環(huán)境工程學課后題答案-完整-第二版-蔣展鵬(完整版)資料

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環(huán)境工程學課后題答案完整第二版蔣展鵬（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）緒論

環(huán)境工程學的發(fā)展和內容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、自然保護區(qū)、風景名勝區(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、能量或生物體，其數(shù)量或強度超過了環(huán)境的自凈能力，使環(huán)境質量變差，并對人或其它生物的健康或環(huán)境中某些有價值物質產(chǎn)生了有害影響的現(xiàn)象。污染物質：引起環(huán)境污染的物質即為污染物質。公害：由人為原因引起化學污染物滋事而產(chǎn)生的突發(fā)事件通常稱為公害。環(huán)境科學：研究人類環(huán)境質量及其保護的和改善的科學，其主要任務是研究在人類活動的影響下環(huán)境質量的變化規(guī)律和環(huán)境變化對人類生存的影響，以及改善環(huán)境質量的理論、技術和方法。0-2試分析人類與環(huán)境的關系?！碍h(huán)境”一詞是相對于人類而言的，即指的是人類的環(huán)境。人類與其環(huán)境之間是一個有著相互作用、相互影響、相互依存關系的對立統(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，同時其生產(chǎn)和生活活動作用于環(huán)境，又會對環(huán)境產(chǎn)生影響，引起環(huán)境質量的變化；反過來，污染了的或受損害的環(huán)境也對人類的身心健康和經(jīng)濟發(fā)展等造成不利影響。0-3試討論我國的環(huán)境和污染問題0-4什么是環(huán)境工程學？他與其他學科之間的關系怎樣？環(huán)境工程學應用環(huán)境科學、工程學和其它有關學科的理論和方法，研究保護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)境質量，使人們得以健康、舒適地生存與發(fā)展的學科。環(huán)境工程學是環(huán)境科學的一個分支，又是工程學的一個重要組成部分。它脫胎于土木工程、衛(wèi)生工程、化學工程。機械工程等母系學科，又融入了其他自然科學和社會科學的有關原理和方法。0-5環(huán)境工程學的主要任務是什么？環(huán)境工程學應用環(huán)境科學、工程學和其它有關學科的理論和方法來研究控制環(huán)境污染、保護和改善環(huán)境質量，合理利用自然資源的技術途徑和技術措施。因此，它有著兩方面的任務：既要保護環(huán)境，使其免受和消除人類活動對它的有害影響；又要保護人類的健康和安全免受不利的環(huán)境因素損害。具體講就是重點治理和控制廢水、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)境工程學的主要內容有哪些？（1）水質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、振動與其他公害防治工程；（4）清潔生產(chǎn)、污染預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)測與環(huán)境質量評價。第一章水質與水體自凈1-1名詞解釋水污染：水體因接受過多的污染物而導致水體的物理特征、化學特征和生物特征發(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)濟發(fā)展和人民生活中的作用，該狀態(tài)為“水體污染”。水質：水與其中所含的雜質共同表現(xiàn)出來的物理學、化學和生物學的綜合特性。水質指標：水中雜質的種類、成分和數(shù)量，是判斷水質的具體衡量標準。水質標準：由國家或政府部門正式頒布的有關水質的統(tǒng)一規(guī)定。水環(huán)境容量：一定水體在規(guī)定的環(huán)境目標下所能容納污染物質的最大負荷量。水體自凈：進入水體的污染物通過物理、化學和生物等方面的作用，使污染物的濃度逐漸降低，經(jīng)過一段時間后，水體將恢復到受污染前的狀態(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、生物質、底泥質量惡化的各種物質均稱為“水體污染物”。COD：在一定嚴格的條件下，水中各種有機物與外加的強氧化作用時所消耗的氧化劑量。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物所消耗的溶解氧量。總固體：水中所有殘渣的總和。（在一定溫度下，將水樣蒸發(fā)至干時所殘余的固體物質總量。）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。它們的測定結果一般如何表示？如果對水樣進行過濾操作，將濾渣在103～105℃下烘干后的重量就是懸浮固體，結果以mg/L計。而可沉固體是指將1L水樣在一錐形玻璃筒內靜置1h后所沉下的懸浮物質數(shù)量，結果用mL/L來表示。渾濁度是指水中不溶解物質對光線透過時所產(chǎn)生的阻礙程度。一般來說，水中的不溶解物質越多，渾濁度也越高，但兩者之間并沒有固定的定量關系。因為渾濁度是一種光學效應，它的大小不僅與不溶解物質的數(shù)量、濃度有關，而且還與這些不溶解物質的顆粒尺寸、形狀和折射指數(shù)等性質有關。將蒸餾水中含有1mg/L的SiO2稱為1個渾濁度單位或1度。由此測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、冷卻后稱其質量為54.3998g，再移至600℃爐內灼燒，冷卻后稱其質量為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用去6.60ml。試計算此水樣的總堿度及各致堿陰離子的含量（結果以mmol/L計）。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（結果以mmol/L計）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溶液滴定至PH8.3時需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（結果以mmol/L和的mg/L計）。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（結果以mmol/L、度和的mg/L計）。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、化學需氧量和生化需氧量三者有何區(qū)別？它們之間的關系如何？除了它們以外，還有哪些水質指標可以用來判別水中有機物質含量的多寡？重鉻酸鉀耗氧量，習慣上稱為化學需氧量，是水樣在強酸性條件下，加熱回流2h（有時還加入催化劑），使有機物質與重鉻酸鉀充分作用被氧化的情況下測定的。它能將水中絕大多數(shù)的有機物氧化，但對于苯、甲苯等芳烴類化合物則較難氧化。嚴格說來，化學需氧量也包括了水中存在的無機性還原物質。通常因廢水中有機物的數(shù)量大大多于無機還原物質的量，一般用化學需氧量代表廢水中有機物質的總量。高錳酸鉀耗氧量，習慣上稱為耗氧量，測定快速，但不代表水中有機物質的全部總量。一般來說，在測定條件下水中不含氮的有機物質易被高錳酸鉀氧化，而含氮的有機物就較難分解。