水污染控制工程期末考试试题附答案

《水污染控制工程》期末考试试题一、填空（每空1分，共20分）1、一般规律，对于性颗粒易与气泡粘附。2、在常温、稀溶液中，离子交换树脂对Ca2+、Cr3+、Ba2+、Na+的离子交换势高低顺序依次为。在离子交换过程中，上述离子最先泄露的是。3、反渗透膜是膜，反渗透的推动力是___，反渗透膜透过的物质是。4、根据废水中可沉物的浓度和特性不同，沉淀可分为、、、四种基本类型。5、过滤机理主要包括、、三种形式。6、加Cl2消毒时，在水中起消毒作用的物质是。7、测定废水的BOD时，有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为两个阶段，第一阶段是，第二阶段是。8、稳定塘按塘内微生物类型、供氧方式和功能来分类，主要类型有、、和。二、简答题（每小题6分，共30分）1、为什么竖流式沉淀池常作为二沉池？2、如何提高滤池的含污能力？3、简述影响混凝效果的主要因素。4、简述SBR工艺的工作原理，并说明该工艺具有哪些特点。5、简述UASB反应器中颗粒污泥的形成条件。三、论述题（共36分）1、在20℃时，亚硝化细菌的世代时间是多少天？为什么污泥龄太短的曝气池氨的硝化作用不完全。(8分)2、如何通过废水的BOD5和COD判断废水的可生化性？某工业废水水质为COD650mg/L，BOD552mg/L，问该工业废水是否适宜采用生化处理。(8分)3、在电渗析操作过程中，工作电流密度超过极限电流密度会出现什么现象，如何消除？(8分)4、某企业以废箱板为主要原料生产箱板纸，其生产过程中排放大量的废水，主要污染物为SS和COD，其水质为pH7~8、COD900~1100mg/L、SS800~1100mg/L。请制定一废水处理工艺，使处理后出水水质达到pH6.0~9.0；COD100mg/L；SS100mg/L，画出工艺流程简图，并说明各处理单元功能。(12分)四、计算题（共14分）1、某种生产废水中Fe3+浓度为2.0mg/L，要使Fe3+从水中沉淀析出，废水应维持多高的pH值？(KspFe(OH)3=3.2×10-38)（4分）2、有一工业废水，废水排放量为180m3/h，废水中悬浮物浓度较高，拟设计一座平流式沉淀池对其进行处理。沉淀池的设计参数为：停留时间1.5h、有效水深为3.0m、池宽为4.5m，请计算沉淀池的表面负荷和长度。（4分）3、拟采用活性污泥法建一座城市污水处理厂。设计参数为：设计处理水量12000m3/d，进水BOD5为200mg/L，出水BOD5为20mg/L，MLSS为3000mg/L，污泥负荷率NS为0.18kgBOD5(去除量)/kgMLSS·d，污泥表现合成系数Yobs为0.36mg/mg。试求：（1）生化曝气池的有效容积；（2）曝气池的BOD5去除效率；（3）曝气池每日的剩余污泥排放量（kg干重）。（6分）水污染控制工程试卷（A卷）一、填空题（30分每小题3分）活性污泥中微生物的增长要经过停滞期（驯化适应期、调整期）、对数增长期、静止期（平衡期）、衰老期（内源呼吸期）四个阶段。微生物的呼吸类型可分为好氧呼吸（按被氧化的底物不同又可分为异养型微生物和自养型微生物两种）以及厌氧呼吸（按受氢体不同又可分为发酵和无氧呼吸两类）。二、问答题（50分）（10分）与好氧生物处理比较，厌氧生物处理有何优缺点？答：工艺优点（1）应用范围广。好氧工艺只适用于中、低浓度和易生物降解的有机废水处理；而厌氧工艺既适用于高浓度有机废水处理，也适用于中、低浓度和难生物降解的有机废水处理。（2）能耗低。当原水BOD5达到1500mg/L时，沼气能量可以抵消消耗能量，原水有机物浓度越高，剩余能量越多。一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/10。（3）负荷高。通常好氧法的容积负荷为1～4kgBOD/m3·d，而厌氧法为2～10kgCOD/m3·d，高的可达40～50kgCOD/m3·d。（4）剩余污泥量少，且易脱水处置。剩余污泥量仅为好氧法的5～20％，且污泥稳定，易脱水，甚至可作为饲料、肥料。