水产养殖废水排放要求(浙江省地方标准)_百度文库
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水产养殖废水排放要求(浙江省地方标准)
&&浙江省地方标准：水产养殖废水排放要求
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《环境工程学》课后习题答案详解计算过程全
环境工程学目录绪论................................................................................................................................ 1 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 水质与水体自净 .......................................................................................... 2 水的物理化学处理方法 ............................................................................ 18 水的生物化学处理方法 ............................................................................ 37 水处理工程系统与废水最终处置 ............................................................ 51 大气质量与大气污染 ................................................................................ 54 颗粒污染物控制 ........................................................................................ 55 气态污染物控制 ........................................................................................ 63 污染物的稀释法控制 ................................................................................ 66环境工程学绪论0-1 名词解释 答：环境：是以人类为主体的外部世界，即人类赖以生存和发展的基本条件的综 合体。 环境问题： 是指由于人类活动作用于周围环境所引起的环境质量变化以及这 种变化对于人类的生产、生活及健康的影响。 环境污染：是指人类活动产生的有害物质或是因子进入系统，引起环境系统 与功能发生变化，危害人体健康和生物的生命活动的现象。 污染物质：是指在引入环境后，能对有用资源或人类健康、生物或生态系统 产生不利影响的物质。 公害：是指因环境污染造成公众生活环境恶化，并引起人群大量发病或死亡 的事件。 环境科学：是指研究人类生存环境质量极其保护与改善的科学。 0-2 试分析人类与环境的关系。 答：“环境”一词是相对于人类而言的，即指的是人类的环境。人类与其环境之间 是一个有着相互作用、相互影响、相互依存关系的对立统一体。人类从周围 环境中获得赖以生存、发展的空间和条件，同时其生产和生活活动作用于环 境，又会对环境产生影响，引起环境质量的变化；反过来，污染了的或受损 害的环境也对人类的身心健康和经济发展等造成不利影响。 0-3 试讨论我国的环境和环境污染问题。 答：我国人口众多，人均资源相对缺乏，环境压力过大。 我国环境污染的主要问题： 环境污染日益加剧； 生态破坏极为严重； 生态环境代价巨大。 0-4 什么是环境工程学？它与其他学科之间的关系怎么样？ 答： 环境工程学是环境科学的一个分支，又是工程学的一个重要组成部分。它是一门运用环境科学、工程学和其他有关学科的理论方法，研究保护和合 理运用自然资源、控制和防治环境污染与生态破坏，以改善环境质量，使人第 1 页 共 72 页环境工程学们得以健康、舒适地生存与发展的学科。 0-5 环境工程学的主要任务是什么？ 答： 环境工程学有着两方面的任务：既要保护环境，使其免受和消除人类活动 对它的有害影响；又要保护人类的健康和安全免受不利的环境因素的损害。 0-6 环境工程学的主要内容有哪些？ 答： （1）水质净化与水污染控制工程； （2）大气污染控制工程； （3）固体废弃物控制及噪声、振动与其他公害防治工程； （4）清洁生产、污染预防与全过程污染控制工程； （5）环境规划、管理和环境系统工程； （6）环境监测与环境质量评价。第一章 水质与水体自净1-1 名词解释 答：水的循环：分为自然循环和社会循环两种。 水的自然循环： 是指大自然的水通过蒸发、 植物蒸腾、 水汽输送、 降水、 地表径流、下渗、地下径流等环节，在水圈、大气圈、 岩石圈、生物圈中进行连续运动的过程。 水的社会循环：是指人类社会为了满足生活和生产的需求。要从各种天 然水体中取用大量的水，而经过使用后的水被排放出 来，最终又流入天然水体。 水污染：即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 物质等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人群健康或 者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。 水质：是指水和其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综 合性质。 水质指标：是表示水中杂质的种类、成分和数量，是判段水质是否符合要求 的具体衡量标准。 水质标准：把国家或政府部门正式颁布的统一规定称为水质标准。第 2 页 共 72 页环境工程学水环境容量：是指一定水体所能容纳污染物的最大负荷。 水体自净：是指水体在一定程度下能自身调节和降低污染的能力。 1-2 试区别悬浮固体和可沉固体，区别悬浮固体和浑浊度。它们的测定结果一般 是如何表示？它们在环境工程中有什么用途？ 答：悬浮固体：如果对水样进行可滤操作，滤渣（包括悬浮物质和另一部分胶体 物质）经烘干后的质量就是悬浮固体量，也称“总不可滤残渣” 。 结果以 mg/L 计。 可沉固体：是指 1L 水样在一锥形玻璃筒内静置 1h 所沉下的悬浮物质数量， 其结果以 mg/L 计。 ? ? 浑浊度：是指水中不溶解物质对光线透过时所产生的阻碍程度。将蒸馏水中 含有 1mg/L 的 SiO2 称为 1 个浑浊度单位或 1 度。由此测得的浑浊 度称为杰克逊浊度单位（JTU） 。 1-3 取某水样 250mL 置于空重为 54.342 6 g 的古氏坩埚中，经过滤、105℃烘干、 冷却后称其质量为 54.3998 g，再移至 600℃炉内灼烧，冷却后称其质量为 54.362 2 g。试求此水样的悬浮固体和挥发性悬浮固体量。 答：悬浮固体量 ?? 1000 ? 1000 （54 .3998 - 54 .3426 ） ? 228 .8 mg / L 250挥发性悬浮固体量 ?? 1000 ? 1000 （54 .3998 - 54 .3622 ） ? 150.4 mg/L 2501-4 将下列水样的电阻率值（ ? ? cm ）换算为电导率（ ? S/cm，mS/m）: （1）某地盐水 100； （2）某地自来水 2000； （3）普通蒸馏水 1×10 （4）高纯水 10×10 （5）理论纯水 18.3×10 （25℃） 答：1mS/m=10 ? S/cm （1）6 6 51 1 = =10000 ? S/cm=1000 mS/m 100 ? ? cm 0 . 0001 ? 10 6 ? ? cm（2 ）1 1 = =500 ? S/cm=50 mS/m 6 2000 ? ? cm 0 . 002 ? 10 ? ? cm第 3 页 共 72 页环境工程学（3） （4） （5）1 1 ? 10 ? ? cm 16 5=1 0 . 1 ? 10 ? ? cm6=10 ? S/cm=1 mS/m10 ? 10 ? ? cm 16=0.1 ? S/cm=0.01 mS/m =0.055 ? S/cm=0.0055 mS/m18.3 ? 10 ? ? cm1-5 一井水的电导率为 80mS/m，一河水的电阻率为 2500Ω?cm，试分别估算它 们的溶解固体量(TDS)。 答： 井水 γ=80mS/m=800μS/cm TDS（进水）=（0.55～0.70）γ=0.625×800=500 mg/L 河水γ=1 1 = =400μS/cm 2500? ? cm 0.0025 ? 10 6TDS（进水）=（0.55～0.70）γ=0.625×400=250 mg/L 1-6 取某水样 100ml，加酚酞指示剂，用 0.100 0 mol/L HCl 溶液滴定至终点消耗盐酸溶液 1.40 ml。另取此水样 100 ml，以甲基橙作指示剂，用此盐酸溶液滴定 至终点用去 6.60 ml 。试计算此水样的总碱度及各致碱阴离子的含量（结果以 。 mmol/L 计）1 . 40 ? 0 . 1000 ? mmol/L 100 6.60 ? 0.1000 ? mmol/L 总碱度 T= 100 1 今 P ? T,查表 1-3 得： 2 ? 氢氧化物碱度= =0答：酚酞碱度 P=?CO ? =P=1.40mmol/L， 重碳酸盐碱度= ?HCO ?=T-2P=6.60-2×1.40=3.80 mmol/L故2? 3 ? 3碳酸盐碱度=2?CO ? =2P2? 3?OH ?1-7 取水样 100 ml 用 0.100 0 mol/L HCl 溶液测其碱度。现以酚酞作指示剂，消耗了 HCl 溶液 0.20 ml，接着再加甲基橙作指示剂，又消耗了 3.40 ml。试求该水第 4 页 共 72 页环境工程学样的总碱度和各种致碱阴离子的含量（结果以 mmol/L 计） 。 答：酚酞碱度 P=0.20 ? 0 . 1000 ? mmol/L 100 （0.20 ? 3.40） ? 0.1000 ? 1000 总碱度 T= =3.60mmol/L 100 1 今 P ? T,查表 1-3 得： 2 ? 氢氧化物碱度= =0故?CO ? =P=0.20mmol/L， 重碳酸盐碱度= ?HCO ?=T-2P=3.60-2×0.20=3.20 mmol/L2? 3 ? 3碳酸盐碱度=2?CO ? =2P2? 3?OH ?1-8 某水样初始 pH 为 9.5，取 100mL 用 0.2000mol/L H2SO4 滴定至 pH 为 8.3 时 需 6.2mL，若滴定至 pH=4.4 则还需加此液 9.80 ml。试求此水样中存在的各种致 。 碱阴离子的浓度（结果以 mmol/L 和 CaCO3 的 mg/L 计） 答：酚酞浓度 P=2 ? 6.2 ? 0.200 ?