因此，耗氧量適用于測定天然水或含容易被氧化的有機物的一般廢水，而成分復雜的有機工業(yè)廢水則常測定化學需氧量。生化需氧量指在有氧的條件下，水中可分解的有機物由于好氧微生物（主要是好氧細菌）的作用被氧化分解無機化所需要的氧量。除它們外，還有總需氧量、總有機碳等水質指標可用來判別水中有機物質含量的多寡。1-11試討論有機物好氧生物氧化的兩個階段。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氧的消耗量？在有氧的情況下，廢水中有機物質的分解是分兩個階段進行的。第一階段稱為碳氧化階段，主要是不含氮有機物的氧化，也包括含氮有機物的氨化，以及氨化后生成的不含氮有機物的繼續(xù)氧化。碳氧化階段所消耗的氧量稱為碳化生化需氧量（BOD）?？偟奶蓟柩趿砍７Q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。水中的硝化細菌可氧化水中原有的氨和含氮有機物氨化分解出來的氨，最終轉化成硝酸鹽。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。這是因為生化需氧量的定義只規(guī)定：有機物被氧化分解為無機物質。在第一階段生物氧化中，有機物中的C變?yōu)镃O2，N變?yōu)镹H3，均已無機化。因此并不關心繼續(xù)氧化成NO2－、NO3－。同時，對于一般的有機廢水，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測定通常是可以避免硝化細菌耗氧的干擾的。1-12某工業(yè)區(qū)生產(chǎn)廢水和生活污水的混合廢水的為300（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=210，試求此廢水的以及第一階段生化需氧量，假定=0.17。假設上述廢水改放在30℃條件下培養(yǎng)測定，試問5天的BOD應該是多少（）？解：30℃下BOD5=281mg/L。1-14三種不同污水水樣在20℃下的均為350，而它們的值分別為0.25、0.36和0.47，試求每種水樣的完全生化需氧量。解：372mg/L；357mg/L；351mg/L。1-15一學生測某廢水的生化需氧量，星期二將水樣放入25℃的培養(yǎng)箱內，到下星期一才作培養(yǎng)后測定。得BOD值為206。已知此廢水20℃的=0.17，試求它的。解：167mg/L。1-17通常所說的水質標準和水質要求有什么區(qū)別？由國家正式頒布的統(tǒng)一規(guī)定，對各項水質指標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，有關部門、企業(yè)和單位都必須遵守，稱為水質標準。各用水部門或設計、研究單位為進行各項工程建設或工藝生產(chǎn)操作，根據(jù)必要的試驗研究或一定的經(jīng)驗所確定的各種水質要求。這類水質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)境質量標準，還要制定廢水的排放標準？地表水環(huán)境質量標準只對地表水體中有害物質規(guī)定容許的標準限值，還不能完全控制各種工農(nóng)業(yè)廢棄物對水體的污染。為了進一步保護水環(huán)境質量，必須從控制污染源著手，制定相應的污染物排放標準。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？進入水體的污染物通過物理、化學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到受污染前的狀態(tài)，這個自然凈化的過程稱為水體自凈。當河流接納廢水以后排入口（受污點）下游各點處溶解氧的變化十分復雜。以各點離排入口的距離為橫坐標，溶解氧量為縱坐標作圖，即得氧垂曲線。氧垂曲線的形狀會因各種條件（如廢水中有機物濃度、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的虧氧量，及從排入點到臨界點所需的時間。1-20解決廢水問題的基本原則有哪些？在解決廢水問題時，應當考慮下面一些主要原則：（1）改革生產(chǎn)工藝，大力推進清潔生產(chǎn)，減少廢水排放量；（2）重復利用廢水；（3）回收有用物質；（4）對廢水進行妥善處理；（5）選擇處理工藝和方法時，必須經(jīng)濟合理，并盡量采用先進技術。1-21什么是“末端治理”？為什么要積極推進“清潔生產(chǎn)”工藝？你怎樣認識“清潔生產(chǎn)”與“末端治理”的關系？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)廢水問題時應當首先深入工業(yè)生產(chǎn)工藝中，與工藝人員相結合，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，采用先進的設備及生產(chǎn)方法，以減少廢水的排放量和廢水的濃度，減輕處理構筑物的負擔和節(jié)省處理費用。1-22舉例說明廢水處理與利用的物理法、化學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，在處理過程中不改變其化學性質。如：沉淀法不僅可除去廢水中相對密度大于1的懸浮顆粒，同時也是回收這些物質的有效方法。化學法利用化學反應的作用來處理水中的溶解性污染物質或膠體物質。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)的有機污染物轉化為無害的物質。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)的有機污染物。1-23一廢水流量q=0.15m3/s，鈉離子濃度ρ1=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ρ0=12mg/L。求河流下游B點處的鈉離子濃度。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=1.20,=4.1

，=5.0，=3.0；污水廠出水的流量q=8640，=20mg/L，=80，=10。假定排入口下游不遠某點處出水與河水得到完全混合，求該點處的河水水質。解：BOD55.3mg/L；10.8mg/L；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。各項參數(shù)如表1-17所示。試求：（1）2天后河流中的溶解氧量。（2）臨界虧氧量及其發(fā)生的時間。習題1-25附表參數(shù)污水廠出水河水混合流量/m3s-10.25.05.2水溫/℃152019.8DO/mgL-11.06.05.8BOD5(20)/mgL-11003.06.7k1(20)/d-10.2——

k2(20)/d-1——0.3

