華東理工大學(xué)2005(春)(水,化)試題與答題

1、2005春水污染控制試卷與答案1. A/O活性污泥法脫氮系統(tǒng)中應(yīng)控制哪些重要參數(shù)，這些重要參數(shù)如何影響硝化反硝化的作用？答：水力停留時間：硝化一般不低于6小時，反硝化停留時間2小時，硝化反硝化水力停留時間以3：1為宜。涉及的重要影響因素如下所述?；亓鞅龋≧）：內(nèi)循環(huán)回流的作用是向反硝化反應(yīng)器提供硝態(tài)氮，作為反硝化反應(yīng)的電子受體從而達到脫氮的目的。在回流比50以下時，脫氮率很低，回流比在200以下，脫氮率隨著回流比的提高而顯著上升?；亓鞅却笥?00以后，脫氮率隨著回流比的提高比較緩慢。一般回流比不宜低于200。MLSS值：反應(yīng)器內(nèi)MLSS植一般控制在3g/L以上，低于此值，脫氮效果顯著降低。污泥

2、齡（生物固體平均停留時間）應(yīng)保證在硝化反應(yīng)器內(nèi)保持足夠數(shù)量的硝化菌，因采取較長的污泥齡，一般取值在30天以上。N/MLSS負荷率：N/MLSS負荷率應(yīng)低于0.3gN（gMLSS.d）,高于此值脫氮效果急劇下降。2. 在水體中的懸浮顆粒依靠重力分離出來的的過程叫沉淀，根據(jù)懸浮顆粒的性質(zhì)，凝聚性能的強弱以及濃度的高低說出沉淀的基本類型？在具體廢水處理工程中如何運用？答：沉淀可分為四種基本類型：第一類自由沉淀，水中懸浮固體濃度不高，而且不具有凝聚的性能，在沉淀過程中固體顆粒不改變形狀，尺寸，也不互相聚合，各自獨立地完成沉淀過程。如廢水處理廠的沉砂池。第二類絮凝沉淀，水中懸浮固體濃度也不高，但具有凝聚

3、性能，在沉淀過程中互相聚合，其尺寸和質(zhì)量均隨深度而增加，其沉淀速度也隨深度而增大。如生物處理系統(tǒng)中的初沉池的后期，二沉池的初期。第三類擁擠沉淀（也稱集團、分層沉淀），水中懸浮固體的濃度提高到一定程度后，每個顆粒的沉淀都將受其周圍顆粒的干撓，速度有所降低，在清水與渾水之間形成明顯的交界面。如活性污泥二沉池后期沉淀就屬此類。第四類壓縮沉淀，懸浮物濃度很高，固體顆?；ハ嘟佑|，互相支撐，上層顆粒在重力作用下，將下層顆粒間隙中的液體擠出界面，使固體顆粒群被壓縮。如活性污泥在二沉池污泥斗和在濃縮池的濃縮屬于此類。3. 在構(gòu)建活性污泥過程數(shù)學(xué)模型時，會涉及有機碳、溶解氧、無機氮、微生物等組分。為對方程組求解

4、，需統(tǒng)一各組分的單位。目前常用的方法是用COD（單位：mg/L）表示各組分的濃度：（1）有機碳以COD表示；（2）溶解氧以COD表示，數(shù)值為負的溶解氧濃度；（3）氨氮以COD表示，數(shù)值為氨氮濃度的4.57倍；（4）硝態(tài)氮以COD表示，數(shù)值為硝態(tài)氮濃度的負2.86倍；（5）微生物以COD表示，數(shù)值為微生物濃度的1.42倍。試分別對上述各種組分的濃度表示方法進行解釋。答：（1）有機碳在水中會消耗溶解氧，有機碳含量越高，消耗溶解氧越多，故可用3OD表示其濃度；（2）溶解氧存在的效果與耗氧作用恰好相反，因此可用負的COD表示；（3）氨氮在水中會耗氧，根據(jù)氨與氧的反應(yīng)可知，17gNH3可與64gO2作用

5、完全，相當(dāng)與64gCOD，故1gN(相當(dāng)于1.214gNH3)可與4.57gO反應(yīng)，相當(dāng)于4.57gCOD；(4)硝態(tài)氮為氧化劑，可獲得電子。在獲得lmol電子時，需0.2molNO-,或0.25molO。因此0.2molNO323相當(dāng)于0.25molO，或1gN(相當(dāng)于4.43gNO-)相當(dāng)于2.86gO，或負的2.86gCOD；(5)微生物(MLVSS)的化學(xué)式一般為CHON，故lmolMLVSS可與5molO反應(yīng)生成5mol5722CO，即113gMLVSS可與160gO反應(yīng)。因此，lgMLVSS相當(dāng)于1.42gCOD。4. 某廠生產(chǎn)多種活性染料，每天排放500噸廢水(其中150噸為工藝