mmol/L 100 2? （6.2 ? 9.8） ? 0.200 ? 1000 总碱度 T= =64 mmol/L 100 1 今 P ? T,查表 1-3 得： 2 ? =0 氢氧化物碱度= 碳酸盐碱度=2?CO ? =2P2? 3?OH ?（注：碱度 1 mmol/L=e×50mg/L(以 CaCO3 计)） 故2? 3?CO ? =P=24.8 mmol/L=2×24.8×50=2480 mg/L(以 CaCO 计)， 重碳酸盐碱度= ?HCO ?=T-2P=64-2×24.8=14.4 mmol/L3? 3=1×14.4×50=720 mg/L(以 CaCO3 计) 1-9 有一水样取 100 ml 用 0.100 0 mol/L HCl 溶液测定其碱度，加入酚酞指示剂 后，水样无色。再加甲基橙作指示剂，消耗盐酸溶液量 5.20 ml，另取此水样 100 ml 用 0.025 0 mol/L 的 EDTA 溶液测其硬度，用去 14.60 ml。试求此水样的总硬 度、碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度（结果以 mmol/L、度和 CaCO3 的 mg/L 计） 。第 5 页 共 72 页环境工程学答：由题得 酚酞碱度 P=0 （0 ? 5.20） ? 0.1000 ? 1000 总碱度 T= =5.20 mmol/L 100 查表 1-3 得：?=0， =P=0 mmol/L， 3 14.60 ? 0.0250 ? 1000 总硬度= 100 =3.65 mmol/L =3.65×5.6 度=20.44 度?OH ? ?CO ?2??HCO ?=T=5.20 mmol/L? 3=3.65×100 mg/L=365mg/L(以 CaCO3 计)? S=2 ?CO32? ? + ?HCO3? ?=5.20 mmol/L ? 1 S =2.6 mmol/L&总硬度 3.65 ? 碳酸盐硬度= 1 S =2.6 mmol/L2 1 非碳酸盐硬度=总硬度- S 2 =3.65-2.6=1.05 mmol/L =1.05×5.6 度=5.88 度 2? P=0，[OH-]=0，2[CO32-]=0，[HCO3-]=T=5.2mmol/L=2.6×5.6 度=14.56 度=2.6×100mg/L=260mg/L(以 CaCO3 计)=1.05×100mg/L=105mg/L(以 CaCO3 计) 1-10 高锰酸钾耗氧量、 化学需氧量和生化需氧量三者有何区别？它们之间的关系 如何？ 答：高锰酸钾耗氧量（习惯上称为耗氧量，简写为 OC，也称为高锰酸盐指数） ： 在一定严格的条件下，水中各种有机物质和外加的强氧化剂 KMnO4 作用时 所消耗的氧化剂量，结果用氧的 mg/L 数来表示。 化学需氧量（又称重铬酸钾耗氧量，简写为 COD） ：在一定严格的条件下， 水中各种有机物质和外加的强氧化剂 K2Cr2O7 作用时所消耗的氧化剂量， 结 果用氧的 mg/L 数来表示。 生化需氧量（简写为 BOD） ：在有氧的条件下，水中可分解的有机物由于好第 6 页 共 72 页环境工程学氧微生物（主要是好氧细菌）的作用被氧化分解而无机化所需要的氧量，结 果用氧的 mg/L 数来表示。 耗氧量适用于测定天然水或含容易被氧化的有机物的一般废水， 而成分 较复杂的有机工业废水则常测定化学需氧量。生化需氧量所表示的有机物 中，不包括不可分解的有机物（或称难生物降解有机物） ，也不包括变成残 渣的那部分有机物。 高锰酸钾耗氧量、化学需氧量和生化需氧量都是用定量的数值来间接 地、 相对地表示水中有机质数量的重要水质指标。 如果同一废水中各种有机 物质的相对组成没有变化，则这三者之间的相应关系应是 COD&BOD&OC。 1-11 试讨论有机物好氧生物氧化的两个阶段。 什么是第一阶段生化需氧量 （La） ？ 什么是完全生化需氧量（BODu）？为什么通常所说的生化需氧量不包括硝化阶 段对氧的消耗量？ 答： 在有氧的情况下，废水中有机物质的分解是分两个阶段进行的。第一阶段 称为碳氧化阶段，主要是不含氮有机物的氧化，也包括含氮有机物的氨化，以 及氨化后生成的不含氮有机物的继续氧化。 碳氧化阶段所消耗的氧量称为碳化 生化需氧量（BOD） 。总的碳化生化需氧量常称为第一阶段生化需氧量或完全 生化需氧量，常以 La 或 BODu 表示。 水中的硝化细菌可氧化水中原有的氨和含氮有机物氨化分解出来的氨，最 终转化成硝酸盐。由于硝化作用所消耗的氧量成为硝化生化需氧量，即第二阶 段生化需氧量，常以 LN 或 NOD 表示。 通常所说的生化需氧量只是指碳化生化需氧量， 即第一阶段生化需氧量 La， 不包括硝化过程所消耗的氧量 LN。这是因为生化需氧量的定义只规定：有机 物被氧化分解为无机物质。在第一阶段生物氧化中，有机物中的 C 变为 CO2， N 变为 NH3，均已无机化。因此并不关心继续氧化成 NO2－、NO3－。同时， 对于一般的有机废水，硝化过程大约在 5～7 天甚至 10 天后才能显著展开，所 以 5 天的 BOD 测定通常是可以避免硝化细菌耗氧的干扰的。 1-12 某工业区生产废水和生活污水的混合废水的 BOD5 为 300mg/L（20℃） ，它 的第一阶段生化需氧量是多少？（假定 k1＝0.23d－1）第 7 页 共 72 页环境工程学xt 300 答：La= 1 - 10 -k1t = 1 - 10 -0.23?5=322.58mg/L1-13 某废水的 BOD5(20)=210mg/L，试求此废水的 BOD10(20)以及第一阶段生化需 氧量，假定 k1(20)=0.17d-1。假设上述废水改放在 30℃条件下培养测定，试问 5 天 的 BOD 应该是多少（mg/L）？答：La（20）xt 210 = 1 - 10 -k1t = 1 - 10 -0.17?5244 . 56 ? (1 - 10=244.56mg/LBOD10(20)= L a(20) ? (1 - 10=-k 1(T) t)-0.17 ? 10) =239.66mg/Lk1(30) ? k1(20) ? 1.047 T ? 20 ? 0.17 ? 1.047 30 ? 20 ? 0.27 d -1L a (30) ? L a (20) (0.02T ? 0.6)? 244 . 56 ? (0.02 ? 30 ? 0.6) ? 293.47mg/LBOD 5 ( 30 ) ? L a (30) (1 - 10-k 1(30) t)? 293 ? (1 - 10 -0.27 ? 5 ) ? 280.21mg/L1-14 三种不同污水水样在 20℃下的 BOD5 均为 350 mg/L，而它们的 k1(20)值分别 为 0.25 d-1、0.36 d-1 和 0.47 d-1，试求每种水样的完全生化需氧量。 答： （1）k1(20)=0.25d-1La（20）xt 350 = 1 - 10 -k1t = 1 - 10 -0.25?5第 8 页 共 72 页=370.85mg/L环境工程学（2）k1(20)=0.36d-1La（20）xt 350 = 1 - 10-k1t = 1 - 10 -0.36?5-1=355.69mg/L（3）k1(20)=0.47dLa（20）xt 350 = 1 - 10 -k1t = 1 - 10 -0.47?5=351.58mg/L1-15 一学生测某废水的生化需氧量，星期二将水样放入 25℃的培养箱内，到下 星期一才作培养后测定。得 BOD 值为 206mg/L。已知此废水 20℃k1(20)=0.17 d-1， 试求它的 BOD5(20)。 答： k1(25)? k1(20) ? 1.047 T ? 20 ? 0.17 ? 1.047 25 ? 20 ? 0.21d -1La（25）xt 206 = 1 - 10 -k1t = 1 - 10 -0.21?6L( 25) 0.02T ? 0.6 ?=217.30mg/L? L a (25) ? L a (20) (0.02T ? 0.6)? La(20) ? 217.30 ? 197.55mg/L 0.02 ? 25 ? 0.6-k 1(20) tBOD 5 ( 20 ) ? L a (20) (1 - 10)? 197 .55 ? (1 - 10 -0.17 ? 5 ) ? 1 69 .64 mg/L1-16 有一受污染的河水，测得其生化需氧量（20℃）如表 1-16 所示： 表 1-16 习题 1-16 附表 时间/d BOD/(mg/L) 2 11 4 18 6 22 8 24 10 26试用图解法确定此河水的 k1 和 La，并求它的 BOD5 值。