《水污染控制工程》试题 答案.docx
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1、、名词解释题(每题3分):1. 水的社会循环:人类社会从各种天然水体中取用大量水,使用后成为生活污水和工业废水,它们最终流入天然水体,这样,水在人类社会中构成了一个循环体系,称为。2. 生化需氧量:表示在有氧的情况下,由于微生物的活动,可降解的有机物稳定化所需的氧量3. 化学需氧量:表示利用化学氧化剂氧化有机物所需的氧量。4. 沉淀::是固液别离或液液别离的过程,在重力作用下,依靠悬浮颗粒或液滴与水的 密度差进行别离。5. 沉降比:用量筒从接触凝聚区取100mL水样,静置5min,沉下的矶花所占mL数用 百分比表示,称为沉降比。6. 滤速调节器:是在过滤周期内维持滤速不变的装置。7. 接触凝聚
2、区:在澄清池中,将沉到池底的污泥提升起来,并使这处于均匀分布的悬浮状态,在池中形成稳定的泥渣悬浮层,此层中所含悬浮物的浓度约在310g/L,称为。8. 化学沉淀法:是往水中投加某种化学药剂,使与水中的溶解物质发生互换反响,生成难溶于水的盐类,形成沉渣,从而降低水中溶解物质的含量。9. 分级沉淀:假设溶液中有数种离子能与同一种离子生成沉淀,那么可通过溶度积原理来判 断生成沉淀的顺序,这叫做分级沉淀。10. 总硬度:水中Ca2+、Mg2+含量的总和,称为总硬度。11. 电解法:是应用电解的基本原理,使废水中有害物质,通过电解过程,在阳、阴极上分别发生氧化和还原反响转化成为无害物质以实现废水净化的方
3、法。12. 滑动面:胶粒在运动时,扩散 层中的反离子会脱开胶粒,这个脱开的界面称为滑动面,一般指吸附层边界。13. 氧化还原能力:指某种物质失去或取得电子的难易程度,可以统一用氧化还原电位作为指标。14. 吸附:是一种物质附着在另一种物质外表上的过程,它可发生在气一液、气一固、 液一固两相之间。15. 物理吸附:是吸附质与吸附剂之间的分子引力产生的吸附。16. 化学吸附:是吸附质与吸附剂之间由于化学键力发生了化学作用,使得化学性质改变。17. 平衡浓度:当吸附质在吸附剂外表到达动态平衡时,即吸附速度与解吸速度相同,吸附质在吸附剂及溶液中的浓度都不再改变,此时吸附质在溶液中的浓度就称为。18.
4、半透膜:在溶液中但凡一种或几种成分不能透过,而其它成分能透过的膜,都叫做半透膜。19. 膜别离法:是把一种特殊的半透膜将溶液隔开,使溶液中的某种溶质或者溶剂渗透出来,从而到达别离溶质的目的。20. 电渗析:是在直流电场的作用下,利用阴。阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性,而使溶液中的溶质与水别离的一种物理化学过程。21. 生物处理:是主利用微生物能很强的分解氧化有机物的功能,并采取一定的人工措 施,创造一种可控制的环境,使微生物大量生长、繁殖,以提高其分解有机物效率的一种废 水处理方法。22. 生物呼吸线:表示耗氧随时间累积的曲线。23. 污泥龄:是指每日新增的污泥平均停留在曝气池中的天
5、数,也就是曝气池全部活性 处理不彻底,出水有机物浓度仍然很高,不能直接排放,相比照拟而言,好氧活性污泥法, 那么有:(1)对有机物的处理比拟彻底,出水可以达标排放,(2)动力消耗大。34 .污泥处理的一般工艺如何?污泥浓缩的作用是什么?污泥利用f脱水和干燥f污泥消化浓缩一答:污泥处理的一般工艺如下:污泥污泥浓缩的作用在于去除污泥中大量的水分,缩小污泥体积,以利于后继处理,减小厌氧消 化池的容积,降低消化耗药量和耗热量等。35 .污泥浓缩有哪些方法,并加以比拟?答:浓缩污泥可以用重力浓缩法,也可以用气浮浓缩法和离心浓缩法、重力浓缩法主要构筑 物为重力浓缩池,设备构造简单,管理方便,运行费用低;气
