水污染控制工程习题及答案

水污染控制工程习题及答案一、水质指标与标准1.单项选择（1）下列哪一项不是《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中Ⅲ类水体的限值指标？A.高锰酸盐指数≤6mg/LB.五日生化需氧量≤4mg/LC.总磷（以P计）≤0.2mg/LD.石油类≤0.05mg/L答案：B（Ⅲ类BOD5限值为≤4mg/L，但题目问“不是”，故选B）（2）某废水CODCr=280mg/L，BOD5=110mg/L，其B/C值约为A.0.25B.0.39C.0.45D.0.52答案：B（3）采用快速消解分光光度法测定COD时，加入硫酸银的主要作用是A.催化剂B.掩蔽剂C.氧化剂D.还原剂答案：A2.多项选择（4）下列属于《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962—2015）A级限值的有A.pH6.5–9.5B.氨氮≤45mg/LC.总氮≤70mg/LD.总磷≤8mg/L答案：A、B、C3.计算题（5）某河流流量Q=3.2m³/s，背景COD=12mg/L；一排污口排放量q=0.8m³/s，COD=180mg/L。若排污口下游完全混合，求混合后COD浓度。解：C=(Q·C0+q·Ce)/(Q+q)=(3.2×12+0.8×180)/4.0=48mg/L答案：48mg/L4.简答题（6）说明高锰酸盐指数与CODCr在测定原理上的差异，并指出何种废水两者差值较大。答案：高锰酸盐指数在酸性条件下以KMnO4氧化，氧化率较低，适用于较清洁水体；CODCr以K2Cr2O7为氧化剂，Ag2SO4催化，氧化率高，适用于各种废水。对含大量难降解有机物（如染料、农药）的废水，CODCr显著高于高锰酸盐指数。二、物理处理单元1.格栅（7）某城市污水厂设计流量60000m³/d，采用两道细格栅，栅隙b=6mm，栅前水深h=0.8m，过栅流速v=0.9m/s，栅条宽度s=10mm，安装倾角α=60°。求单栅宽度。解：栅隙数n=Q/(b·v·h·sinα)=60000/(86400×0.006×0.9×0.8×0.866)=208栅宽B=(n1)(b+s)+s=207×0.016+0.01=3.32m答案：3.32m2.沉砂池（8）说明曝气沉砂池相比平流沉砂池的两条优点。答案：①旋流剪切可剥离砂粒表面有机物，使沉砂更洁净；②预曝气可减轻后续构筑物臭气。3.沉淀池（9）某二沉池表面负荷q=0.75m³/(m²·h)，MLSS=3500mg/L，SVI=120mL/g。判断是否发生污泥膨胀。解：SVI=120<150，未膨胀。答案：未膨胀（10）已知初沉池进水SS=220mg/L，出水SS=80mg/L，流量25000m³/d，排泥含水率96%，求每日湿污泥体积。解：干泥量=25000×(0.220.08)/1000=3.5t/d湿泥量=3.5/(10.96)=87.5m³/d答案：87.5m³/d三、生物处理基础1.微生物生长曲线（11）指出活性污泥系统通常控制在生长曲线的哪一阶段，并说明理由。答案：减速增长期末端（稳定期），因此时污泥沉降性好、有机物去除率高、需氧量相对平稳。2.计算题（12）某完全混合曝气池V=8000m³，Q=40000m³/d，Y=0.6gVSS/gBOD5，Kd=0.06d⁻¹，进水BOD5=180mg/L，出水BOD5=20mg/L。求每日剩余污泥量（以VSS计）。解：ΔX=YQ(S0Se)KdXVX取3000mg/LΔX=0.6×40000×0.160.06×3000×8000/1000=38401440=2400kgVSS/d答案：2400kgVSS/d3.判断题（13）硝化菌为专性好氧菌，其最大比增长速率μmax随温度升高而增大，直到35℃后下降。答案：正确四、活性污泥工艺1.设计计算（14）采用传统推流式曝气池，要求出水NH4+N≤5mg/L，冬季最低水温12℃，查表得硝化菌μmax=0.35d⁻¹，KN=0.5mg/L，安全系数SF=2.5。求最小污泥龄θc。解：1/θc=μmax·NH4+/(KN+NH4+)=0.35×5/(0.5+5)=0.318d⁻¹θc=SF/0.318=7.86d答案：7.9d2.运行调控（15）某厂污泥龄偏高导致污泥松散，SV30=92%，简述两条调控措施。答案：①加大剩余污泥排泥量，缩短θc；②适当降低曝气池DO至1.5mg/L，抑制丝状菌过度增殖。3.案例分析（16）某A/O工艺脱氮，回流比R=200%，内回流r=400%，进水TN=50mg/L，出水TN=8mg/L。若系统无外加碳源，求最大理论去除率，并指出限制因素。解：η=(r+R)/(1+r+R)=600/701=85.6%剩余TN=50×(10.856)=7.2mg/L≈8mg/L限制因素：碳源不足，导致反硝化速率受限于BOD/TN<4。五、生物膜法1.生物滤池（17）某高负荷生物滤池，填料比表面积120m²/m³，滤床高2.5m，水力负荷q=18m³/(m²·d)，有机负荷Fw=1.2kgBOD5/(m³·d)。