水處理工程(2)習(xí)題集

PAGEPAGE6水污染控制工程習(xí)題集一、簡(jiǎn)答題1、從工藝流程、工藝參數(shù)、平面布置等角度簡(jiǎn)單描述一個(gè)你所了解的城市污水處理廠（可以是你所在城市的污水廠，也可以是你曾參觀過(guò)的污水廠）。2、在好氧條件下，廢水中有機(jī)物的去除主要是由哪幾個(gè)生物過(guò)程完成的？請(qǐng)分別給出其反應(yīng)方程式。3、試比較“生物膜法”和“膜生物反應(yīng)器”中的“膜”有何不同？4、請(qǐng)簡(jiǎn)述Orbal氧化溝的基本概念。5、試簡(jiǎn)述影響廢水好氧生物處理的主要因素。6、在一個(gè)啟動(dòng)運(yùn)行不久的處理厭氧反應(yīng)器出水的活性污泥工藝中，由于負(fù)荷較低，曝氣池內(nèi)的溶解氧較高，結(jié)果發(fā)現(xiàn)污泥在二沉池中有上浮的現(xiàn)象；從曝氣池中取混合液測(cè)定其SV時(shí)發(fā)現(xiàn)污泥的沉降很好，但0.5~1.0小時(shí)后，即出現(xiàn)污泥成團(tuán)上浮；鏡檢觀察未發(fā)現(xiàn)有大量絲狀菌；試分析其可能的原因并給出解決對(duì)策。7、試推導(dǎo)L—M模式的兩個(gè)基本方程和四個(gè)基本導(dǎo)出方程。8、普通活性污泥法、吸附再生法和完全混合法各有什么特點(diǎn)？在一般情況下，對(duì)于有機(jī)廢水BOD5的去除率如何？根據(jù)活性污泥增長(zhǎng)曲線來(lái)看，這幾種運(yùn)行方式的基本區(qū)別在什么地方？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？9、試簡(jiǎn)述活性污泥膨脹的產(chǎn)生原因、分類、以及相應(yīng)的對(duì)策。10、廢水可生化性問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是什么？評(píng)價(jià)廢水可生化性的主要方法有那幾種？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？11、試指出污泥沉降比SV、污泥濃度MLSS和污泥指數(shù)SVI的定義，以及其在水處理工程中的實(shí)際意義以及一般的正常數(shù)值范圍。12、試簡(jiǎn)述生物膜去除有機(jī)污染物的原理與過(guò)程，并比較活性污泥法與生物膜法之間的主要差別。13、試簡(jiǎn)述活性污泥系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中曝氣池中常見(jiàn)的異?，F(xiàn)象，并同時(shí)給出簡(jiǎn)單的原因分析和處理對(duì)策。14、試比較以下概念：污泥腐化、污泥解體、污泥上浮、污泥膨脹，并分別給出其形成原因及相應(yīng)對(duì)策。15、請(qǐng)畫(huà)出氧轉(zhuǎn)移雙膜理論的示意圖，并結(jié)合圖從Fick定律推導(dǎo)出氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa的表達(dá)式，并對(duì)影響氧轉(zhuǎn)移速率的因素進(jìn)行分析。16、試推導(dǎo)出活性污泥系統(tǒng)出水水質(zhì)與動(dòng)力學(xué)常數(shù)之間的關(guān)系式。17、請(qǐng)分別畫(huà)出一個(gè)典型的工業(yè)廢水處理流程和城市污水處理流程。18、沉淀可以分為幾大類？主要的沉淀池形式有幾種？活性污泥法中的二沉池與初沉池的主要區(qū)別是什么？試分別予以簡(jiǎn)單說(shuō)明。