環(huán)境工程學(xué)課后題答案-完整-第二版-蔣展鵬

結(jié)論環(huán)境工程學(xué)的發(fā)展和內(nèi)容0-1名詞解釋：環(huán)境：影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造的自然因素的總體，包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草地、野生生物、自然遺跡、人文遺跡、自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、城市和鄉(xiāng)村等。環(huán)境問題：全球環(huán)境或區(qū)域環(huán)境中出現(xiàn)的不利于人類生存和發(fā)展的現(xiàn)象，均概括為環(huán)境問題。環(huán)境污染：由于自然或人為（生產(chǎn)、生活）原因，往原先處于正常狀況的環(huán)境中附加了物質(zhì)、能量或生物體，其數(shù)量或強(qiáng)度超過了環(huán)境的自凈能力，使環(huán)境質(zhì)量變差，并對(duì)人或其它生物的健康或環(huán)境中某些有價(jià)值物質(zhì)產(chǎn)生了有害影響的現(xiàn)象。污染物質(zhì)：引起環(huán)境污染的物質(zhì)即為污染物質(zhì)。公害：由人為原因引起化學(xué)污染物滋事而產(chǎn)生的突發(fā)事件通常稱為公害。環(huán)境科學(xué)：研究人類環(huán)境質(zhì)量及其保護(hù)的和改善的科學(xué)，其主要任務(wù)是研究在人類活動(dòng)的影響下環(huán)境質(zhì)量的變化規(guī)律和環(huán)境變化對(duì)人類生存的影響，以及改善環(huán)境質(zhì)量的理論、技術(shù)和方法。0-2試分析人類與環(huán)境的關(guān)系?！碍h(huán)境”一詞是相對(duì)于人類而言的，即指的是人類的環(huán)境。人類與其環(huán)境之間是一個(gè)有著相互作用、相互影響、相互依存關(guān)系的對(duì)立統(tǒng)一體。人類從周圍環(huán)境中獲得賴以生存、發(fā)展的空間和條件，同時(shí)其生產(chǎn)和生活活動(dòng)作用于環(huán)境，又會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，引起環(huán)境質(zhì)量的變化；反過來，污染了的或受損害的環(huán)境也對(duì)人類的身心健康和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等造成不利影響。0-3試討論我國(guó)的環(huán)境和污染問題0-4什么是環(huán)境工程學(xué)？他與其他學(xué)科之間的關(guān)系怎樣？環(huán)境工程學(xué)應(yīng)用環(huán)境科學(xué)、工程學(xué)和其它有關(guān)學(xué)科的理論和方法，研究保護(hù)和合理利用自然資源，控制和防治環(huán)境污染和生態(tài)破壞，以改善環(huán)境質(zhì)量，使人們得以健康、舒適地生存與發(fā)展的學(xué)科。環(huán)境工程學(xué)是環(huán)境科學(xué)的一個(gè)分支，又是工程學(xué)的一個(gè)重要組成部分。它脫胎于土木工程、衛(wèi)生工程、化學(xué)工程。機(jī)械工程等母系學(xué)科，又融入了其他自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的有關(guān)原理和方法。0-5環(huán)境工程學(xué)的主要任務(wù)是什么？環(huán)境工程學(xué)應(yīng)用環(huán)境科學(xué)、工程學(xué)和其它有關(guān)學(xué)科的理論和方法來研究控制環(huán)境污染、保護(hù)和改善環(huán)境質(zhì)量，合理利用自然資源的技術(shù)途徑和技術(shù)措施。因此，它有著兩方面的任務(wù)：既要保護(hù)環(huán)境，使其免受和消除人類活動(dòng)對(duì)它的有害影響；又要保護(hù)人類的健康和安全免受不利的環(huán)境因素?fù)p害。具體講就是重點(diǎn)治理和控制廢水、廢氣、噪聲和固體廢棄物，研究環(huán)境污染綜合防治的方法和措施。0-6環(huán)境工程學(xué)的主要內(nèi)容有哪些？（1）水質(zhì)凈化與水污染控制工程；（2）大氣污染控制工程；（3）固體廢棄物控制及噪聲、振動(dòng)與其他公害防治工程；（4）清潔生產(chǎn)、污染預(yù)防與全過程污染控制工程；（5）環(huán)境規(guī)劃、管理和環(huán)境系統(tǒng)工程；（6）環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。第一章水質(zhì)與水體自凈1-1名詞解釋水污染：水體因接受過多的污染物而導(dǎo)致水體的物理特征、化學(xué)特征和生物特征發(fā)生不良變化，破壞了水中固有的生態(tài)系統(tǒng)，破壞了水體的功能及其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活中的作用，該狀態(tài)為“水體污染”。水質(zhì)：水與其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)的綜合特性。水質(zhì)指標(biāo)：水中雜質(zhì)的種類、成分和數(shù)量，是判斷水質(zhì)的具體衡量標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：由國(guó)家或政府部門正式頒布的有關(guān)水質(zhì)的統(tǒng)一規(guī)定。水環(huán)境容量：一定水體在規(guī)定的環(huán)境目標(biāo)下所能容納污染物質(zhì)的最大負(fù)荷量。水體自凈：進(jìn)入水體的污染物通過物理、化學(xué)和生物等方面的作用，使污染物的濃度逐漸降低，經(jīng)過一段時(shí)間后，水體將恢復(fù)到受污染前的狀態(tài)。這一現(xiàn)象為“水體自凈作用”。水體污染物：凡使水體的水質(zhì)、生物質(zhì)、底泥質(zhì)量惡化的各種物質(zhì)均稱為“水體污染物”。COD：在一定嚴(yán)格的條件下，水中各種有機(jī)物與外加的強(qiáng)氧化作用時(shí)所消耗的氧化劑量。BOD：在水體中有氧的條件下，微生物氧化分解單位體積水中有機(jī)物所消耗的溶解氧量?？偣腆w：水中所有殘?jiān)目偤汀＃ㄔ谝欢囟认?，將水樣蒸發(fā)至干時(shí)所殘余的固體物質(zhì)總量。）1-2試區(qū)別懸浮固體和可沉固體，區(qū)別懸浮固體和渾濁度。它們的測(cè)定結(jié)果一般如何表示？如果對(duì)水樣進(jìn)行過濾操作，將濾渣在103?105℃下烘干后的重量就是懸浮固體，結(jié)果以mg/L計(jì)。而可沉固體是指將1L水樣在一錐形玻璃筒內(nèi)靜置1h后所沉下的懸浮物質(zhì)數(shù)量，結(jié)果用mL/L來表示。渾濁度是指水中不溶解物質(zhì)對(duì)光線透過時(shí)所產(chǎn)生的阻礙程度。一般來說，水中的不溶解物質(zhì)越多，渾濁度也越高，但兩者之間并沒有固定的定量關(guān)系。因?yàn)闇啙岫仁且环N光學(xué)效應(yīng)，它的大小不僅與不溶解物質(zhì)的數(shù)量、濃度有關(guān)，而且還與這些不溶解物質(zhì)的顆粒尺寸、形狀和折射指數(shù)等性質(zhì)有關(guān)。將蒸餾水中含有1mg/L的SiO2稱為1個(gè)渾濁度單位或1度。由此測(cè)得的渾濁度稱為杰克遜濁度單位（JTU）。1-3取某水樣250mL置于空重為54.3426g的古氏坩堝中，經(jīng)過濾、105℃烘干、冷卻后稱其質(zhì)量為54.3998g,再移至600℃爐內(nèi)灼燒，冷卻后稱其質(zhì)量為54.3622g。試求此水樣的懸浮固體和揮發(fā)性懸浮固體量。解：懸浮固體228.8mg/L；揮發(fā)性懸浮固體量150.4mg/L。1-6取某水樣100ml,加酚酞指示劑，用0.1000mol/LHCl溶液滴定至終點(diǎn)消耗鹽酸溶液1.40ml。另取此水樣100ml,以甲基橙作指示劑，用此鹽酸溶液滴定至終點(diǎn)用去6.60ml。試計(jì)算此水樣的總堿度及各致堿陰離子的含量（結(jié)果以mmol/L計(jì)）。