环工81301王建新130009122

1、环境工程实验综合考核题 （环工81301班适用）一、实验设计及数据处理（共50分）1. 某水厂突发事件应急预案中需要对粉末活性炭用量进行优选。根据经验，活性炭投加量为10-25mg/L，只允许进行四次优选且投加量为整数，实验结果：比好，比好，比好，作为粉末活性炭用量最佳点。写出优选步骤及确定粉末活性炭用量。（本题5分）（第五组）解：由题意得，活性炭的投加量为1025mg/L第一点投加量：X1=10+0.618×(25-10)=19.0mg/L第二点投加量：X2=10+0.382×(25-10)=16.0mg/L由实验结果知：比好，则舍去19.025mg/L的部分。第三点投加

2、量：X3=10+0.382×(19.0-10)=13.0mg/L根据比好，所以舍去16.019.0mg/L部分第四点投加量：X4=10+0.382×(16.0-10)=12.0mg/L由实验结果知：比好，所以第三点的投加量X3留下，且第三点为粉末活性炭用量的最佳点。则粉末活性炭的用量为:X3=13.0mg/L。2. 在生化实验中，生化处理系统运行稳定后测定各项指标。连续15天对污泥浓度的测定值如下表所示，判断测试数据中是否有离群数据。（本题5分）nXnXnX备注1297962639112626表中22为学号的最后两位数2332273108123576327658267213

3、3469435069296014270652748103222152822 解：nx平均值xi-x（xi-x）2129793008-2984123322300831498596327653008-24359049435063008498248004527483008-26067600626393008-36913616173108300810010000826723008-336112896929603008-4823041032223008214457961126263008-382145924123576300856832262413346930084612125211427063008-

4、302912041528223008-18634596平均值3008标准差325.38极限误差976.142031.8639843. 为了解制革废水物理化学处理的控制条件，对其加药混凝沉淀影响进行实验。选因素、水平如下表： 因 素水平A加药体积 (mL)B加药浓度 (mg/L)C反应时间 (min)12315951015204060问：(1) 试排出实验方案。(2) 假设进行了9次实验，测得出水浊度 (NTU)分别为1.122、1.119、1.124、1.021、0.979、1.226、0.938、0.990、0.722，悬浮物（SS）去除效率（%）分别为72、73、80、71、62、79、6

5、2、69、62。试分析实验结果，并找出制革废水进行混凝沉淀处理时其控制条件的较佳值组合。（本题15分）解：（1）排出实验方案列号 试验号A加药体积(mL)B加药浓度(mg/L)C反应时间（min）111121223133421252236231731383219332这九个实验代表了全部27个实验。（2）实验号因素评价指标（水浊度）XSS去除效率%YABC115201.122722110401.11973 3115601.12480 455401.02171 5510600.979 62 6515201.226 79 795600.938 628910200.99069 9915400.722

6、62指标因素 K值XAXBXCY%AY%BY%CK13.3653.0813.338225205220K23.2263.0882.862212204206K32.653.0723.041193221204K1平均1.1221.0271.1137568.3373.33K2平均1.0751.0290.95470.676868.67K3平均0.881.0241.01464.3373.6768R0.2420.0050.15910.675.675.334. SBR生化实验结果如下表所示，利用方差分析法，判断污泥负荷对出水水质有无显著影响。进行回归分析，求污泥负荷（0.25kg/kg.d）与出水有机物浓度B

7、OD(mg/L)的关系式。（本题25分）序号污泥负荷123456780.1511.912.212.312.211.811.912.212.20.2516.316.215.715.216.416.316.215.90.3521.521.221.722.021.221.922.221.7(表中X为学号的最后两位数的前一位，Y为学号的最后两位数的后一位)解：污泥负荷出水水质序号A1=0.15A2=0.25A3=0.35111.916.321.5212.216.221.2312.315.721.7412.215.222.0511.816.421.2611.916.321.9712.216.222.28

8、12.215.921.7 96.7128.2173.4398.3 ()²9350.8916435.2430067.5655853.69 ²1169.112055.563759.366984.03方差来源离差平方和自由度均方F污泥SA371.592185.7961681.41误差SE2.32210.1105总和ST371.5323（1） 统计量：P=1/n()²=1/24*398.3²=6610.12 Q=1/8*55853.69=6981.71 W=6984.03（2） 离差平方和：SA=Q-P=371.59 SE=W-Q=2.32（3） 自由度计算：f

9、t=24-1=23 fa=3-1=2 fe=3*（8-1）=23 （4）F值计算：SA平均/SE平均=1681.41查表的=3.47，F=1681.41>,所以95%的置信度F污泥负荷对实验成果有显著影响，是一重要因素。污泥负荷0.150.250.35BOD浓度12.087516.02521.675二、综合实验（共50分）1. 欲对一类工业废水进行加药沉淀实验室小试（主要考察最佳pH值、混凝剂选型、加药量、反应沉淀水力条件等），试参照本学期所做的混凝实验过程，编写出主要实验步骤及实验操作过程。（本题15分）答：实验步骤及实验操作过程： a.熟悉搅拌机、浊度仪的使用。 b.测原水水温，浊度