19、進(jìn)水條件和出水水質(zhì)要求相同時(shí)，如果單從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)考慮，采用推流式曝氣池和完全混合式曝氣池，那種所需要的池容較??？并請(qǐng)結(jié)合Monod模式給出合理解釋。20、試用選擇性理論解釋為什么完全混合式活性污泥法比推流式更易出現(xiàn)由絲狀菌引起的污泥膨脹？21、吸附再生法中的吸附池與A-B法中的A段都是利用微生物的吸附功能，試分析比較其異同之處。22、試簡(jiǎn)述厭氧消化過(guò)程的三階段理論，并結(jié)合該理論簡(jiǎn)述在厭氧反應(yīng)器中維持穩(wěn)定pH值的重要性。23、請(qǐng)分別簡(jiǎn)述溫度對(duì)于好氧微生物和厭氧微生物活性的影響，并利用示意圖加以解釋。24、請(qǐng)簡(jiǎn)述硫酸鹽對(duì)厭氧生物處理過(guò)程的影響及相應(yīng)的對(duì)策。25、寫(xiě)出以下英文簡(jiǎn)稱的中英文全名：SBR、MBR、ABR，并對(duì)其工藝特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。26、試比較“兩相厭氧工藝”和“三相分離器”中的“相”有何不同？27、請(qǐng)區(qū)別以下三個(gè)概念：Anaerobic、Anoxic、Aerobic，并結(jié)合水處理工程給出應(yīng)用實(shí)例。28、試用示意圖表示厭氧消化過(guò)程的三階段理論和四菌群學(xué)說(shuō)，并分別對(duì)其中涉及到的主要菌群的生理特點(diǎn)加以說(shuō)明。29、試簡(jiǎn)述好氧生物法與厭氧生物法的主要區(qū)別。30、試簡(jiǎn)述UASB反應(yīng)器的原理、結(jié)構(gòu)以及工藝特點(diǎn)。31、試結(jié)合示意圖簡(jiǎn)述生物除磷的原理，并給出影響生物脫磷的主要因素。32、試簡(jiǎn)述大型城市污水處理廠的污泥處理的基本流程，并給出可能的污泥處置的最終途徑。33、試簡(jiǎn)述兼性塘中所發(fā)生的主要生物過(guò)程。34、試討論代謝、能量和合成之間的關(guān)系以及在好氧和厭氧條件下它們對(duì)生長(zhǎng)的影響，包括兩種情況對(duì)生長(zhǎng)速率、代謝程度和限制因素的說(shuō)明。35、為什么對(duì)于同樣數(shù)量基質(zhì)，細(xì)菌的合成量在好氧環(huán)境下大于厭氧環(huán)境下？36、試簡(jiǎn)述土地處理過(guò)程中的主要凈化機(jī)理，并給出幾種主要的土地處理工藝。37、試簡(jiǎn)述穩(wěn)定塘中的主要凈化機(jī)理，并給出幾種主要的穩(wěn)定塘工藝。38、試簡(jiǎn)述生物除磷的原理。39、試簡(jiǎn)述生物脫氮、生物除磷的原理，并分別給出一個(gè)脫氮、除磷和一個(gè)能同時(shí)脫氮除磷的工藝流程，并說(shuō)明工藝中每個(gè)反應(yīng)單元的主要功能。40、請(qǐng)對(duì)以下幾種微生物進(jìn)行簡(jiǎn)單描述，并分別指出它們最常見(jiàn)于何種水處理工藝或反應(yīng)器中：原生動(dòng)物、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌、除磷細(xì)菌。41、請(qǐng)給出常規(guī)的城市污水處理廠的剩余活性污泥的處理流程，并說(shuō)明主要的污泥脫水機(jī)械有哪幾種？污泥脫水后泥餅的含水率一般是多少？脫水后泥餅的最終處置途徑有哪幾種？二、計(jì)算題1、在無(wú)初沉池的活性污泥法中，咖啡生產(chǎn)廢水與生活污水合并處理?；旌蠌U水中咖啡廢水占40%，生活污水占60%?？