环境工程技术及应用复习思考题二及答案

环境工程技术及应用复习思考题二及答案水污染治理篇第一章 概述1、什么是水体及水体污染答：水体是河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川、海洋等地表、地下贮水体的总称，水体包括水中的溶解物、悬浮物、底泥和水生生物。它是一个完整的生态系统。水体污染是水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。2、我国地面水域按其功能划分为几类?向各类水域排放污水执行何级排放标准?答：我国地面水域按其功能划分为五类。向不同水域排水分别执行不同标准级别。（1） 排入GB3838类水域（划定的保护区和游泳区除外）和排入GB3097中二类海域的污水，执行一级标准。（2） 排入GB 3838中、类水域和排入GB3097中三类海域的污水，执行二级标准。（3） 排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准。（4） 排入未设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，必须根据排水系统出水受纳水域的功能要求，（）和（）的规定。（5） GB3838中、类水域和类水域中划定的保护区，GB3097中一类海域，禁止新建排污口，现有排污口应按水体功能要求，实行污染物总量控制，以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。3、简述BOD5与COD的概念，并进行比较。答：将污水在20温度下培养5日，作为生化需氧量测定的标准条件，在此条件下测得的单位体积水中可分解的有机物，由于好氧微生物的作用，被氧化分解而无机化，这个过程所需的氧量叫做五日生物化学需氧量。用BOD5表示。单位为mgL。在酸性条件下，强氧化剂能使污水中的有机物全部氧化。这种用化学氧化剂氧化单位体积废水中有机污染物所消耗的氧量即为化学需氧量，用COD表示。单位为mgL。两者相同之处在于都可表征废水中有机污染物的污染程度。但BOD5仅能反应废水中可生化降解的有机物的70%左右，测量需5天时间；而COD则表示水中几乎全部有机物及还原性物质，测量只需几小时。因此，后者在数值上比前者大。4、什么是水体自净?水体自净能力取决于哪几方面的作用能力?答：污染物进入水体后，造成水体水质恶化。但与此同时，污染物也参与水体中物质的运动与转化过程。在此过程中进入水体的污染物质的浓度，随时间、空间的推移，而逐渐降低，这个自然净化过程称为水体的自净。水体的净化能力取决于水体中进行的物理、化学和生物三方面的作用。（1） 物理净化污染物由于稀释、混合、沉淀等作用而使水体中污染物浓度降低的过程。其中稀释作用对污染物的净化起着重要的作用。（2） 化学与物理化学净化污染物由于中和、氧化还原、分解、吸附等作用而使水体污染物浓度降低的过程。其中以酸、碱性废水的中和及重金属在水体中的迁移转化较为重要。（3） 生物净化污染物由于水生生物(主要指微生物)的代谢活动，而被分解、氧化、吸收，引起污染物浓度降低的过程。此外，由于环境的变化，紫外线照射等原因，使粪便、污水中带来的人体寄生细菌(包括病原菌)也会逐渐死亡。水体通过以上几种作用，逐步恢复到原来的清洁程度。5、废水处理的基本原则有哪些?答：废水处理的基本原则，是从清洁生产的角度出发，改革落后的生产工艺与设备，减少污染物的排放总量，对所排废水进行优化治理，回收与综合利用其中的污染物，使出水达到排放要求。6、试调查你的居住地的水体是否受到了污染?污染源是什么? 本题无参考答案。因具体情况而定。第二章 废水的预处理1、格栅的主要功能是什么?它适用于什么场合?