污水处理曝气系统设计计算试卷及答案

污水处理曝气系统设计计算试卷及答案考试时长：120分钟满分：100分考核对象：环境工程专业学生、污水处理行业从业者题型分值分布：-判断题（20分）-单选题（20分）-多选题（20分）-案例分析（18分）-论述题（22分）总分：100分---一、判断题（每题2分，共20分）请判断下列说法的正误。1.曝气系统的主要目的是为活性污泥提供充足的溶解氧。2.微孔曝气器的氧转移效率通常高于大气泡曝气器。3.氧转移效率（OTE）是指单位时间内通过曝气系统传递到水体中的氧气量。4.水深越大，曝气系统的设计气水比会降低。5.空气扩散器的堵塞主要是由水中悬浮物引起的。6.氧饱和度是指水中溶解氧的实际浓度与溶解氧饱和浓度的比值。7.曝气系统的能耗主要取决于曝气器的类型和安装方式。8.水力停留时间（HRT）与曝气系统的设计无关。9.曝气系统的设计需要考虑污泥龄（SRT）的影响。10.曝气系统的维护频率与曝气器的孔径大小无关。二、单选题（每题2分，共20分）请选择最符合题意的选项。1.以下哪种曝气器氧转移效率最高？（）A.大气泡扩散器B.中气泡扩散器C.微孔曝气器D.线状曝气器2.曝气系统设计时，气水比一般取值为？（）A.5:1B.10:1C.15:1D.20:13.氧饱和度在标准温度（25℃）下约为？（）A.6mg/LB.8mg/LC.10mg/LD.12mg/L4.曝气系统堵塞的主要原因是？（）A.气体流量过大B.水中悬浮物过多C.曝气器孔径过大D.氧转移效率过高5.曝气系统设计时，水深一般取值为？（）A.1-2mB.2-4mC.4-6mD.6-8m6.以下哪种曝气方式能耗最低？（）A.鼓风曝气B.机械曝气C.空气扩散曝气D.水力曝气7.曝气系统设计时，污泥浓度（MLSS）一般取值为？（）A.1000mg/LB.2000mg/LC.3000mg/LD.4000mg/L8.曝气系统设计时，水力停留时间一般取值为？（）A.4-6hB.6-8hC.8-10hD.10-12h9.曝气系统设计时，溶解氧浓度一般控制在？（）A.2mg/LB.4mg/LC.6mg/LD.8mg/L10.曝气系统设计时，空气扩散器的安装间距一般取值为？（）A.0.2-0.3mB.0.3-0.5mC.0.5-0.8mD.0.8-1.0m三、多选题（每题2分，共20分）请选择所有符合题意的选项。1.曝气系统设计时需要考虑的因素包括？（）A.氧转移效率B.能耗C.水力停留时间D.污泥浓度E.氧饱和度2.曝气器的类型包括？（）A.微孔曝气器B.中气泡扩散器C.大气泡扩散器D.线状曝气器E.管状曝气器3.曝气系统堵塞的预防措施包括？（）A.定期清洗曝气器B.控制气体流量C.使用过滤后的空气D.增加曝气器孔径E.提高污泥浓度4.曝气系统设计时，氧转移效率的影响因素包括？（）A.气体流量B.水深C.曝气器类型D.水温E.水中悬浮物5.曝气系统设计时，能耗的影响因素包括？（）A.气体流量B.水深C.曝气器类型D.水温E.水力停留时间6.曝气系统设计时，溶解氧浓度的影响因素包括？（）A.氧转移效率B.水力停留时间C.污泥浓度D.水温E.氧饱和度7.曝气系统设计时，水力停留时间的影响因素包括？（）A.污水流量B.曝气器类型C.污泥浓度D.氧转移效率E.氧饱和度8.曝气系统设计时，污泥浓度的影响因素包括？（）A.污水流量B.曝气器类型C.水力停留时间D.氧转移效率E.氧饱和度9.曝气系统设计时，氧饱和度的影响因素包括？（）A.水温B.水深C.氧转移效率D.污泥浓度E.水力停留时间10.曝气系统设计时，能耗的降低措施包括？（）A.使用高效曝气器B.优化气体流量C.增加水深D.提高污泥浓度E.使用过滤后的空气四、案例分析（每题6分，共18分）1.案例背景：某污水处理厂设计处理水量为2000m³/h，采用微孔曝气系统，曝气池水深为3.5m，水温为20℃，污泥浓度为2500mg/L，设计要求溶解氧浓度为6mg/L。请计算该曝气系统的氧转移效率（OTE）和所需空气流量。2.案例背景：某污水处理厂采用中气泡扩散器曝气系统，曝气池水深为4m，水温为25℃，污泥浓度为3000mg/L，设计要求溶解氧浓度为8mg/L。已知该曝气系统的氧转移效率为2.5kgO₂/kWh，能耗为0.15kWh/m³。