北京科技大學(xué)水處理原理2011年考研真題自己總結(jié)的答案

1、1 北京科技大學(xué)2011 年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題= 試題編號： 856 試題名稱：水處理原理（共 2 頁）適用專業(yè)：環(huán)境科學(xué)與工程說明： 所有答案必須寫在答題紙上，做在試題或草稿紙上無效。= 一、解釋下列名詞（30 分，每個2 分；答案按編號寫在答題紙上，根據(jù)需要可以畫草圖表示）1、凱氏氮；在水處理領(lǐng)域，一般認為總氮=總凱氏氮+硝氮 +亞硝氮。凱氏氮=有機氮 +氨氮2、濾料的納污能力； （08/11 年）濾料層承納污染物的容量常用納污能力來表示。其含義是在保證出水水質(zhì)的條件下，在過濾周期內(nèi)單位體積濾料中能截留的污物量，以 kg/ m3或 g/cm3表示。3、過濾速度； （04/11 年）

2、濾池的過濾速度是指單位面積的濾池在單位時間內(nèi)所通過的廢水體積，單位一般為m3/(m2h)（或 m/h ） 。4、沉淀池的溢流率；單位時間內(nèi)通過單位沉淀池表面積的流量，一般稱之為表面負荷或溢流率（過流率），用 q 表示，單位為：m3/( m2?h) 或 m3/( m2?s) 。5、豎流式沉淀池； （05/11 年）豎流式沉淀池， 形狀多為圓形，但也有呈方形或多角形者，廢水從池中央下部進入，由下向上流動，沉降后的水由池面和池邊溢出。6、菌膠團；有些細菌由于其遺傳特性決定，細菌之間按一定的排列方式互相粘集在一起，被一個公共莢膜包圍形成一定形狀的細菌集團，叫做菌膠團。它是活性污泥絮體和滴濾池粘膜的主要

3、組成部分。7、污泥容積負荷；2 容積負荷（nv ）是曝氣池單位有效容積在單位時間內(nèi)所承受的bod5量，單位為kgbod5/ (m3?d) 。8、高溫厭氧消化；高溫厭氧消化指在適宜的溫度（一般為50-55 ）下進行廢水厭氧處理的工藝。9、水解；10、垂直流人工濕地；在垂直潛流系統(tǒng)中，污水由表面縱向流至床底，在縱向流的過程中污水依次經(jīng)過不同的專利介質(zhì)層，達到凈化的目的。11、膠體的穩(wěn)定性； （08/11 年）膠體顆粒保持分散的懸浮狀態(tài)的特性稱為膠體的穩(wěn)定性。12、平衡接觸角； （07/11 年）在靜止?fàn)顟B(tài)下，當(dāng)氣、液、固三相接觸時，氣液界面張力線和固液界面張力線之間的夾角（包含液相的）稱為平衡接觸

4、角，用 表示。13、加壓溶氣氣?。?（08/11 年）加壓氣浮法是在加壓情況下，將空氣溶解在廢水中達飽和狀態(tài)，然后突然減至常壓，這時溶解在水中的空氣就成了過飽和狀態(tài)，以極微小的氣泡釋放出來，乳化油和懸浮顆粒就粘附于氣泡周圍而隨其上浮，在水面上形成泡沫層，然后由刮泡器清除，使廢水得到凈化。14、吸附劑；具有吸附能力的多孔性固體物質(zhì)稱為吸附劑。15、離子交換容量； （08/11 年）交換容量是樹脂交換能力大小的標(biāo)準，可以用重量法和容積法兩種方法表示。二、填空（ 40 分，每空1 分; 答案按編號寫在答題紙上）1、 （4 分）列出廢水中四種表示固體污染物指標(biāo)：、。2、 （2 分）在線調(diào)節(jié)和離線調(diào)節(jié)的

5、主要區(qū)別是、。3、 （4 分）廢水中固體顆粒自由沉降的4 個特點是：固體顆粒不改變形狀和尺寸、不互相粘合、 各自獨立地完成沉降過程、 顆粒的沉降速度（簡稱沉速）在經(jīng)一定的沉降時間后保持不變和水是從上到下逐漸變清。4、 （3 分）uasb 反應(yīng)器為上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，污泥床反應(yīng)器內(nèi)沒有載體，是一種懸浮生長型的消化器。主要由反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)和 氣室三部分組成 。3 5、 （ 3 分）厭氧消化過程可劃分為水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和 產(chǎn)甲烷階段等三個階段。6、 （ 3 分）人工濕地處理污水主要通過、和的共同作用實現(xiàn)的。 （08/09/10/11年）7、 （ 1 分）聚合硫酸鐵的化學(xué)分子式為。8、