答：格栅的主要功能是拦截水中粗大的悬浮物及其他杂质，以防堵塞构筑物的孔、洞、闸门和管道，或堵塞、损坏水泵等机械设备，保护系统设备的正常运行及减轻后续处理的负荷。它适用于处理具有粗大悬浮物和较大杂质废水，一般设置在处理构筑物前，或泵站集水池进口处的渠道中。2、筛网的主要作用有哪些?选择筛网过滤设备主要考虑哪些因素?答：筛网的主要作用是用来处理含悬浮状细小纤维类杂物的工业废水。能除去和回收不同种类的悬浮物。选择筛网过滤设备主要考虑废水的性质，悬浮物的大小，筛网的尺寸和材质。3、已知某化工厂的酸性废水日平均流量为1000m3d，各段时间内的废水流量及盐酸浓度见下表，求12时至18时这6h内的平均农度。若采用斜槽排水式调节池，求所需体积。某厂酸性废水浓度与流量的变化时间（h）流量（m3h）浓度（mg/L）时间（h）流量（m3h）浓度（mg/L）121340380015166435001314534400161740530014155823001718404200解：（1）根据P28式2-1可得1218时废水平均浓度为： （2）根据设计经验，斜槽排水式调节池体积为其中取0.7根据题中所给数据，1315时为排水高峰时段，以3小时为调节时间，根据1315时数据计算调节池体积为： 第三章 废水的物理处理1、 沉淀有哪几种类型?各有何特点?答：根据废水中悬浮物的性质及其浓度的高低，沉降可分为四种类型。（1）自由沉降自由沉淀发生在水中悬浮固体浓度不高，沉降过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉降，颗粒的沉淀轨迹呈直线。整个沉降过程中，颗粒的物理性质，不发生变化。（2）絮凝沉降絮凝沉降的悬浮颗粒浓度不高，但沉降过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因互相聚集增大而加快沉降，沉降过程中，颗粒的质量、形状和沉速是变化的。（3）集团沉降(或成层沉淀)当水中悬浮物浓度较高(5000mg/L以上)，颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响，互相挤成一团，形成一种呈网状的绒体，颗粒间相对位置保持不变，以一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。（4）压缩沉淀由于悬浮颗粒浓度很高，颗粒相互之间已挤集成团块结构，互相接触，互相支承，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。2、简述沉降法处理废水的基本原理。答：废水中的悬浮颗粒受重力和浮力的共同作用，当重力大于浮力时，颗粒加速下沉，此时产生一个与沉降方向相反的阻力，阻止颗粒下沉，且速度越大，阻力越大。直到阻力与浮力之和等于重力，这时，悬浮颗粒将在铅直方向上开始匀速下沉，当然，此时如果废水是流动的，悬浮物还将随着水流作水平方向的移动。即颗粒以近似抛物线的轨迹运动，直到沉于容器底部。不再随水流动而从水中分离出来。3、如何进行废水的沉降柱性能试验?在沉淀性能曲线上反映了哪些参数?答：废水的沉降柱性能试验通常采用静置沉淀试验方法进行：即先将废水搅拌均匀，测定废水样品中的悬浮物含量。再将废水搅拌均匀，注入1.52米高的圆筒中至一定深度。设取样口到最初水面的距离为H。经过不同时间后，从取样口分别取出一定数量的水样，并测定其中的悬浮物含量，从而求出不同沉淀时间悬浮物下沉的数量，得到不同沉淀时间的沉淀效率。在沉淀性能曲线上，能反映对应于某一沉降效率的沉淀时间（即停留时间）、最小可沉颗粒的沉降速度（数值上等于平流沉淀池的表面负荷）。4、已知初沉池污水设计流量Q1200m3/h，设沉淀效为55，由沉淀性能曲线上查得u2.8mh，若采用干流式沉淀池，求沉淀区的有效尺寸。 