2021年水污染控制工程课后习题答案高廷耀版.docx
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1、精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -水污染掌握工程作业标准答案第一章1简述水质指标在水体污染掌握.污水处理工程设计中的作用;答:水质污染指标为评判水质污染程度.进行污水处理工程设计.反映污水处理厂处理成效.开展水污染掌握的基本依据; 2分析总固体.溶解性固体.悬浮性固体及挥发性固体指标之间的相互联系答:水中全部残渣的总和称为总固体(TS),总固体包括溶解性固体(DS)和悬浮性固体( SS);水样经过滤后, 滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体( DS),滤渣脱水烘干后即为悬浮固体(SS);固体残渣依据挥发性能可分为挥发性固 体( VS)和固定性固体( FS)
2、;将固体在 600 的温度下灼烧,挥发掉的即市为挥发性固体( VS),灼烧残渣就为固定性固体(FS);溶解性固体一般表示盐 类的含量,悬浮固体表示水中不溶解的固态物质含量,挥发性固体反映固体的有机成分含量;3生化需氧量. 化学需氧量. 总有机碳和总需氧量指标的含义为什么?分析这些指标之间的联系与区分;答: 生化需氧量( BOD):水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量;化学需氧量( COD):在酸性条件下,用强氧化剂将有机物氧化为CO2.H2O所消耗的氧量;总有机碳(TOC):水样中全部有机污染物的含碳量;总需氧量( TOD):有机物除碳外,仍含有氢.氮.硫等元素,当有机物全
3、都被氧化时,碳被氧化为二氧化碳,氢.氮及硫就被氧化为水.一氧化氮.二氧化1第 1 页,共 27 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -硫等,此时需氧量称为总需氧量;这些指标都为用来评判水样中有机污染物的参数;生化需氧量间接反映了 水中可生物降解的有机物量; 化学需氧量不能表示可被微生物氧化的有机物量, 此外废水中的仍原性无机物也能消耗部分氧;总有机碳和总需氧量的测定都为燃烧化学法, 前者测定以碳表示, 后者以氧表示; TOC.TOD的耗氧过程与BOD 的耗氧过程有本质不同,而且由于各种水样中有机物质的成分不同,生化
4、过程差别也大;各种水质之间 TOC或TOD与BOD不存在固定关系; 在水质条件基本相同的条件下, BOD与TOD或TOC之间存在肯定的相关关系; 4水体自净有哪几种类型?氧垂曲线的特点和使用范畴为什么?答:水体自净从净化机制来看,可分为:物理净化.化学净化和生物净化;氧垂曲线适用于一维河流和不考虑扩散的情形; 5试论排放标准.水环境质量指标.环境容量之间的联系;答:环境容量为水环境质量标准指定的基本依据,水环境质量标准就为排放标准指定的依据; 6我国现行的排放标准有哪几种?各标准的使用范畴及相互关系为什么? 答:我国现行的排放标准有浓度标准和总量掌握标准;依据地域治理权限又可分为国家排放标准.