6、廢水，其余為沖洗水與生活污水)，該廠現(xiàn)行處理方法為：所有廢水先經(jīng)一容積為150m3調(diào)節(jié)池，再經(jīng)混凝沉降后，用活性污泥法進行生物處理。問該廠廢水經(jīng)處理后能否達標排放，為什么？請擬定一處理方案，其目標為該廠廢水的達標排放，并畫出工藝流程圖。附：綜合廢水的COD為2000mg/L,BOD為400mg/L,NH3-N為80mg/L，TKN為120mg/L。答：不能達標排放，原因：(1)該廠生產(chǎn)品種多，工藝廢水變化大，造成綜合廢水水質(zhì)變動大，調(diào)節(jié)池容積太小，不能很好地起到均質(zhì)作用；(2)該綜合廢水B/C為0.2，可生化性差；(3)廢水含氮量較高，未經(jīng)硝化-反硝化，總氮、氨氮難以達標。遵循清濁分流、預(yù)處理

7、等原則：(1)針對工藝廢水建立較大容積的單獨調(diào)節(jié)池，將工藝廢水與沖洗水及生活污水分開；(2)從生產(chǎn)廢水盡可能回收有用物質(zhì)，然后進行化學(xué)或物理預(yù)處理(如氧化-還原，水解，萃取等)，提高B/C,增加可生化性；(3)經(jīng)混凝沉降后，上清液與沖洗水和生活污水混合，進A/O系統(tǒng)，經(jīng)生物處理后去除COD，硝化反硝化使總氮、氨氮大大削減，最終可達標排放。5某有機廢水含苯440g/L，可用活性碳吸附進行處理。靜態(tài)吸附試驗結(jié)果顯示可按Freundlich經(jīng)驗式表示，lgq=1.09+0.641gC(q為mg/g-C,C為mg/L)。在進水量3cm3/min、吸附柱截面積為0.785cm2、活性碳裝填密度為0.7g

8、/cm3的條件下，進行動態(tài)吸附試驗，得到柱中吸附帶飽和分數(shù)f=0.475,動態(tài)吸附量為370mg/g-C,動態(tài)吸附曲線顯示：ts(飽和點)=28.3h,tb(穿透點)=9.3h，試求：吸附柱柱效率，吸附柱徑高比，及水流線速度。b附：吸附帶推進速度公式：S=(C0Q)/(q動yA),0動柱效率公式：n=q動/q靜=1-(1-f)(hMTZ/H)答：(1) lgq=1.09+0.64lgC，q=12.3C0.64，q=(12.3)(4400.64)=604.9mg/g-C，靜n=q_/q=370/604.9=0.612動靜(2) n=1-(1-f)(hMTZ/H)人"丁2=5叮丿=(7)

9、叮丿/©動YA)=(440)(3)(10-3)(28.3-9.3)(60)/(370)(0.785)(0.7)=7.4cm0.612=1-(1-0.475)(7.4H)，H=10cmA=nd2/4=0.785cm2,d=1cm，吸附柱徑高比d/H=1/10(3) 水流線速度V=Q/A=3/0.785=3.82cm/min=2.29m/h2005春博士生入學(xué)考試“環(huán)境化學(xué)”試題與答案1.概述有機污染物在天然水體遷移轉(zhuǎn)化的主要途徑。答：（1）水力遷移；（2）沉積；（3）吸附；（4）水解；（5）光解；（6）絡(luò)合；（7）氧化還原；（8）揮發(fā)。2降水的pH值用來表示降水的酸度，通過對降水的多年

10、的觀察，人們對pH=5.6作為酸性降水的界限以判別人為污染的界限，請你列出計算pH=5.6的平衡方程式及其計算步驟，說明式中符號的意義。并且論述酸性降水對環(huán)境的危害。答：在天然大氣中，存在的主要酸性氣體是co2。天然降水是弱酸性的，因為溶解有co2形成h2co3的緣故。一般把與大氣中CO2達到平衡的潔凈降水稱為未被污染的天然降水。如果大氣中CO2=320x10-6，CO2（g）+H2OCO2H2OCOHO<Ki>H+HCO-223HCO-<>H+CO2-33kkHP2kKHPH+=OH-+HCO-+2CO2-=r+十辛+12叫33H+H+H+2式中，K為水的離子積；P為