解：總堿度6.60mmol/L（酚酞堿度1.40mmol/L）；[OH-]0mmol/L；[HCO3-]1.4mmol/L；[CO32-]3.8mmol/L。1-7取水樣100ml用0.1000mol/LHCl溶液測(cè)其堿度?，F(xiàn)以酚酞作指示劑，消耗了HCl溶液0.20ml,接著再加甲基橙作指示劑，又消耗了3.40ml。試求該水樣的總堿度和各種致堿陰離子的含量（結(jié)果以mmol/L計(jì)）解：總堿度3.60mmol/L（酚酞堿度0.20mmol/L）；[OH-]0mmol/L；[HCO3-]3.2mmol/L；[CO32-]0.2mmol/L。1-8某水樣初始PH為9.5,取100ml用0.2000mol/L**柒%溶液滴定至PH8.3時(shí)需6.20ml,若滴定至PH=4.4則還需加此液9.80ml。試求此水樣中存在的各種致堿陰離子的濃度（結(jié)果以mmol/L和“CUg的mg/L計(jì)）。解：總堿度64.00mmol/L（酚酞堿度24.80mmol/L）；[OH-]0mmol/L；[HCO3-]14.40mmol/L （720mg/L）；[CO32-]24.80mmol/L （2480mg/L）。1-9有一水樣取100ml用0.1000mol/LHCl溶液測(cè)定其堿度，加入酚酞指示劑后，水樣無色。再加甲基橙作指示劑，消耗鹽酸溶液量5.20ml，另取此水樣100ml用0.0250mol/L的EDTA溶液測(cè)其硬度，用去14.60ml。試求此水樣的總硬度、碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度（結(jié)果以mmol/L、度和①0Q的mg/L計(jì)）。解：總硬度3.65mmol/L（365mg/L；20.4度）；碳酸鹽硬度2.60mmol/L （260mg/L；14.6度）；非碳酸鹽硬度1.05mmol/L（105mg/L；5.9度）。1-10高錳酸鉀耗氧量、化學(xué)需氧量和生化需氧量三者有何區(qū)別？它們之間的關(guān)系如何？除了它們以外，還有哪些水質(zhì)指標(biāo)可以用來判別水中有機(jī)物質(zhì)含量的多寡？重銘酸鉀耗氧量，習(xí)慣上稱為化學(xué)需氧量，是水樣在強(qiáng)酸性條件下，加熱回流2h（有時(shí)還加入催化劑），使有機(jī)物質(zhì)與重銘酸鉀充分作用被氧化的情況下測(cè)定的。它能將水中絕大多數(shù)的有機(jī)物氧化，但對(duì)于苯、甲苯等芳烴類化合物則較難氧化。嚴(yán)格說來，化學(xué)需氧量也包括了水中存在的無機(jī)性還原物質(zhì)。通常因廢水中有機(jī)物的數(shù)量大大多于無機(jī)還原物質(zhì)的量，一般用化學(xué)需氧量代表廢水中有機(jī)物質(zhì)的總量。高錳酸鉀耗氧量，習(xí)慣上稱為耗氧量，測(cè)定快速，但不代表水中有機(jī)物質(zhì)的全部總量。一般來說，在測(cè)定條件下水中不含氮的有機(jī)物質(zhì)易被高錳酸鉀氧化，而含氮的有機(jī)物就較難分解。因此，耗氧量適用于測(cè)定天然水或含容易被氧化的有機(jī)物的一般廢水，而成分復(fù)雜的有機(jī)工業(yè)廢水則常測(cè)定化學(xué)需氧量。生化需氧量指在有氧的條件下，水中可分解的有機(jī)物由于好氧微生物（主要是好氧細(xì)菌）的作用被氧化分解無機(jī)化所需要的氧量。除它們外，還有總需氧量、總有機(jī)碳等水質(zhì)指標(biāo)可用來判別水中有機(jī)物質(zhì)含量的多寡。1-11試討論有機(jī)物好氧生物氧化的兩個(gè)階段。什么是第一階段生化需氧量（La）？什么是完全生化需氧量（BODu）？為什么通常所說的生化需氧量不包括硝化階段對(duì)氧的消耗量？在有氧的情況下，廢水中有機(jī)物質(zhì)的分解是分兩個(gè)階段進(jìn)行的。第一階段稱為碳氧化階段，主要是不含氮有機(jī)物的氧化，也包括含氮有機(jī)物的氨化，以及氨化后生成的不含氮有機(jī)物的繼續(xù)氧化。碳氧化階段所消耗的氧量稱為碳化生化需氧量（BOD）。總的碳化生化需氧量常稱為第一階段生化需氧量或完全生化需氧量，常以La或BODu表示。水中的硝化細(xì)菌可氧化水中原有的氨和含氮有機(jī)物氨化分解出來的氨，最終轉(zhuǎn)化成硝酸鹽。由于硝化作用所消耗的氧量成為硝化生化需氧量，即第二階段生化需氧量，常以LN或NOD表示。通常所說的生化需氧量只是指碳化生化需氧量，即第一階段生化需氧量La，不包括硝化過程所消耗的氧量LN。這是因?yàn)樯柩趿康亩x只規(guī)定：有機(jī)物被氧化分解為無機(jī)物質(zhì)。在第一階段生物氧化中，有機(jī)物中的C變?yōu)镃O2,N變?yōu)镹H3,均已無機(jī)化。因此并不關(guān)心繼續(xù)氧化成NO2—、NO3一。同時(shí)，對(duì)于一般的有機(jī)廢水，硝化過程大約在5?7天甚至10天后才能顯著展開，所以5天的BOD測(cè)定通常是可以避免硝化細(xì)菌耗氧的干擾的。1-12某工業(yè)區(qū)生產(chǎn)廢水和生活污水的混合廢水的81sl2為300海（20℃）,它的第一階段生化需氧量是多少？（假定k1=0.23d—1）解：第一階段生化需氧量323mg/L。1-13某廢水的"%叫=210叫叱，試求此廢水的‘"4口網(wǎng)以及第一階段生化需氧量，假定%刈=0.17日一:假設(shè)上述廢水改放在30℃條件下培養(yǎng)測(cè)定，試問5天的BOD應(yīng)該是多少（班鼠工）？解：30℃下BOD5=281mg/L。1-14三種不同污水水樣在20℃下的BOR均為350洞篦￡，而它們的勺碼值分別為0.254、0.36日一|和0.474\試求每種水樣的完全生化需氧量。解：372mg/L；357mg/L；351mg/L。1-15一學(xué)生測(cè)某廢水的生化需氧量，星期二將水樣放入25℃的培養(yǎng)箱內(nèi)，到下星期一才作培養(yǎng)后測(cè)定。得BOD值為206耀目/￡。已知此廢水20℃的7°）=0.17/，試求它的序“可期解：167mg/L。1-17通常所說的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)要求有什么區(qū)別？由國(guó)家正式頒布的統(tǒng)一規(guī)定，對(duì)各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)都有明確的要求尺度和界限，均為法定要求，具有指令性和法律性，有關(guān)部門、企業(yè)和單位都必須遵守，稱為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。各用水部門或設(shè)計(jì)、研究單位為進(jìn)行各項(xiàng)工程建設(shè)或工藝生產(chǎn)操作，根據(jù)必要的試驗(yàn)研究或一定的經(jīng)驗(yàn)所確定的各種水質(zhì)要求。這類水質(zhì)要求只是一種必要的和有益的參考，并不都具有法律性。1-18為什么制定了地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，還要制定廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)？地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)地表水體中有害物質(zhì)規(guī)定容許的標(biāo)準(zhǔn)限值，還不能完全控制各種工農(nóng)業(yè)廢棄物對(duì)水體的污染。為了進(jìn)一步保護(hù)水環(huán)境質(zhì)量，必須從控制污染源著手，制定相應(yīng)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。1-19什么叫水體自凈？什么叫氧垂曲線？根據(jù)氧垂曲線可以說明什么問題？進(jìn)入水體的污染物通過物理、化學(xué)和生物等方面的作用被分散、分離或分解，最后，水體基本上或完全地恢復(fù)到受污染前的狀態(tài)，這個(gè)自然凈化的過程稱為水體自凈。當(dāng)河流接納廢水以后排入口（受污點(diǎn)）下游各點(diǎn)處溶解氧的變化十分復(fù)雜。以各點(diǎn)離排入口的距離為橫坐標(biāo)，溶解氧量為縱坐標(biāo)作圖，即得氧垂曲線。氧垂曲線的形狀會(huì)因各種條件（如廢水中有機(jī)物濃度、廢水和河水的流量、河道彎曲狀況、水流湍急情況等）的不同而有一定的差異，但總的趨勢(shì)是相似的。由氧垂曲線可以得到廢水排入河流后溶解氧最低點(diǎn)的虧氧量，及從排入點(diǎn)到臨界點(diǎn)所需的時(shí)間。