（5）对N、P营养元素要求低。通常只要求BOD5:N:P＝200～300：5：1，甚至在BOD5:N:P＝800：5：1时仍能正常运行。（6）可杀菌解毒。（7）可间歇运行。工艺缺点（1）厌氧微生物增殖缓慢，厌氧反应速度慢，所以厌氧设备启动和处理时间长。（2）废水处理不彻底，出水达不到排放标准，一般需再进行好氧处理。（3）厌氧处理系统操作控制因素较为复杂。（15分）简述生物法脱氮的基本原理和影响因素。答：生物脱氮机理原污水在氨化菌作用下，将污水中有机氮(OR-N)转化成氨氮(NH4-N)，与原污水中NH4-N一并，在适宜的条件下，利用亚硝化及硝化自养菌，将污水中NH4-N硝化，生成亚硝酸盐氮(NO2-N)和硝酸盐氮(NO3-N)。然后再利用原污水中BOD成分(或外加甲醇等为碳源)作为氢供体(有机碳源)进行反硝化，将亚硝酸盐氮(NO2-N)和硝酸盐氮(NO3-N)转化成N2释放到大气中，从而实现废水脱氮。影响因素（1）酸碱度：pH；（2）溶解氧：DO；（3）碳氮比：BOD5/TKN《水污染控制工程》期末考试试题标准答案一、填空（每空1分，共20分）1、疏水2、Cr3+Ba2+Ca2+Na+Na+3、半透（或分子扩散）压力差水4、自由沉淀絮凝沉淀拥挤沉淀（成层沉淀）压缩沉淀。5、机械性筛除重力沉淀接触吸附6、HClO（次氯酸）7、碳氧化阶段硝化阶段8、厌氧塘好氧塘曝气塘兼性塘二、（每小题6分，共30分）1、为什么竖流式沉淀池常作为二沉池？答：竖流沉淀池的特点是水流方向与颗粒沉淀方向相反，其截流速度与水流上升速度相等。（2分）由于二级处理为生物处理，二级处理出水中的污泥具有絮凝性，上升的小颗粒污泥和下沉的大颗粒污泥之间相互接触、碰撞而絮凝，使粒径增大，沉速加快。（2分）同时沉速等于水流上升速度的颗粒将在池中形成一悬浮层，对上升的小颗粒污泥起拦截和过滤作用，因而可使竖流沉淀池具有较高的沉降效率，适宜作为二沉池。（2分）2、如何提高滤池的含污能力？答：提高滤池含污能力的途径有：（1）提高滤料颗粒的均匀性，即增大d10、减小K80；（2分）（2）由单层滤料改为两层滤料或三层滤料；（2分）（3）改变水流方向，采用上、下双向流过滤。（2分）3、简述影响混凝效果的主要因素。答：混凝是复杂的物理化学过程，影响混凝效果因素主要包括：①浊度浊度过高或过低都不利于絮凝。（1分）②水温水温会影响无机盐类的水解。水温低，水解反应慢；水的粘度增大，布朗运动减弱，混凝效果下降。（0.5分）③pH值及碱度pH值影响胶体颗粒表面电荷及ξ电位，而且影响着混凝剂在水中的存在状态，不同的pH，混凝剂水解产物不同，所起的混凝作用各异。（1分）④水中杂质的成分性质和浓度部分杂质有利于混凝，部分杂质不利于混凝。（0.5分）⑤混凝剂（2分）A、混凝剂种类：混凝剂的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的性质及浓度。B、混凝剂投加量：投加量与水中微粒种类、性质、浓度有关。C、混凝剂的投加顺序：当使用多种混凝剂时，其最佳投药顺序可通过试验来确定。⑥水力条件水力条件对混凝剂效果有重要影响。主要的控制指标为搅拌强度和搅拌时间。（1分）4、简述SBR工艺的工作原理，并说明该工艺具有哪些特点。答：（1）工作原理：SBR工艺即间歇式活性污泥法工艺，又称序批式活性污泥法，是集有机物降解与混合液沉淀于一体的反应器。SBR的间歇运行是通过控制曝气池的运行操作来实现的，其运行操作分为5道工序，分别为：进水、反应（曝气）、沉淀、排水、闲置，这5道工序均在曝气池完成。（3分）（2）工艺特点：（3分）①SBR集有机物降解与混合液沉淀于一体，无需要回流设备，不设二沉池。②SVI值较低，污泥易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀现象。③具有较好的脱氮、除磷效果。④工艺可实现全部自动化控制，运行操作灵活，效果稳定、出水水质好。5、简述UASB反应器中颗粒污泥的形成条件。