6、 （3 分）列出生物膜法中的三種工藝名稱生物濾池、 生物轉(zhuǎn)盤和 生物接觸氧化池。9、 （ 1分）膜分離工藝流程中，膜組件的濃縮液（即濃水）流到下一組膜組件處理，如流經(jīng)兩組膜組件，則稱為兩段 。 （03/07/09/10/11年）10、 （3 分）按水中氣泡產(chǎn)生的方法，氣浮法可分為溶氣氣浮法、布氣氣浮法和電解氣浮法三類。11、 （3 分）根據(jù)吸附劑與吸附質(zhì)之間作用力的不同，吸附可分為物理吸附、 化學(xué)吸附和離子交換吸附 三種類型。12、 （ 3 分）活性污泥的增長過程可分為對數(shù)增長期、減速增長期和內(nèi)源呼吸期三個階段。13、 （4 分）活性污泥中的微生物是由細菌、真菌、原生動物和 后生動物等多種微生

7、物群體組成的一個生態(tài)系。14、 （3 分） 列出三種不同類型污泥機械脫水設(shè)備：真空過濾機、壓濾機和 離心機、微孔擠壓脫水機等。三、簡答題（共50 分）1、 （8 分）簡述深層過濾過程反沖洗的3 種方式并比較其優(yōu)缺點。反沖洗方式： （1）高速水流反沖洗： （2）氣 - 水聯(lián)合反沖洗； （3）表面助沖加高速水流反沖洗。氣-水聯(lián)合沖洗具有下述特點：沖洗效果好；節(jié)約反沖洗水量；沖洗結(jié)束后，濾層不產(chǎn)生或不明顯產(chǎn)生上細下粗的分層現(xiàn)象；氣 -水聯(lián)合沖洗操作較為麻煩，池子和設(shè)備較復(fù)雜，需增加鼓風(fēng)機或空壓機、儲氣罐等氣沖設(shè)備。2、 （8 分）畫出廢水絮凝沉降試驗的試驗裝置并簡要說明試驗步驟，不用寫出計算公式。4

8、 具體步驟如下：1）根據(jù)廢水的性質(zhì)和希望達到的去除率估計所需的總沉降時間、沉降時間間隔和取樣的次數(shù)。2）將待測廢水?dāng)嚢杈鶆颍尤氲礁鞒两抵?，直至水從上部溢流口溢出為止，攪拌均勻并測定原始質(zhì)量濃度c0；3）攪拌均勻后開始計時，并按確定好的時間間隔從不同的沉降柱取樣口取樣，分別測定相應(yīng)的懸浮物質(zhì)量濃度c1、c2、c3。3、 （8 分）簡述升流式膨脹中和濾池的工作原理和優(yōu)缺點。工作原理： 這種中和濾池水流由下向上流動，流速高，再加上生成的co2 氣體的作用，使濾料互相碰撞摩擦，表面不斷更新，因此中和效果較好。這種濾池的構(gòu)造如圖2-17 所示。濾池分四部分，底部為進水設(shè)備，一般采用大阻力穿孔管布水；

9、進水設(shè)備上面是卵石墊層；墊層上面為石灰石濾料，濾料的分布狀態(tài)是由下向上，粒徑逐漸減??；濾料上面是緩沖層，水和濾料分離，在此區(qū)內(nèi)水流速逐漸減慢，出水由出水槽均勻匯集出流。優(yōu)點： 與普通中和濾池相比，升流式中和濾池中濾料的粒徑小，濾速高，中和效果好。在升流式中和濾池中，由于流速高， 濾料呈懸浮狀態(tài)，濾層膨脹， 類似于流化床， 濾料間不斷發(fā)生碰撞摩擦， 使沉淀難以在濾料表面形成，因而進水含酸濃度可以適當(dāng)提高，生成的 co2 氣體也容易排出，不會使濾床堵塞。此外，由于濾料粒徑小，比表面大，相應(yīng)接觸面積也大，使中和效果得到改善。升流式中和濾池要求布水均勻，因此池子直徑不能太大，并常采用大阻力配水系統(tǒng)。缺