1-20解決廢水問題的基本原則有哪些？在解決廢水問題時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮下面一些主要原則：（1）改革生產(chǎn)工藝，大力推進(jìn)清潔生產(chǎn)，減少廢水排放量；（2）重復(fù)利用廢水；（3）回收有用物質(zhì)；（4）對(duì)廢水進(jìn)行妥善處理；（5）選擇處理工藝和方法時(shí)，必須經(jīng)濟(jì)合理，并盡量采用先進(jìn)技術(shù)。1-21什么是“末端治理”？為什么要積極推進(jìn)“清潔生產(chǎn)”工藝？你怎樣認(rèn)識(shí)“清潔生產(chǎn)”與“末端治理”的關(guān)系？水處理中的“末端治理”是指排什么廢水就處理什么廢水。在解決工業(yè)廢水問題時(shí)應(yīng)當(dāng)首先深入工業(yè)生產(chǎn)工藝中，與工藝人員相結(jié)合，力求革新生產(chǎn)工藝，盡量不用水或少用水，使用清潔的原料，采用先進(jìn)的設(shè)備及生產(chǎn)方法，以減少廢水的排放量和廢水的濃度，減輕處理構(gòu)筑物的負(fù)擔(dān)和節(jié)省處理費(fèi)用。1-22舉例說明廢水處理與利用的物理法、化學(xué)法和生物法三者之間的主要區(qū)別。廢水處理方法中的物理法是利用物理作用來分離廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在處理過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)。如：沉淀法不僅可除去廢水中相對(duì)密度大于1的懸浮顆粒，同時(shí)也是回收這些物質(zhì)的有效方法。化學(xué)法利用化學(xué)反應(yīng)的作用來處理水中的溶解性污染物質(zhì)或膠體物質(zhì)。如：離子交換法可用于水的軟化（去除Ca2+、Mg2+）和除鹽（去除水中全部或部分的陰陽離子）。生物法主要利用微生物的作用，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)。如：好氧生物處理主要是利用好氧微生物降解水中溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物。1-23一廢水流量q=0.15m3/s,鈉離子濃度P1=2500mg/L,今排入某河流。排入口上游處河水流量Q=20m3/s,流速v=0.3m/s,鈉離子濃度p0=12mg/L。求河流下游B點(diǎn)處的鈉離子濃度。解：35mg/L。1-24一污水廠出水排入某一河流。排入口以前河流的流量Q=1.204f』，&"）」=4.1碇［C7一］=5.0陋/￡,［加獷二3.0活目,L；污水廠出水的流量q=8640加4，‘°鼻=20mg/L,值一］=80陛叱，［沅0=10腥乜。假定排入口下游不遠(yuǎn)某點(diǎn)處出水與河水得到完全混合，求該點(diǎn)處的河水水質(zhì)。解：BOD55.3mg/L；］10.8mg/L；1M^】3.5mg/L。1-25某生活污水經(jīng)沉淀處理后的出水排入附近河流。各項(xiàng)參數(shù)如表1-17所示。試求：2天后河流中的溶解氧量。（2）臨界虧氧量及其發(fā)生的時(shí)間。習(xí)題1-25附表1 參數(shù)污水廠出水|河水||混合|流量/m3s-10.215.。115.21水溫/℃152019.8| DO/mgL-11.06.05.8BOD5(20)/mgL-11003.06.7| k1(20)/d-10.2k2(20)/d-10.3解：D23.1mg/L；Dc3.7mg/L；tc0.6d。1-26一城市污水處理廠出水流量為q=20000加/次，，。5=30海/工，DO=2海名’L,水溫20℃,餐巾/丁日一：將此處水排入某河流，排放口上游處河水流量為Q=0.65威/呂，BOq=5.0mg/L,DO=7.5mg/L,水溫23℃,混合后水流速度v=0.5m/s，電可取0.25小。試求混合后溶解氧最低值及其發(fā)生在距排放口多遠(yuǎn)處？解：Dc5.5mg/L；64800m。1-27一奶制品工廠廢水欲排入某河流，各項(xiàng)參數(shù)如表1-18所示。問：.如果廢水不做任何處理，排入河流后，最低溶解氧量是多少？.如果該河流規(guī)定ni類水體，要求溶解最低值不得低于5.0mg/L,工廠應(yīng)該將廢水的BOD5(20)處理到不超過多少濃度時(shí)才能排放？習(xí)題1-27附表1 參數(shù)廢水河水流量/m3d-1100019000水溫/℃5010DO/mgL-107.0BOD5(20)/mgL-1| k1(20)/d-112500.353.0k2(20)/d-10.5解：18.7mg/L；20mg/L。1-28有一含氧有機(jī)廢水，最大流量為100徵"人，F(xiàn)'」=10mg/L,BCA=300mg/L,DO=0mg/L,欲排入附近某河流。該河流屬于n類水體，河水最小流量(95%保證率)為3旗“巴最小流量時(shí)流速為0.2活殳，夏季DO=7mg/L,河水中原先沒有氰化物。假定夏季廢水和河水水溫均為20℃。估計(jì)此廢水需要的處理程度。解:95%。第二章水的物理化學(xué)處理方法2-1自由沉淀、絮凝沉淀、擁擠沉淀與壓縮沉淀各有什么特點(diǎn)？說明它們的內(nèi)在區(qū)別和特點(diǎn)。懸浮顆粒在水中的沉降，根據(jù)其濃度及特性，可分為四種基本類型：自由沉淀：顆粒在沉降過程中呈離散狀態(tài)，其形狀、尺寸、質(zhì)量均不改變，下沉速度不受干擾。絮凝沉淀：沉降過程中各顆粒之間相互粘結(jié)，其尺寸、質(zhì)量會(huì)隨深度增加而逐漸增大，沉速亦隨深度而增加。擁擠沉淀：顆粒在水中的濃度較大，顆粒間相互靠得很近，在下沉過程中彼此受到周圍顆粒作用力的干擾，但顆粒間相對(duì)位置不變，作為一個(gè)整體而成層下降。清水與渾水間形成明顯的界面，沉降過程實(shí)際上就是該界面下沉過程。壓縮沉淀：顆粒在水中的濃度很高時(shí)會(huì)相互接觸。上層顆粒的重力作用可將下層顆粒間的水?dāng)D壓出界面，使顆粒群被壓縮。2-2水中顆粒的密度旦=2.6 蕨，粒徑d=0.1mm,求它在水溫10℃情況下的單顆粒沉降速度。解：6.7X10-3m/so2-3非絮凝性懸浮顆粒在靜止條件下的沉降數(shù)據(jù)列于表2-22中。試確定理想式沉淀池過流率為1.8m3/m2h時(shí)的懸浮顆粒去除率。試驗(yàn)用的沉淀柱取樣口離水面120cm和240cm。P表示在時(shí)間t時(shí)由各個(gè)取樣口取出的水樣中懸浮物的濃度，P0代表初始的懸浮物濃度。習(xí)題2-3附表時(shí)間〃浪理Ld□|60901801120cm處的P/P0|0.96|。81|0.62||。46|0.23|。06240cm處的P/P0|。99|。97|0.93||。86|0.70|。32解：（1）H=1.2m,69.6%；（2）H=2.4m,61.9%。2-4生活污水懸浮物濃度300mg/L,靜置沉淀試驗(yàn)所得資料如表2-23所示。求沉淀效率為65%時(shí)的顆粒截留速度。習(xí)題2-4附表取樣口離水面高度/m| 在下列時(shí)間（min）測(cè)定的懸浮物去除率/%|5110120||40|60|90| 1200.6|41|55160||67|72|73| 76| 1.2|19|33145||58|62|70| 741.8|1513111381|54|59|63解：不同水深下的E?U時(shí)間/就訕510204060Ld|1200.6m/mlmin0.120.060.030.0150.01卜0067I0.00541|55|60|67|72|73|761.2m/mlmin0.240.120.060.030.020.0130.01|35.5|49.5|56.3|64.8|69.5|72.3|75.51.8m\u/.fmlmin0.360.180.090.0450.03|。02|0.015|29.3|43.7|51.3|61.8|66.5|70.3|74.5根據(jù)上表數(shù)據(jù)繪制不同水深條件下的E?U曲線，結(jié)合曲線求解。2-5污水性質(zhì)及沉淀試驗(yàn)資料同習(xí)題2-4,污水流量1000m3/h,試求：(1)采用平流式、豎流式、輻流式沉淀池所需的池?cái)?shù)及澄清區(qū)的有效尺寸；(2)污泥的含水率為96%時(shí)的每日污泥容積。解：以平流式沉淀池為例：6座池子，長(zhǎng)24m,寬5m,有效水深1.8m。污泥的含水率為96%時(shí)的每日污泥容積19.5m3。