10、，pH值 c.用1000mL量筒量取水样至12只1000mL烧杯中。设计最小加药量和最大加药量，利用均分法确定第一组实验水样的混凝剂投加量。 d.设定搅拌机运行程序，快速（如300r/min）运转30s，达到充分混合的目的，中速运转（如120r/min）搅拌5min，慢速（如80r/min）搅拌10min。 f.将第一组水样置于搅拌机中。 g.用移液管分别移取计算投药量至加药试管中。 h.启动搅拌机运行程序，用洗瓶向加药试管中注入23mL清水进行洗涤，并将洗涤水倒入反应烧杯内。 i.搅拌过程中，注意观察并记录实验现象。搅拌过程结束后，静沉10min，并观察记录反应沉淀的过程。与此同时，再将第二

11、组水样置于搅拌机下。 j.第一组静沉10min后用注射器每次吸取水样杯中上清液约100mL（够浊度仪、pH计测定即可），置于洗净的200mL烧杯中，测浊度及pH并记入表中。2. 某类废水进行了沉淀试验，得到残余颗粒比例与沉降速度间的关系曲线如图所示，作去除率-沉速（-u）关系曲线。（本题15分，全部）解：如图所示3.高等院校拥有多种类型的实验室，特别是理、工、农、医、药学院的实验室在教学和科研中产生废气、废水、废渣、噪声、射线、等环境污染，不仅给社会环境造成危害，而且还会影响实验室的学习和工作环境，影响实验和科研的质量与效果，损害实验室科研人员的身体健康。某大学综合实验楼共八层，占地面积150

12、00m2，拥有化学、微生物、环境科学与工程等五大类34个实验室，学校拟对实验室排放废水进行处理。根据现场调查，各实验室排放的综合污（废）水水质的情况大致如下。主要污染物种类污（废）水排放量酸碱废水及重金属废水（pH2-13、Hg、Cl-、SO42-、PO4+、Cu2+、Pb2+、Ag+、Zn2+、NH4+等离子）有机废水（CODCr=500-2000mg/L、NH3-N=5-40mg/L）30T/d20T/d根据上述资料试拟定一个实验方案以帮助确定废水处理工艺。给出实验装置简图，列出主要的仪器设备，简述实验操作过程。（本题20分，全部）答：该大学废水类型主要有有机废水和重金属废水以及酸碱废水。

13、（1）、酸碱废水处理采用投药中和法，中和剂采用石灰、电石渣、碳酸钠或氢氧化钠等。石灰来源广泛，价格低廉，采用较多。投药中和法对化学成分不同的含酸废水，采用不同的处理工艺流程。流程：酸碱废水 中和曝气池 提升泵 一级中和池 絮凝反应室 沉淀池 汇入生活污水调节池 设施：废水调节池(其容积一般为贮存23h废水量)、药剂制备与自控投配设施、设机械搅拌装置的中和反应槽、混凝一沉淀池、污泥浓缩与泥渣脱水设施等。再生液储槽（2）、重金属废水处理（采用离子交换法）废水 砂率器 集水池 离子交换器 RH ROH 洗脱液罐 集液池由于重金属废水中的重金属大多以离子状态存在，所以用离子交换法处理能有效地除去和回收

14、废水中的重金属。采用微波辐射促进化学反应技术，引用氧化还原引发体系，可在纤维素上接枝丙烯酸/丙烯酰胺来合成具有特定功能的吸附树脂。研究表明:在最佳的合成工艺条件下，树脂对Cu2+的吸附率为99.2%，吸附容量为49.6 mg/g,用8%NH3H2O作为淋洗液对树脂洗脱再生，洗脱率在85%以上。大昂吸附树脂重复使用7次时，对重金属离子的吸附率仍可保持在90%以上,具有良好的再生使用寿命。超级吸水树脂 SAPC 也可以脱除废水中的重金属离子，SAPC对Cr3+，Co2+离子的富集能力强，对Hg2+，Pb2+，Ni2+富集能力次之。（3）、有机废水处理因为处理要求是CODCr=500-2000mg/

15、L、NH3-N=5-40mg/L，所以采用AB法处理进水旋流沉砂池 提升泵房粗格栅/进水间细格栅/配水井吸附池中间沉淀池曝气池 回流污泥 回流污泥出水二沉池实验设备：粗格栅细格栅，旋流沉沙池，吸附池，曝气池，活性污泥。工作机理：1： 开放式系统原理AB工艺中不设初沉池，从而使污水中的微生物在A段得到充分利用，并连续不断的更新，使A段形成一个开放性的、不断由原污水中生物补充的生物动态系统。2： 微生物的生物相及其特性A段内微生物活性强、世代期短、具有很强的吸附能力。当A段以兼氧的方式运行时，由于供氧较低，高活性微生物为了满足自身代谢能量的要求，被迫对在好氧条件下不易分解的有机