10、點： 等速升流膨脹濾池也有缺點，主要是由于濾料是由大小不同的顆粒組成的，但在濾池中水流的速度相等，會出現(xiàn)水流速度小時大顆粒的濾料不能懸浮，流速大時小顆粒的濾料又會隨水流走的現(xiàn)象。這既浪費了濾料又使出水渾濁。4、 （8 分）請說明氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用。（ 10/11 年）5 氣浮法也稱為浮選法，主要用來處理廢水中靠自然沉降或上浮難以去除的乳化油或相對密度接近于1 的微小懸浮顆粒。氣浮法也廣泛用于處理懸浮物以有機物為主的廢水。 因為有機物為主的懸浮物顆粒密度小，沉降速度低，用沉降法處理效率低。在廢水處理中，氣浮法主要應(yīng)用于： （ a ）分離地面水中的細小懸浮物、藻類及微絮體；（ b ）回收工業(yè)

11、廢水中的有用物質(zhì)，如造紙廠廢水中的紙漿纖維及填料等； （ c ）代替二次沉淀池， 分離和濃縮剩余活性污泥，特別適用于那些易于產(chǎn)生污泥膨脹的生化處理工藝中； （ d ）分離回收含油廢水中的懸浮油和乳化油； （ e ）分離回收以分子或離子狀態(tài)存在的目的物，如表面活性物質(zhì)和金屬離子。【答這一段就行了】5、 （8 分）試根據(jù)水流方向?qū)⒐潭ù参窖b置進行分類，并分析其優(yōu)缺點。固定床根據(jù)水流方向又分為升流式和降流式兩種。降流式固定床中，水流自上而下流動，出水水質(zhì)較好，但經(jīng)過吸附后的水頭損失較大，特別是處理含懸浮物較高的廢水時，為了防止懸浮物堵塞吸附層，需定期進行反沖洗。有時還需在吸附層上部設(shè)表面沖洗設(shè)備。

12、在升流式固定床中，水流自下而上流動，當(dāng)發(fā)現(xiàn)水頭損失增大，可適當(dāng)提高水的流速，使填充層稍有膨脹（上下層不要互相混合）就可以達到自清洗的目的。升流式固定床的優(yōu)點是由于層內(nèi)水頭損失增加較慢，所以運行時間較長。其缺點是對廢水入口處吸附層的沖洗難于降流式，并且當(dāng)流量增大或操作失誤時會使吸附劑流失。6、 （5 分）簡述污泥沉降比和污泥體積指數(shù)的關(guān)系。（03/05/10/11年）（一）污泥沉降比是指曝氣池混合液在100 ml 量筒中，靜置沉降30 min 后，沉降污泥所占的體積與混合液總體積之比的百分數(shù)。所以也常稱為30 分鐘沉降比。（二）污泥體積指數(shù)也稱污泥容積指數(shù)，是指曝氣池出口處混合液經(jīng)30 min

13、靜置沉降后，沉降污泥中1 g 干污泥所占的容積的毫升數(shù)，單位為ml/g，但一般不標(biāo)出。污泥沉降比和污泥體積指數(shù)的關(guān)系可表示為：式中： x 為污泥體積質(zhì)量濃度， 單位為g/l ； svi 以百分數(shù)代入。7、 （5 分）簡述厭氧反應(yīng)的基本原理。（08/09/11年）廢水厭氧生物處理是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物和兼氧微生物的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程，也稱為厭氧消化。與好氧過6 程的根本區(qū)別在于不以分子態(tài)氧作為受氫體，而以化合態(tài)氧、碳、硫、氮等為受氫體。厭氧生物處理是一個復(fù)雜的微生物化學(xué)過程，依靠三大主要類群的細菌，即水解產(chǎn)酸細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌和產(chǎn)甲烷

14、細菌的聯(lián)合作用完成。因而粗略地將厭氧消化過程劃分為三個連續(xù)的階段，即水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。四、計算題（10 分）8、 1、 （ 5 分）某污水處理廠的設(shè)計流量4000m3/h，曝氣池混合液懸浮濃度為2kg/m3，回流污泥濃度為6kg/m3，污泥回流比為0.5 ，設(shè)兩座直徑為40m的輻流式沉淀池，試計算沉淀池的表面負荷。9、 2、 （ 5 分）欲采用活性污泥法處理某地市政污水，設(shè)計水量q=1 104 m3/d，進水有機物(bod5)濃度 s0=240mg/l，取污泥負荷率ns=0.15kgbod5/(kgmlss d)，曝氣池混合液污泥濃度x設(shè)定為 3 g/l ，有效水深h=