2-6已知平流式沉淀池的長(zhǎng)度L=20m,池寬B=4m,池深H=2m。今欲改裝成斜板沉淀池，斜板水平間距10cm,斜板長(zhǎng)度=1!^傾角60°。如不考慮斜板厚度，當(dāng)廢水中懸浮顆粒的截留速度》=1臉也時(shí)，改裝后沉淀池的處理能力與原池相比提高多少倍？解：提高了5倍。2-7試敘述脫穩(wěn)和凝聚的原理。膠體脫穩(wěn)的機(jī)理可歸結(jié)為以下四種：A壓縮雙電層：帶同號(hào)電荷的膠粒之間存在著范德華引力和由Z電位引起的靜電斥力。這兩種力抗衡的結(jié)果決定膠體的穩(wěn)定性。一般當(dāng)兩膠體顆粒表面距離大于3nm時(shí)，兩個(gè)顆粒總處于相斥狀態(tài)(對(duì)憎水膠體顆粒而言，兩膠核之間存在兩個(gè)滑動(dòng)面內(nèi)的離子層，使顆粒保持穩(wěn)定的相斥狀態(tài)；對(duì)于親水膠體顆粒而言，其表面吸附了大量的水分子構(gòu)成水殼，使彼此不能靠近而保持穩(wěn)定。)在水處理中使兩膠體顆粒間距減少，發(fā)生凝聚的主要方法是在水中投加電解質(zhì)。電解質(zhì)在水中電離產(chǎn)生的離子可與膠粒的反離子交換或擠入吸附層，使膠粒帶電荷數(shù)減少，降低Z電位，并使擴(kuò)散層厚度減小。B吸附電中和：膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠粒或鏈狀高分子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用，使得膠粒表面的部位或全部電荷得以中和，減少靜電斥力，致使顆粒間易于接近而相互吸附。C吸附架橋：如果投加的化學(xué)藥劑是能吸附膠粒的鏈狀高分子聚合物，或者兩個(gè)同號(hào)膠粒吸附在同一異號(hào)膠粒上，膠粒就能連結(jié)、團(tuán)聚成絮凝體而被除去。D網(wǎng)捕作用：含金屬離子的化學(xué)藥劑投入水中后，金屬離子會(huì)發(fā)生水解和聚合，并以水中的膠粒為晶核形成膠體狀沉淀物，或者沉淀物析出時(shí)吸附和網(wǎng)捕膠粒與之共同沉降下來。2-8鋁鹽的混凝作用表現(xiàn)在哪些方面？鋁鹽/鐵鹽在水處理中發(fā)揮的三大作用：ApH值偏低，膠體及懸浮物濃度高，投藥量尚不足的反應(yīng)初期，以Al3+或Fe3+和低聚合度高電荷的多核羥基配合物的脫穩(wěn)凝聚作用為主；BpH值和投藥量適中時(shí)，以高聚合度羥基配合物的橋連絮凝作用為主；CpH值較高，膠體及懸浮物濃度較低，投藥充分時(shí)，以氫氧化物沉淀形式存在的網(wǎng)捕絮凝作用為主。2-9混合和絮凝反應(yīng)主要作用是什么？對(duì)攪拌各有什么要求？混合的目的是迅速均勻地將藥劑擴(kuò)散于水中，溶解并形成膠體，使之與水中的懸浮微粒等接觸，生成微小的磯花。這一過程的要求：攪拌強(qiáng)度大，產(chǎn)生激烈湍流，混合時(shí)的流速應(yīng)在1.5m/s以上，混合時(shí)間短(不超過2分鐘)，一般為10?30s。反應(yīng)設(shè)備的任務(wù)是使細(xì)小的礬花逐漸絮凝成較大顆粒，以便于沉淀除去。反應(yīng)設(shè)備要求水流有適宜的攪拌強(qiáng)度，既要為細(xì)小絮體的逐漸長(zhǎng)大創(chuàng)造良好的碰撞機(jī)會(huì)和吸附條件，又要防止已形成的較大磯花被碰撞打碎。因此，攪拌強(qiáng)度比在混合設(shè)備中要小，但時(shí)間比較長(zhǎng)，常為10?30min。2-11澄清池的工作原理與沉淀池有何異同？澄清池是完成水和廢水的混凝處理工藝(水和藥劑的混合、反應(yīng)以及絮凝體與水分離)的設(shè)備。澄清池中起到截留分離雜質(zhì)顆粒作用的介質(zhì)是呈懸浮狀態(tài)的泥渣。即在反應(yīng)階段加入一定濃度的懸浮泥渣，或在反應(yīng)池中保持一定濃度的懸浮泥渣。水中的懸浮顆粒與混凝劑作用而形成微小絮凝體后，一旦在運(yùn)動(dòng)中與相對(duì)巨大的泥渣接觸碰撞，就被吸附在泥渣顆粒表面而被迅速除去。因此，保持懸浮狀態(tài)的，濃度穩(wěn)定且均勻分布的泥渣區(qū)是決定澄清池處理效果的關(guān)鍵。沉淀池是利用水中懸浮物質(zhì)自身重力完成水固分離的設(shè)備。2-12常見澄清池有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？適用于什么情況？根據(jù)泥渣與水接觸方式的不同，分為兩大類型：(1)泥渣循環(huán)分離型：讓泥渣在垂直方向不斷循環(huán)，在運(yùn)動(dòng)中捕捉原水中形成的絮凝體，并在分離區(qū)加以分離。常用的澄清池中屬于泥渣循環(huán)分離型的有機(jī)械加速澄清池、水力循環(huán)澄清池。(2)懸浮泥渣過濾型：靠上升水流的能量在池內(nèi)形成一層懸浮狀態(tài)的泥渣，當(dāng)原水自下而上通過泥渣層時(shí)，絮凝體被截留。常用的澄清池中屬于懸浮泥渣分離型的有普通懸浮澄清池、脈沖澄清池。2-15水中懸浮物能否黏附于氣泡上取決于哪些因素？實(shí)現(xiàn)氣浮分離過程的必要條件是污染物粘附在氣泡上。這與氣、液、固三相介質(zhì)間的相互作用有關(guān)。根據(jù)熱力學(xué)的概念，氣泡和顆粒的附著過程是向使體系界面能減少的方向自發(fā)地進(jìn)行的。。一0°,該物質(zhì)不能氣??；。＜90°,該物質(zhì)附著不牢，易分離；。一180°,該物質(zhì)易被氣浮。其中：。為氣、顆粒與水的接觸角。2-17水的軟化與除鹽在意義上有何差異？水的軟化是降低水中Ca2+、Mg2+含量，防止管道、設(shè)備結(jié)垢的處理。水的除鹽則是降低部分和全部含鹽量的處理。2-18水的軟化方法有幾種？各有什么特點(diǎn)？①加熱軟化法一一借助加熱把碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)化成溶解度很小的CaCO3和Mg(OH)2沉淀出來，達(dá)到軟化的目的。此法只能降低碳酸鹽硬度，不能降低非碳酸鹽硬度。目前在工業(yè)上已經(jīng)很少采用了。②藥劑軟化法在不加熱的條件下，用化學(xué)藥劑將Ca2+、Mg2+以CaCO3、Mg(OH)2的形式沉淀，以去除絕大部分Ca2+、Mg2+,達(dá)到軟化的目的。常用藥劑法為石灰法、石灰-純堿法、石灰-石膏法。由于CaCO3和Mg(OH)2在水中仍有很小的溶解度，所以經(jīng)此法處理后的水仍有殘余硬度，仍然會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢問題。③離子交換法用離子交換劑上的可交換離子Na+與Ca2+、Mg2+交換，其他陰離子成分不改變。該法可較徹底的脫除水中的Ca2+、Mg2+,較前兩個(gè)方法優(yōu)越。2-19離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？試述其主要性能。廢水處理中常用的離子交換劑為離子交換樹脂。它是人工合成的高分子化合物，由樹脂本體(母體)和活性基團(tuán)兩個(gè)部分組成。樹脂本體通常是苯乙烯的聚合物，是線性結(jié)構(gòu)的高分子有機(jī)化合物。因樹脂本體不是離子化合物不具有離子交換能力，需經(jīng)適當(dāng)處理加上活性基團(tuán)后，才成為離子化合物，才具有離子交換能力。活性基團(tuán)由固定離子和活動(dòng)離子組成，前者固定在樹脂網(wǎng)狀骨架上，后者則依靠靜電力與前者結(jié)合在一起，兩者電性相反，電荷相等。2-21試述離子交換工藝的操作程序。離子交換的運(yùn)行操作包括交換、反洗、再生、清洗四個(gè)步驟。(1)交換：離子交換劑上的可交換離子與溶液中其他同性離子間的交換反應(yīng)。主要與樹脂性能、樹脂層高度、水流速度、原水濃度以及再生程度有關(guān)。(2)反洗：目的在于松動(dòng)樹脂層，以便再生時(shí)再生液分布均勻，同時(shí)還及時(shí)清除積存的雜質(zhì)、碎粒和氣泡。(3)再生：交換反應(yīng)的逆過程，用較高濃度的再生液恢復(fù)樹脂的交換能力。(4)清洗：將樹脂層中殘余的再生廢液清洗掉，直至符合出水水質(zhì)要求。2-22試述離子交換工藝在廢水處理中的應(yīng)用范圍。(1)軟化一般采用鈉型陽離子交換柱(固定型單床)，再生液用飽和NaCl溶液。圖2-55鈉型離子交換柱。(2)除鹽需用H+型陽離子交換柱(金屬離子與H+交換)與OH-型陽離子交換柱(各酸根離子與OH-交換)串聯(lián)工藝。圖2-56H+柱和OH—柱串聯(lián)除鹽。(3)重金屬廢水的處理和金屬的回收2-23活性炭吸附的基本原理是什么？