Х葟U水的BOD5為840mg/L，總氮為6mg/L，生活污水BOD5為200mg/L，總氮為35mg/L，總磷為5mg/L。如果對(duì)于活性污泥法要求BOD5:N:P為100:5:1，混合廢水中的氮和磷是否合適？如果不合適，需要在廢水中投加多少NH4NO3和KH2PO4？2、合成纖維紡織廠廢水排入城市污水處理廠與生活污水合并處理。合成纖維紡織廠廢水水質(zhì)為：BOD51500mg/L，SS2000mg/L，N30mg/L，無(wú)磷。生活污水的性質(zhì)和上題相同。如果需要的BOD5/N/P的重量比為100/5/1，為給生物處理提供合適的養(yǎng)料，試求每1000立方米紡織廢水最少需要與多少立方米生活污水混合？3、一座單級(jí)生物濾池污水處理廠，由初沉池和直徑為20m、深2m的生物濾池和最后沉淀池組成。原廢水流量為3000m3/d，BOD5為200mg/L，水溫為15℃。假如塑料填料的常數(shù)為n=0.44，K20=0.090min-1，假設(shè)初沉池去除率為35%，試計(jì)算(a)無(wú)回流；(b)回流比為0.5時(shí)的出水BOD（提示：應(yīng)用公式,K—min-1，H—m，q—m3/m2·min）4、應(yīng)用公式，K=0.092min-1，n=0.39，作濾池出水剩余BOD5與塑料填料濾池不同高度之間的關(guān)系圖。假定采用濾池進(jìn)水BOD5為100mg/L和水力負(fù)荷為0.014m3/m2·min。試計(jì)算上半部濾池BOD5去除率占總?cè)コ实陌俜謹(jǐn)?shù)。5、普通活性污泥法曝氣池中的MLSS為3700mg/L，SVI為80mL/g，求其SV和回流污泥中的懸浮固體濃度。6、有初沉池的活性污泥污水處理廠處理水量為3785m3/d，BOD5為240mg/L和SS為200mg/L的廢水：(a)假定在初沉池中SS的去除率為60%和BOD5減少35%，初沉池污泥含固量為6%，曝氣池運(yùn)行的F/M比為1:3，以及剩余污泥中固體濃度為15000mg/L（揮發(fā)分占70%），試計(jì)算每日初沉和剩余污泥的產(chǎn)量（干固體的kg和m3數(shù)）；(b)如果兩種污泥混合后，混合污泥的含固量為多少？7、某造紙廠采用活性污泥法處理廢水，廢水量為24000m3/d，曝氣池容積V為8000m3。經(jīng)初次沉淀，廢水的BOD5為300mg/L，曝氣池對(duì)BOD5的去除率為90%，曝氣池混合液懸浮液固體濃度為4000mg/L，其中揮發(fā)性懸浮固體占75%。試求：F/M、、、每日剩余污泥量、每日需氧量和污泥齡。（已知：a=0.76kgVSS/kgBOD5.d，b=0.016d-1；a’=0.38kgO2/kgBOD5，b’=0.092kgO2/kgVSS.d）8、普通活性污泥法系統(tǒng)處理廢水量為11400m3/d，BOD5為180mg/L，曝氣池容積為3400m3。運(yùn)行條件為：出水SS為20mg/L（出水所含的未沉淀的MLSS稱為SS），曝氣池內(nèi)維持MLSS濃度為2500mg/L，活性污泥廢棄量為155m3/d，其中含MLSS8000mg/L，根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算曝氣時(shí)間、BOD59、采用高純氧活性污泥法處理未經(jīng)沉淀的生活污水，污水量為1100m3/d，平均BOD5為200mg/L，試計(jì)算最大允許BOD5負(fù)荷為2kg/m3.d和最小曝氣時(shí)間為1.8h時(shí)所要求的曝氣池容積。假定MLSS為5500mg/L，MLVSS/MLSS為75%，對(duì)于這樣大的曝氣池，單位為kgBOD5/kgMLVSS.d的負(fù)荷為多大？