6、浮浓缩主要设施为气浮池和压 缩空气系统,设备较多,操作较复杂,运行费用较高,但气浮污泥含水率一般低于重力浓缩 污泥。离心浓缩那么可将污泥含水率降到80%85%,大大缩小了污泥体积,但相比之下电 耗较大。36 .污泥比阻在污泥脱水中有何意义?如何降低污泥比阻?答:污泥比阻大,污泥脱水不易,脱水效率低,动力消耗大;降低污泥比阻的处理为污泥预 处理,有(1)化学混凝法;(2)淘洗一化学混凝法,此法可大大降低混 凝剂用量。37 .如何提高冷却塔的散热速度?答:假设要提高冷却塔的散热速度,应尽可能使水形成小水滴或水膜,以扩大水和空气的接 触的面积;提高水面空气的流动速度,使逸出的水蒸气分子迅速扩散才能提
7、高冷却塔的散热 速度。38 .画出生物同步脱氮除磷的工艺流程,并说明各处理构筑物的功能作用?答:其工艺流程为:回流系统缺氧厌氧一进水 出水一二沉池好氧缺氧好氧T回流系统称为A-A-O系统厌氧:反硝化氨化释放磷;第一缺氧:脱氮;第一好氧:去除BOD、硝化、吸收磷; 第二缺氧:反硝化、脱氮;第二好氧:吸收磷,去除BOD。39 .配水管网布置有哪几种形式?各自特点是什么?答:配水管网的布置形式有两种,即树枝管网和环式管网。树枝管网管线长度最短,构造简 单,供水直接,投资较省。但供水可靠性较差。环式管网中每条管道中都可以由两个方向来 水,因此供水平安可靠。环式管网还可以降低管网中的水头损失、节省动力、
8、并能大大减轻 管内水锤的威胁,但其管线长,投资较大。40 .什么是水泵的扬程?如何确定?ho Eh)。因此水泵的总扬程应为H = Hst+2答:水泵的扬程又称总水头或总扬程。水泵的 扬程等于单位重量的液体,通过水泵后所增加的能量。以H表示。水泵的扬程在实际过程 中,用于两方面:一是将水由吸水井提升至水塔或处理构筑物(即静扬程Hst);二是消耗 在克服管路中的水头损失(为平安起见,在II算总扬程H后,往往再加上一个富裕水头。41 .污水处理厂高程布置的任务是什么?水力计算如何进行方能保证污水的重力自流?答:污水处理厂高程布置的任务是:(1)确定各处理构筑物和泵房的标高;(2)确定处理 构筑物之间
9、连接管渠的尺寸及其标高;(3)计算确定各部位的水面标高,使污水能按处理 流程在处理构筑物之间靠重力自流。水力计算时选择一条距离最长,水头损失最大的流程计 算,逆废水处理流程向上倒推计算,并适当留有余地,以保证在任何情况下,处理系统都能 够正常运行。五、水污染控制工程计算题(每题10分):1 .某原水总硬度 1.6mmol/L,碱度 HCO3 =2.58 mmol /L, Mg2+ l.Ommol/ L, Na+ 0.03 mmol/ L, SO420.125mmol/ L, Cl0.4mmol/ L, CO225.8mg/L,试计算,水中碳酸盐硬 度和非碳酸盐硬度。假设采用石灰一苏打法进行软化
10、,试求石灰、苏打用量(mmol/L) o (过 剩量均取0.1 mmol /L)解:Ht=Ca2+Mg2+ =1.6 mmol /LMg2+ =1.0 mmol /L 故 Ca2+ =0.6 mmol /L碳酸盐硬度 He=HC03 /2=2.58/2=1.29mmol/L其中 Ca (HC03) 20.6 mmol /L, Mg (HC03) 2=1.29-0.6=0.69 mmol /L非碳酸盐硬度 Hn=HtHc= 1.61.29=0.31 mmol/L其中 MgSO4+MgC12=0.31 mmol /L故CaO=CO2 + Ca (HC03) 2 +2 Mg (HC03) 2 +Hn
11、+a 25.8/44+0.6+2x0.69+0.31 +0.1=2.98 mmol/LNa2 CO3 = Hn +0=0.31+0.1=0.41 mmol /L.硬水水量 1000m3/d,水质如下:Ca2+Mg2+ 2.15 mmol /L , HC03- 3.7mmol/L, Na + +K+ 0.35mmol/ L, S042-0.30mmol/ L, Cl-0.35mmol/ L,游离 CO2 22mg/L。采用 强酸H -Na并联脱碱软化,求RH, RNa罐的进水水量,进CO2脱除器的CO2含量(mg /L)(剩余碱度取0.5 mmol /L)。解:(1) QH (SO42-+C1-