吸附作用主要發(fā)生在活性炭?jī)?nèi)部細(xì)孔的表面。每克吸附劑所具有的表面積稱為比表面積?；钚蕴康谋缺砻娣e可達(dá)500?1700m2/g?；钚蕴康奈搅坎粌H與比表面積有關(guān)，而且還取決于細(xì)孔的構(gòu)造和分布情況。這些細(xì)孔的構(gòu)造主要和活化方法及活化條件有關(guān)。細(xì)孔的大小不同，在吸附中所引起的主要作用也就不同。其中大孔主要為擴(kuò)散提供通道，影響擴(kuò)散速度；過渡孔在吸附質(zhì)孔徑小時(shí)影響擴(kuò)散速度，小孔決定吸附量；在吸附質(zhì)分子大時(shí)，影響吸附速度，小孔此時(shí)不起作用。圖2-57活性炭的微孔結(jié)構(gòu)?；钚蕴康奈教匦圆粌H與細(xì)孔構(gòu)造和分布情況有關(guān)，而且還與活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。2-24吸附等溫線有幾種？各種等溫線的意義何在？吸附等溫線按形狀可分為幾種類型，其中有代表性的有Langmuir(朗格謬爾)型、BET型和Freundlich(弗倫德利希)型。2-25活性炭吸附操作有幾種類型？各有什么特點(diǎn)？活性炭吸附操作類型：間歇吸附、連續(xù)吸附、流化床吸附。2-26試分析幾種膜分離技術(shù)的原理和特點(diǎn)與應(yīng)用1、電滲析一一在直流電場(chǎng)的作用下，利用陰陽離子交換膜對(duì)溶液中陰、陽離子的選擇透過性（即陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過），使溶質(zhì)與水分離的物化過程。2、滲析法一一在半透膜高濃度溶液的一側(cè)施加足夠的壓力（超過溶液的滲透壓），使溶劑從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)流動(dòng)的過程。隨著反滲透膜制造技術(shù)及裝置的迅速發(fā)展與完善，反滲透工藝已在海水及苦咸水淡化、飲用水處理、高純水制備等領(lǐng)域得到了較多的應(yīng)用。在電鍍、食品工業(yè)等廢水處理方面也有應(yīng)用。3、微濾、超濾和納濾等一一依靠壓力和膜進(jìn)行工作，制膜的原料也是醋酸纖維素或聚酰胺、聚颯等，但刪去熱處理工序，使制成的膜孔徑較大，能夠在較小的壓力下工作，而且有較大的水通量。微濾技術(shù)適合于去除膠體、懸浮固體和細(xì)菌，現(xiàn)多用于取代深床過濾，降低出水濁度，強(qiáng)化水的消毒，有時(shí)也作反滲透的預(yù)處理。超濾能去除相對(duì)分子量大于1000?100000的物質(zhì)，如膠體、蛋白質(zhì)、顏料、油類、微生物等。納濾又稱低級(jí)反滲透，可分離相對(duì)分子量大于200?400的物質(zhì)，如硬度離子、色素等，有些較大分子的有機(jī)物也可被除去。2-29微濾、超濾、納濾和反滲析有何區(qū)別？微濾、超濾和納濾等一一依靠壓力和膜進(jìn)行工作，制膜的原料也是醋酸纖維素或聚酰胺、聚颯等，但刪去熱處理工序，使制成的膜孔徑較大，能夠在較小的壓力下工作，而且有較大的水通量。微濾技術(shù)適合于去除膠體、懸浮固體和細(xì)菌，現(xiàn)多用于取代深床過濾，降低出水濁度，強(qiáng)化水的消毒，有時(shí)也作反滲透的預(yù)處理。超濾能去除相對(duì)分子量大于1000?100000的物質(zhì)，如膠體、蛋白質(zhì)、顏料、油類、微生物等。納濾又稱低級(jí)反滲透，可分離相對(duì)分子量大于200?400的物質(zhì)，如硬度離子、色素等，有些較大分子的有機(jī)物也可被除去。2-30試述加氯消毒的原理。1、氯氣溶于水后發(fā)生水解反應(yīng)，生成的次氯酸HOCl是弱酸，又發(fā)生離解反應(yīng)。平衡受水中氫離子濃度的影響。當(dāng)pH>4時(shí)，溶于水的C12幾乎以HOCl和OCl一的形式存在，極少以C12的形式存在。當(dāng)pH=7時(shí)，HOC1約占80%,OC1一約占20%。一般認(rèn)為，C12、HOCl、OC1一均具有氧化能力，而不少研究表明C12、HOC1、OCl—三者中，HOC1的殺菌能力最強(qiáng)。2、當(dāng)水中有氨存在時(shí)，氯和次氯酸極易與氨化合成各種氯胺。各種氯胺水解后，又會(huì)生成HOC1,因此它們也具有消毒殺菌能力，但不及HOC1強(qiáng)，而且殺菌作用進(jìn)行得比較緩慢。3、氯還可以與水中其他雜質(zhì)特別是還原性物質(zhì)起化學(xué)作用，如Fe2+、Mn2+、NO2—、S—等無機(jī)性還原物質(zhì)以及一些有機(jī)性還原物質(zhì)。2-31水消毒與殺菌的區(qū)別？水消毒是用物理、化學(xué)方法去除水中的病原菌、病毒和寄生蟲，以保證人類用水的安全和衛(wèi)生。其目的是水中的病原細(xì)菌和其他對(duì)人體健康有害的微生物。消毒和殺菌不同。殺菌是殺滅水中一切微生物。生活污水和某些工業(yè)廢水中含有大量細(xì)菌，有時(shí)還含有較多的病原細(xì)菌、病毒和寄生蟲卵等。通過一般的廢水處理，它們也還不能全部被去除，為了防止疾病的傳播，在排入水體之前，也需要進(jìn)行消毒。2-32除氯以外，還有哪些消毒方法？發(fā)展前途如何？（一）物理消毒法1、加熱消毒：消耗大量燃料，只適合于少量飲用水。2、紫外線消毒紫外線消毒與氯消毒相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①消毒速度快，效率高。據(jù)試驗(yàn)，經(jīng)紫外線照射幾十秒鐘即能殺菌。一般大腸桿菌的平均去除率可達(dá)98%,細(xì)菌總數(shù)的平均去除率可達(dá)96.6%。此外還能去除加氯法難以殺死的某些芽孢和病毒。②不影響水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分，不增加水的嗅和味。③操作簡(jiǎn)單，便于管理，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。紫外線消毒的缺點(diǎn)是不能解決消毒后在管網(wǎng)中再污染的問題，電耗較大，水中懸浮雜質(zhì)妨礙光線投射等。（二）臭氧消毒臭氧在常溫常壓下為無色氣體，有特臭，強(qiáng)氧化劑，且極不穩(wěn)定，分解放出［0］。［0］具有強(qiáng)氧化能力，是除氟以外最活潑的氧化劑，能殺滅病毒、芽抱等具有頑強(qiáng)抵抗力的微生物。臭氧消毒接觸時(shí)間短，不受水中氨氮和pH的影響，能氧化水中的有機(jī)物，去除水中的鐵、錳，并能去除嗅、味和色度，還能完全去除水中的酚。但是，臭氧法的主要缺點(diǎn)是基礎(chǔ)建設(shè)投資大、耗電量大；臭氧在水中不穩(wěn)定，容易分解，因而不能在配水管網(wǎng)中保持持續(xù)的殺菌能力；臭氧需邊生產(chǎn)邊使用，不能儲(chǔ)存；當(dāng)水量和水質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，調(diào)節(jié)臭氧投加量比較困難。（三）重金屬消毒銀離子能凝固微生物蛋白質(zhì)，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，達(dá)到殺菌目的。消毒方法有：利用表面積很大的銀片與水接觸，或用電解銀的方法，或使水流過鍍銀的砂粒等。此法的缺點(diǎn)是價(jià)格高，殺菌慢，只能用于少量飲用水的應(yīng)急消毒。至于長(zhǎng)期飲用重金屬離子消毒的水對(duì)人體有何影響，尚無定論。在殺滅湖泊或水庫中的藻類時(shí)，硫酸銅是最常用的化學(xué)藥劑。（四）綜合消毒法各種消毒法結(jié)合使用已為國(guó)外水廠提倡。如：臭氧一氯消毒。其步驟為：先用臭氧氧化水中酚和消滅病毒，改善水的物理性質(zhì)，然后在水中加氯，保證管網(wǎng)中的滅菌能力。有的水廠也用臭氧—紫外線一氯消毒。第三章水的生物化學(xué)處理方法3-1水中微生物主要分哪幾類？分別簡(jiǎn)單討論它們?cè)趶U水處理過程中所起的作用。細(xì)菌等各類微生物的種類與數(shù)量常與污水水質(zhì)及其處理工藝有密切關(guān)系，在特定的污水中，會(huì)形成與之相適應(yīng)的微生物群落。細(xì)菌是單細(xì)胞微生物，廢水處理設(shè)備中出現(xiàn)的細(xì)菌種類很多。對(duì)凈化污水有重要作用的細(xì)菌有無色桿菌屬(Achromobacter)、產(chǎn)堿桿菌屬、芽抱桿菌屬、黃桿菌屬、微球菌屬及假單胞菌屬。