求进水BOD5浓度。解：Fw=q·Cin/H⇒Cin=Fw·H/q=1.2×2.5/18=0.167kg/m³=167mg/L答案：167mg/L2.MBBR（18）指出MBBR相比活性污泥的两条优势及一条劣势。答案：优势：①无需污泥回流，占地小；②耐冲击负荷强。劣势：填料费用高，需防流失格栅。六、脱氮除磷1.填空题（19）EBPR（强化生物除磷）工艺中，聚磷菌在__厌氧__段释放磷，在__好氧__段超量吸收磷。2.计算题（20）某SBR单周期进水400m³，进水PO4³⁻P=6mg/L，排水PO4³⁻P=0.5mg/L，若每周期排泥含磷率（P/VSS）为0.06gP/gVSS，求每周期需排除多少公斤VSS才能维持磷平衡。解：除磷量=400×(60.5)/1000=2.2kgPVSS=2.2/0.06=36.7kg答案：36.7kgVSS3.简答题（21）解释“反硝化除磷”原理，并给出适用水质条件。答案：反硝化聚磷菌(DPAOs)利用NO3⁻N作为电子受体，在缺氧条件下同步吸磷并脱氮，节省碳源。适用条件：进水BOD/TN较低（2.5–3.5），且NO3⁻N回流充足。七、化学与物理化学处理1.混凝（22）某造纸废水Zeta电位=28mV，投加PAC后最佳投药量时Zeta电位=5mV，说明继续加大PAC会出现何种现象并解释。答案：再稳现象，胶体电荷反转成正电，重新稳定，浊度上升。2.计算题（23）含氟废水F⁻=8mg/L，流量500m³/d，采用Ca(OH)2沉淀，Ksp(CaF2)=3.9×10⁻¹¹，求理论需投加Ca(OH)2量（kg/d），并校核出水残余F⁻。解：[Ca²⁺]=Ksp/[F⁻]²=3.9×10⁻¹¹/(1.05×10⁻⁴)²=3.54×10⁻³mol/L需Ca²⁺量=3.54×10⁻³×500×40=70.8kg/dCa(OH)2分子量74，投量=70.8×74/40=131kg/d残余F⁻=2×√(Ksp/[Ca²⁺])=2×√(3.9×10⁻¹¹/3.54×10⁻³)=0.21mg/L答案：投加131kg/d，残余0.21mg/L3.吸附（24）某活性炭床吸附苯酚，Freundlich模型q=0.25C^0.35，进水苯酚50mg/L，要求出水≤2mg/L，炭床密度450kg/m³，空床接触时间30min，求每m³炭床每日处理水量。解：q0=0.25×50^0.35=1.04mg/gqe=0.25×2^0.35=0.32mg/gΔq=0.72mg/g=0.72kg/t每m³炭质量=450kg，可吸附量=450×0.72=324g每日去除量=Q(502)/1000=0.048QkgQ=324/0.048=6750m³/d答案：6750m³/d八、污泥处理与处置1.浓缩（25）某厂剩余污泥2400kgDS/d，固体通量G=25kgDS/(m²·d)，重力浓缩后含水率由99.2%降至97%，求浓缩池面积及每日湿泥体积变化。解：面积A=2400/25=96m²原湿泥量=2400/(10.992)=300m³/d后湿泥量=2400/(10.97)=80m³/d答案：面积96m²，体积由300减至80m³/d2.消化（26）中温厌氧消化35℃，污泥有机分75%，降解率40%，产气率0.9m³/kgVSdestroyed，求每kgDS产气量。解：VS=0.75kgVS/kgDS降解VS=0.75×0.4=0.3kg产气=0.3×0.9=0.27m³答案：0.27m³/kgDS3.脱水（27）带式压滤机投加PAM3kg/tDS，处理量30tDS/d，带宽2.5m，比负荷250kgDS/(m·h)，求每日需运行小时数。解：需带宽负荷=30000/2.5=12000kg/(m·d)运行时间=12000/250=48h，即两班连续运行答案：48h九、工业废水处理专题1.印染废水（28）某活性染料废水COD=1350mg/L，BOD5=180mg/L，B/C=0.13，提出两条提高可生化性的技术路线并给出理由。答案：①Fenton氧化：产生·OH破坏偶氮键，提高B/C至0.35；②铁碳微电解+曝气，通过原电池反应断链，并降低色度。2.制药废水（29）高含盐头孢废水Cl⁻=12000mg/L，说明对厌氧消化的抑制阈值及两条缓解措施。答案：Cl⁻>10000mg/L抑制甲烷菌；措施：①稀释或反渗透预脱盐；②投加K+、Mg²+拮抗离子。3.计算题（30）某电镀废水Cr(VI)=28mg/L，流量120m³/d，采用焦亚硫酸钠还原，反应摩尔比Na2S2O5:Cr(VI)=1.2:1，求理论药剂量（kg/d）。解：n(Cr)=28×120/52000=0.0646kmol/dn(Na2S2O5)=1.2×0.0646=0.0775kmol分子量190，投量=0.0775×190=14.7kg/d答案：14.7kg/d十、再生水与高级氧化1.填空题（31）臭氧生物活性炭联用工艺中，臭氧主要起__部分氧化/消毒__作用，BAC主要起__生物降解/吸附__作用。2.设计题（32）某城市污水厂出水COD=50mg/L，NH4+N=2mg/L，