第 9 页 共 72 页环境工程学答： 时间/d? t ? ? ? x ? ? ? t ?1 320.566540.605760.648580.6934100.7272图解法 0.0 0.0 0.0 0.0 0. 4 6 时间/d 8 10y = 0.0205x + 0.5255 R2 = 0.9983(t/BOD)系列1 线性 (系列1)12由上图得：B=0.0205 ，A=0.5255k 1 ? 2 . 61La ?B 0 . 0205 ? 2 . 61 ? ? 0 . 102 d A 0 . 52553-11 1 ? 2 .3 k 1 A 3 2 . 3 ? 0 . 102 ? 0 . 52555? 29 . 37 mg / LBOD? L a (1 - 10 -k 1t )? 29 .37 ? (1 - 10 -0.102 ? 5 ) ? 20 .29 mg/L1-17 通常所说的水质标准和水质要求有什么区别？ 答： 由国家正式颁布的统一规定， 对各项水质指标都有明确的要求尺度和界限， 均为法定要求，具有指令性和法律性，有关部门、企业和单位都必须遵守， 称为水质标准。 各用水部门或设计、研究单位为进行各项工程建设或工艺生产操作，根据 必要的试验研究或一定的经验所确定的各种水质要求。这类水质要求只是一 种必要的和有益的参考，并不都具有法律性。第 10 页 共 72 页环境工程学1-18 为什么制定了地表水环境质量标准，还要制定废水的排放标准？ 答： 地表水环境质量标准只对地表水体中有害物质规定容许的标准限值，还不 能完全控制各种工农业废弃物对水体的污染。为了进一步保护水环境质量， 必须从控制污染源着手，制定相应的污染物排放标准。 1-19 什么叫水体自净？什么叫氧垂曲线？根据氧垂曲线可以说明什么问题？ 答： 进入水体的污染物通过物理、化学和生物等方面的作用被分散、分离或分解，最后，水体基本上或完全地恢复到受污染前的状态，这个自然净化的 过程称为水体自净。当河流接纳废水以后排入口（受污点）下游各点处溶解 氧的变化十分复杂。以各点离排入口的距离为横坐标，溶解氧量为纵坐标作 图，即得氧垂曲线。氧垂曲线的形状会因各种条件（如废水中有机物浓度、 废水和河水的流量、河道弯曲状况、水流湍急情况等）的不同而有一定的差 异，但总的趋势是相似的。由氧垂曲线可以得到废水排入河流后溶解氧最低 点的亏氧量，及从排入点到临界点所需的时间。 1-20 解决废水问题的基本原则有哪些？ 答： （1）改革生产工艺，大力推进清洁生产，减少废水排放量； （2）重复利用废水； （3）回收有用物质； （4）对废水进行妥善处理； （5）选择处理工艺和方法时，必须经济合理，并尽量采用先进技术。 1-21 什么是“末端治理”？为什么要积极推进“清洁生产”工艺？你怎样认识“清洁 生产”与“末端治理”的关系？ 答： 水处理中的“末端治理”是指排什么废水就处理什么废水。在解决工业废水 问题时应当首先深入工业生产工艺中，与工艺人员相结合，力求革新生产工 艺，尽量不用水或少用水，使用清洁的原料，采用先进的设备及生产方法， 以减少废水的排放量和废水的浓度， 减轻处理构筑物的负担和节省处理费用。 1-22 举例说明废水处理与利用的物理法、 化学法和生物法三者之间的主要区别。 答： 废水处理方法中的物理法是利用物理作用来分离废水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。如：沉淀法不仅可除去废水中相第 11 页 共 72 页环境工程学对密度大于 1 的悬浮颗粒，同时也是回收这些物质的有效方法。 化学法利用化学反应的作用来处理水中的溶解性污染物质或胶体物质。 如：离子交换法可用于水的软化（去除 Ca2＋、Mg2＋）和除盐（去除水中 全部或部分的阴阳离子） 。 生物法主要利用微生物的作用， 使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物 转化为无害的物质。如：好氧生物处理主要是利用好氧微生物降解水中溶解 和胶体状态的有机污染物。 1-23 一废水流量 q=0.15m3/s，钠离子浓度 ρ1=2500mg/L，今排入某河流。排入口 上游处河水流量 Q=20m3/s，流速 v=0.3m/s，钠离子浓度 ρ0=12mg/L。求河流下 游不远处的钠离子浓度。 答：? ? ? 0 . 3m/ s ? a ? 0 . 8???1q ? ?2 aQ
? 12? 0.8 ? 20aQ ? q ? 0.8 ? 20 ? 0.15? 35.11mg/L1-24 一污水厂出水排入某一河流。 排入口以前河流的流量 Q=1.20m3/s， BOD5 =4.1 mg/L ， =20 mg/L ， =5.0 mg/L， =80 mg/L， =3.0 mg/L； 污水厂出水的流量 q=8640 m3/d， BOD5 =10 mg/L。假定排入口下游不远某点处出水与河水得到完全混合，求该点处的河水水质。 答：q=8640m3/d=0.1 m3/s4 .1 ? 1 .20 ? 20 ? 0 .1 ? 5 .32 mg /L 1 .2 ? 0 .1BOD 5(mix) ??cl ?-(mix)?5 . 0 ? 1 . 20 ? 80 ? 0 . 1 ? 10 . 77 mg / L 1 .2 ? 0 .1 ? 3 . 0 ? 1 . 20 ? 10 ? 0 . 1 ? 3 . 53 mg / L 1 .2 ? 0 .1?NO ?3(mix)1-25 某生活污水经沉淀处理后的出水排入附近河流。各项参数如表 1-17 所示。 试求： （1）2 天后河流中的溶解氧量;（2）临界亏氧量及其发生的时间。第 12 页 共 72 页环境工程学表 1-17 习题 1-25 附表 参数 流量/m3?s-1 水温/℃ DO/mgL-1 BOD5(20)/mgL-1 k1(20)/d-1 k2(20)/d-1 答： （1） DO mix ? 污水厂出水 0.2 15 1.0 100 0.2 ―― 河水 5.0 20 6.0 3.0 ―― 0.31 .0 ? 0. 2 ? 6 .0 ? 5.0 ? 5 .81mg /L 0. 2 ? 5.0 100 ? 0. 2 ? 3 .0 ? 5.0 ? 6 .73 mg /L 0. 2 ? 5.0BOD 5 mix ? T mix ?L0 ?15 ? 0. 2 ? 20 ? 5.0 ? 19.81 ? C 0. 2 ? 5.0BOD 5mix 1 - 10 - k 1 t ? 6 . 73 ? 7 . 48 mg / L 1 - 10 - 0 . 2 ? 5k1(19.81) ? k1(20) ? 1.047 19 .81? 20 ? 0.2 ? 1.047 19 .81? 20 ? 0.199 d -1 ? k 2(19.81) ? k 2(20) ? 1.0 ? 0.3 ? 1.0 ? 0.299 d -1查表或者计算 19.81℃时清洁水的饱和溶解氧： DOS（19.81℃）=477 . 8 =9.17mg/L t ? 32 . 26初始亏氧量：D0=9.17-5.81=3.36mg/LDt ?k1 La (10 k 2 - k1- k 1t- 10-k 2t) ? D 0 ? 10? k 2t?0.199 ? 7.48 ? (10 -0.199?2 - 10 -0.299?2 ) ? 3.36 ? 10 ?0.299?2 0.299 - 0.198=3.05mg/L第 13 页 共 72 页环境工程学DO=9.17-3.05=6.12mg/L（2） t c ?1 k ? D ( k - k1 ) ? lg 2 ?1 - 0 2 ? k 2 - k1 k1 ? k1 L0 ??0 .2 99 ? 3 .31 ? ( 0 .2 99 - 0 .199 ) ? 1 1lg ? 0 .19 9 ? 7 .48 0 .2 99 - 0.199 0 .1 99 ? ? ?= 0.66d-1DC ? k1 L 0 ? 10 ? k 1 t c k2 0 . 19 9 ? ? 7 . 48 ? 10 ? 0 . 19 9 ? 0 . 65 ? 3 . 68 mg/L 0 . 2 991-26 一城市污水处理厂出水流量为 q=20000 m3/d， BOD5 =30 mg/L， DO=2 mg/L， 水温 20℃，k1=0.17d-1。将此处水排入某河流，排放口上游处河水流量为 Q=0.65 m3/s，BOD5 =5.0 mg/L，DO=7.5 mg/L，水温 23℃，混合后水流速度 v=0.5 m/s， k2 可取 0.25 d-1。