其中假單胞菌屬是最具有代表性的污水處理的活性細(xì)菌之一，地球上存在的天然有機(jī)物都可以為假單胞菌屬的細(xì)菌所分解。真菌種類繁多，污水處理中分離出的真菌主要是霉菌。大多數(shù)真菌都是好氧菌，他們具有在溫度較低的環(huán)境條件下生長(zhǎng)繁殖的能力，適宜生存的pH范圍是2?9。藻類都是具有光合作用的自養(yǎng)型微生物，能通過光合作用放出氧氣，對(duì)污水的凈化具有重要的作用。原生動(dòng)物是極微小的能運(yùn)動(dòng)的微生物，通常為單細(xì)胞生物，生物處理中常見的原生動(dòng)物有肉足綱、鞭毛綱、纖毛綱和吸管綱的動(dòng)物。原生動(dòng)物不僅能吞噬部分有機(jī)物、游離細(xì)菌，降低污水渾濁度，一些原生動(dòng)物還能分泌黏液，促進(jìn)生物污泥絮凝。當(dāng)運(yùn)行條件和處理水質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，原生動(dòng)物的種類也隨之變化，因此，原生動(dòng)物能起指示生物的作用。后生生物在水處理設(shè)備中不常出現(xiàn)。輪蟲是后生動(dòng)物的典型代表，可非常有效的吞食分散和絮凝的細(xì)菌及顆粒較小的有機(jī)物。輪蟲是好氧生物凈化程度的有效指示生物。在生物處理中，凈化污水的第一和主要承擔(dān)者是細(xì)菌，而原生動(dòng)物是細(xì)菌的首次捕食者，后生動(dòng)物是細(xì)菌的二次捕食者。3-2試簡(jiǎn)單說明活性污泥法凈化污水的基本原理。向生活污水中不斷注入空氣，維持水中有足夠的溶解氧，經(jīng)過一段時(shí)間后，污水中即生成一種絮凝體。這種絮凝體是有大量繁殖的微生物構(gòu)成的，易于沉淀分離，使污水得到澄清，這就是“活性污泥”。微生物和有機(jī)物構(gòu)成活性污泥的主要部分，約占全部活性污泥的70%以上?；钚晕勰嗟暮室话阍?8%?99%左右，具有很強(qiáng)的吸附和降解有機(jī)物的能力，可以達(dá)到處理和凈化污水的目的?；钚晕勰喾ň褪且詰腋≡谒械幕钚晕勰酁橹黧w，在有利于微生物生長(zhǎng)的環(huán)境條件下和污水充分接觸，使污水凈化的一種方法。3-3污泥沉降比、污泥濃度和污泥指數(shù)在活性污泥法運(yùn)行中有什么作用？良好的活性污泥應(yīng)具有哪些性能？污泥沉降比(SV)：指曝氣池混合液在100ml量筒中靜置沉淀30min后，沉淀污泥占混合液的體積分?jǐn)?shù)(%)。污泥沉降比反映曝氣池正常運(yùn)行時(shí)的污泥量，用以控制剩余污泥的排放，他還能及時(shí)反映出污泥膨脹等異常情況。污泥指數(shù)(SVI)：污泥指數(shù)是污泥容積指數(shù)的簡(jiǎn)稱，指曝氣池出口處混合液經(jīng)30min沉淀后，1g干污泥所占的容積，以ml計(jì)。SVI能較好的反映出活性污泥的松散程度（活性）和絮凝、沉降性能。對(duì)于一般城市污水，SVI在50?150左右。SVI過低，說明泥粒細(xì)小緊密，無機(jī)物多，缺乏活性和吸附能力；SVI過高，說明污泥難于沉淀分離。污泥齡（旦）指曝氣池中工作的活性污泥總量與每日排放的剩余污泥量的比值，單位是天（d）。它表示新增長(zhǎng)的污泥在曝氣池中的平均停留時(shí)間，即曝氣池工作污泥全部更新一次所需時(shí)間。污泥齡和細(xì)菌的增長(zhǎng)處于什么階段直接相關(guān)，以它作為生物處理過程的主要參數(shù)是很有價(jià)值的。3-4試比較推流式曝氣池和完全混合曝氣池的優(yōu)缺點(diǎn)。推流式曝氣池呈長(zhǎng)方形，水流形態(tài)為推流式。污水凈化的吸附階段和氧化階段在一個(gè)曝氣池中完成。進(jìn)口處有機(jī)物濃度高，沿池長(zhǎng)逐漸降低，需氧量也是沿池長(zhǎng)逐漸降低。處理工業(yè)廢水時(shí)的BOD5負(fù)荷為0.2?0.4kg（BOD5）/[kg（MLSS）?d],MLSS濃度為1.5?3.5g/L。普通活性污泥法對(duì)有機(jī)物（B0D5）和懸浮物去除率高，可達(dá)到85%?95%,因此特別適用于處理要求高而水質(zhì)比較穩(wěn)定的廢水。它的主要缺點(diǎn)是：①不能適應(yīng)沖擊負(fù)荷；②需氧量沿池長(zhǎng)前大后小，而空氣的供應(yīng)是均勻的，這就造成前段氧量不足，后段氧量過量的現(xiàn)象。需要維持前段足夠的溶解氧，就會(huì)造成后端氧量大大超過需要而浪費(fèi)。此外，由于曝氣時(shí)間長(zhǎng)，曝氣池體積大，占地面積和基建費(fèi)用也相應(yīng)增大。完全混合法的流程與普通法相同。該法有兩個(gè)特點(diǎn)：一是進(jìn)入曝氣池的污水立即與池內(nèi)原有濃度低的大量混合液混合，得到了很好的稀釋，所以進(jìn)水的水質(zhì)的變化對(duì)污泥的影響降低到了很小的程度，能夠較好的承受沖擊負(fù)荷；二是池內(nèi)各點(diǎn)有機(jī)物濃度（F）均勻一致，微生物群性質(zhì)和數(shù)量（M）基本相同，池內(nèi)各部分工作情況幾乎完全一致。由于微生物生長(zhǎng)所處階段主要取決于F/M,所以完全混合法有可能把整個(gè)池子的工作情況控制在良好的的同一條件進(jìn)行，微生物活性能夠充分發(fā)揮，這一特點(diǎn)是推流式曝氣池不具備的。3-5常用的曝氣池有哪些型式？各適用于什么條件？推流式曝氣池：推流式曝氣池為長(zhǎng)方廊道形池子，常采用鼓風(fēng)曝氣，擴(kuò)散裝置設(shè)在池子一側(cè)，使水流在池子中呈螺旋狀前進(jìn)，前段水流與后段水流不發(fā)生混合。為運(yùn)轉(zhuǎn)和維修方便，常將所需要的曝氣池總?cè)莘e分為可獨(dú)立操作的兩個(gè)或者更多的單元，每個(gè)單元包括幾個(gè)池子，每個(gè)池子由1~4個(gè)折流的廊道組成。完全混合式曝氣池：廢水進(jìn)入反應(yīng)池與池中混合液充分混合，池內(nèi)廢水組成，F(xiàn)/M、微生物群的組成和數(shù)量完全均勻一致。這種曝氣池多為圓形、方形或多邊形池子，常采用葉輪式機(jī)械曝氣。為節(jié)省占地面積，可以把幾個(gè)方形池子連接在一起，組成一個(gè)長(zhǎng)方形池子。循環(huán)混合曝氣池（氧化溝）：循環(huán)混合曝氣池多采用轉(zhuǎn)刷曝氣，其平面形狀像跑道。轉(zhuǎn)刷設(shè)在直段上，轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)動(dòng)使混合液曝氣并在池內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，使活性污泥保持懸浮狀態(tài)，從整體上看，流態(tài)是完全混合的，但一般混合液的環(huán)流量為進(jìn)水量的數(shù)百倍以上，流速較大，在局部又具有推流的特征。3-6普通活性污泥法、生物吸附法和完全混合曝氣法各有什么特點(diǎn)？根據(jù)細(xì)菌增長(zhǎng)曲線看，這幾種運(yùn)行方式的基本區(qū)別在什么地方？試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。普通活性污泥法又稱傳統(tǒng)活性污泥法。曝氣池呈長(zhǎng)方形，水流形態(tài)為推流式。污水凈化的吸附階段和氧化階段在一個(gè)曝氣池中完成。進(jìn)口處有機(jī)物濃度高，沿池長(zhǎng)逐漸降低，需氧量也是沿池長(zhǎng)逐漸降低。普通活性污泥法對(duì)有機(jī)物（B0D5）和懸浮物去除率高，可達(dá)到85%?95%,因此特別適用于處理要求高而水質(zhì)比較穩(wěn)定的廢水。它的主要缺點(diǎn)是：①不能適應(yīng)沖擊負(fù)荷；②需氧量沿池長(zhǎng)前大后小，而空氣的供應(yīng)是均勻的，這就造成前段氧量不足，后段氧量過量的現(xiàn)象。需要維持前段足夠的溶解氧，就會(huì)造成后端氧量大大超過需要而浪費(fèi)。此外，由于曝氣時(shí)間長(zhǎng)，曝氣池體積大，占地面積和基建費(fèi)用也相應(yīng)增大。完全混合法的流程與普通法相同。該法有兩個(gè)特點(diǎn)：一是進(jìn)入曝氣池的污水立即與池內(nèi)原有濃度低的大量混合液混合，得到了很好的稀釋，所以進(jìn)水的水質(zhì)的變化對(duì)污泥的影響降低到了很小的程度，能夠較好的承受沖擊負(fù)荷；二是池內(nèi)各點(diǎn)有機(jī)物濃度（F）均勻一致，微生物群性質(zhì)和數(shù)量（M）基本相同，池內(nèi)各部分工作情況幾乎完全一致。