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，=30，DO=2，水溫20℃，=0.17。將此處水排入某河流，排放口上游處河水流量為Q=0.65，=5.0mg/L，DO=7.5mg/L，水溫23℃，混合后水流速度v=0.5m/s，可取0.25。試求混合后溶解氧最低值及其發(fā)生在距排放口多遠處？解：Dc5.5mg/L；64800m。1-27一奶制品工廠廢水欲排入某河流，各項參數(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Ⅲ類水體，要求溶解最低值不得低于5.0mg/L，工廠應該將廢水的BOD5(20)處理到不超過多少濃度時才能排放？習題1-27附表參數(shù)廢水河水流量/m3d-1100019000水溫/℃5010DO/mgL-107.0BOD5(20)/mgL-112503.0k1(20)/d-10.35——k2(20)/d-1——0.5解：18.7mg/L；20mg/L。1-28有一含氰有機廢水，最大流量為100，=10mg/L，=300mg/L，DO=0mg/L，欲排入附近某河流。該河流屬于Ⅲ類水體，河水最小流量（95%保證率）為3，最小流量時流速為0.2，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℃。估計此廢水需要的處理程度。解：95%。第二章水的物理化學處理方法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？說明它們的內在區(qū)別和特點。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，其尺寸、質量會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，但顆粒間相對位置不變，作為一個整體而成層下降。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會相互接觸。上層顆粒的重力作用可將下層顆粒間的水擠壓出界面，使顆粒群被壓縮。2-2水中顆粒的密度=2.6，粒徑d=0.1mm，求它在水溫10℃情況下的單顆粒沉降速度。解：6.7×10-3m/s。2-3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時的懸浮顆粒去除率。試驗用的沉淀柱取樣口離水面120cm和240cm。ρ表示在時間t時由各個取樣口取出的水樣中懸浮物的濃度，ρ0代表初始的懸浮物濃度。習題2-3附表時間01530456090180120cm處的ρ/ρ010.960.810.620.460.230.06240cm處的ρ/ρ010.990.970.930.860.700.32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，靜置沉淀試驗所得資料如表2-23所示。求沉淀效率為65%時的顆粒截留速度。習題2-4附表取樣口離水面高度/m在下列時間（min）測定的懸浮物去除率/%510204060901200.6415560677273761.2193345586270741.815313854596371解：不同水深下的E～U510204060901200.6m0.120.060.030.0150.010.00670.005415560677273761.2m60.030.020.0130.0135.549.556.364.869.572.375.51.8m0.360.180.090.0450.030.020.01529.343.751.361.866.570.374.5根據(jù)上表數(shù)據(jù)繪制不同水深條件下的E～U曲線，結合曲線求解。2-5污水性質及沉淀試驗資料同習題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數(shù)及澄清區(qū)的有效尺寸；（2）污泥的含水率為96%時的每日污泥容積。解：以平流式沉淀池為例：6座池子，長24m，寬5m，有效水深1.8m。污泥的含水率為96%時的每日污泥容積19.5m3。2-6已知平流式沉淀池的長度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，斜板長度=1m，傾角60°。如不考慮斜板厚度，當廢水中懸浮顆粒的截留速度=1時，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)的機理可歸結為以下四種：A壓縮雙電層：帶同號電荷的膠粒之間存在著范德華引力和由ζ電位引起的靜電斥力。這兩種力抗衡的結果決定膠體的穩(wěn)定性。一般當兩膠體顆粒表面距離大于3nm時，兩個顆?？偺幱谙喑鉅顟B(tài)（對憎水膠體顆粒而言，兩膠核之間存在兩個滑動面內的離子層，使顆粒保持穩(wěn)定的相斥狀態(tài)；對于親水膠體顆粒而言，其表面吸附了大量的水分子構成水殼，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。電解質在水中電離產(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ζ電位，并使擴散層厚度減小。B吸附電中和：膠粒表面對異號離子、異號膠粒或鏈狀高分子帶異號電荷的部位有強烈的吸附作用，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：如果投加的化學藥劑是能吸附膠粒的鏈狀高分子聚合物，或者兩個同號膠粒吸附在同一異號膠粒上，膠粒就能連結、團聚成絮凝體而被除去。D網(wǎng)捕作用：含金屬離子的化學藥劑投入水中后，金屬離子會發(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，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，以氫氧化物沉淀形式存在的網(wǎng)捕絮凝作用為主。2-9混合和絮凝反應主要作用是什么？對攪拌各有什么要求？混合的目的是迅速均勻地將藥劑擴散于水中，溶解并形成膠體，使之與水中的懸浮微粒等接觸，生成微小的礬花。這一過程的要求：攪拌強度大，產(chǎn)生激烈湍流，混合時的流速應在1.5m/s以上，混合時間短（不超過2分鐘），一般為10～30s。反應設備的任務是使細小的礬花逐漸絮凝成較大顆粒，以便于沉淀除去。反應設備要求水流有適宜的攪拌強度，既要為細小絮體的逐漸長大創(chuàng)造良好的碰撞機會和吸附條件，又要防止已形成的較大礬花被碰撞打碎。因此，攪拌強度比在混合設備中要小，但時間比較長，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、反應以及絮凝體與水分離）的設備。澄清池中起到截留分離雜質顆粒作用的介質是呈懸浮狀態(tài)的泥渣。即在反應階段加入一定濃度的懸浮泥渣，或在反應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，一旦在運動中與相對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鍵。沉淀池是利用水中懸浮物質自身重力完成水固分離的設備。2-12常見澄清池有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點？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)，在運動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形成一層懸浮狀態(tài)的泥渣，當原水自下而上通過泥渣層時，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、固三相介質間的相互作用有關。根據(jù)熱力學的概念，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)地進行的。θ→0o，該物質不能氣?。沪龋?0o，該物質附著不牢，易分離；θ→180o，該物質易被氣浮。其中：θ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、設備結垢的處理。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？①加熱軟化法——借助加熱把碳酸鹽硬度轉化成溶解度很小的CaCO3和Mg(OH)2沉淀出來，達到軟化的目的。