水质工程学2(水污染控制工程)2010-2011A卷试题及答案

本试卷共3页，此页为A卷第1页（注：参加重修考试者请在重修标识框内打钩）中原工学院2010～2011学年第2学期给水排水工程专业水处理工程学课程期末试卷题号一二三四五六七八九十总分一、名词解释（每小题3分，共15分）1、COD2、BOD3、污泥负荷4、污泥体积指数5、污泥龄二、选择题（每小题2分，共20分）1、TOD是指（）A.总需氧量B.生化需氧量C.化学需氧量D.总有机碳含量2、颗粒在沉砂池中的沉淀属于（）A.自由沉淀B.絮凝沉淀C.拥挤沉淀D.压缩沉淀3、不属于平流式沉淀池进水装置的是（）A.横向潜孔B.竖向潜孔C.穿孔墙D.三角堰4、不属于胶体稳定的原因的是（）A.漫射B.布朗运动C.带电D.水化膜5、下列说法不正确的是（）A.好氧生物处理废水系统中，异养菌以有机化合物为碳源B.好氧生物处理废水系统中，自养菌以无机碳为碳源C.好氧生物处理废水系统中，异养菌的代谢过程存在内源呼吸D.好氧生物处理废水系统中，自养菌的代谢过程不存在内源呼吸6、某工业废水的BOD5/COD=0.5，初步判断它的可生化性为（）A.较好B.差C.较难D.不宜7、关于污泥体积指数，正确的是（）A.SVI高，活性污泥沉降性能好；B.SVI低，活性污泥沉降性能好C.SVI过高，污泥细小而紧密；D.SVI过低，污泥会发生膨胀A卷班级姓名学号………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………本试卷共3页，此页为A卷第2页8、厌氧消化中的产甲烷菌是（）A.厌氧菌B.好氧菌C.兼性菌D.中性菌9、关于污泥龄的说法，不正确的是（）A.相当于曝气池中全部活性污泥平均更新一次所需的时间B.相当于工作着的污泥总量同每日的回流污泥量的比值C.污泥龄并不是越长越好D.污泥龄不得短于微生物的世代期10、下列废水厌氧生物处理装置不是从池底进水、池顶出水的是（）A.厌氧流化床B.UASB反应器C.厌氧滤池D.厌氧接触池三、简答题（共45分）1、何谓活性污泥法？画出其基本工艺流程并说明各处理构筑物的功能作用？（10分）2、试扼要讨论影响厌氧生物处理的因素（12分）3、简述生物脱氮的原理（8分）4、颗粒在水中的沉淀类型及其特征如何？（8分）班级姓名学号………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………本试卷共3页，此页为A卷第3页5、简述厌氧发酵的“三阶段”理论（7分）四、计算题（20分）1、某活性污泥曝气池混和液浓度MLSS＝2500mg/L。取该混和液100mL于量筒中，静置30min时测得污泥容积为30mL。求该活性污泥的SVI及含水率。（活性污泥的密度为1g/mL）（10分）2、某城市生活污水采用活性污泥法处理，废水量25000m3/d，曝气池容积V＝8000m3，进水BOD5为300mg/L，BOD5去除率为90％，曝气池混合液固体浓度3000mg/L，其中挥发性悬浮固体占75％，污泥龄为6.5d。求：污泥负荷率，每日剩余污泥量（10分）班级姓名学号………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………本试卷答案共2页，此页为第1页中原工学院2010～2011学年第2学期给水排水工程专业水处理工程学课程期末试卷标准答案（即评分标准）一、名词解释（每小题3分，共15分）1、COD：用化学方法氧化分解废水水样中有机物过程中所消耗的氧化剂量折合成氧量（O2）。（3分）2、BOD：在规定条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所需要的氧量（20℃，5d）。（3分）3、污泥负荷率：指的是单位活性污泥（微生物）量在单位时间内所能承受的有机物量。（3分）4、污泥体积指数：衡量活性污泥的沉降浓缩特性的指标，它是指曝气池混合液沉淀30min后，每单位质量干泥形成的湿泥的体积，常用单位是mL/g。（3分）5、污泥龄：是指每日新增的污泥平均停留在曝气池中的天数，也就是曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间，或工作着的活性污泥总量同每日排放的剩余污泥量的比值。（3分）二、选择题（每小题2分，共20分）1、A;2、A;3、D;4、A;5、D;6、A;7、B;8、A;9、B;10、D。三、简答题（共45分）1、何谓活性污泥法？