10、原始數(shù)據(jù)：Q=10000m3/d；BOD5=200mg/L；X=2000mg/L；MLVSS/MLSS=0.8；Se（BOD5）=10mg/L；Y=0.5；R=30~40%；K2=vmax/Ks=0.1L/mg.d；Kd=0.1d-1。采用完全混合活性污泥系統(tǒng)處理，經(jīng)計(jì)算確定：①所需曝氣池的容積；②污泥齡（c）；③當(dāng)SVI在80~160之間變化，假設(shè)c值不變時(shí)，確定其對(duì)處理效果的影響。11、原始數(shù)據(jù)：Q=10000m3/d；BOD5=200mg/L；MLVSS/MLSS=0.8；Y=0.5；K2=vmax/Ks=0.1L/mg.d；Kd=0.1d-1；SVI=96；處理出水應(yīng)為6mg/L。采用完全混合活性污泥系統(tǒng)處理，要求確定：1）所需曝氣池的容積；2）計(jì)算運(yùn)行時(shí)的c；3）確定合適的回流比R。12、試用動(dòng)力學(xué)公式設(shè)計(jì)完全混合活性污泥法。廢水量為10000m3/d，進(jìn)水溶解性BOD5為120mg/L，要求出水溶解性BOD5小于10mg/L。假設(shè)選用污泥齡為10d，曝氣池中的MLVSS為2000mg/L，試驗(yàn)得到的動(dòng)力學(xué)常數(shù)為Y=0.60mgVSS/mgBOD5，Kd=0.06d-1，Ks=60mg/L(BOD5)和Vmax=5.0d-113、一個(gè)城市污水處理廠，設(shè)計(jì)流量Q＝1000000m3/d，一級(jí)處理出水BOD5＝180mg/L，采用活性污泥法處理，處理水BOD515mg/L。采用微孔曝氣盤(pán)作為曝氣裝置。曝氣池容積V＝300000m3，Xr=2000mg/L，EA=25%，曝氣池出口處溶解氧Cl=2mg/L，曝氣盤(pán)安裝在水下4.5m處，冬季平均水溫T1=100C，夏季平均水溫T2=300C。有關(guān)參數(shù)為：a’=0.5,b’=0.1,=0.85,=0.95，=1.0請(qǐng)分別求出冬季和夏季兩種條件下：(1)采用鼓風(fēng)曝氣時(shí)，所需的供氣量Gs（m3/min）(2)采用表面機(jī)械曝氣器時(shí)的充氧量R0(kgO2/h)14、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，用直徑30cm、水深200cm的圓筒，由底部擴(kuò)散板供空氣進(jìn)行曝氣充氧試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表，其中的Q為空氣流速，db為氣泡直徑。試驗(yàn)時(shí)的水溫為20C，底部擴(kuò)散板安裝在水面下180cm處。試分別計(jì)算三種條件下的總傳氧系數(shù)KLa值并進(jìn)行比較。時(shí)間(s)DO濃度(mg/L)Q(L/min)7.56.04.5db(cm)0.20.180.1600001001.591.401.212002.832.532.213003.803.443.056005.605.244.809006.446.175.8212006.846.676.4015007.036.926.7420007.157.117.0225007.197.137.1330007.207.177.1715、試用動(dòng)力學(xué)公式設(shè)計(jì)完全混合活性污泥法。廢水量為10000m3/d，進(jìn)水溶解性BOD5為120mg/L，出水溶解性BOD5為7mg/L。為了確定曝氣池尺寸，選用污泥齡為10d，MLVSS為2000mg/L，試驗(yàn)得到的動(dòng)力學(xué)常數(shù)為Y=0.60mgVSS/mgBOD5，kd=0.06d-1，ks=60mg/L(BOD5)和Vmax=5.0d-1。