5、地方排放标准.行业排放标准;我国现有的国家标准和地方标准基本上都为浓度标准;国家标准依据污水排放去向,规定了水污染物最高答应排放浓度,适用于排污单位水污染物的排放治理,以及建设项目的环境影响评判.建设项目环境爱护设施设计.竣工验收及其投产后的排放治理;行业标准:依据部分行业排放废水的特点和治理技术进展水平,国家对部分行业制定了国家行业标准;2第 2 页,共 27 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -地方标准:省.直辖市等依据经济进展水平和管辖地水体污染空制需要,可以依据中华人民共和国环境爱护法.中华人民共和国水污
6、染仿治法制定地方污水排放标准;地方标准可以增加污染物掌握指标,但不能削减;可以提高对污染物排放标准的要求,但不能降低标准;其次章1. 试说明沉淀有哪些类型?各有何特点?争论各类型的联系和区分;答:自由沉淀:悬浮颗粒浓度不高;沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰,颗粒各自单独进行沉淀 、颗粒沉淀轨迹呈直线; 沉淀过程中 、 颗粒的物理性质不变; 发生在沉砂池中;絮凝沉淀:悬浮颗粒浓度不高;沉淀过程中悬浮颗粒之间有相互絮凝作用,颗粒因相互集合增大而加快沉降,沉淀轨迹呈曲线;沉淀过程中,颗粒的质量.外形.沉速为变化的;化学絮凝沉淀属于这种类型;区域沉淀或成层沉淀:悬浮颗粒浓度较高( 5000mg/L以上)
7、 ;颗粒的沉降受到四周其他颗粒的影响,颗粒间相对位置保持不变,形成一个整体共同下沉,与澄清水之间有清楚的泥水界面;二次沉淀池与污泥浓缩池中发生;压缩沉淀:悬浮颗粒浓度很高;颗粒相互之间已挤压成团状结构,相互接触,相互支撑,下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出,使污泥得到浓缩;二沉池污泥3第 3 页,共 27 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀;联系和区分:自由沉淀,絮凝沉淀,区域沉淀或成层沉淀,压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增大,颗粒间的相互影响也依次加强;2. 设置沉
8、砂池的目的和作用为什么?曝气沉砂池的工作原理和平流式沉砂池有何区分?答:设置沉砂池的目的和作用:以重力或离心力分别为基础,即将进入沉砂池的污水流速掌握在只能使相对密度大的无机颗粒下沉,而有机悬浮颗粒就随水流带走,从而能从污水中去除砂子.煤渣等密度较大的无机颗粒,以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行;平流式沉砂池为一种最传统的沉砂池,它构造简洁,工作稳固,将进入沉砂池的污水流速掌握在只能使相对密度大的无机颗粒下沉,而有机悬浮颗粒就随水流带走,从而能从污水中去除砂子.煤渣等密度较大的无机颗粒;曝气沉砂池的工作原理:由曝气以及水流的螺旋旋转作用,污水中悬浮颗粒相互碰撞.摩擦,并受到气泡上升时的冲
9、刷作用,使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除;曝气沉砂池沉砂中含有机物的量低于5%;由于池中设有曝气设备,它仍具有预曝气.脱臭.防止污水厌氧分解.除泡以及加速污水中油类的分别等作用;3. 水的沉淀法处理的基本原理为什么?试分析球形颗粒的静水自由沉降(或上浮)的基本规律,影响沉降或上浮的因素为什么?4第 4 页,共 27 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -答:基本原理:沉淀法为利用水中悬浮颗粒的可沉降性能,在重力作用下产生下沉作用,以达到固液分别的一种过程;基本规律:静水中悬浮颗粒开头沉降(或上浮)时、 会受到重力
10、.浮力.摩擦力的作用; 刚开头沉降(或上浮) 时,因受重力作用产生加速运动、 经过很短的时间后 、 颗粒的重力与水对其产生的阻力平稳时、颗粒即等速下沉;影响因素:颗粒密度,水流速度,池的表面积;5.已知污水处理厂设计平均流量Q=20000M3/D,服务人口 100000人,初沉污泥量按 25G.(人日),污泥含水率97,请设计曝气式沉砂池和平流式沉淀池;解: Qmax=20000/(24*3600)=0.23M3/S=833.3M3/H曝气式沉砂池:总有效容积:V=60*Qmax*t=60*0.23*2=27.6m3池断面面积: A=Qmax/Vmin=0.23/0.08=2.88m2池总宽度
