗脱下来.试说明原因.这两种交换的推动力有何不同。7、 732型苯乙烯弱酸性阳离子交换树脂的总交换容量为4.5mol/g,湿度密度O.8g/mL,含水率50,由Na转型体积变化率7.5, (1)、求容积交换容量；(2)、处理废水时需将钠型转换为氢型,每公斤树脂需多大的工作容积?第十二章 膜分离法1、海水的含盐量为4(海水比重=1.3)，计算用反渗透法脱盐使盐水淡化,在25时最低要施多大压力?(设i=2)2、废水中含NaCN100mg/L,用反渗透法将其浓缩为500mg/L时,求其最初和最终的反渗透压各悬多少?(i=2)3、离子交换器与电渗析器都要使用到离子交换树脂,这两种废水处理装置的工作原理有何异同?简单说明。4、扩散渗析、电渗析、反渗透、超滤都是用于分离溶解态物质,分离机理都要应用一种膜,试简述这四种膜的工作原理有何不同?5、废水含盐量(NaCl)3000mg/L,今采用反渗透装置脱盐,要求淡水产量为7m3/h,出水含盐量500mg/L,计算反渗透装置参数?(1)原水的渗透压(i2)；(2)求出水水质CP=?Cd=?(已知溶质平均去除率fP=0.95)；(3)已知淡水流量Qd=7m3/h,水的回收率y=0.9，求供水流量Qg=？浓水流量QL=？6、简述反渗与超滤有何区别?7、电渗析理论析出物质的量可按下式表示：G=ItMFn(克)式中：I电流强度，安培； t通电时间,秒； n所脱除盐金属离子的化合价M物质的摩尔质量(g) F拉第常数 96500n.C/mol（n化合价；C库仑电量） 若海水(以NaCl计)淡化,采用电渗析器,14.0安培通电l小时,求析出物质的量G=?8、 如电渗析电流效率的表达式为： =FQd(C1-C2)3600nl100%（n=50）电渗析器按下表参数运行,求该电渗析器的电流效率?电流（A）安 培流 量吨时 Qd电 压（V） 伏离子浓度（mg/L）S O42C O32NaCl原水除盐水原水除盐水原水除盐水145250262961267663179、简述液膜分离的基本原理，解释无载体液膜分离机理与含流动载体液膜分离机理有何不异同?10、筒述液膜分离技术在现代分离技术中有何意义?11、试举例说明液膜分离技术在水处理中的主要应用。第十三章 生物化学转化概论习题1、水中微生物主要分哪几类?筒述各自在废水处理中的作用。2、细菌的呼吸作用有哪几种类型?根据微生物生命代谢对氧气的要求微生物可以分为哪几类?这种分类在废水处理中有何重要意义?3、细菌的生长繁殖按几何级数增长,如果设起始细菌数为B0，经t时间繁殖后细菌数为B,增长率为r, 试推导出微生物增长的微分式,并说明什么叫对数增长曲线。4、微生物增长繁殖的微分式对生物增长有何重大指导意义?如果这增长表达式用于人口增长是否适用?试求其积分式。如果我国人口增长按l987年的增长率r=1.7,试求人口翻番时同? 按此规律推算,如l991年中国人口数为11.6亿,世界人口数为53亿,同到2032年中国人口数为多少?世界人口为多少?5、如果地球陆地总面积为1495x105Km2,请你查出有关数据,求地球人口最大容量?如果中国总面积为960万平方公里(海洋面积不计),试求中国人口最大容量(理论值)?6、怎样利用细菌生长曲线来控制生物处理的运行管理?7、试区别好氧与厌氧生物处理有何不同?为什么废水常用好氧处理方法.而污泥常用厌氧处理法?8、影响生物处理的主要因素有哪些?9、你认为应该采取哪些政策或措施来控制人口?(选做)10、试简述藻类在生态系统中的功与过?第十四章 活性污泥法习题1、什么叫做活性污泥法?2、活性污泥法必须具备哪几个条件?良好的活性污泥必须具备哪些性能?3、活性污泥法处理有机废水的工艺过程中，观察原生动物的变化对判断水质变化方面具有什么意义?4、为什么活性污泥法的沉降比和污泥指数在活性污泥法运行中有着重要意义?试分析影响污泥指数的因素?5、试按污泥负荷(F/M)的变化，叙述活性污泥的净化特征?为什么在活性污泥处理过程中常在增长衰减期和内源呼吸期内运行?6、简述普通活性污泥法，完全混合法和延时曝气法各具有什么优缺点?这几种运行方式的基本区别在什么地方?画出示意图。7、什么是活性污泥负荷和曝气池溶积负荷?各用公式表达,并推出两者的关系式。8、石油加工废水进水流量100m3/h,曝气池进水BOD5为300mg/L,出水BOD5为30mg/L,混合液污泥浓度4g/L曝气池曝气区有效容积为330m3求该处理站的活性污泥负荷和曝气池容积负荷?9、取活性污泥曝气池混合液500mL,盛于500mL的量筒内,半小时后的沉淀污泥量为150mL,试计算活性污泥的沉降比,曝气池中的污泥浓度为3000mg/L，求污泥指数,根据计算结果,你认为该曝气池运行是否正常?10、普通(标准)活性污泥系统由哪几都分组成?各组成都分的基本作用是什么?11、为什么会出现污泥膨胀?应如何防止?12、写出曝气池中氧转移实际溶于污水的氧转移速率的表达式,它与曝气设备的供氧速率恰好满足微生物的需氧速率表达式有何不同(稳定状态)?试解释之。13、推导出在稳定状态下,aKLa(T)、Ro、No关系式并解释各项所代表的含义。 14.活性污泥设计程序是先根据试验确定设计参数,经试验测得：(1)曝气池污泥负荷Ls=0.5Kg(BOD5)/KgMLSSday；(2)MLSS=500mg/L；(3)回流比r=Qr/Q=4；(4)沉淀时间为2小时；(5)沉淀区上升流速u=0.25mm/s；(6)设计处理水量Q=500m3/h；(7)处理水质(进水)BOD5=250mg/L；(8)初沉池BOD5去除率30；(9)计划设计4个曝气池来完成曝气,计算曝气池主要尺寸(设池深H4m)：曝气区总容积V；淀区总面积F及沉淀区总容积V1；曝气区直径D1与曝气池直径D；导流区面积A3；曝气筒直径D2(设导流区流速为10mm/s)；设池底直径是曝气池表面直径的0.6,求曝气池池底直径D3(参见张希衡编P119图)。15、为什么过量的活性污泥(回流比过大)对处理效果起不利影响?(参见高适耀编（下册）水污染控制P183回流污泥率)第十五章 生物膜法习题l、试比较生物膜法与活性污泥法的优缺点?2、试根据生物膜结构分析生物膜法净化水的过程,画出动态平衡图示。3、简述水力负荷qF、有机物负荷N、有机物去除率E三项指标对生物滤池设计、运转的实际意义,并用公式表示它们之间的关系。4、生物滤池的构造由哪几部分组成?简述它们的功能和应满足的要求?5、为什么要采用回流?回流时相应的q、N、E如何计算?6、试用有机物降解动力学原理推导出生物滤池基本数学模式。7、试述各种生物膜法处理构筑物的基本构造及功能。8、塔式生物滤池和生物转盘提高处理效率的关键何在?9、影响生物滤池与生物转盘的处理效率的因素有哪些?10、已知生物滤池滤料体积W=600m3,