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，仍然會產(chǎn)生結垢問題。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＋，較前兩個方法優(yōu)越。2-19離子交換樹脂的結構有什么特點？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）和活性基團兩個部分組成。樹脂本體通常是苯乙烯的聚合物，是線性結構的高分子有機化合物。因樹脂本體不是離子化合物不具有離子交換能力，需經(jīng)適當處理加上活性基團后，才成為離子化合物，才具有離子交換能力。活性基團由固定離子和活動離子組成，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。離子交換的運行操作包括交換、反洗、再生、清洗四個步驟。（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。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。（2）反洗：目的在于松動樹脂層，以便再生時再生液分布均勻，同時還及時清除積存的雜質、碎粒和氣泡。（3）再生：交換反應的逆過程，用較高濃度的再生液恢復樹脂的交換能力。（4）清洗：將樹脂層中殘余的再生廢液清洗掉，直至符合出水水質要求。2-22試述離子交換工藝在廢水處理中的應用范圍。（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)生在活性炭內部細孔的表面。每克吸附劑所具有的表面積稱為比表面積。活性炭的比表面積可達500～1700m2/g?；钚蕴康奈搅坎粌H與比表面積有關，而且還取決于細孔的構造和分布情況。這些細孔的構造主要和活化方法及活化條件有關。細孔的大小不同，在吸附中所引起的主要作用也就不同。其中大孔主要為擴散提供通道，影響擴散速度；過渡孔在吸附質孔徑小時影響擴散速度，小孔決定吸附量；在吸附質分子大時，影響吸附速度，小孔此時不起作用。圖2-57活性炭的微孔結構。活性炭的吸附特性不僅與細孔構造和分布情況有關，而且還與活性炭的表面化學性質有關。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？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的原理和特點與應用1、電滲析——在直流電場的作用下，利用陰陽離子交換膜對溶液中陰、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），使溶質與水分離的物化過程。2、滲析法——在半透膜高濃度溶液的一側施加足夠的壓力（超過溶液的滲透壓），使溶劑從高濃度一側向低濃度一側流動的過程。隨著反滲透膜制造技術及裝置的迅速發(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、高純水制備等領域得到了較多的應用。在電鍍、食品工業(yè)等廢水處理方面也有應用。3、微濾、超濾和納濾等——依靠壓力和膜進行工作，制膜的原料也是醋酸纖維素或聚酰胺、聚砜等，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。微濾技術適合于去除膠體、懸浮固體和細菌，現(xiàn)多用于取代深床過濾，降低出水濁度，強化水的消毒，有時也作反滲透的預處理。超濾能去除相對分子量大于1000～100000的物質，如膠體、蛋白質、顏料、油類、微生物等。納濾又稱低級反滲透，可分離相對分子量大于200～400的物質，如硬度離子、色素等，有些較大分子的有機物也可被除去。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——依靠壓力和膜進行工作，制膜的原料也是醋酸纖維素或聚酰胺、聚砜等，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。微濾技術適合于去除膠體、懸浮固體和細菌，現(xiàn)多用于取代深床過濾，降低出水濁度，強化水的消毒，有時也作反滲透的預處理。超濾能去除相對分子量大于1000～100000的物質，如膠體、蛋白質、顏料、油類、微生物等。納濾又稱低級反滲透，可分離相對分子量大于200～400的物質，如硬度離子、色素等，有些較大分子的有機物也可被除去。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，生成的次氯酸HOCl是弱酸，又發(fā)生離解反應。平衡受水中氫離子濃度的影響。當pH＞4時，溶于水的Cl2幾乎以HOCl和OCl－的形式存在，極少以Cl2的形式存在。當pH＝7時，HOCl約占80％，OCl－約占20％。一般認為，Cl2、HOCl、OCl－均具有氧化能力，而不少研究表明Cl2、HOCl、OCl－三者中，HOCl的殺菌能力最強。2、當水中有氨存在時，氯和次氯酸極易與氨化合成各種氯胺。各種氯胺水解后，又會生成HOCl，因此它們也具有消毒殺菌能力，但不及HOCl強，而且殺菌作用進行得比較緩慢。3、氯還可以與水中其他雜質特別是還原性物質起化學作用，如Fe2+、Mn2+、NO2－、S－等無機性還原物質以及一些有機性還原物質。2-31水消毒與殺菌的區(qū)別？水消毒是用物理、化學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菌和其他對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)廢水中含有大量細菌，有時還含有較多的病原細菌、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：①消毒速度快，效率高。據(jù)試驗，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98％，細菌總數(shù)的平均去除率可達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和化學成分，不增加水的嗅和味。③操作簡單，便于管理，易于實現(xiàn)自動化。紫外線消毒的缺點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，強氧化劑，且極不穩(wěn)定，分解放出[O]。[O]具有強氧化能力，是除氟以外最活潑的氧化劑，能殺滅病毒、芽孢等具有頑強抵抗力的微生物。臭氧消毒接觸時間短，不受水中氨氮和pH的影響，能氧化水中的有機物，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，臭氧法的主要缺點是基礎建設投資大、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，不能儲存；當水量和水質發(fā)生變化時，調節(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，破壞細胞結構，達到殺菌目的。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。此法的缺點是價格高，殺菌慢，只能用于少量飲用水的應急消毒。至于長期飲用重金屬離子消毒的水對人體有何影響，尚無定論。在殺滅湖泊或水庫中的藻類時，硫酸銅是最常用的化學藥劑。（四）綜合消毒法各種消毒法結合使用已為國外水廠提倡。如：臭氧－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，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－氯消毒。