由于微生物生長(zhǎng)所處階段主要取決于F/M，所以完全混合法有可能把整個(gè)池子的工作情況控制在良好的的同一條件進(jìn)行，微生物活性能夠充分發(fā)揮，這一特點(diǎn)是推流式曝氣池不具備的。生物吸附法又叫接觸穩(wěn)定法或吸附再生法?；钚晕勰喾▋艋|(zhì)的第一階段是吸附階段，良好的活性污泥與生活污水混合后10?30min內(nèi)就能基本完成吸附作用，污水中的BOD5即可去除85%?90%。生物吸附法就是根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)發(fā)展起來的。污水和活性污泥在吸附池內(nèi)混合接觸0.5?1.0h，使污泥吸附大部分懸浮物、膠體狀物質(zhì)及部分溶解有機(jī)物后，在二沉池中進(jìn)行分離，分離出的回流污泥先在再生池內(nèi)進(jìn)行2?3h的曝氣，進(jìn)行生物代謝，充分恢復(fù)活性后再回到吸附池。吸附池和再生池可分建，也可合建。生物吸附法采用推流式流型。由于吸附時(shí)間短，再生池和吸附池內(nèi)MLSS濃度可分別達(dá)到1.0?3.0和4.0?10.0g/L，BOD5負(fù)荷0.2?0.6kg（BOD5）/[kg（MLSS）d].在污泥負(fù)荷率相同時(shí)，生物吸附法兩池總?cè)莘e比普通法要小得多，而空氣量并不增加，因而可以大大降低建筑費(fèi)用。其缺點(diǎn)是處理效果稍差，不適合處理含溶解性有機(jī)物較多的廢水。3-7試簡(jiǎn)單說明附著生長(zhǎng)系統(tǒng)處理廢水的基本原理。當(dāng)污水與濾料等載體長(zhǎng)期流動(dòng)接觸，在載體的表面上就會(huì)逐漸形成生物膜。生物膜主要是由細(xì)菌（好氧菌、厭氧菌和兼性菌）的菌膠團(tuán)和大量的真菌菌絲組成。生物膜上線蟲類、輪蟲類及寡毛類等微型生物出現(xiàn)的頻率也較高。在日光照射的部位還生長(zhǎng)藻類，有的濾料內(nèi)甚至還出現(xiàn)昆蟲類。由于生物膜是生長(zhǎng)在載體上的，微生物停留時(shí)間長(zhǎng)，像硝化菌等生長(zhǎng)世代期較長(zhǎng)的微生物也能生長(zhǎng)。所以，生物膜上生長(zhǎng)繁育的生物種類繁多、食物鏈長(zhǎng)而復(fù)雜是這種處理技術(shù)的顯著特征。3-8高負(fù)荷生物濾池和塔式生物濾池各有什么特點(diǎn)？適用于什么具體情況？高負(fù)荷生物濾池是在解決和改善普通生物池在凈化功能和運(yùn)行中存在的問題的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。高負(fù)荷生物濾池的BOD5容積負(fù)荷是普通生物濾池的6?8倍，水力負(fù)荷則為普通生物濾池的10倍，因此，濾池的處理能力得到大幅度提高；而水力負(fù)荷的加大可以沖刷過厚和老化的生物膜，促進(jìn)生物膜更新，防止濾料堵塞。但出水水質(zhì)不如普通生物濾池，出水BOD5常大于30mg/L。塔式生物濾池是根據(jù)化學(xué)工程中氣體洗滌塔的原理開創(chuàng)的，一般高達(dá)8?24m,直徑1?4m。由于濾池高如塔，使池內(nèi)部形成拔風(fēng)狀態(tài)因而改善了通風(fēng)。當(dāng)污水自上而下滴落時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)烈紊動(dòng)，使污水、空氣、生物膜三者接觸更加充分，可大大提高傳質(zhì)速率和濾池的凈化能力。塔式生物濾池負(fù)荷遠(yuǎn)比高負(fù)荷生物濾池高。濾池內(nèi)生物膜生長(zhǎng)迅速，同時(shí)受到強(qiáng)烈水力沖刷，脫落和更新快，生物膜具有較好的活性。為防止上層負(fù)荷過大，使生物膜生長(zhǎng)過厚造成堵塞，塔式生物濾池可以采用多級(jí)布水的方法來均衡符合。3-9生物濾池設(shè)計(jì)中，什么情況下必須采用回流？進(jìn)水BOD濃度過高時(shí)，為防止上層負(fù)荷過大，使生物膜生長(zhǎng)過厚造成堵塞，必須采用處理水回流稀釋。如塔式生物濾池，進(jìn)水BOD濃度應(yīng)控制在500mg/L以下。3-10生物轉(zhuǎn)盤處理廢水的基本原理。生物轉(zhuǎn)盤運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，污水在反應(yīng)槽中順盤片間隙流動(dòng)，盤片在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，污水中的有機(jī)污染物為轉(zhuǎn)盤上的生物膜所吸附，當(dāng)這部風(fēng)盤片轉(zhuǎn)離水面時(shí)，盤片表面形成一層污水薄膜，空氣中的氧不斷溶解到水膜中，生物膜中微生物吸收溶解氧，氧化分解被吸附的有機(jī)污染物。盤片每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，即進(jìn)行一次吸附-吸收-氧化分解的過程。轉(zhuǎn)盤不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，污染物不斷被氧化分解，生物膜也逐漸變厚，衰老的生物膜在水流剪切作用下脫落，并隨污水排至沉淀池。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)也使槽中污水不斷的被攪動(dòng)充氧，脫落的生物膜在槽中呈懸浮狀態(tài)，繼續(xù)起凈化作用，因此生物轉(zhuǎn)盤兼有活性污泥的功能。3-11氧化塘有哪幾種形式？它們的處理效果如何？適用于什么條件？氧化塘又稱為穩(wěn)定塘或生物塘，是一種類似池塘（天然的或人工修建的）的處理設(shè)備。氧化塘凈化污水的過程和天然水體的自凈過程很相似，污水在塘內(nèi)經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間緩慢流動(dòng)和停留，通過微生物（細(xì)菌、真菌、藻類和原生動(dòng)物）的代謝活動(dòng)，使有機(jī)物降解，污水得到凈化。水中溶解氧主要由塘內(nèi)生長(zhǎng)藻類通過光合作用和塘表面的復(fù)氧作用提供。氧化塘可分為好氧氧化塘、兼性氧化塘，曝氣氧化塘和厭氧塘四類。3-12什么叫氧化溝？它有什么優(yōu)點(diǎn)？氧化溝（循環(huán)混合曝氣池）多采用轉(zhuǎn)刷曝氣，其平面形狀像跑道。轉(zhuǎn)刷設(shè)在直段上，轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)動(dòng)使混合液曝氣并在池內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，使活性污泥保持懸浮狀態(tài)，從整體上看，流態(tài)是完全混合的，但一般混合液的環(huán)流量為進(jìn)水量的數(shù)百倍以上，流速較大，在局部又具有推流的特征。氧化溝斷面可為矩形或梯形，有效深為0.9?2.5m。氧化溝連續(xù)運(yùn)行時(shí)，需另設(shè)二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)。間歇運(yùn)行可省去二次沉淀池，停止曝氣時(shí)氧化溝作沉淀池用，剩余污泥通過設(shè)于溝內(nèi)的污泥收集器排除。一般采用兩個(gè)池，交替進(jìn)行曝氣和沉淀操作。氧化溝流程簡(jiǎn)單，施工方便，曝氣轉(zhuǎn)刷易制作，布置緊湊，是一種有前途的活性污泥處理法。3-13試比較厭氧法和好氧法處理的優(yōu)缺點(diǎn)和使用范圍。厭氧生物處理是在無氧的條件下，利用兼性菌和厭氧菌分解有機(jī)物的一種生物處理法。厭氧生物處理技術(shù)是最早僅用于城市污水廠污泥的穩(wěn)定處理。有機(jī)物厭氧生物處理的最終產(chǎn)物是以甲烷為主體的可燃性氣體（沼氣），可以作為能源回收利用；運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)也遠(yuǎn)比好氧生物處理低。因此在當(dāng)前能源日趨緊張的形勢(shì)下，厭氧處理作為一種低能耗、可回收資源的處理工藝，受到世界各國(guó)的重視。最近的研究結(jié)果表明，厭氧生物處理技術(shù)不僅適用于污泥穩(wěn)定處理，而且適用于高濃度和中等濃度有機(jī)廢水的處理。