试求混合后溶解氧最低值及其发生在距排放多远处？ 答：q=20000 m3/d=0.23 m3/s 混合后的 BOD5 mix=30 ? 0 . 23 ? 5 . 0 ? 0 . 65 =11.53 mg/L 0 . 23 ? 0 . 65BOD 5 mix L0= 1 - 10 - k 1t11 . 53 = 1 - 10 - 0 .17 ? 5=13.43 mg/L混合后水中溶解氧 DOmix=2 ? 0 .23 ? 7.5 ? 0 .65 =6.06 mg/L 0 .23 ? 0 .65混合后水温 T mix=20 ? 0 .23 ? 23 ? 0 .65 =22.22℃ 0 .23 ? 0 .652.22k1（22.22℃）= k1（20℃）×1.=0.17×1.047 k2（22.22℃）= k2（20℃）×1.=0.25×1.016 22.22℃时的饱和溶解氧：DOS（22.22℃）=第 14 页 共 72 页=0.19 d-1 =0.26 d-12.22477 . 8 =8.77 mg/L t ? 32 . 26环境工程学初始亏氧量：D0=8.77-6.06=2.71 mg/Ltc ?1 k ? D ( k - k1 ) ? lg 2 ?1 - 0 2 ? k 2 - k1 k1 ? k1 L0 ? 1 0 . 26 ? 2 . 71 ? ( 0 . 26 - 0 .19 ) ? ? lg 1? ? 1.47d 0 . 26 - 0.19 0 . 19 ? 0 . 19 ? 13 . 43 ? ?临界亏氧量DC ?k1 L 0 ? 10 k2? k1t c?0 . 19 ? 13 . 43 ? 10 0 . 26? 0 . 19 ? 1 . 47? 5.16mg/LDO=8.77-5.16=3.61 mg/L L=tc×24×=1.47 ×24×＝6km1-27 一奶制品工厂废水欲排入某河流，各项参数如表 1-18 所示。问： 表 1-18 参数 流量/m ?d 水温/℃ DO/mg?L k1(20)/d k2(20)/d-1 -1 3 -1习题 1-27 附表 废水 1 000 50 0 1 250 0.35 ―― 河水 19 000 10 7.0 3.0 ―― 0.5BOD5(20)/mg?L-1 -1问：(1)如果废水不做任何处理，排入河流后，最低溶解氧量是多少？ (2)如果该河流规定Ⅲ类水体， 要求溶解最低值不得低于 5.0 mg/L， 工厂应该 将废水的 BOD5(20)处理到不超过多少浓度时才能排放？ 答： （1）q=1000 m /d=0.012 m /s3 3Q=19000 m3/d=0.22 m3/s 混合后的 BOD5 mix=1250 ? 1000 ? 3 . 0 ? 1mg/L 1000 ? 19000L0 ?BOD 5mix 65 . 3 5 ? ? 66.53 mg / L - k1t 1 - 10 1 - 10 - 0 .35 ? 5第 15 页 共 72 页环境工程学DOmix?0 ? 0.01 2 ? 7 . 0 ? 0 . 22 ? 6 . 65 mg / L 0.01 2 ? 0 . 22T mix ?50 ? 0.01 2 ? 10 ? 0 . 22 ? 12 ? C 0.01 2 ? 0 . 22k1(12.07) ? k1(20) ? 1.047 12.07 ? 20 ? 0.35 ? 1.047 12.07 ? 20 ? 0.24 d -1???????k 2(12.07) ? k 2(20) ? 1.01612.07 ? 20 ? 0.5 ? 1.01612.07 ? 20 ? 0.44 d -119.81℃时的饱和溶解氧：DOS（12.07℃）=477 . 8 =10.8 mg/L t ? 32 . 26初始亏氧量：D0=10.8-6.65=4.15mg/Ltc ?1 k ? D ( k - k1 ) ? lg 2 ?1 - 0 2 ? k 2 - k1 k1 ? k1 L0 ? 1 0 . 44 ? 4 . 15 ? ( 0 . 44 - 0 .24 ? lg 10 . 44 - 0.24 0 . 24 ? 0 . 24 ? 66.53 ?)? ? ? 1.20d ?临界亏氧量DC ??k1 L 0 ? 10 k2? k1t c0 .24 ? 66.53 0 .44? 10? 0 .24 ? 1 .20? 18.75mg/L（2）若取混合系数 a=0.75。查表 1-6 得Ⅲ类水体的溶解氧含量应低于 5mg/L， 故河水中可以利用的氧量为：DO1? ( DO ? DO? ( 7 ? 5 ) ? 0 . 22S)?QDO2 ? q ? x5 ? q ? DOS根据物料平衡关系，DO1=DO2第 16 页 共 72 页环境工程学x5=33mg/L根据《污水排放综合标准》 ，BOD5 的最高容许排放浓度为 20mg/L,且 x5&20mg/L, 所以废水的 BOD5(20)处理到不超过 20mg/L。 1-28 有一含氰有机废水，最大流量为 100m3/h， =10 mg/L，BOD5 =300mg/L， DO=0mg/L， 欲排入附近某河流。 该河流属于Ⅲ类水体， 河水最小流量 （95% 保证率）为 3 m3/s，最小流量时流速为 0.2m/s，夏季 DO=7mg/L，河水中原先没 有氰化物。假定夏季废水和河水水温均为 20℃。估计此废水需要的处理程度。 答：? ? ? 0 . 2m/ s ? a ? 0 .7查表得Ⅲ类水体中氰化物不超过 0.2mg/L，且河水中原来没有氰化物。? ?( aQ ? q ) ? 0 - ? 1 ? aQ q? ?CN ? ??( 0 .7 ? 3 ?100 ) ? 0 .2 3600 ? 15 .32mg/ L 100 3600根据《污水排放综合标准》Ⅲ类水体执行一级标准，总氰化物的最高容许排放 浓度ρS=0.5mg/L。E ??P ? ?S 10 - 0 . 5 ? 100 % ? ? 100 % ? 95 % ?P 10查表 1-6 得Ⅲ类水体的溶解氧含量应低于 5mg/L， 故河水中可以利用的氧量为：DO1? ( DO ? DO S ) ? a Q ? ( 7 ? 5 ) ? 0 . 7 ? 3 ? 4. 2 mg/LDO2 ? q ? x5 ? q ? DOS根据物料平衡关系，DO1=DO24.2= 3600 ×(x5+5)100x5=146.2mg/L根据《污水排放综合标准》 ，BOD5 的最高容许排放浓度为 20mg/L,且 x5&20mg/L, 所以废水的 BOD5(20)处理到不超过 20mg/L。第 17 页 共 72 页环境工程学?E ?300 ? 20 BOD5 F ? BOD5 S ? 100% ? ? 100% ? 93.33% 300 BOD5 F综上所示，必须执行去除率为 95%。第二章 水的物理化学处理方法2-1 自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀与压缩沉淀各有什么特点？说明它们的内在 联系和区别。 答： 悬浮颗粒在水中的沉降，根据其浓度及特性，可分为四种基本类型： 自由沉淀：颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变， 下沉速度不受干扰。 絮凝沉淀：沉降过程中各颗粒之间相互粘结，其尺寸、质量会随深度增加而 逐渐增大，沉速亦随深度而增加。 拥挤沉淀：颗粒在水中的浓度较大，颗粒间相互靠得很近，在下沉过程中彼 此受到周围颗粒作用力的干扰，但颗粒间相对位置不变，作为一 个整体而成层下降。清水与浑水间形成明显的界面，沉降过程实 际上就是该界面下沉过程。 压缩沉淀：颗粒在水中的浓度很高时会相互接触。上层颗粒的重力作用可将 下层颗粒间的水挤压出界面，使颗粒群被压缩。 2-2 水中颗粒的密度ρS=2.6g/cm3，粒径 d=0.1 mm，求它在水温 10 ℃情况下的 单颗粒沉降速度。 答：在 10℃下：ρ水=1g/cm3，μ=130.77×10-5Pa?s,d=0.1mm=1×10-4m g=9.81kg/m3=9.81×103g/ m3u ?g ( ? S - ? )d 18 ?29 . 81 ? 10 3 ? 18 ? 130 . 77 ? 10-5? ( 2 .6 - 1 ) ? (1 ? 10-4)2? 6 . 67 ? 10-3m /s第 18 页 共 72 页环境工程学2-3 非絮凝性悬浮颗粒在静止条件下的沉降数据列于表 2-22 中。 