第三章水的生物化學處理方法3-1水中微生物主要分哪幾類？分別簡單討論它們在廢水處理過程中所起的作用。細菌等各類微生物的種類與數(shù)量常與污水水質及其處理工藝有密切關系，在特定的污水中，會形成與之相適應的微生物群落。細菌是單細胞微生物，廢水處理設備中出現(xiàn)的細菌種類很多。對凈化污水有重要作用的細菌有無色桿菌屬（Achromobacter）、產(chǎn)堿桿菌屬、芽孢桿菌屬、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菌之一，地球上存在的天然有機物都可以為假單胞菌屬的細菌所分解。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，對污水的凈化具有重要的作用。原生動物是極微小的能運動的微生物，通常為單細胞生物，生物處理中常見的原生動物有肉足綱、鞭毛綱、纖毛綱和吸管綱的動物。原生動物不僅能吞噬部分有機物、游離細菌，降低污水渾濁度，一些原生動物還能分泌黏液，促進生物污泥絮凝。當運行條件和處理水質發(fā)生變化時，原生動物的種類也隨之變化，因此，原生動物能起指示生物的作用。后生生物在水處理設備中不常出現(xiàn)。輪蟲是后生動物的典型代表，可非常有效的吞食分散和絮凝的細菌及顆粒較小的有機物。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者是細菌，而原生動物是細菌的首次捕食者，后生動物是細菌的二次捕食者。3-2

試簡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”。微生物和有機物構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，具有很強的吸附和降解有機物的能力，可以達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)在活性污泥法運行中有什么作用？良好的活性污泥應具有哪些性能？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數(shù)(%)。污泥沉降比反映曝氣池正常運行時的污泥量，用以控制剩余污泥的排放，他還能及時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。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。對于一般城市污水，SVI在50~150左右。SVI過低，說明泥粒細小緊密，無機物多，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（）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)。它表示新增長的污泥在曝氣池中的平均停留時間，即曝氣池工作污泥全部更新一次所需時間。污泥齡和細菌的增長處于什么階段直接相關，以它作為生物處理過程的主要參數(shù)是很有價值的。3-4試比較推流式曝氣池和完全混合曝氣池的優(yōu)缺點。推流式曝氣池呈長方形，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曝氣池中完成。進口處有機物濃度高，沿池長逐漸降低，需氧量也是沿池長逐漸降低。處理工業(yè)廢水時的BOD5負荷為0.2~0.4kg(BOD5)/[kg(MLSS)·d],MLSS濃度為1.5~3.5g/L。普通活性污泥法對有機物（BOD5）和懸浮物去除率高，可達到85%~95%,因此特別適用于處理要求高而水質比較穩(wěn)定的廢水。它的主要缺點是：①不能適應沖擊負荷；②需氧量沿池長前大后小，而空氣的供應是均勻的，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，就會造成后端氧量大大超過需要而浪費。此外，由于曝氣時間長，曝氣池體積大，占地面積和基建費用也相應增大。完全混合法的流程與普通法相同。該法有兩個特點：一是進入曝氣池的污水立即與池內原有濃度低的大量混合液混合，得到了很好的稀釋，所以進水的水質的變化對污泥的影響降低到了很小的程度，能夠較好的承受沖擊負荷；二是池內各點有機物濃度（F）均勻一致，微生物群性質和數(shù)量（M）基本相同，池內各部分工作情況幾乎完全一致。由于微生物生長所處階段主要取決于F/M，所以完全混合法有可能把整個池子的工作情況控制在良好的的同一條件進行，微生物活性能夠充分發(fā)揮，這一特點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：推流式曝氣池為長方廊道形池子，常采用鼓風曝氣，擴散裝置設在池子一側，使水流在池子中呈螺旋狀前進，前段水流與后段水流不發(fā)生混合。為運轉和維修方便，常將所需要的曝氣池總容積分為可獨立操作的兩個或者更多的單元，每個單元包括幾個池子，每個池子由1~4個折流的廊道組成。完全混合式曝氣池：廢水進入反應池與池中混合液充分混合，池內廢水組成，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，常采用葉輪式機械曝氣。為節(jié)省占地面積，可以把幾個方形池子連接在一起，組成一個長方形池子。循環(huán)混合曝氣池（氧化溝）：循環(huán)混合曝氣池多采用轉刷曝氣，其平面形狀像跑道。轉刷設在直段上，轉刷轉動使混合液曝氣并在池內循環(huán)流動，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？根據(jù)細菌增長曲線看，這幾種運行方式的基本區(qū)別在什么地方？試比較它們的優(yōu)缺點。普通活性污泥法又稱傳統(tǒng)活性污泥法。曝氣池呈長方形，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曝氣池中完成。進口處有機物濃度高，沿池長逐漸降低，需氧量也是沿池長逐漸降低。普通活性污泥法對有機物（BOD5）和懸浮物去除率高，可達到85%~95%，因此特別適用于處理要求高而水質比較穩(wěn)定的廢水。它的主要缺點是：①不能適應沖擊負荷；②需氧量沿池長前大后小，而空氣的供應是均勻的，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，就會造成后端氧量大大超過需要而浪費。此外，由于曝氣時間長，曝氣池體積大，占地面積和基建費用也相應增大。完全混合法的流程與普通法相同。該法有兩個特點：一是進入曝氣池的污水立即與池內原有濃度低的大量混合液混合，得到了很好的稀釋，所以進水的水質的變化對污泥的影響降低到了很小的程度，能夠較好的承受沖擊負荷；二是池內各點有機物濃度（F）均勻一致，微生物群性質和數(shù)量（M）基本相同，池內各部分工作情況幾乎完全一致。由于微生物生長所處階段主要取決于F/M，所以完全混合法有可能把整個池子的工作情況控制在良好的的同一條件進行，微生物活性能夠充分發(fā)揮，這一特點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|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混合接觸0.5~1.0h，使污泥吸附大部分懸浮物、膠體狀物質及部分溶解有機物后，在二沉池中進行分離，分離出的回流污泥先在再生池內進行2~3h的曝氣，進行生物代謝，充分恢復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。由于吸附時間短，再生池和吸附池內MLSS濃度可分別達到1.0~3.0和4.0~10.0g/L，BOD5負荷0.2~0.6kg(BOD5)/[kg(MLSS)d].