16、一個(gè)城市污水處理廠，設(shè)計(jì)流量Q＝30000m3/d，一級(jí)處理出水BOD5＝200mg/L,采用活性污泥法處理，處理水BOD5<=20mg/L。采用微孔曝氣盤(pán)作為曝氣裝置。曝氣池容積V＝10000m3,Xr=2000mg/L,EA=18%,曝氣池內(nèi)溶解氧CL=2mg/L，水溫T=250C，曝氣盤(pán)安裝在水下4m處。有關(guān)參數(shù)為：a’=0.5,b’=0.1,=0.8,=0.9，p=1.0求：(1)采用鼓風(fēng)曝氣時(shí)，所需的供氣量（m3/min）(2)采用表面機(jī)械曝氣器時(shí)的充氧量(kgO2/h)17、某市某區(qū)擬采用普通活性污泥法處理城市污水，廢水量為20000m3/d，原污水的BOD5為300mg/L，初沉池的BOD5去除率為30%，要求處理后出水的BOD5為20mg/L，試設(shè)計(jì)該污水處理廠，包括工藝流程的選擇、曝氣池的計(jì)算與設(shè)計(jì)。18、假定初沉池的BOD5去除率為35%，要求出水BOD5為30mg/L，廢水溫度為10℃，設(shè)15℃時(shí)出水BOD5為30mg/L的平均BOD5負(fù)荷為15g/m2·d，假定溫度每降低5℃轉(zhuǎn)盤(pán)面積增加15%，試計(jì)算廢水量為3000m3/d、BOD5為264mg/L的廢水二級(jí)處理所需的生物轉(zhuǎn)盤(pán)面積，若轉(zhuǎn)盤(pán)直徑為3米，需多少片轉(zhuǎn)盤(pán)？19、考慮用完全混合曝氣塘作為儲(chǔ)存廢水的預(yù)處理，K=0.70(20℃)和值為1.0335，采用停留時(shí)間為4天。根據(jù)曝氣塘關(guān)系式和溫度修正式，在20℃條件下，BOD5減少量為多少？如果廢水溫度為10℃，試計(jì)算達(dá)到相同處理程度所需要的停留時(shí)間為多少？[提示：應(yīng)用公式Ce/Ci=1/(1+kt)和K=K20·-20]20、一個(gè)完全混合曝氣塘容積為3785m3，處理BOD5為400mg/L的廢水量為950m3/d，水溫冬季為4℃，夏季為30℃，有4臺(tái)充氧能力各為1.24kgO2/kwh的表面曝氣機(jī)功率為3.67kw/臺(tái)，廢水的特性為=1.035，=0.9，=0.8(20℃)和a=1.0kgO2/kgBOD5(去除)，k=0.8d-1(20℃)。設(shè)計(jì)者表示，該系統(tǒng)將至少去除182kgBOD5/d，并維持大于2mg/L的溶解氧，試用近似計(jì)算驗(yàn)證這些結(jié)論。22、某污水含有氨氮（以N計(jì)）150mg/L，BOD5濃度為210mg/L，pH值為7.5。設(shè)計(jì)采用兩級(jí)活性污泥法脫氮工藝進(jìn)行處理，硝化池中投加Na2CO3維持pH值，反硝化池中投加甲醇為外加碳源。假設(shè)硝化池對(duì)氨氮和BOD5的去除率均為95%；反硝化池中的反硝化率為90%，試計(jì)算：（1）硝化池中完成硝化作用所需要的氧量以及為維持適宜的pH值所需要投加的Na2CO3的量；（2）反硝化池中所需的甲醇的投加量。（計(jì)算過(guò)程中可忽略細(xì)菌的同化作用）23、某污水處理廠，設(shè)計(jì)流量Q=500,000m3/d，原廢水的BOD5濃度為240mg/L，初沉池對(duì)BOD5的去除率為25%，處理工藝為活性污泥法，要求處理出水的BOD515mg/L，出水中的SS為20mg/L；曝氣池容積V=150,000m3，曝氣池中的MLSS濃度為3000mg/L，VSS/SS=0.75，回流污泥中的MLSS濃度為10000mg/L，剩余污泥經(jīng)濃縮后含水率降低至98%，再經(jīng)壓濾后泥渣的含水率降至80%；采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，微孔曝氣盤(pán)作為曝氣裝置，其EA=15%，混合液中DO要求不小于1.5mg/L，當(dāng)?shù)囟酒骄鶜鉁貫?0C，夏季平均氣溫為30C，曝氣盤(pán)安裝在水面下4.5m處。