试确定理想式沉 淀池过流率为 1.8m3/m2h 时的悬浮颗粒去除率。试验用的沉淀柱取样口离水面 120cm 和 240cm。 ρ 表示在时间 t 时由各个取样口取出的水样中悬浮物的浓度， ρ0 代表初始的悬浮物浓度。 表 2-22 习题 2-3 附表 时间 120cm 处的 ρ/ρ0 240cm 处的 ρ/ρ0 0 1 1 15 0.96 0.99 30 0.81 0.97 45 0.62 0.93 60 0.46 0.86 90 0.23 0.70 180 0.06 0.32答： 计算各沉降时间下， 水中残余颗粒所占比例与相应的沉降速度， 列于下表 1。 t/min 残余比例 H=1.2m 沉降 u=(H/t)/(m.min-1) 残余比例 H=1.2m 沉降 u=(H/t)/(m.min-1) 表1 15 0.960 0.080 0.990 0.160 30 0.810 0.040 0.970 0.080 45 0.620 0.027 0.930 0.053 60 0.460 0.020 0.860 0.040 90 0.230 0.013 0.700 0.027 180 0.060 0.007 0.320 0.013绘制残余颗粒比例与沉降速度间的关系图 1、2：图1――残余颗粒比例与沉降速度关系曲线H=1.2m 1 0.9 0.8 0.7 剩 余 颗 粒 比 例 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.02 0.04 0.06 沉降速度 0.08 0.1 系列1计算指定的颗粒沉速：u=1.8m3/(m2?h)=0.03m/min 由图 1 查得：小于指定沉速 u0 的颗粒与全部颗粒的比值 x0=0.69。第 19 页 共 72 页环境工程学x0积分部分 ?x ui ui?x? udx 可由图 1 求出，相当于各矩形面积 u ?x 之和如表 2：i00.1 0.850.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.012 0.8 0.9 0.59 0.05 0.002490.09 0.03 0.0027?（u i ? ? x ） ? 0 . 00863x0? 0 . 863 %1 u0悬浮物质理论总沉降去除率1 E ? (1 - x 0 ) ? u0? udx0? (1 - x 0 ) ?? (ui ? ? x)? (1 - 0.69) ?0.00863 ? 59.77% 0.03同理可得由图 2 得到表 3图2――残余颗粒比例与沉降速度关系曲线H=2.4m 1 0.9 0.8 0.7 残 余 颗 粒 比 例 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.02 0.04 0.06 沉降速度 0.08 0.1 系列1?x ui ui?x0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.06 0.5 0. 0.5 0. 0.85 0.6 0.35 0.8?（u i ? ? x ） ? 0 . 0 1118? 1 . 118%第 20 页 共 72 页环境工程学1 E ? (1 - x 0 ) ? u0x0? udx ? (1 - x 0 ) ?01 u0? (ui ? ? x)? (1 - 0.69) ?0.01118 ? 68.27% 0.032-4 生活污水悬浮物浓度 300mg/L， 静置沉淀试验所得资料如表 2-23 所示。 求沉 淀效率为 65%时的颗粒截留速度。 表 2-23 习题 2-4 附表 取样口离水面高度/m 0.6 1.2 1.8 在下列时间（min）测定的悬浮物去除率/% 5 41 19 15 10 55 33 31 20 60 45 38 40 67 58 54 60 72 62 59 90 73 70 63 120 76 74 71答：不同水深下的 E-u 表如下： 时间/min 0.6m u/m?min-1 E/% u/m?min-1 E/% u/m?min E/%-15 0.120 41 0.240 19 0.360 1510 0.060 55 0.120 33 0.180 3120 0.030 60 0.060 45 0.090 3840 0.015 67 0.030 58 0.045 5460 0.010 72 0.020 62 0.030 5990 0.007 73 0.013 70 0.020 63120 0.005 76 0.010 74 0.015 711.2m1.8m根据上表数据，绘制出 E-u 曲线图如下：第 21 页 共 72 页环境工程学0.6m水深下的E-u曲线 100 90 80 70 60 E % 50 40 30 20 10 0 0.000 0.020 0.040 0.060 u 0.080 m/min 0.100 0.120 0.1401.2m水深下的E-u曲线 100 90 80 70 60 E % 50 40 30 20 10 0 0.000 0.050 0.100 u m/min 0.150 0.200 0.250第 22 页 共 72 页环境工程学1.8m水深下的E-u曲线 100 90 80 70 60 E % 50 40 30 20 10 0 0.000 0.050 0.100 0.150 u 0.200 m/min 0.250 0.300 0.350 0.4000.6m水深下的E-t曲线 100 90 80 70 60 E % 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 min 90 100 110 120 130 沉淀时间t第 23 页 共 72 页环境工程学1.2m水深下的E-t曲线 100 90 80 70 60 E % 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 min 90 100 110 120 130 沉淀时间t1.8m水深下的E-t曲线 100 90 80 70 60 E % 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 min 90 100 110 120 130 沉淀时间t如图所示：当 H=0.6m 时，u0=0.18m/min； 当 H=1.2m 时，u0=0.018m/min； 当 H=1.8m 时，u0=0.019m/min；2-5 污水性质及沉淀试验资料同习题 2-4，污水流量 1 000m3/h，试求： （1）采用平流式、竖流式、辐流式沉淀池所需的池数及澄清区的有效尺寸； （2）污泥的含水率为 96%时的每日污泥容积。第 24 页 共 72 页环境工程学答：(1)平流式沉淀池设计： 由上题可知，当 H=1.8m 时，u0=0.019m/min=1.14m/h=q0；t=96min=1.6h； 设计过流率： q ? 沉淀池面积： A ?1 1.14 3 ? q0 ? m /(m 2 ? h) ? 0.76 m 3 /(m 2 ? h) 1 .5 1 .5Q 1000 3 ? m ?
q 0.76每个池子的宽度根据刮泥机规格， 采用 6 座池子， 每座池子的面积为 219m2， 取 6m，则池长为： （219÷6）m=36.5m 长：宽=36.5/6=6.08&4 池深采用试验柱水深 1.8m，池子的有效容积为： W=.8= 设计停留时间为：t=(00)h=2.37h 进水区，出水区长度分别取 0.5m、0.3m，于是池子总长度为： L=36.5+0.5+0.3=37.3m 方锥形污泥斗体积为：1 h 4 (A 1 ? A 2 ? A 1 A 2 ) 3 1 ? ? 2.05 ? (4.5 2 ? 0.4 2 ? 4.5 2 ? 0.4 2 ) ? 15m 3 3 1 (A1=4.52m2、A2=0.42m2、 h 4 ? ? (4.5 - 0.4) ? 2.05m ) 2 V1 ?池子保护高 h1 和缓冲层高 池底坡度采用 0.02m，h3 ? (26 - 4.5) ? 0.02 ? 0.43m 。 度 h2 均取 0.3m，则池子总深为： H=0.3m+1.8m+0.3m+0.43m+2.05m=4.88m (2)取排泥周期 T=1d，则污泥体积为：V ??Q (?? ? 2 ) ? 24 ? T ? (1 ? p )11000 ? 6 ? (300 ? 300 ? 0.35) ? 24 1 ? 1000 ? 1000 1 ? 