在污泥負荷率相同時，生物吸附法兩池總容積比普通法要小得多，而空氣量并不增加，因而可以大大降低建筑費用。其缺點是處理效果稍差，不適合處理含溶解性有機物較多的廢水。3-7試簡單說明附著生長系統(tǒng)處理廢水的基本原理。當污水與濾料等載體長期流動接觸，在載體的表面上就會逐漸形成生物膜。生物膜主要是由細菌（好氧菌、厭氧菌和兼性菌）的菌膠團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藻類，有的濾料內甚至還出現(xiàn)昆蟲類。由于生物膜是生長在載體上的，微生物停留時間長，像硝化菌等生長世代期較長的微生物也能生長。所以，生物膜上生長繁育的生物種類繁多、食物鏈長而復雜是這種處理技術的顯著特征。3-8高負荷生物濾池和塔式生物濾池各有什么特點？適用于什么具體情況？高負荷生物濾池是在解決和改善普通生物池在凈化功能和運行中存在的問題的基礎上發(fā)展起來的。高負荷生物濾池的BOD5容積負荷是普通生物濾池的6~8倍，水力負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；而水力負荷的加大可以沖刷過厚和老化的生物膜，促進生物膜更新，防止濾料堵塞。但出水水質不如普通生物濾池，出水BOD5常大于30mg/L。塔式生物濾池是根據(jù)化學工程中氣體洗滌塔的原理開創(chuàng)的，一般高達8～24m，直徑1～4m。由于濾池高如塔，使池內部形成拔風狀態(tài)因而改善了通風。當污水自上而下滴落時，產(chǎn)生強烈紊動，使污水、空氣、生物膜三者接觸更加充分，可大大提高傳質速率和濾池的凈化能力。塔式生物濾池負荷遠比高負荷生物濾池高。濾池內生物膜生長迅速，同時受到強烈水力沖刷，脫落和更新快，生物膜具有較好的活性。為防止上層負荷過大，使生物膜生長過厚造成堵塞，塔式生物濾池可以采用多級布水的方法來均衡符合。3-9生物濾池設計中，什么情況下必須采用回流？進水BOD濃度過高時，為防止上層負荷過大，使生物膜生長過厚造成堵塞，必須采用處理水回流稀釋。如塔式生物濾池，進水BOD濃度應控制在500mg/L以下。3-10生物轉盤處理廢水的基本原理。生物轉盤運轉時，污水在反應槽中順盤片間隙流動，盤片在轉軸帶動下緩慢轉動，污水中的有機污染物為轉盤上的生物膜所吸附，當這部風盤片轉離水面時，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污染物。盤片每轉動一周，即進行一次吸附-吸收-氧化分解的過程。轉盤不斷轉動，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。轉盤轉動也使槽中污水不斷的被攪動充氧，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，污水在塘內經(jīng)長時間緩慢流動和停留，通過微生物（細菌、真菌、藻類和原生動物）的代謝活動，使有機物降解，污水得到凈化。水中溶解氧主要由塘內生長藻類通過光合作用和塘表面的復氧作用提供。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？氧化溝（循環(huán)混合曝氣池）多采用轉刷曝氣，其平面形狀像跑道。轉刷設在直段上，轉刷轉動使混合液曝氣并在池內循環(huán)流動，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)運行時，需另設二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)。間歇運行可省去二次沉淀池，停止曝氣時氧化溝作沉淀池用，剩余污泥通過設于溝內的污泥收集器排除。一般采用兩個池，交替進行曝氣和沉淀操作。氧化溝流程簡單，施工方便，曝氣轉刷易制作，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物的一種生物處理法。厭氧生物處理技術是最早僅用于城市污水廠污泥的穩(wěn)定處理。有機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；運轉費也遠比好氧生物處理低。因此在當前能源日趨緊張的形勢下，厭氧處理作為一種低能耗、可回收資源的處理工藝，受到世界各國的重視。最近的研究結果表明，厭氧生物處理技術不僅適用于污泥穩(wěn)定處理，而且適用于高濃度和中等濃度有機廢水的處理。有的國家還對低濃度城市污水進行厭氧處理研究，并取得了顯著進展。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？1、溫度甲烷細菌對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。消化時間（指產(chǎn)氣量達到總氣量的90%時所需要的時間）與溫度有關。高溫消化比中溫消化時間短，產(chǎn)氣率稍高，對寄生蟲卵的殺滅率可達90%，而中溫消化的殺滅率更低。高溫消化耗熱量大，管理復雜，因此，只有在衛(wèi)生要求較高時才考慮采用高溫消化。2、酸堿度甲烷細菌生長最適宜的pH范圍是6.8~7.2，若pH低于6或高于8，正常消化就會被破壞。因此，消化系統(tǒng)內必須存在足夠的緩沖物質，如重碳酸鹽。3、負荷負荷是厭氧處理過程中決定污水、污泥中有機物厭氧消化速率快慢的綜合性指標，是厭氧消化的重要控制參數(shù)。負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。4、碳氮比有機物的碳氮比（C/N）對消化過程有較大影響。實驗表明，碳氮比為（10~20）：1時，消化效果較好。5、有毒物質污泥中的有毒物質會影響消化的正常進行，因此必須嚴格控制有毒物質排入城市污水系統(tǒng)。主要的有毒物質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，半小時后沉淀污泥量為150ml，試計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)，你認為曝氣池運行是否正常？解：污泥指數(shù)100mL。第五章大氣質量與大氣污染5-1簡述導致酸雨、溫室效應以及臭氧層破壞的原因。5-2簡述大氣污染控制的含義和內容。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）和稀釋擴散控制等幾部分。污染源的控制——大氣污染控制的重點是控制污染源。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，對原材料進行加工，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標排放，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，再進入氣態(tài)污染物凈化器4，經(jīng)風機5進入煙囪7，由此排人大氣，再經(jīng)歷擴散稀釋過程，達到大氣質量標準?，F(xiàn)將系統(tǒng)各步控制簡述于后。3、稀釋擴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散作用降低其”著地濃度”，使污染物的地面濃度達到規(guī)定的環(huán)境質量標準。5-3根據(jù)我國《大氣環(huán)境質量標準》的二級標準，求出、、三種污染物的日平均濃度限值。解：