12、) =QNaxHC03-QAr当量浓度0.95QH = QNax3.7-500又Q = QH + QNaQH=1000-QNaQNa=312m3/dQH = Q-QNa= 1000-312=688m3/d(2)进CO2脱除器的量=原水中的CO2量+ HC03 减少量= 22+ (3.7-0.5) x44=22 + 140.8=162.8 (mg/L). 一平流沉淀池,澄清区面积为20x4m2,流量为Q= 120m3/h。假设将其改造成斜板沉淀池, 流量提高至原流量6.5倍,其它条件不变。求需要装多少块斜扳?(斜扳长L=L2m =60o, 板厚忽略不计) 宽B = 0.8m,板间距d=0.1m,
13、板与水平夹角解:平流池 A = 20x4 = 80m2 , q = Q/A= 120/80= 1.5 (m3/m2.h)斜板池 q=6.5Q/At 即 1.5 = 6.5xl20/AtA t=520m2 (斜板池总面积)设斜板池总单元数为n)+dB) =At。贝!j n (LBcosn (1.2x0.8cos60o+0.1x0.8) =520n = 929单元数故板数= n+l =929+1 =930 (块)2 .某城市最大时污水量为1800m3/h,原污水悬浮浓度Cl =250mg/L,排放污水悬浮物允许 浓度C2 = 80mg/L。拟用辐流沉淀池处理。试计算去除率及沉淀池基本尺寸。(沉淀时
14、间取1.5h,沉淀池有效水深3.3m)解:(1) E= (C1-C2) /Cl = (250-80/250x 100% = 68%(2)沉淀池容积 V=Qt= 1800x1.5=2700m3定为两座池,每池容积1350m3每池外表积 F=V/2/h= 1350/3.3=409(m2)1/2= (4x409/3.14) 1/2=23 (m)兀直径 D= (4F/5.要某活性污泥曝气池混和液浓度MLSS = 2500mg/L。取该混和液100mL于量筒中,静置 30min时测得污泥容积为30mL。求该活性污泥的SVI及含水率。(活性污泥的密度为1g/ mL)解:(1) 100mL混和液对应的污泥容
15、积为30mL那么1L混和液对应的污泥容积为300mL又1L混合液中含泥2500mg = 2.5g故 SVI = 300/2.5 =120mL/g 干泥(2) 1mL该活性污泥含干泥l/SVI=l/120 = 0.008g因活性污泥密度为Ig/mL,故1mL活性污泥质量为1g那么含水率为(1-0.008) /lxl00%=99.2%6.活性污泥曝气池的MLSS = 3g/L,混合液在1000mL量筒中经30min沉淀的污泥容积为 200mL,计算污泥沉降比,污泥指数、所需的回流比及回流污泥浓度。解:(1) SV = 200/1000X100% = 20%(2) SVI=(SV%x 10)/MLS
16、S = (20x 10)/3 = 66.7mL/g 干泥(3) Xr = 106/SVI = 106/66.7 = 15000 (mg/L)(4)因 X (1+r) =Xrxr即 3 (l+r) = 15xrr=0.25 = 25%7.某城市生活污水采用活性污泥法处理,废水量25000m3/d,曝气池容积V = 8000m3,进 水BOD5为300mg/L, BOD5去除率为90%,曝气池混合液固体浓度3000mg/L,其中挥发 性悬浮固体占75%。求:污泥负荷率Fw,污泥龄,每日剩余污泥量,每日需氧量。生活 污水有关参数如下:a=0.60 b=0.07 A = 0.45 B = 0.14解:
17、(1) X = 3000mg/l = 3g/l Xv = 0.75X=2.25g/lFw = L0Q/VXv= (300x10-3x2500) / (8000x2.25) =0.42 (KgB0D5/MLSS.d)(2) E = (L0-Le)/L0 90% = (300-Le)/300 Le = 30mg/Lu = QLr/XvV = 25000x (300-30) x10-3/2.25x8000=0.375 (KgB0D5/KgMLVSS.d) l/9c=au-b , l/0c=0.6x0.375-0.07, l/0c=0.1550c = 6.45 (d)X=l/0cx (Xvv) =0.