11、CO2在大氣中的分壓。由上式計算出pH約為5.6。WCO22酸性降水主要危害大自然的水生生態(tài)系統(tǒng)、陸生生態(tài)系統(tǒng)、建筑物和材料以及對人體的健康。對水生生態(tài)系統(tǒng)：酸雨使湖泊和土壤的pH降低，導(dǎo)致水生生態(tài)系統(tǒng)的顯著變化和極大地提高淋溶率，使土壤變得貧瘠，降低生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)力。湖泊、河流過度酸化，則影響魚類繁殖、生存。酸雨腐蝕巖石礦物，使水體中的重金屬含量增加，影響水生生態(tài)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。對陸生生態(tài)系統(tǒng)：影響植物生長、繁殖，造成植物營養(yǎng)器官功能衰退，破壞植物細胞組織。土壤鈣質(zhì)淋溶和酸度增強使得土壤中動物和微生物生存環(huán)境惡化，阻礙土壤中營養(yǎng)成分的轉(zhuǎn)化，影響植物對土壤中有效成分的吸收。酸雨降低植物的抗

12、病能力，誘發(fā)病蟲害，減弱植物繁殖能力，遇干旱或其它誘發(fā)因素就會造成大量樹木死亡，森林被毀。建筑物和材料：酸雨腐蝕建筑材料、金屬制品，對文物古跡、大理石建筑等到侵蝕和破壞，變成可溶性鈣鹽造成表面逐漸脫落。酸雨對金屬的侵蝕作用由電化學(xué)反應(yīng)引起，生成難溶的氧化物，或生成離子被雨水帶走。人體健康：地下水中重金屬是正常值的10100倍，食用污染的植物和水引起疾病，so2濃度的增加引起呼吸道疾病，肺功能下降，免疫功能下降等。3.請闡述環(huán)境化學(xué)的研究領(lǐng)域？答：環(huán)境化學(xué)主要的研究領(lǐng)域如下。(1) 環(huán)境污染化學(xué)，研究化學(xué)污染物在環(huán)境中的變化，包括遷移、轉(zhuǎn)化過程中的化學(xué)行為、反應(yīng)機理、積累和歸宿等方面的規(guī)律。化學(xué)

13、污染物質(zhì)在大氣、水體、土壤中遷移，并伴隨著發(fā)生一系列化學(xué)的、物理的變化，形成了大氣污染化學(xué)、水污染化學(xué)、土壤污染化學(xué)和污染生態(tài)化學(xué)。(2) 環(huán)境分析化學(xué)和環(huán)境監(jiān)測，是取得環(huán)境污染各種數(shù)據(jù)的主要手段，必須運用化學(xué)分析技術(shù)，測量化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中的本底水平和污染現(xiàn)狀。不僅對環(huán)境中的污染物做定性和定量的檢測，還對它們的毒性，尤其是長期低濃度效應(yīng)進行鑒定；應(yīng)用各種專門設(shè)計的精密儀器，結(jié)合各種物理和生物的手段進行快速、可靠的分析。(3) 污染物的生物效應(yīng)，綜合運用化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)三方面的理論和方法，研究化學(xué)污染物造成的生物效應(yīng)，如致畸、致突變、致癌的生物化學(xué)機理，化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與毒性的相關(guān)性，多種污染物毒

14、性的協(xié)同和拮抗作用的化學(xué)機理，污染物食物鏈作用的生物化學(xué)過程等。環(huán)境化學(xué)所研究的特點與方法：環(huán)境中的化學(xué)污染物一般情況下是人工合成物和天然污染物共存。而且，各種污染物在環(huán)境中可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或物理變化，即使是一種化學(xué)污染物，所含的元素也有不同的化合價和化合態(tài)的變化。這就決定了環(huán)境化學(xué)研究的對象是一個多組分、多介質(zhì)的復(fù)雜體系。4正丁醇-水分配系數(shù)(以下簡稱K)定義為在平衡條件下某一化學(xué)物質(zhì)在正丁醇相與在水ow相中的濃度比。試問K在環(huán)境研究中有哪些意義？ow答：(1)估算該化學(xué)物質(zhì)在水中的溶解度，具有較高溶解度的物質(zhì)迅速為誰循環(huán)所分解；(2)預(yù)測水生生物對該化學(xué)物質(zhì)的生物富集因子，K愈大生物愈容易富集，毒害性大；(3)判o斷土壤和沉積物對該化學(xué)物質(zhì)的吸附性，Ko愈大愈容易被土壤和沉積物吸附，而不易生物o降解。5.某酸性含鎘廢水?dāng)M用NaOH中和沉淀處理，Cd2+在pH=8.18.4時即產(chǎn)生Cd(OH)2沉淀，問：(1)pH=9時水中殘留Cd2+濃度為多少mg/L?(2)含鎘廢水的排放標準為0.1mg/L,為達標排放pH應(yīng)調(diào)節(jié)到多少？已知Cd(OH)2的KSp=4.0*10-14,Mcd=112.4o答：由KSp