解：首先对沉降速度试验值进行校正，即得到设计表面负荷q： 废水流量为Q1200m3/h 沉淀区有效面积为： 沉淀区长宽比应为：L：B4:1。根据处理实际情况，取 6：1 设池宽为,则 池长为： 沉淀池有效水深为（取沉淀时间为2h）： 5、画图说明平流式沉淀池的构造及各部分的作用。答：平流沉淀池构造如图：（1）进水区 其作用是均匀布水。为使入流污水均匀且稳定的进入沉淀池，使沉淀池内水流的分布尽可能均匀。常在入流处设置布水挡板。（2）沉淀区 其作用是实现可沉颗粒与废水分离。（3）出水区 其作用是使出水尽量在出水区均匀流出。一般采用自由堰型布置。出水堰不仅可控制沉淀池内的水面高度，而且对沉淀池内水流的均匀分布有直接影响。堰前应设置挡板，以阻拦漂浮物，或设置浮渣收集和排除装置。（4）污泥区 其作用是贮存、浓缩污泥与排泥。（5）缓冲区 其作用是避免已经沉降的污泥再度被水流卷起，进入水中。6、画图说明竖流式沉淀池的构造及工作原理。答：竖流式沉淀池构造如图所示工作原理：在竖流式沉淀池中，污水从下向上以流速v作竖向流动，废水中的悬浮颗粒在竖向向上水流和本身重力作用下（设重力作用下的沉速为u），呈现以下三种运动状态：当颗粒沉速uv时，则颗粒将以u-v的差值向下沉淀，颗粒得以去除；当颗粒沉速u=v时，则颗粒处于随遇状态，它们将因相互碰撞、凝聚而沉降；当颗粒沉速u（3）集团沉降(或成层沉淀) 当水中悬浮物浓度较高(5000mg/L以上)，颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响，互相挤成一团，形成一种呈网状的绒体，颗粒间相对位置保持不变，以一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。（4）压缩沉淀由于悬浮颗粒浓度很高，颗粒相互之间已挤集成团块结构，互相接触，互相支承，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。2、简述沉降法处理废水的基本原理。答：废水中的悬浮颗粒受重力和浮力的共同作用，当重力大于浮力时，颗粒加速下沉，此时产生一个与沉降方向相反的阻力，阻止颗粒下沉，且速度越大，阻力越大。直到阻力与浮力之和等于重力，这时，悬浮颗粒将在铅直方向上开始匀速下沉，当然，此时如果废水是流动的，悬浮物还将随着水流作水平方向的移动。即颗粒以近似抛物线的轨迹运动，直到沉于容器底部。不再随水流动而从水中分离出来。3、如何进行废水的沉降柱性能试验?在沉淀性能曲线上反映了哪些参数?答：废水的沉降柱性能试验通常采用静置沉淀试验方法进行：即先将废水搅拌均匀，测定废水样品中的悬浮物含量。再将废水搅拌均匀，注入1.52米高的圆筒中至一定深度。设取样口到最初水面的距离为H。经过不同时间后，从取样口分别取出一定数量的水样，并测定其中的悬浮物含量，从而求出不同沉淀时间悬浮物下沉的数量，得到不同沉淀时间的沉淀效率。在沉淀性能曲线上，能反映对应于某一沉降效率的沉淀时间（即停留时间）、最小可沉颗粒的沉降速度（数值上等于平流沉淀池的表面负荷）。4、已知初沉池污水设计流量Q1200m3/h，设沉淀效为55，由沉淀性能曲线上查得u2.8mh，若采用干流式沉淀池，求沉淀区的有效尺寸。 解：首先对沉降速度试验值进行校正，即得到设计表面负荷q： 废水流量为Q1200m3/h 沉淀区有效面积为： 沉淀区长宽比应为：L：B4:1。根据处理实际情况，取 6：1 设池宽为,则 池长为： 沉淀池有效水深为（取沉淀时间为2h）： 5、画图说明平流式沉淀池的构造及各部分的作用。答：平流沉淀池构造如图：（1）进水区 其作用是均匀布水。为使入流污水均匀且稳定的进入沉淀池，使沉淀池内水流的分布尽可能均匀。常在入流处设置布水挡板。（2）沉淀区 其作用是实现可沉颗粒与废水分离。（3）出水区 其作用是使出水尽量在出水区均匀流出。