画出其基本工艺流程并说明各处理构筑物的功能作用？（10分）答：活性污泥法即是以活性污泥为主体的生物处理方法。其基本流程为：（4分）进水123出水污泥回流污泥剩余污泥1－初次沉淀池，主要作用去除污水中的SS，并对BOD有一定的去除作用（20～30％）（2分）。2－曝气池，主要作用去除污水的有机物。（2分）3－二次沉淀池，从曝气池出来的混合液在二次沉淀池进行固液分离并对污泥进行适当的浓缩。（2分）2、试扼要讨论影响厌氧生物处理的因素（12分）答：影响厌氧消化的主要因素有：（1）温度：有中温发酵和高温发酵，高温发酵消化时间短，产气量高，杀菌灭卵效果好（2分）；（2）PH及碱度：厌氧发酵的最佳pH值应控制在6.8~7.2，低于6或高于8，厌氧效果明显变差，挥发酸的数量直接影响到PH值，故反应器内应维持足够的碱度（2分）；（3）碳氮比，适宜的碳氮比为C/N＝10～20：1（2分）；（4）有机负荷率，厌氧消化的控制速率是甲烷发酵阶段，因此过高的有机负荷可能导致有机酸的积累而不利于甲烷发酵的进行（2分）；（5）搅拌：适当搅拌是必须的，以防止形成渣泥壳和保证消化生物环境条件一致（2分）；（6）有毒物质，应控制在最大允许浓度以内（2分）。3、简述生物脱氮的机理（8分）答：生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2气体的过程。其中包括氨化、硝化和反硝化等过程（2分）。氨化作用：微生物分解有机氮化合物产生氨的过程（2分）；硝化反应是在好氧条件下，在亚硝酸菌和硝酸菌的作用下将NH4+转化为NO2-和NO3-的过程（2分）；反硝化反应是指在缺氧的条件下，反硝化菌将硝酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮(NO2-)还原为氮气的过程（2分）。4、颗粒在水中的沉淀类型及其特征如何？（8分）答：颗粒在水中的沉淀分为四种基本类型：（1）自由沉淀：颗粒在沉淀过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰，各自独立地完成沉淀过程（2分）。（2）絮凝沉淀：悬浮颗粒在沉淀过程中，颗粒之间可能互相碰撞产生絮凝作用，其尺寸、质量均会随深度的增加而增大，其沉速随深度而增加（2分）。（3）拥挤沉淀（成层沉淀）：当悬浮颗粒浓度比较大时，在下沉过程中彼此干扰，颗粒群结合成一个整体向下沉淀，形成一个清晰的泥水界面，沉淀显示为界面下沉（2分）。（4）压缩沉淀：颗粒在水中的浓度增高到颗粒互相接触、互相支撑，上层颗粒在重力作用下，挤出下层颗粒的间隙水，使污泥得到浓缩（2分）。B卷A卷本试卷答案共2页，此页为第2页5、简述厌氧发酵的“三阶段”理论（7分）答：厌氧发酵依次分为水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段、产甲烷阶段三个阶段（1分）。（1）水解发酵阶段：复杂有机物被发酵细菌分泌的水解酶（胞外酶）分解为可溶于水的简单化合物。这些简单的有机物再被产酸菌转化为乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇（2分）。（2）产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌把挥发性脂肪酸（如丙酸、丁酸和等），还有醇、酮、醛转化为乙酸和H2、CO2等（2分）。（3）产甲烷阶段：产甲烷菌将上一阶段的产物降解为CH4和CO2，也利用上一阶段产生的H2将部分CO2转化为CH4（2分）。四、计算题（10分）1、解：（1）、100mL混和液对应的污泥容积为30mL则1L混和液对应的污泥容积为300mL（1分）又1L混合液中含泥2500mg＝2.5g（2分）故SVI＝300/2.5＝120mL/g干泥（2分）（2）、1mL该活性污泥含干泥1/SVI＝1/120＝0.008g（2分）因活性污泥密度为1g/mL，故1mL活性污泥质量为1g（1分）则含水率为[（1－0.008）/1]×100%＝99.2%（2分）2、解：（1）X＝3000mg/l＝3g/lXv＝0.75X＝2.25g/l（2分）污泥负荷Ls＝L0Q/VXv＝（300×10－3×25000）/（8000×2.25）＝0.42（KgBOD5/MLSS.d）（3分）（2）剩余污泥△Xv＝VXv/θc＝2.25×8000/6.5＝2769（KgVSS/d）（3分）对应的MLSS量为2769/0.75＝3692Kg/d（2分）