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200μg/m3，試計算每小時沉積于肺泡內的顆粒物質量。已知該顆粒物在肺泡中的沉降系數(shù)為0.12。解：10.8μg。5-5簡述顆粒污染物和氣態(tài)污染物控制方法和設備。1、顆粒污染物控制的方法和設備主要有四類：（1）機械力除塵器：包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器。（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備可分為兩大類：分離法和轉化法。分離法是利用污染與廢氣中其它組分的物理性質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；轉化法是使廢氣中污染物發(fā)生某些化學反應，把污染物轉化成無害物質或易于分離的物質，如催化轉化、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散作用降低其“著地濃度”，使污染物的地面濃度達到規(guī)定的環(huán)境質量標準。雖然廢氣的排放控制應依靠各種控制技術和凈化裝置，但是，對于那些難以去除的有毒物質要降到很低的濃度，其凈化費用可能是相當高的，而以凈化脫除為主，輔之煙囪排放稀釋，則經(jīng)濟上是合理的。同時，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，即使有些尾氣中不含有害物質，也因其中幾乎沒有氧氣而對人類呼吸不利，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移到大得多的范圍內擴散，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，所以在工業(yè)密度不大的國家和地區(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效率如附表所示。試求該除塵裝置的總效率。習題6-1附表粉塵粒徑幅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314781319108分級效率618593969899100100解：η=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ρG=1.2kg/m3，氣體黏度μ＝1.84×10-5kg/(m·s)，顆粒真密度ρp=2101.2kg/m3，沉降室寬度W=1.5m，要求對粒徑=50μm的塵粒應達到60%的搜捕效率。試求沉降室的長度。解：4.1m。6-3含塵粒直徑為1.09的氣體通過一重力沉降室，寬20cm，長50cm，共8層，層間距0.124cm，氣體流速是8.61L/min。并觀測到其捕集效率為64.9%。問需要設置到多少層才能得到80%的捕集效率？解：10層。6-4簡述旋風除塵器中影響粉塵捕集效率的因素。1、入口風速（或者流量）：入口流量增大（即入口風速），降低，因此除塵效率提高。但風速過大，粗顆粒將以較大的速度到達器壁而被反彈回內旋流，然后被上升氣流帶出，從而降低除塵效率。一般入口風速12~20m/s。2、除塵器的結構尺寸：其他條件相同時，筒體直徑越小，塵粒所受的離心力越大，除塵效率越高；筒體高度的變化對除塵效率的影響不明顯；適當增加錐體長度，有利于提高除塵效率；減小排氣管直徑，對除塵有力若將除塵器各部分的尺寸進行幾何相似放大時，除塵效率會有所降低。塵粒的粒徑與密度：，4、氣體溫度，溫度升高，氣體粘度增加，而，加大，除塵率降低。5、灰斗的氣密性，即使除塵器在正壓下工作，錐體底部也可能處于負壓狀態(tài)。若除塵器下部不嚴而漏氣，會將已落入灰斗中的粉塵重新?lián)P起帶走，使除塵率降低。實驗證明，當漏氣量達除塵器處理氣量的15%時，除塵率幾乎為零。6-6有一單一通道板式電除塵器，通道高為5m，長6m，集塵板間距離為300mm，處理含塵氣量為600m3/h，測得進出口含塵濃度分別為9.30g/m3和0.5208g/m3。參考以上參數(shù)重新設計一臺靜電除塵器，處理氣量為9000m3/h，要求除塵效率99.7%，問需要多少通道數(shù)？解：31個通道。6-7某廠家想購一臺電除塵器，其凈化含塵濃度為25g/m3的煙氣，要求凈化后濃度不超過0.5g/m3，其煙塵的粒度分布如附表所示。習題6-7附表粒徑幅0~0.20.2~0.40.4~0.60.6~0.80.8~1.01.0~1.2入口3.58.013.019.045.011.5某外商有一板間距為30cm的板式電除塵器，其顆粒的切割直徑為0.2μm，該除塵器的多依奇方程形式為：式中：——顆粒直徑，；——經(jīng)驗常數(shù)。該除塵器能否滿足廠家的需求？解：不能滿足廠家的需求。6-11簡述產(chǎn)生液界面的的方式，為什么文氏洗滌器可以達到很高的捕集效率？文丘里洗滌器的除塵包括霧化，絮凝和脫水三個過程，前兩個過程在文丘里管中進行，后一過程在脫水管中完成。含塵氣流進入進縮管，氣速逐漸增加，在喉管中氣速最高，可達50m/s，氣液相對速度很大。在高速氣流沖擊下，噴嘴噴出的水滴被高度霧化，喉管處的高速低壓使氣流達到過飽和狀態(tài)，同時塵粒表面附著的氣膜被沖破，使塵粒被水濕潤。因此，在塵粒與水滴或塵粒之間發(fā)生激烈的碰撞和絮凝。從喉管進入擴散段后，速度降低，靜壓回升，以塵粒為凝結核的過飽和蒸汽的凝結作用進行很快。凝結有水分的顆粒繼續(xù)凝聚碰撞，小顆粒凝并成大顆粒，很容易被其他除塵器或脫水器捕集下來，使氣體得到凈化。第七章氣態(tài)污染物控制7-3簡述物理吸附與化學吸附的區(qū)別。吸附劑和吸附質之間通過分子間作用力（范德華力）產(chǎn)生的吸附稱為物理吸附。物理吸附是一種常見的吸附現(xiàn)象。由于吸附是分子間作用力引起的，所以吸附熱較小，一般在41.9kJ/mol以內。物理吸附因不發(fā)生化學作用，所以在低溫下就能進行。被吸附的分子由于熱運動還會離開吸附劑表面，此為解吸（吸附的逆過程）。物理吸附可形成單分子吸附層或多分子吸附層。由于分子間作用力是普遍存在的，所以一種吸附劑可吸附多種吸附質。但由于吸附劑和吸附質的極性強弱不同，某一種吸附劑對各種吸附質的吸附量是不同的?；瘜W吸附是吸附劑和吸附質之間發(fā)生化學作用而產(chǎn)生的吸附，是由于化學鍵力引起的。化學吸附一般在較高溫度下進行，吸附熱較大，相當于化學反應熱，一般為83.7～418.7kJ/mol。一種吸附劑只能對某種或幾種吸附質發(fā)生化學吸附，因此化學吸附具有選擇性。由于化學吸附是靠吸附劑與吸附質之間的化學鍵力進行的，所以只能形成單分子層吸附層。當化學鍵力大時，化學吸附是不可逆的?；瘜W吸附和物理吸附并不是孤立的，往往相伴發(fā)生。只是由于吸附質、吸附劑及其他因素的影響，可能某種吸附是主要的。第八章污染物的稀釋法控制8-1在氣壓為400mb處，氣塊溫度為320K。若氣塊絕熱下降到氣壓為600mb處，氣塊溫度變?yōu)槎嗌伲?-2在鐵塔上觀測到的氣溫資料如表8-17所示，試計算各層大氣層的氣溫直減率、、、、，并判斷各層大氣的穩(wěn)定度。表8-17高度1.5103050氣溫198197.8197.5297.3解：2.35k/100m不穩(wěn)定；1k/100m中性；-499k/100m穩(wěn)定；1.75k/100m不穩(wěn)定；-205k/100m穩(wěn)定。8-3某城市火電廠的煙囪高100m出口內徑5m。出口煙氣流速12.7m/s,溫度100℃，流量250。煙囪出口處的平均風速4m/s,大氣溫度20℃。試確定煙氣抬升高度及有效源高。解：中性條件下，69.8m，169.8m；不穩(wěn)定條件下，80.3m，180.3m；穩(wěn)定條件下，59.3m，159.3m；8-4位于平原農(nóng)村的某工廠，有一座高80m、出口內徑為1.5m的煙囪，其排放情況如下：165℃，=15℃，10=3m/s。試用國際推薦公式計算中性情況下的有效煙囪高度。解：19.3m。8-5某煙囪高度120m，出口內徑5m，大氣中性層結，源高處的平均風速為4。試用霍蘭德、布里克斯（）、國標等公式計算煙流抬升高度。