15、3m ，試求曝氣池的有效容積和所需面積。五、論述題（20 分）1、 （ 10 分）介紹sbr的工藝過程及各階段的作用，并給出兩種sbr 改進型的工藝名稱。（05/07/10/11年）工藝過程： 序批間歇式活性污泥法工藝由按一定時間順序間歇操作運行的反應(yīng)器組成。sbr 工藝的一個完整的操作過程，亦即每個間歇反應(yīng)器在處理廢水時的操作過程，包括如下五個階段，分別稱為進水期 （或稱充水期） 、反應(yīng)期、 沉淀期、 排水排泥期和閑置期。圖 10-38 所示為sbr 處理工藝一個運行周期內(nèi)的操作過程。sbr 的運行工況以間歇操作為主要特征。所謂序列間歇式有兩種含義：一是運行操作在空間上是按序列、間歇的方式進

16、行的，由于污水大多是連續(xù)排放且流量的波動是很大的，此時間歇反應(yīng)器至少為兩個池或多個池，如圖10-39 所示，污水連續(xù)按序列進入每個反應(yīng)期，它們運行時的相對關(guān)系是有次序的，也是間歇的； 二是每個sbr 反應(yīng)器的運行操作在時間上也是按次序排列間歇運行的，一般可按運行次序分為五個階段。sbr 污水生物處理工藝的整個處理過程實際上是在一個反應(yīng)器內(nèi)進行的。它包括了進水期、7 反應(yīng)期、沉淀期、排水排泥期和閑置期等五個操作過程。各階段的作用：（1）進水期：將原污水或經(jīng)過預(yù)處理以后的污水引入sbr 反應(yīng)器。此時反應(yīng)器中已有一定數(shù)量的滿足處理要求的活性污泥，其數(shù)量一般為sbr 反應(yīng)器容積的50左右，即充水量約為

17、反應(yīng)器容積的一半。在向反應(yīng)器充水的初期，反應(yīng)器內(nèi)液相的污染物濃度是不大的，但隨著污水的不斷投入，污染物的濃度將隨之不斷提高。（2）反應(yīng)期：反應(yīng)期是在進水期結(jié)束后或sbr 反應(yīng)器充滿水后進行曝氣，如同連續(xù)式完全混合活性污泥法一樣，對有機污染物進行生物降解。在反應(yīng)階段， 活性污泥微生物周期性地處于高濃度及低濃度有機物的環(huán)境中，反應(yīng)器也相應(yīng)地形成厭氧缺氧好氧的交替過程，使其不僅具有良好的有機物處理效能，而且具有良好的除氮脫磷效果。（3）沉淀期：和傳統(tǒng)活性污泥法處理工藝一樣，沉降過程的功能是澄清出水、濃縮污泥。在 sbr 法中澄清出水是更為主要的。該工藝中污泥的沉降過程是在相對靜止的狀態(tài)下進行的，因而

18、受外界的干擾甚小，具有沉降時間短、沉淀效率高的優(yōu)點。（4）排水排泥期：即sbr 反應(yīng)器中的混合液在經(jīng)過一定時間的沉降后，將反應(yīng)器中的上清液排出反應(yīng)器， 然后將相當(dāng)于反應(yīng)過程中生長而產(chǎn)生的污泥量排出反應(yīng)器，以保持反應(yīng)器內(nèi)一定數(shù)量的污泥。 一般而言，sbr 法反應(yīng)器中的活性污泥數(shù)量為反應(yīng)器容積的50左右。（5）閑置期的功能是在靜置無進水的條件下，使微生物通過內(nèi)源呼吸作用恢復(fù)其活性，并起到一定的反硝化作用而進行脫氮，為下一個運行周期創(chuàng)造良好的初始條件。通過閑置期后的活性污泥處于一種營養(yǎng)物的饑餓狀態(tài)，單位重量的活性污泥具有很大的吸附表面積，因而當(dāng)進入下個運行周期的進水期時，活性污泥便可充分發(fā)揮其較強的吸附能力而有效地發(fā)揮其初始去除作用。2、 （ 10 分）常用的反滲透膜組件包括哪些類型，試繪圖描述各自的結(jié)構(gòu)并分析其優(yōu)缺點及適用范圍。（ 07/11 年）常用的反滲透膜組件有板框式、管式、螺旋卷式和中空纖維式等四種。（一）板框式反滲透膜組件優(yōu)缺點：板式反滲透膜組件結(jié)構(gòu)簡單，體積比管式的小，其缺點是裝卸復(fù)雜，單位體積膜表面積小。8 （二）管式反滲透膜組件優(yōu)缺點：管式膜組件的優(yōu)點是水力條件好，安裝、清洗、維修比較方便，能耐高壓， 可以處理高粘度的原水。缺點是膜的有效面積小，裝置體積大