答：UASB反应器形成颗粒污泥的重要条件是：（1）控制反应器较高的污泥负荷和反应器适当的表面负荷；（2分）（2）保持适宜的pH值和碱度；（2分）（3）防止有毒物质的干扰。（2分）三、论述题（共36分）1、在20℃时，亚硝化细菌的世代时间是多少天？为什么污泥龄太短的曝气池氨的硝化作用不完全。(8分)答：（1）20℃时亚硝化细菌的世代时间3天。（2分）（2）污泥龄是指污泥在反应器中的停留时间，污泥龄=每日排放剩余污泥量反应应器内污泥，即曝气池全部活性污泥更新一次所需要的时间。（2分）在废水生化处理装置中，要使微生物充分发挥其净化作用，必须使污泥龄不能短于活性污泥中微生物的世代时间，否则曝气池中的污泥会全部流失。（2分）对于氨的硝化作用来说，硝化细菌的世代时间较长，应通过工艺调整使泥龄大于硝化细菌的世代时间，才能取得较好的硝化效果，污泥龄太短的曝气池氨的硝化作用不能进行完全。（2分）2、如何通过废水的BOD5和COD判断废水的可生化性？某工业废水水质为COD650mg/L，BOD552mg/L，问该工业废水是否适宜采用生化处理。(8分)答：（1）BOD5是指5日生化需氧量，表示在有氧的情况下，在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离态氧的数量。COD是指化学需氧量，表示在一定条件下，水中各种有机物与化学强氧化剂作用时所消耗的氧化剂的量。（2分）BOD5可间接表示废水中有机物的含量，COD表示废水中还原性物质的含量（包括有机物和无机性还原物质）。（2分）一般采用BOD5/COD的比值可以初步判断废水的可生化性：（2分）当BOD5/COD0.45时，生化性较好；当BOD5/COD0.3时，可以生化；当BOD5/COD0.3时，较难生化；当BOD5/COD0.25时，不宜生化；（2）本题给定的工业废水BOD5/COD=52/650=0.08，该工业废水不适宜采用生化处理。（2分）3、在电渗析操作过程中，工作电流密度超过极限电流密度会出现什么现象，如何消除？(8分)答：（1）在操作过程中，工作电流密度超过极限电流密度会出现浓差极化现象。（2分）（2）消除浓差极化现象的方法有：（6分）①控制操作电流密度小于极限电流密度（或使ii极）；②定期倒换电极；③增大水流速度；④定期酸洗；⑤进行预处理。（⑤可不答）4、某企业以废箱板为主要原料生产箱板纸，其生产过程中排放大量的废水，主要污染物为SS和COD，其水质为pH7~8、COD900~1100mg/L、SS800~1100mg/L。请制定一废水处理工艺，使处理后出水水质达到pH6.0~9.0；COD100mg/L；SS100mg/L，画出工艺流程简图，并说明各处理单元功能。（12分）答：（1）处理工艺：（6分）根据题中给出的造纸废水水质情况和要求达到的水质标准分析，拟采取的工艺流程如下：造纸废水→格栅→筛网→（沉淀）、调节池→混凝反应池→气浮池（沉淀池）→生化处理装置→沉淀池→出水（2）各处理单元功能（6分）①格栅：截留大的悬浮物、漂浮物②筛网：截留悬浮物，回收纸浆③沉淀、调节池：沉淀的目的是对废水中悬浮物沉淀去除，调节的目的是调节水量、均和水质。（说明：此处可不设计沉淀池）④混凝反应池：通过投加混凝剂使废水中的细小悬浮物和胶体脱稳，生成大的絮体。⑤气浮池（沉淀池）：主要目的是使絮体与废水分离。（说明：两种工艺任意选择一种均可）⑥生化处理装置：去除废水中的有机物，可以选取曝气池、生物接触氧化池等。⑦沉淀池：实现泥水的分离、污泥回流和剩余污泥的排放。四、计算题（共14分）1、某种生产废水中Fe3+浓度为2.0mg/L，要使Fe3+从水中沉淀析出，废水应维持多高的pH值？(KspFe(OH)3=3.2×10-38)（4分）解：Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓根据溶度积原理：要使Fe3+从水中沉淀析出，需使[Fe3+][OH-]3KspFe(OH)3其中：[Fe3+]=2.0×10-3/56=3.57×10-5mol/L得：[OH-]3KspNi(OH)2/[Fe3+]=3.2×10-38/3.57×10-5