96%=19.5m3第 25 页 共 72 页环境工程学2-6 已知平流式沉淀池的长度 L=20m，池宽 B=4m，池深 H=2m。今欲改装成斜 板沉淀池，斜板水平间距 10cm，斜板长度 l=1 m，倾角 60°。如不考虑斜板厚度， 当废水中悬浮颗粒的截留速度 u0=1m/h 时， 改装后沉淀池的处理能力与原池相比 提高多少倍？ 答： 斜板块数： n ?Q ? u 0 (nlBcos ? ? LB)? 1 ? ( 201 ? 1 ? 4 ?L 20 ?1 ? ? 1 ? 201块 x 0.11 ? 20 ? 4 ) ? 480 m 3 / h 2 400 3 ? 5倍 480-20×4×1=400m /h 802-7 试叙述脱稳和凝聚的原理。 答：不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳。使胶体脱稳的机理可归结为以 下四种： ①. 压缩双电层：在水处理中使胶体凝聚的主要方法是向水中投加电解质。当 投入电解质后，水中与胶体粒子上的反离子具有相同的电荷的浓度增加了。 这些离子可与胶粒吸附的反离子发生交换或挤入吸附层，使胶粒带电荷数 减少，降低ζ电位，并使扩散层厚度缩小。这种作用称为压缩双电层。 ②. 吸附电中和作用：吸附电中和作用是指胶粒表面对异号离子，异号胶粒或 链状高分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和 了它的部分或全部电荷，减少了静电斥力，因而容易与其他颗粒接近而互 相吸附， ③. 吸附架桥作用：如果投加的化学药剂是能吸附胶粒的链状高分子聚合物， 或者两个同号胶粒吸附在同一个异号胶粒上，胶粒间就能联结，团聚成絮 凝体而被除去，这就是吸附架桥作用。 ④. 网捕作用：向水中投加含金属离子的化学药剂后，由于金属离子的水解和 聚合，会以水中的胶粒为晶核形成胶体状沉淀物；或者在这种沉物从水中 析出的过程中，会吸附和网捕胶粒而共同沉降下来，这称为网捕作用。 在实际水处理过程中，往往是上述四种机理综合在一起发挥作用，只 不过在某些条件下以某种作用为主而已。第 26 页 共 72 页环境工程学2-8 铝盐的混凝作用表现在哪些方面？ 答： 铝盐和铁盐作为混凝剂在水处理中发挥以下三种作用：Al3+或 Fe3+和低聚 合度高电荷的多核羟基配合物的脱稳凝聚作用， 高聚合度羟基配合物的桥连絮 凝作用以及以氢氧化物溶胶形态存在时的网捕絮凝作用。 ①. pH 值偏低，胶体及悬浮物浓度高，投药量尚不足的反应初期，以 Al3+或 Fe3+ 和低聚合度高电荷的多核羟基配合物的脱稳凝聚作用为主； ②. pH 值和投药量适中时，以高聚合度羟基配合物的桥连絮凝作用为主； ③. pH 值较高，胶体及悬浮物浓度较低，投药充分时，以氢氧化物沉淀形式存在 的网捕絮凝作用为主。 2-9 混合和絮凝反应主要作用是什么？对搅拌各有什么要求？ 答：? ? 混合的目的是迅速均匀地将药剂扩散于水中，溶解并形成胶体，使之与水 中的悬浮微粒等接触，生成微小的矾花。这一过程的要求：搅拌强度大，产生 激烈湍流，混合时的流速应在 1.5m/s 以上，混合时间短（不超过 2 分钟） ，一 般为 10～30s。 反应设备的任务是使细小的矾花逐渐絮凝成较大颗粒，以便于沉淀除去。 反应设备要求水流有适宜的搅拌强度， 既要为细小絮体的逐渐长大创造良好的 碰撞机会和吸附条件，又要防止已形成的较大矾花被碰撞打碎。因此，搅拌强 度比在混合设备中要小，但时间比较长，常为 10～30min。2-10 为什么反应池的效果可用 GT 值表示？一般水处理中，混合和反应阶段的 GT 值约为多少？ 答： 速度梯度 G 是指垂直于水流方向的两水层间的速度差 du 和两水层间的距离 dy 的比值：G=du/dy。 在一般的水处理中，混合阶段的 G 值约在 500～1000s-1 的范围内，混合 时间为 10～30s，不超过 2min。而在反应阶段，G 值约为 10～100s-1，反应时 间为 10～30min。 速度梯度与停留时间的乘积 GT 间接地表示了整个停留时间内颗粒碰撞 的总次数，因此，可以用 GT 来控制反应效果。反应设备中的 GT 值约在 104～ 105 之间。第 27 页 共 72 页环境工程学2-11 澄清池的工作原理与沉淀池有何异同？ 答： 澄清池是完成水和废水的混凝处理工艺其中包括水和药剂的混合、反应以及絮凝体与水分离三个过程于一体的一种专门设备。 沉淀池是利用水中悬浮物质自身重力完成水固分离的设备。 2-12 常见的澄清池有哪几种？各有什么优缺点？适用于什么情况？ 答：根据泥渣与水接触方式的不同，澄清池可分为两大类： ①. 泥渣循环分离型：是让泥渣在垂直方向不断循环，在运动中捕捉原水中形成 的絮凝体，并在分离区加以分离。常见的为机械加速澄清池和水力循环澄清池。 a. 机械加速澄清池是利用机械搅拌作用来完成混合、泥渣循环和接触絮凝过 程的。优点是效率较高，运行比较稳定，对原水水质（如浊度、温度）和 处理水量的变化适应性较强，操作比较方便。 b. 水力循环澄清池的优点是无需机械搅拌设备，运行管理较方便；锥底角度 大，排泥效果好。缺点是反应时间短，造成运行不够稳定，不能适用于大 量等。 ②. 悬浮泥渣过滤型是靠上升水流的能量在池内形成一层悬浮状态的泥渣层时， 其中的絮凝体就被截留下来。常见的有普通悬浮澄清池和脉冲澄清池。 a. 悬浮澄清池适用于小型水厂，但由于在进水量或水温发生变化时悬浮层工 作不稳定，这种池型现在已很少采用。 b. 脉冲澄清池：脉冲作用可使悬浮层的工作稳定，断面上的浓度分布均与， 加强了颗粒的接触碰撞，从而改善混合絮凝的条件，提高了净水效果。脉 冲澄清池的处理效果受水量、水质变化的影响较大，构造也较复杂，新设 计的水厂采用不多。 2-13 怎样选择滤池个数？试计算 1000m3/h 水厂的面积和滤池分隔个数。 答：滤池个数的确定应考虑运行的灵活性 以及基建和运行费用的经济性两个方 面，一般 不少于 2 个。设：设计滤速 v=12m/hA?Q??1000 ? 83.33m 2 12查书 P123-表 2-11 得滤池个数应为 3 个。第 28 页 共 72 页环境工程学2-14 试叙述虹吸滤池、无阀滤池和压力过滤器的优缺点和使用范围。 答： ①虹吸滤池利用虹吸作用控制运行， 不需大型闸阀及电动、 水力等控制设备， 能利用滤池本身的水位反冲洗，便于实现自动控制。缺点是池深较大（一 般在 5～6m） ，适用于中小型水处理厂。 ②重力式无阀滤池的运行全部自动、操作方便、工作稳定可靠；结构简单、 材料节省，造价比普通快滤池低 30%～50%。缺点是滤池的总高度较大；滤 池冲洗时进水管照样进水，并被排走，浪费了一部分澄清水。这种滤池适 用于小型水处理厂。 ③压力滤池的缺点是耗费钢材多、投资大。优点是占地少，有定型产品，可 缩短建设周期，且运转管理方便。在工业中采用较广。 2-15 水中悬浮物能否粘附与气泡上取决于哪些因素？ 答： 实现气浮分离过程的必要条件是污染物粘附在气泡上。这与气、固、液三相介质间的相互作用有关。 界面能变化 ? ? ?? 水 -气 （1 - cos ? ）根据热力学概念，气泡和颗粒附着过程是向使体系界面能减少的方向自 发地进行。即粘附主要取决于水的表面张力和颗粒物与气体的接触角。 2-16 在处理同样水量的条件下，试比较加压溶气气浮和叶轮气浮的电耗比值。 答：E溶 ? 90% ? E叶 ? 80%E E溶 叶?8 92-17 水的软化与除盐在意义上有何差异？ 答：软化就是降低水中 Ca2+、Mg2+的含量，以防止它们在管道和设备中结垢。 除盐就是水中溶解盐类（包括阳离子和阴离子）的总量。 2-18 水的软化方法有几种？各有什么特点？ 答：软化的基本方法: ①. 加热软化法： 借助加热把碳酸盐硬度转化成溶解度很小的 CaCO3 和 Mg(OH)2 沉淀下来，达到软化的目的，这就是加热软化法。此法不能降低非碳酸盐硬 度。目前工业上已很少使用。 ②. 药剂软化法： 借助化学药剂把钙、 镁盐类 （包括非碳酸盐硬度） 转化成 CaCO3第 29 页 共 72 页环境工程学和 Mg(OH)2 沉淀下来， 就可以使绝大部分 Ca2+、 Mg2+去除， 达到软化的目的， 这就是药剂软化法。但处理后的水还会含有少量的 Ca2+、Mg2+，这部分硬度 称为残余硬度，仍会产生结垢问题。 ③. 离子交换法：利用离子交换剂将水中的 Ca2+、Mg2+转化成 Na+，其他阴离 子成分不改变，也可以达到软化的目的。这个方法能够比较彻底地去除水中 的 Ca2+、Mg2+等，所以比前两个方法优越。 2-19 离子交换树脂的结构有什么特点？试述其主要性能。 