解：煙氣抬升高度采取霍蘭德公式：96.2m。8-6地面源正下風方向一點上，測得3min平均濃度為，試估算該點2h的平均濃度。假設大氣穩(wěn)定度為B級。解：1.3×10-3g/m3。8-8某污染源排出量為80，有效源高為60m，煙囪出口處的平均風速6m/s。在當時的氣象條件下，正下風方向500m處的=35.3m，=18.1m，試求正下風方向500m處的地面濃度。解：27.5mg/L。8-11某污染源排放量為80，煙氣流量為265，煙氣溫度為418K，大氣溫度為293K。這一地區(qū)的背景濃度為0.05，設計/=0.5，10=3m/s，m=0.25。試按《大氣環(huán)境質量標準》的二級標準來設計煙囪的高度和出口直徑。KeytoExercisesofCollegeEnglishBook2Unit1★TextAVocabularyI.Tousethemachine,firstinsertthecorrectcions,thenselectthedrinkyouwantandbutton.使用這臺機器，首先插入正確的硬幣，然后選擇你想喝和按鈕。ProfessorSmithtranslatednotonlyfromtheFrenchbutalso,onoccasion,fromthePolish.史密斯教授翻譯不僅從法國也,有時，來自波蘭。Foodchemistswillinvestigatethehealthfoodonsaletoseeifitreallydosegivethebenefitsclaimed.食品化學家將調查在銷售保健食品是否真的劑量給人的利益。Inretrospect,itwasthewrongtimetoopenanewdataprocessingcenterinthiscity.回想起來，那是打開新的數(shù)據(jù)處理中心在這個城市，錯誤的時間。Myinitialreactiontothenewswasrelief,butasIthoughtmoreaboutitIbegantofeelangry.聽到這個消息我最初的反應是救濟，但我想一下我開始感到憤怒。Afullunderstandingofmathematicsissufficienttoexplainawidevarietyofnaturalphenomena.一個全對數(shù)學的理解是足以解釋各種各樣的自然現(xiàn)象。Makesurethelabelisfirmlyattachedtotheparcelbeforeyoumailit.確保標簽牢牢地貼在包裹郵寄前。Makeboyfriendboughtmedinnertomakeupforbeinglatethesaybefore.做男朋友給我買晚餐要遲到了說之前。Thecommitteeisawaitingadecisionfromtheheadofficebeforeittakesanyaction該委員會是在等待總部的決定所采取的任何行動之前Thelittlegirldidnotseemtobeintheleastfrightenedifbeingleftbyherselfinthehouse.小女孩似乎不在最害怕如果自己被留在家里。TheWTOisintendedtopromotetradeamongitsmemberstates.在WTO的目的是促進其成員國之間的貿(mào)易。WhenthemoonemergedfrombehindthecloudsImadeoutafiguremovinginthedistance.當月亮從云層后面出現(xiàn)我開出了人物移動的距離。2.1)Thereisastrikingcontrastbetweenthestandardsoflivinginthenorthofthecountryandthesouth.2)Naturalfiberissaidtobesuperiortosyntheticfiber.3)Thecity’simportanceasafinancialcenterhasevolvedslowly.4)Hisnationalityisnotrelevanttowhetherheisagoodlawyer.5)Thepoemsbyalittle-knownsixteenth-centuryItalianpoethavefoundtheirwayintosomeEnglishmagazines.3.1)bepickedup,can’taccomplish,amexaggerating2)somewhat,performance,haveneglected,theyapplyto3)assist,Ontheotherhand,arevalid,asuperiorII.1.1)continual2)continuous3)continual4)continuous2.1)principal2)principal3)principle4)principles5)principalIII.1.themselves2.himself/herself3.herself/byherself/onherown4.itself5.ourselves6.yourself/byyourself/onyourownComprehensiveExerciseI.Cloze1.1)contrast2)exaggerating3)priority4)ontheotherhand5)promoting6)pickup7)assist8)accomplish9)onoccasion10)neglecting11)worthwhile12)superior2.1)end2)perform3)facing4)competent5)equipped6)designed7)approach8)rest9)definitely10)qualityII.Translation1)Ittakesanenormousamountofcouragetomakeadeparturefromthetradition.2)Tomusedtobeveryshy,butthistimehewasboldenoughtogiveaperformanceinfrontofalargeaudience.3)Manyeducatorsthinkitdesirabletofosterthecreativespiritinthechildatanearlyage.4)Assuming(that)thispaintingreallyisamasterpiece,doyouthinkit’sworthwhiletobuy/purchaseit?5)Ifthedataisstatisticallyvalid,itwillthrowlightontheproblemweareinvestigating.2.ToimproveourEnglish,itiscriticaltodomorereading,writing,listeningandspeaking.Besides,learningbyheartasmanywell-writtenessaysaspossibleisalsoveryimportant.WithoutanenormousstoreofgoodEnglishwritinginyourheadyoucannotexpressyourselffreelyinEnglish.Itisalsohelpfultosummarizeourexperienceaswegoalong,forinsodoing,wecanfigureoutwhichwayoflearningismoreeffectiveandwillproducethemostdesirableresult.Aslongaswekeepworkinghardonit,wewillinduecourseaccomplish