18、155x2.25x8000=2790 (KgVsSS/d) A (3)剩余污泥对应的 MLSS 量为 2790/0.75 = 3720Kg/d(4) O2/QLr=A+B/u 02/25000 (300-30) 150 mg/L所以必须回流150 = (210+30r)/(l+r) r=0.5(2) V = Q (1+r) xl50/Fw = 5200 (1+0.5) x 150/1.2x103 = 975m3(3)取有效水深H = 2.0m那么面积A=487.5m2故 q = 5200 (1+0.5) /487.5 = 16 (m3/m2.d)11.活性污泥曝气池进水水量Q = 2400m3
19、/d,进水BOD5为180mg/L,出水BOD5为 40mg/L,混合液浓度 MLVSS=1800mg/L,曝气池容积 V = 500m3, a=0.65, b =0.096d- 1, X并据此计算总充氧量Ro A求剩余污泥量解:(1) u = QLr/XvV = 2400x (180-40) /(1800x500) = 0.37 (KgBOD5/KgMLVSS.d) l/9c=au-b =0.65x0.37-0.096 1/0c=0.14450c = 6.92 (d)X=Xvv/0c=O.1445xl8OOxlO-3x5OO=13O (KgVSS/d) A剩余污泥(2) R = 309.5
20、(KgO2/d)12.实验室生物转盘装置的转盘直径0.5m,盘片为10片。废水量Q=40L/h,进水BOD5为200mg/L,出水BOD5为50mg/L,求该转盘的负荷率。解:总盘片面积F=nxl/4x3.14xD2x2F= 10x0.25x3.14x0.52x2 = 3.925 (m2)Q=40L/h=0.96m3/du=Q (LO-Le) /F=0.96 (200-50) /3.925=36.7 (gBOD5/m2.d)13 .某污水处理厂每日新鲜污泥量为2268Kg,含水率96.5%,污泥投配率5%。计算厌氧消 化池容积。解:污泥体积困=2268/ (1-0.965) 1000 = 64
21、.8 (m3/d)V=V7(Px 100) = 64.8x 100/5 = 1296 m314 .水质资料如下:CO2 30mg/L, HCO3- 3.6mmol/LCa2+ 1.4mmol/L , SO42-0.55mmol/LMg2+0.9mmol/L, Cl0.3mmol/L, Na+K+ 0.4mmol/L试计算经RH柱软化后产生的CO2和H2SO4+HC1各为多少mg/L?解:水中 Ca (HCO3) 2 1.4mmol/L, Mg (HCO3) 2 0.4mmol/L, Mg (SO42-+C1-) 0.5mmol/L,反响产生的 CO2 为 3.6mmol/L= 158.4mg/
22、L总 CO2= (30+158.4) mg/L=188.4mg/L(H2SO4+HC1) =Mg (SO42-+C1-) =0.5 mmol/L.用加压溶气气浮法处理污泥,泥量Q = 3000m3/d,含水率99.3%,采用气浮压力0.3MP a (表压),要求气浮浮渣浓度3%,求压力水回流量及空气量。(A/S = 0.025, Cs = 29mg/L,空气饱和系数 f=0.5)解:含水率99.3%的污泥含泥率为1一99.3%=0.7%对应的污泥浓度X0=7000mg/L表压0.3MPa对应的绝对压力P=4.1Kgf/cm2A/S = RCs (fP-1) /QXO 0.025 = Rx29
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