11、:B=A/Hmin=池长L=V/A=27.6/2.88=9.58m所需曝气量: q=60D*Qmax=60*0.23*0.2=2.76m3/min 平流式沉淀池:沉淀区表面积: A=Q(max)/q=833.3/2.5=333.3m2沉淀区有效水深 :h2=q*t=2.5*1=2.5m沉淀区有效容积:V=A*h2=333.3/3=111.1m3沉淀池长度: L=3.6*v*t=3.6*0.0005*3600=6.48m沉淀区总宽度: B=A/L=333.3/6.48=51.44m沉淀池数量: n=B/b=51.44/40>1、取2污泥区容积: V=(S*N*T)/1000=(20000*
12、1000*4*3%)/24*1000=100m2沉淀池总高度: H=h1+h2+h3+h4=0.3+2.5+0.3+2.1=5.2m5第 5 页,共 27 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -(S1=25m2 S2=1m2 h4 =0.35m h4 =1.75m L1=1.5m L2=0.3m)贮泥池容积: V=1/3*h4 (S1+S2+ )=3.61m3贮泥池以上梯形部分污泥容积:V=(L1/2+L2/2)*h4 *b=63m3 6.加压溶气气浮法的基本原理为什么?有哪几种基本流程与溶气方式,各有何特点?答:
13、加压溶气气浮法的基本原理:空气在加压条件下溶解,常压下使过饱和空气以微小气泡形式释放出来;基本流程及特点:全加压溶气流程,特点为将全部入流废水进行加压溶气,再经减压释放装置进入气浮池,进行固液分别;部分加压溶气流程:将部分入流废水进行加压溶气, 再经减压释放装置进入气浮池,其它部分直接进入气浮池,进行固液分别;部分回流加压溶气流程:将部分清液进行回流加压,入流水就直接进入气浮池,进行固液分别;8气固比的定义为什么?如何确定适当的气固比?答:气固比( )的定义为溶解空气量 ( A)与原水中悬浮固体含量 ( S)的比值;气固比选用涉及原水水质.出水要求.设备.动力等因素,对于所处理的废水最好金国气
14、浮试验来确定气固比,无试验资料时一般取 0.005-0.06 ,废水中悬浮固体浓度不高时取下限, 如选用 0.005-0.006 ;但悬浮固体较高时, 可选用上限,如气浮用语剩余污泥浓缩时气固比一般采纳 0.03-0.04 ;9.废水处理中,气浮法与沉淀法相比,各有何优缺点?答:气浮法:能够分别那些颗粒密度接近或者小于水的细小颗粒,适用于活性污泥絮体不易沉淀或易于产生膨胀的情形,但为产生微细气泡需要能量,经济成本较高;6第 6 页,共 27 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -沉淀法:能够分别那些颗粒密度大于水能
15、沉降的颗粒,而且固液的分别一般不需要能量,但为一般沉淀池的占地面积较大;11如何改进及提高沉淀或气浮分别成效?答:通过实行相应的措施,增大悬浮颗粒的直径,减小流体的黏度等都能提高沉淀或气浮分别成效;如:通过混凝处理增大颗粒粒径,提高水温以减小水的黏度;另外,也可以减小气泡直径来提高气浮分别成效;第11章1. 简述好氧生物和厌氧生物处理有机污水的原理和适用条件;答:好氧生物处理:在有游离氧(分子氧)存在的条件下,好氧微生物降解有机物,使其稳固. 无害化的处理方法; 微生物利用废水中存在的有机污染物(以溶解状与胶体状的为主),作为养分源进行好氧代谢;这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应,逐级释
16、放能量,最终以低能位的无机物质稳固下来,达到无害化的要求,以便返回自然环境或进一步处置;适用于中.低浓度的有机废水, 或者说 BOD5浓度小于 500mg/L的有机废水; 厌氧生物处理:在没有游离氧存在的条件下,兼性细菌与厌氧细菌降解和稳固有机物的生物处理方法;在厌氧生物处理过程中,复杂的有机化合物被降解.转化为简洁的化合物,同时释放能量;适用于有机污泥和高浓度有机废水(一般BOD5 2000mg/L);2.某种污水在一连续进水和完全匀称混合的反应器中进行处理, 反应不行逆, 符合一级反应, V=KSA、K=0.15D-1、 求当反应池容积为 20M3,反应效率为 98时,该反应池能够处理的污