请计算该曝气系统的能耗和所需空气流量。3.案例背景：某污水处理厂采用线状曝气器曝气系统，曝气池水深为3m，水温为30℃，污泥浓度为2000mg/L，设计要求溶解氧浓度为7mg/L。已知该曝气系统的氧转移效率为3.0kgO₂/kWh，能耗为0.12kWh/m³。请计算该曝气系统的能耗和所需空气流量。五、论述题（每题11分，共22分）1.请论述曝气系统设计时，氧转移效率（OTE）的影响因素及其对污水处理效果的影响。2.请论述曝气系统设计时，能耗的影响因素及其降低能耗的措施。---标准答案及解析一、判断题1.√2.√3.×（氧转移效率是指单位时间内通过曝气系统传递到水体中的氧气量与理论传递量的比值）4.×（水深越大，曝气系统的设计气水比会提高）5.√6.√7.√8.×（水力停留时间与曝气系统的设计密切相关）9.√10.×（曝气系统设计时，维护频率与曝气器的孔径大小有关）二、单选题1.C2.B3.C4.B5.B6.B7.B8.B9.D10.B三、多选题1.A,B,C,D,E2.A,B,C,D,E3.A,B,C4.A,B,C,D,E5.A,B,C,D,E6.A,B,C,D,E7.A,B,C,D,E8.A,B,C,D,E9.A,B,C,D,E10.A,B,E四、案例分析1.计算步骤：-氧转移效率（OTE）计算公式：OTE=(实际传递氧量/理论传递氧量)×100%-理论传递氧量计算公式：理论传递氧量=水量×溶解氧浓度差-实际传递氧量计算公式：实际传递氧量=水量×氧转移效率×氧饱和度-氧饱和度计算公式：氧饱和度=14.6-0.4×水温-计算步骤：1.氧饱和度=14.6-0.4×20=10.6mg/L2.理论传递氧量=2000m³/h×(6-10.6)mg/L=-5520kg/h3.实际传递氧量=2000m³/h×6mg/L=12000kg/h4.OTE=(12000/5520)×100%≈217.6%5.所需空气流量=实际传递氧量/氧转移效率=12000kg/h/217.6%≈5520m³/h2.计算步骤：-氧转移效率（OTE）计算公式：OTE=(实际传递氧量/理论传递氧量)×100%-理论传递氧量计算公式：理论传递氧量=水量×溶解氧浓度差-实际传递氧量计算公式：实际传递氧量=水量×氧转移效率×氧饱和度-氧饱和度计算公式：氧饱和度=14.6-0.4×25=10.1mg/L-计算步骤：1.氧饱和度=14.6-0.4×25=10.1mg/L2.理论传递氧量=2000m³/h×(8-10.1)mg/L=-2040kg/h3.实际传递氧量=2000m³/h×8mg/L=16000kg/h4.OTE=(16000/2040)×100%≈784.8%5.所需空气流量=实际传递氧量/氧转移效率=16000kg/h/784.8%≈2040m³/h6.能耗=0.15kWh/m³×2000m³/h=300kWh/h3.计算步骤：-氧转移效率（OTE）计算公式：OTE=(实际传递氧量/理论传递氧量)×100%-理论传递氧量计算公式：理论传递氧量=水量×溶解氧浓度差-实际传递氧量计算公式：实际传递氧量=水量×氧转移效率×氧饱和度-氧饱和度计算公式：氧饱和度=14.6-0.4×30=9.8mg/L-计算步骤：1.氧饱和度=14.6-0.4×30=9.8mg/L2.理论传递氧量=2000m³/h×(7-9.8)mg/L=-2540kg/h3.实际传递氧量=2000m³/h×7mg/L=14000kg/h4.OTE=(14000/2540)×100%≈551.0%5.所需空气流量=实际传递氧量/氧转移效率=14000kg/h/551.0%≈2540m³/h6.能耗=0.12kWh/m³×2000m³/h=240kWh/h五、论述题1.氧转移效率（OTE）的影响因素及其对污水处理效果的影响：-影响因素：1.气体流量：气体流量越大，氧转移效率越高，但超过一定值后效率会下降。2.水深：水深越大，氧转移效率越低。3.曝气器类型：微孔曝气器氧转移效率最高，大气泡扩散器最低。4.水温：水温越高，氧饱和度越低，氧转移效率越高。5.水中悬浮物：水中悬浮物越多，氧转移效率越低。-对污水处理效果的影响：1.氧转移效率越高，活性污泥获得的溶解氧越多，污水处理效果越好。2.氧转移效