一般采用自由堰型布置。出水堰不仅可控制沉淀池内的水面高度，而且对沉淀池内水流的均匀分布有直接影响。堰前应设置挡板，以阻拦漂浮物，或设置浮渣收集和排除装置。（4）污泥区 其作用是贮存、浓缩污泥与排泥。（5）缓冲区 其作用是避免已经沉降的污泥再度被水流卷起，进入水中。6、画图说明竖流式沉淀池的构造及工作原理。答：竖流式沉淀池构造如图所示工作原理：在竖流式沉淀池中，污水从下向上以流速v作竖向流动，废水中的悬浮颗粒在竖向向上水流和本身重力作用下（设重力作用下的沉速为u），呈现以下三种运动状态：当颗粒沉速uv时，则颗粒将以u-v的差值向下沉淀，颗粒得以去除；当颗粒沉速u=v时，则颗粒处于随遇状态，它们将因相互碰撞、凝聚而沉降；当颗粒沉速uv时，颗粒将不能沉淀下来，而会随上升水流带走。7、画图说明辐流式沉淀池的构造及特征。答：辐流式沉淀池构造如图所示：工作原理：辐流式沉淀池无论是周边进水还是中央进水，池内水流方向均以沿径向水平流动为特征。和平流沉淀池中悬浮物一样，悬浮颗粒随废水水平流动的同时，在重力、浮力和摩擦力的作用下逐渐下沉至池底而与废水分离。8、试述浅池沉降理论。答：浅池沉降理论即在沉淀池有效容积一定的条件下，池身越浅，沉淀面积越大，去除效率也越高（可由平流沉淀池设计计算公式展开讨论）。9、简述斜板沉淀池的构造及工作特征。答：斜板沉淀池又称浅层沉淀池，其工作原理是建立在浅层沉降理论基础上的。斜板沉淀池是在沉淀池的沉淀区加斜板或斜管构成。当悬浮物随水通过斜板和斜管时，因在其中的垂直位移小很易被沉降于斜板上或斜管中，积累一定量后一起沿其表面滑入池底而与废水分离。10、试述隔油池基本原理。答：废水中的悬浮颗粒受重力和浮力的共同作用，油的密度小于水，在废水中油粒的浮力大于重力，颗粒加速上浮，此时产生一个与上浮方向相反的阻力，阻止油粒上浮，且速度越大，阻力越大。直到阻力与重力之和等于浮力，这时，油粒将在铅直方向上开始匀速上浮，当然，此时油粒还将随着废水作水平方向的运动，直到浮于废水表面。聚结于表面而不再随水流动，于是从水中分离出来。11、试述气浮法基本原理，画出加压溶气气浮的工艺流程图。答：气浮法的基本原理是：设法在水中通入或产生大量的微小气泡，使悬浮颗粒附着其上，形成水气颗粒三相混合体系，其平均密度小于水，利用浮力原理上浮到水面，从而达到固液分离的目的。加压溶气气浮工艺流程图如下：12、简述过滤的基本原理及快滤池的结构。 答：过滤是利用过滤材料分离废水杂质的一种技术。该法能有效去除废水中细小的悬浮物，出水清澈。废水进入池内，经滤层由上而下过滤，再经下部集水装置和出水管流到池外清水渠。若滤层因截留悬浮物而堵塞时，应进行冲洗。滤池的各部件及其作用如下：（1）滤料 滤池最重要的组成部分，常采用经筛分的天然砂为滤料。有效粒径为0.50.7mm，敷设厚度为500700mm。（2）承托层 防止滤料自下部集水装置漏出而设。承托层上部为细粒砾石，下部为粗粒砾石，一般将砾石筛分后分层敷设。 （3）下部集水装置 用于收集滤过水；也可使反冲洗水均匀分布在滤层内。（4）流量调节阀 用于保持池内进水和出水量的平衡，以保持过滤流量恒定不变。（5）反冲洗水阀、排水阀和排水装置 当过滤阻力达到预定值，或因悬浮物穿透而使滤后水水质恶化时，需停止过滤，进行反冲洗。此时可开启相应阀门控制反冲洗、及排水。（6）表面冲洗装置 防止泥球产生。13、某水厂处理水量50000m3d，过滤速度采用180md，采用8个滤池(不包括备用滤池)过滤，试确定快滤池的尺寸。解：单个滤池流量为 单池的面积为 因为单池面积A30，故取长宽比为 L:B = 1.5:1 设,则 滤池的深度为 h1为超高，取0.3m，h2为滤料上水深(11.5m)，取1.5m h3为滤层厚度(0.60.8m)，取0.8m，h4为承托层厚度，一般取0.3m40