17、水流量为多大?解:设 Q 为污水流量, S 为底物浓度:就 Q*S=20*v=k*S*20就:Q=20k=0.15*20=3m3/d Q(实)=Q/98%=3.06m3/d7第 7 页,共 27 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -3简述城镇污水生物脱氮过程的基本步骤;答:污水生物脱氮过程氮的转化主要包括氨化.硝化和反硝化作用;( 1)氨化: 微生物分解有机氮化合物产生氨的过程称为氨化反应;在氨化微生物作用下,有机氮化合物在好氧或厌氧条件下分解.转化为氨态氮;( 2)硝化反应:在亚硝化菌和硝化菌的作用下,将氨态氮
18、转化为亚硝酸盐( NO2-)和硝酸盐( NO3-);( 3)反硝化反应: 在缺氧条件下, NO2-和NO3-在反硝化菌的作用下被仍原为氮气;4简述生物除磷的原理;微生物经氨化反应分解有机氮化合物生成NH3、再在亚硝化菌和硝化菌的作用下, 经硝化反应生成 (亚)硝酸盐, 最终经反硝化反应将 (亚) 硝酸盐仍原为氮气;当进水氨氮浓度较低时,同化作用也可能成为脱氮的主要途径; 4. 简述生物除磷的原理;答:在厌氧好氧交替运行的系统中,得用聚磷微生物具有的厌氧释磷及好氧超量吸磷的特性,使好氧段中混合液磷的浓度大量降低,最终通过排放含有大量富磷污泥而达到从污水中除磷的目的;第12章1 活性污泥法的基本概
19、念和基本流程为什么?答:活性污泥为指由细菌.菌胶团.原生动物.后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的.有肯定活力的.具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥;活性污泥法为利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水一类好氧生物的处理方法;活性污泥法处理流程包括曝气池.沉淀池.污泥回流及剩余污泥排除系统等基本组成部分;废水经过预处理后,进入曝气池与池内的活性8第 8 页,共 27 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -污泥混合成混合液,并在池内充分曝气,一方面使活性污泥处于悬浮状态,废水与活性污泥充分接触;另一方面
20、,通过曝气,向活性污泥供氧,保持好氧条件,保证微生物的正常生长;废水中有机物在曝气池内被活性污泥吸附.吸取和氧化分解后,混合液进入二次沉淀池,进行固液分别,净化的废水排出;大部分二沉池的沉淀污泥回流到曝气池进口,与进入曝气池的废水混合;2 常用的活性污泥法曝气池的基本形式有哪些?答:推流式曝气池:污水及回流污泥一般从池体的一端进入,水流呈推流型,底物浓度在进口端最高,沿池长逐步降低,至池出口端最低;完全混合式曝气池:污水一进入曝气反应池,在曝气搅拌作用下立刻和全池混合,曝气池内各点的底物浓度.微生物浓度.需氧速率完全一样;封闭环流式反应池:结合了推流和完全混合两种流态的特点,污水进入反应池后,
21、在曝气设备的作用下被快速.匀称地与反应器中混合液进行混合,混合后的水在封闭的沟渠中循环流淌;封闭环流式反应池在短时间内出现推流式,而在长时间内就出现完全混合特点;序批式反应池(SBR):属于“注水 - 反应排水”类型的反应器,在流态上属于完全混合,但有机污染物却为随着反应时间的推移而被降解的;其操作流程由进水.反应.沉淀.出水和闲置五个基本过程组成,从污水流入到闲置终止构成一个周期,全部处理过程都为在同一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行,混合液始终留在池中,从而不需另外设置沉淀池;3 活性污泥法有哪些主要运行方式?各种运行方式有何特点?答:传统推流式:污水和回流污泥在曝气池的前端进入,在
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