有的國(guó)家還對(duì)低濃度城市污水進(jìn)行厭氧處理研究，并取得了顯著進(jìn)展。3-14試扼要討論影響消化的主要因素。傳統(tǒng)消化法和高速消化法各有什么特點(diǎn)？1、溫度甲烷細(xì)菌對(duì)溫度的變化十分敏感，所以溫度是影響厭氧生物處理的主要原因。消化時(shí)間（指產(chǎn)氣量達(dá)到總氣量的90%時(shí)所需要的時(shí)間）與溫度有關(guān)。高溫消化比中溫消化時(shí)間短，產(chǎn)氣率稍高，對(duì)寄生蟲卵的殺滅率可達(dá)90%，而中溫消化的殺滅率更低。高溫消化耗熱量大，管理復(fù)雜，因此，只有在衛(wèi)生要求較高時(shí)才考慮采用高溫消化。2、酸堿度甲烷細(xì)菌生長(zhǎng)最適宜的pH范圍是6.8?7.2,若pH低于6或高于8,正常消化就會(huì)被破壞。因此，消化系統(tǒng)內(nèi)必須存在足夠的緩沖物質(zhì)，如重碳酸鹽。3、負(fù)荷負(fù)荷是厭氧處理過程中決定污水、污泥中有機(jī)物厭氧消化速率快慢的綜合性指標(biāo)，是厭氧消化的重要控制參數(shù)。負(fù)荷常以投配率來表示。投配率指每日加入消化池的新鮮污泥體積或高濃度污水容積與消化池容積的比率。投配率需適當(dāng)。4、碳氮比有機(jī)物的碳氮比（C/N）對(duì)消化過程有較大影響。實(shí)驗(yàn)表明，碳氮比為（10?20）：1時(shí)，消化效果較好。5、有毒物質(zhì)污泥中的有毒物質(zhì)會(huì)影響消化的正常進(jìn)行，因此必須嚴(yán)格控制有毒物質(zhì)排入城市污水系統(tǒng)。主要的有毒物質(zhì)是重金屬離子和某些陰離子。3-20從活性污泥曝氣池中取混合液500ml。盛于500ml量筒中，半小時(shí)后沉淀污泥量為150ml，試計(jì)算活性污泥的沉降比。曝氣池中的污泥濃度為3000mg/L，求污泥指數(shù)，你認(rèn)為曝氣池運(yùn)行是否正常？解：污泥指數(shù)100mL。第五章大氣質(zhì)量與大氣污染5-1簡(jiǎn)述導(dǎo)致酸雨、溫室效應(yīng)以及臭氧層破壞的原因。5-2簡(jiǎn)述大氣污染控制的含義和內(nèi)容。典型的大氣污染控制系統(tǒng)一般包括污染源的控制，廢氣排放控制系統(tǒng)（粉塵污染物的控制，氣態(tài)污染物的控制）和稀釋擴(kuò)散控制等幾部分。1.污染源的控制一一大氣污染控制的重點(diǎn)是控制污染源。將污染工藝更換為少污染或無污染工藝是最理想的方法，改革生產(chǎn)工藝，對(duì)原材料進(jìn)行加工，盡量減少大氣污染物的生成量。2、廢氣排放控制系統(tǒng)為使廢氣污染物能達(dá)標(biāo)排放，通常采用如圖所示的典型控制系統(tǒng)。用集氣罩1將污染源產(chǎn)生的污染物收集起來，經(jīng)顆粒除塵裝置3,再進(jìn)入氣態(tài)污染物凈化器4,經(jīng)風(fēng)機(jī)5進(jìn)入煙囪7，由此排人大氣，再經(jīng)歷擴(kuò)散稀釋過程，達(dá)到大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)將系統(tǒng)各步控制簡(jiǎn)述于后。雷仁衛(wèi)廢氣號(hào)戒控制系史，集氣掣I2.管道］3.戴切除受器IE,『玄污柒西早比制m5,風(fēng)機(jī)18-你退］九趙我3、稀釋擴(kuò)散控制稀釋法就是采用煙囪排放污染物，通過大氣的輸送和擴(kuò)散作用降低其”著地濃度”，使污染物的地面濃度達(dá)到規(guī)定的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。5-3根據(jù)我國(guó)《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，求出國(guó)4、R4、?！闳N污染物的日平均濃度限值。解：So 0.15 mg//加4 0.08 mgt病CO 4,00落宮/部’5-4成人每次吸入的空氣量平均為500cm3,加入每分鐘呼吸15次，空氣中顆粒物的濃度為200Ug/m3,試計(jì)算每小時(shí)沉積于肺泡內(nèi)的顆粒物質(zhì)量。已知該顆粒物在肺泡中的沉降系數(shù)為0.12。解：10.8%。5-5簡(jiǎn)述顆粒污染物和氣態(tài)污染物控制方法和設(shè)備。1、顆粒污染物控制的方法和設(shè)備主要有四類：(1)機(jī)械力除塵器：包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器。(2)過濾式除塵器：包括袋式過濾器和顆粒層過濾器。(3)靜電除塵器：包括干式靜電除塵器和濕式靜電除塵器。(4)濕式除塵器：包括泡沫除塵器、噴霧塔、填料塔、沖擊式除塵器、文丘里洗滌器等2、氣態(tài)污染物控制方法和設(shè)備可分為兩大類：分離法和轉(zhuǎn)化法。分離法是利用污染與廢氣中其它組分的物理性質(zhì)的差異使污染物從廢氣中分離出來，如物理吸收、吸附、冷凝及膜分離等；轉(zhuǎn)化法是使廢氣中污染物發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)，把污染物轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)或易于分離的物質(zhì)，如催化轉(zhuǎn)化、燃燒法、生物處理法、電子束法等。5-6為什么說煙囪排放是廢氣控制系統(tǒng)的重要部分。所謂稀釋法，就是采用煙囪排放污染物，通過大氣的輸送和擴(kuò)散作用降低其“著地濃度”，使污染物的地面濃度達(dá)到規(guī)定的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。雖然廢氣的排放控制應(yīng)依靠各種控制技術(shù)和凈化裝置，但是，對(duì)于那些難以去除的有毒物質(zhì)要降到很低的濃度，其凈化費(fèi)用可能是相當(dāng)高的，而以凈化脫除為主，輔之煙囪排放稀釋，則經(jīng)濟(jì)上是合理的。同時(shí)，無論采用什么控制方法和凈化裝置，其尾氣中仍含有少量有害物質(zhì)，即使有些尾氣中不含有害物質(zhì)，也因其中幾乎沒有氧氣而對(duì)人類呼吸不利，也必須用煙囪(排氣筒)排放稀釋。所以煙囪是廢氣排放控制系統(tǒng)的重要組成部分。煙囪排放本身并不減少排入大氣的污染物量，但它能使污染物從局地轉(zhuǎn)移到大得多的范圍內(nèi)擴(kuò)散，利用大氣的自凈能力使地面污染物濃度控制在人們可以接受的范圍內(nèi)，所以在工業(yè)密度不大的國(guó)家和地區(qū)，它一直是直接排放廢氣的常用工業(yè)方法。在某些情況下，煙囪可能是控制大氣污染最通用和經(jīng)濟(jì)的方法。第六章顆粒污染物控制6-1某一除塵裝置處理含塵氣體，入口粉塵的粒徑分布和分級(jí)效率如附表所示。試求該除塵裝置的總效率。習(xí)題6-1附表粉塵粒徑幅力/'*網(wǎng)0.5?5.85.8?8.28.2?11.711.7?16.516.5?22.622.6?3333~4747入口頻數(shù)分布&區(qū)314781319108分級(jí)效率叫618593969899100100解：n=86%。6-2一單層沉降室處理含塵氣流，已知含塵氣體流量Q=1.5m3/s,氣體密度pG=1.2kg/m3,氣體黏度U=1.84X10-5kg/（m-s）,顆粒真密度Pp=2101.2kg/m3,沉降室寬度W=1.5m,要求對(duì)粒徑=50口m的塵粒應(yīng)達(dá)到60%的搜捕效率。試求沉降室的長(zhǎng)度。解：4.1m。6-3含塵粒直徑為1.09"陰的氣體通過一重力沉降室，寬20cm,長(zhǎng)50cm,共8層，層間距0.124cm,氣體流速是8.61L/min。并觀測(cè)到其捕集效率為64.9%。問需要設(shè)置到多少層才能得到80%的捕集效率？解：10層。6-4簡(jiǎn)述旋風(fēng)除塵器中影響粉塵捕集效率的因素。1、入口風(fēng)速（或者流量）：入口流量增大（即入口風(fēng)速），〃口降低，因此除塵效率提高。但風(fēng)速過大，粗顆粒將以較大的速度到達(dá)器壁而被反彈回內(nèi)旋流，然后被上升氣流帶出，從而降低除塵效率。一般入口風(fēng)速12?20m/s。2、除塵器的結(jié)構(gòu)尺寸：其他條件相同時(shí)，筒體直徑越小，塵粒所受的離心力越大，除塵效率越高；筒體高度的變化對(duì)除塵效率的影響不明顯；適當(dāng)增加錐體長(zhǎng)度，有利于提高除塵效率；減小排氣管直徑，對(duì)除塵有力若將除塵器各部分的尺寸進(jìn)行幾何相似放