有關(guān)計(jì)算參數(shù)：a’=0.5kgO2/kgBOD5，b’=0.1kgO2/kgVSS.d；a=0.6kgVSS/kgBOD5，b=0.08d1；=0.8，=0.9，=1.0；不同溫度下水中的飽和溶解氧濃度分別為：11.33mg/L(10C)，9.17mg/L(20C)，7.63mg/L(30C)。試計(jì)算：（1）曝氣池的水力停留時(shí)間；（2）曝氣池的F/M值、BOD5容積去除負(fù)荷及污泥去除負(fù)荷；（3）剩余污泥的含水率、產(chǎn)量以及體積；（4）剩余污泥濃縮后的體積，最終經(jīng)壓濾后泥渣的重量；（5）污泥齡；（6）在冬季和夏季兩種條件下所需的供氣量。24、如果忽略生物合成所消耗的COD，試計(jì)算在厭氧條件下，每去除1.0kg的COD，理論上能產(chǎn)生多少標(biāo)準(zhǔn)m3的甲烷？25、某污水處理廠，設(shè)計(jì)流量Q=50,000m3/d，處理工藝為活性污泥法，進(jìn)入曝氣池的廢水的BOD5濃度為200mg/L，要求處理出水的BOD510mg/L；采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，微孔曝氣盤(pán)作為曝氣裝置，安裝在水面下4.0m處，其EA=20%，要求混合液中DO不小于2mg/L；當(dāng)?shù)叵募酒骄鶜鉁貫?0C，=0.8，=0.9，=1.0，不同溫度下水中的飽和溶解氧濃度分別為：9.17mg/L(20C)，7.63mg/L(30C)；要求按每去除1kgBOD5需要1kgO2計(jì)算在夏季條件下該處理廠所需的供氣量（m3/min）。26、某污水廠，水量為15000m3/d，水溫為20~35C，COD濃度為2500mg/L，為易降解有機(jī)廢水，設(shè)計(jì)的處理工藝流程如圖所示，要求最終出水的COD濃度小于100mg/L。請(qǐng)對(duì)于流程中的UASB反應(yīng)器、好氧生物選擇器、氧化溝三個(gè)主要的構(gòu)筑物，通過(guò)選取合理的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)計(jì)算，要求給出其各自的容積負(fù)荷、COD去除率、HRT、和長(zhǎng)、寬、高等基本尺寸。UASBUASB好氧選擇器氧化溝二沉池27、一個(gè)日處理水量為1875m3/d的UASB反應(yīng)器，凈空尺寸為：12.010.06.0m，其三相分離器的布置和做法見(jiàn)示意圖，要求該三相分離器能將直徑大于0.1mm的沼氣氣泡全部分離進(jìn)入氣室而不進(jìn)入沉淀區(qū)，試通過(guò)計(jì)算確定圖中小三相分離器的最高和最低的相對(duì)標(biāo)高(注：圖中標(biāo)高以m計(jì)，尺寸以mm計(jì))。(提示：；；；；)28、某廠有高濃度有機(jī)工業(yè)廢水，廢水量為2000m3/d，水溫為25℃，COD=20000mg/L，BOD5=10000mg/L，氮、磷及其它營(yíng)養(yǎng)元素充足，出水排放標(biāo)準(zhǔn)為：COD≤100mg/L，BOD5≤30mg/L。處理方案一：完全混合式活性污泥法，請(qǐng)通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算給出：①所需要的曝氣池的容積；②所需要的空氣量；③每日的剩余污泥產(chǎn)量；處理方案二：中溫UASB反應(yīng)器加完全混合式活