答： 离子交换树脂是人工合成的高分子化合物，由树脂本体（又称母体）和活性基团两个部分组成。生成离子交换剂的树脂母体最常用的是苯乙烯的聚 合物，外形是球状。树脂本身不是离子化合物，并无离子交换能力，需经适 当处理加上活性基团后，才成为离子化合物，具有离子交换能力。活性基团 由固定离子和活动离子组成。固定离子固定在树脂的网状骨架上，活动离子 （或称交换离子）则依靠静电引力与固定离子结合在一起，二者电性相反、 电荷相等。 2-20 影响离子交换速度的因素有哪些？ 答： 离子交换速度与溶液中的交换离子的种类、树脂上活性基团的性能、温度和交换离子的浓度等有关。 离子交换选择性一般有以下规律： ①. 水中离子所带电荷越多（原子价越高） ，越易被树脂交换；同价离子的原 子序数越大，越易被树脂交换。 ②. H+和 OH-的交换位置随着树脂上活性基团的性质而有所变化， 取决于基团 与 H+和 OH-所形成酸或碱的强度；酸或碱越强，则交换位置愈低。 2-21 试述离子交换工艺的操作程序。 答：离子交换的运行操作包括四个步骤：交换、反洗、再生、清洗。 ①. 交换：交换过程主要与树脂性能、树脂层高度、原水浓度、水流速度以及再 生程度等因素有关。当水中的离子浓度达到限值时，应进行再生。 ②. 反洗：反洗的目的在于松动树脂层，以便下一步再生时，注入的再生液能均 匀分布，同时也及实地清除积存树脂层内的杂质、碎粒和气泡。 ③. 再生：再生过程也就是交换反应的逆过程。使具有较高浓度的再生液流过树第 30 页 共 72 页环境工程学脂层，将先前吸附的离子置换出来，从而使树脂的交换能力得到恢复。再生 液的浓度对树脂再生程度有较大影响。 ④. 清洗：清洗是将树脂层内残留的再生废液清洗掉，直到出水水质符合要求为 止。清洗用水量一般为树脂体积的 4～13 倍。 2-22 试述离子交换工艺在废水中的应用范围。 答： （1） 软化 ： 一般采用钠型阳离子交换柱 （固定型单床） ， 再生液用饱和 NaCl 溶液。 （2）除盐：需用 H+型阳离子交换柱（金属离子与 H+交换）与 OH-型阳离子 交换柱 （各酸根离子与 OH-交换） 串联工艺。 图 2-56 H＋柱和 OH －柱串联除盐。 （3）重金属废水的处理和金属的回收 2-23 活性炭吸附的基本原理是什么？ 答： 吸附作用主要发生在活性炭内部细孔的表面。每克吸附剂所具有的表面积称为比表面积。活性炭的比表面积可达 500～1700m2/g。 活性炭的吸附量不仅与比表面积有关，而且还取决于细孔的构造和分布 情况。这些细孔的构造主要和活化方法及活化条件有关。细孔的大小不同， 在吸附中所引起的主要作用也就不同。其中大孔主要为扩散提供通道，影响 扩散速度；过渡孔在吸附质孔径小时影响扩散速度，小孔决定吸附量；在吸 附质分子大时，影响吸附速度，小孔此时不起作用。图 2-57 活性炭的微孔结 构。 活性炭的吸附特性不仅与细孔构造和分布情况有关，而且还与活性炭的 表面化学性质有关。 2-24 吸附等温线有几种？各种等温线的意义何在？ 答：在一定温度下，活性炭与被处理的水接触并达到平衡时，吸附质在溶液中的 浓度和活性炭吸附量之间的关系曲线叫做吸附等温线。 吸附等温线按形状可 分为几种类型，其中有代表性的有 Langmuir（朗格谬尔）型、BET 型和Freundlich（弗伦德利希）型。?（1）Langmuir 型：是由弱的化学吸附所造成的，也称单分子层吸附。? （2）BET 型：是一种多分子层吸附，在计算反映活性炭物理性质的比表面积时第 31 页 共 72 页环境工程学常采用 BET 型。? （3）Freundlich 型：水处理中的污染物浓度相对低，在利用活性炭吸附时，常常 用 Freundlich 公式来平衡关系。? 2-25 活性炭吸附操作有几种类型？各有什么特点？ 答：活性炭的动态吸附操作为连续操作，有固定床、移动床和流动床三种形式。 ①. 固定床：有降流式（又分重力式和压力式） ，也有升流式，或称膨胀式，碳层 膨胀度为 10%～15%，两种形式的处理效果基本相同。 通常固定床碳层高与塔直径的比为（2～4）:1，塔内流速（空塔气速） 采用 5～10m/h。为了使碳层从上到下都发挥最大的吸附作用， ，即达到吸附 平衡，生产上多采用多塔串联操作（一般为 2～4 塔） 。 ②. 移动床：移动床的操作方式是水从吸附塔底部进入，由塔顶流出。塔底部接 近饱和的某一段高度的吸附剂间歇地排除塔外，再生后从顶部加入。空塔速 度采用 10～30m/h.这种形式的优点是占地面积小，连接管路少，基本上不需 要反冲洗。缺点是不能使塔内上、下层吸附剂互混，操作要求较高；不利于 生物协同。适用于较大水量的处理厂。 ③. 流动床 （流化床） ： 这种形式的特点是由下往上的水流使吸附剂处于膨胀状态， 颗粒之间有相对运动，一般可以通过整个床层进行循环，适于处理悬浮物含 量较高的水；但设备较复杂，不易操作。 2-26 试分析几种膜分离技术的原理和特点与应用。 答：①扩散分析的推动力为浓度差，采用渗析膜，分离溶质，用于回收酸、碱等。 ②电渗析的推动力为电位差，采用离子交换膜，主要是分离离子，用于回收 酸、碱、苦咸水淡化。 ③反渗透的推动力为压力差，采用反渗透膜，主要是分离水分子溶质，用于 海水淡化，去除无机离子或有机物。 ④超滤的推动力为压力差，采用超滤膜，主要是截留相对分子量大 500 的大 分子，去除黏土、植物质、油漆、微生物等。 2-27 电渗析膜有几种？良好的电渗析膜应具备哪些条件？ 答： 电渗析常用的膜有异相膜和均相膜。异相膜是将离子交换树脂磨成粉末，加入黏合剂（如聚苯乙烯等） ，滚压在纤维网上（如尼龙网、涤纶网等）制成第 32 页 共 72 页环境工程学的，也直接滚压成膜的。均相膜与一般离子交换树脂具有相同的组成，它是 制造离子交换树脂的母体材料制成膜状物，作为底膜，然后再上面嵌接上具 有交换能力得活性基团而制成。 良好的电渗析膜应具备下列条件：①离子选择透过性高；②渗水性低； ③导电性好，膜电阻低；④化学稳定性良好，能耐酸、碱、抗氧、抗氯；⑤ 足够的机械强度，较小的收缩性和溶胀性，以适应使用和安装。2-28 反渗透装置有几种？各种类型操作特点是什么？ 答：目前常用的反渗透装置有管式、螺旋式、空心纤维式与板式四种。 ①. 管式（d=13mm）的透水量好，但膜的装填密度、压力和透水量密度差。 ②. 螺旋式的膜填装密度和透水量好，透水量密度也高，压力也好。 ③. 空心纤维式的膜填装密度极高，透水量密度高，但压力和透水量差。 ④. 板框式的膜填装密度、透水量和透水量密度、压力也很好。2-29 微滤、超滤、纳滤和反渗透有何区别？ 答：微滤、超滤和纳滤等――依靠压力和膜进行工作，制膜的原料也是醋酸纤维 素或聚酰胺、聚砜等，但删去热处理工序，使制成的膜孔径较大，能够在较 小的压力下工作，而且有较大的水通量。微滤技术适合于去除胶体、悬浮固 体和细菌，现多用于取代深床过滤，降低出水浊度，强化水的消毒，有时也 作反渗透的预处理。超滤能去除相对分子量大于
的物质，如 胶体、蛋白质、颜料、油类、微生物等。纳滤又称低级反渗透，可分离相对 分子量大于 200～400 的物质，如硬度离子、色素等，有些较大分子的有机 物也可被除去。? 2-30 试述加氯消毒的原理。 答：氯气溶于水中后发生如下反应：Cl 2 ? H 2 O ? HOCl ? H ? ? Cl -K1 ? 4 ? 10 ?4 (25C ? ) K1 ? 2.7 ? 10?8 (20C ? )HOCl ? H?? OCl-Cl2、HOCl 和 OCl-均具有氧化能力；HOCl 的杀菌能力比 OCl-强得多， 大约要高出 70～80 倍以上。HOCl 系中性分子，可以扩散到带负电的细菌表第 33 页 共 72 页环境工程学面，并穿过细胞膜渗入细胞体内，由于氯原子的氧化作用破坏了细菌体内的 酶而使细菌死亡。 2-31 氯和氯消毒各有什么特点？ 答：优点：目前水厂最常用、最简单经济且效果良好的是氯消毒。 缺点：氯与水中有机物（如腐殖酸、酚等）生成副产物（如三氯甲烷、氯乙 酸等氯代有机物） ，通常有致癌的可能。 2-32 除氯以外，还有哪些消毒方法？发展前途如何？ 答： （1）物理消毒法： ①. 加热消毒：消耗大量燃料，只适用于少量饮用水。 ②. 紫外线消毒：与氯消毒相比，具有以下优点： a. 消毒速度快，效率高； b.不影响水的物理性质和化学成分，不断增加水的嗅和味； c. 操作简单、便于管理，易于实现自动化。 缺点：不能解决消毒后在管网中再污染的问题，电耗较大，水中悬浮杂 质妨碍光线透射等。 （2）臭氧消毒： 臭氧在常温常压下为无色气体，有特臭；强氧化剂，极不稳定，分解 放出[O]具有强氧化能力，是除氟以外最活泼的氧化剂，能杀灭病菌、芽孢 等具有顽强抵抗力的微生物。臭氧消毒接触时间短，不受水中氨氮和 pH 的影响，能氧化水中的有机物，去除水中的铁、锰，并能去除嗅、味和色 度，还能完全去除水中的酚。 臭氧法的缺点是基本建设投资大、耗电量大；臭氧在水中很不稳定， 容易分解，因而不能在配水管网中保持持续的杀菌能力；臭氧需边生产边 使用，不能储存；当水量和水质发生变化时，调节臭氧投加量比较困难。 （3）二氧化氯消毒： ClO2 在常温下是一种黄绿色至橘红色的气体，有刺激臭，极不稳定，强 氧化剂， pH 范围广泛对大肠杆菌等细菌、 芽孢、 病毒均有较强的杀灭作用。 杀菌机理： 细菌和病菌的蛋白质胨外膜吸附了 ClO2， 渗透进入细胞内， 有效地氧化破坏含巯基的酶，抑制了生长。第 34 页 共 72 页环境工程学（4）其它化学消毒法： ①. 重金属消毒： 银离子能够凝固微生物的蛋白质， 破坏细胞结构， 达到灭菌目的。 消毒方法有：利用表面积很大的银片与水接触，或电解银的方法，或 使水流过镀银的砂砾等。此法的缺点是价格高，杀菌慢，只能用于少 量饮用水的应急消毒。至于长期饮用重金属离子消毒的水对人体有何 影响，尚无定论。 ②. 其他氧化剂消毒： 除臭氧，氟以外，其他卤素的溴和碘以及高锰酸钾等氧化剂都有 杀菌作用，但价格高，未用于公共给水的消毒。 （5）各种消毒法的结合使用： 各种消毒法结合使用已为国外水厂所提倡，其步骤为：先用臭氧氧 化水中的酚和消灭病菌，改善水的物理性质，然后在水中加氯，以保证 配水管网中的灭菌能力。有的水厂也用臭氧―紫外线―氯消毒。 2-33 比较投药及过滤过程中和的优缺点和适用条件。 答： 药剂中和法： 优点：设备简单，反应速度快，混合和反应在一个池内。 缺点：额外搅拌，耗能大，pH 范围小。 过滤中和法： 优点：管理方便，设备简单。 缺点：表面易形成垢，造成堵塞。 2-34 试述高级氧化的基本特点、基本过程以及这些基本过程的特点？ 答： 凡反应涉及水中羟基自由基（?OH）的氧化过程，即高级氧化过程。基本过程有：O3/UV；H2O2/ O3；H2O2/ UV；H2O2/ O3/UV；光催化氧化过程； 水电空化和声化；超临界水氧化；γ―射线；电子束；非热等离子体。 最显著的特点：是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应，反应 中生成的有机自由基可以继续参加?OH 的链式反应，或者通过生成的有机 过氧化自由基后， 进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物 CO2 和 H2O， 从而达到氧化分解有机物的目的。 2-35 臭氧氧化的主要设备是什么？有什么类型？各适用于什么情况？ 答：臭氧氧化的主要设备是由臭氧管、臭氧电源、气源装置以及电控装置组成的 臭氧发生器。第 35 页 共 72 页环境工程学①. 壁挂式：用于空气消毒灭菌； ②. 移动式：用于游泳池水的灭菌除污； ③. 空调外置式：用于蔬菜、水果的农药降解和食品的防腐保鲜； ④. 氧气（空气）源一体机：用于食具、卧具的消毒灭菌。 2-36 电解可以产生哪些反应过程？对污染物有什么作用？ 答：电解可以产生电气浮和电凝聚。 电气浮：废水在电解时，水解放电产生 H2 和 O2，废水中的有机物和氯 化物电解氧化也会析出 CO2，Cl2 等气体，这些气体能够将废水中的疏水性 微粒（悬浮物、乳化油等）浮上，产生气浮作用。 电凝聚：电解时，由于铁或铝制金属阳极溶解，产生 Fe3+、Al3+等离子， 经水解、聚合反应能形成一系列凝聚体，对废水中的污染物起凝聚和吸附作 用，形成絮状颗粒一起沉降而分离。 2-37 磁分离设备有哪些类型？各适用于什么条件？ 答： 按产生磁场的方法不同，磁分离设备可分为永磁型、电磁型和超导型三类。永磁型分离器的磁场由磁铁产生，构造简单，电能消耗少，但磁场强度 小且不能调节，仅用于分离铁磁性物质；电磁分离器可获得磁场强度和高磁 场梯度，分离能力强，可分离细小铁质和弱磁性物质；超导型分离器可产生 超强磁场。运行基本不消耗电能，但造价高。 2-38 说明溶剂萃取法在废水处理中的主要应用。 答： 萃取法用于水处理过程，主要以含高浓度重金属离子的废水与某些高浓度有机工业废水（如含酚或染料废水等）为对象，提取回收其中的有用资源， 从而达到综合治理的目的。 萃取过程是指将与水不互溶且密度小于水的特定有机溶剂和被处理水接 触，在物理（溶解）或化学（包括络合、螯合式离子缔合）作用下，使原溶 解于水的某种组分由水相转移至有机相的过程。 回收利用被萃取组分时，必须再选择一种特定的水溶液与有机相接触， 将被萃取组分由饱和的萃取剂中再转入水相，这一过程称为反萃取。 TBP 与 P204 是处理含重金属离子废水有效的广谱性萃取剂。这些萃取剂 与金属离子的萃合物，用一定浓度的酸溶液（如 H2SO4）可以有效地将金属第 36 页 共 72 页环境工程学离子反萃于酸液中。N235 在酸性条件下能有效地萃取染料中间体废水中的苯 等中间体，萃合物用 NaOH 溶液反萃，可以获得纯度较高的该类染料中间体 原料。 萃取脱酚工艺的典型流程图：溶剂萃取法除处理含重金属的废水外，对高浓度含酚废水的处理已有比 较成熟的工艺；利用二甲苯为萃取剂，NaOH 溶液为反萃取剂；可以回收废 水中的大部分酚，并将其转化为酚钠产品，对染料中间体废水也有很好的回 收和处理效果。第三章 水的生物化学处理方法3-1 水中微生物主要分为哪几类？分别简单讨论它们在废水处理中所起的作用。 答： 在废水生物处理过程中，净化污水的微生物主要是细菌、真菌、藻类、原生动物和一些小型的后生动物等。 ①. 细菌：能利用有机物作为氮源和碳源； ②. 真菌：能够分解碳水化合物、脂肪、蛋白质和其他含氮化合物； ③. 藻类：能够光合作用放出氮气，对污水的净化具有重要作为； ④. 原生动物：不仅能吞食部分有机物、游离细菌，降低污水浊度，还能 分泌粘液，促进生物污泥絮凝； ⑤. 后生动物：有效地吞食分散和絮凝的细菌及颗粒较小的有机物。第 37 页 共 72 页环境工程学3-2 试简单说明悬浮生长法净化污水的基本原理。 答：①吸附阶段：污水与活性污泥接触后的很短时间内，水中有机物（BOD） 迅速降低，这主要是吸附作用引起的。 ②氧化阶段：在有氧条件下，微生物将一部分吸附阶段吸附的有机物氧化分 解获取能量，另一部分则合成新细胞。 ③沉降阶段：氧化阶段合成的菌体有机物絮凝形成絮凝体，通过重力沉降从 水中分离出来，使水得到净化。 3-3 污泥沉降比、污泥浓度和污泥指数在活性污泥法运行中有什么作用？良好的 活性污泥应具有哪些性能？ 答：①污泥沉降比（SV） ：指曝气池混合液在 100mL 量筒中静置沉淀 30min 后， 沉淀污泥占混合液的体积分数（%） 。污泥沉降比反映曝气池正常运行时污 泥量，用以控制剩余污泥的排放，它还能及时反映出污泥膨胀等异常情况。 ②混合液悬浮固体（MLSS） ：指曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液悬 浮固体数量，单位为 mg/L，也称混合液污泥浓度。它是计量曝气池中活性 污泥数量的指标。 ③污泥指数 （SVI） ： 是污泥容积指数的简称， 指曝气池出口处混合液经 30min 沉淀后，1g 干污泥所占的容积，以 mL 计。SVI ?混合液沉淀30 min 后污泥容积（mL） 污泥干重（g）SVI 能较好地反映出活性污泥的松散程度（活性）和絮凝、沉降性能。 对于一般城市污水，SVI 在 50～100 左右。SVI 过低，说明泥粒细小紧密， 无机物多，缺乏活性和吸附能力；SVI 过高，说明污泥难于沉淀分离。 良好的活性污泥 MLSS 在 3～6g/L，SV 在 20%～35%，SVI 在 50～150 左右，同时具有较强的氧化分解能力和良好的沉降性能。 3-4 试比较推流式曝气池和完全混合曝气池的优缺点。 答：①普通活性污泥法（推流式） ： 优点：对有机物（BOD）和悬浮物去除率高，可达到 85%～95%，适用于处 理要求较高，水质稳定的废水。 缺点：不能适应冲击负荷；需氧量沿池长前大后小，而空气供应量是均与第 38 页 共 72 页环境工程学的，因此造成前段需氧量不足，后段氧量过剩；由于曝气时间长、 体积大、占地面积大、基建费用高。 ②完全混合法： 优点：进入曝气池的污水立即与池内原有浓度低的大量混合液混合，得到 了很好的稀释，能较好的承受冲击负荷；池内各点有机物浓度均与 一致，微生物群的性质和数量基本相同，池内各部分工作情况几乎 完全一致，微生物活性能充分发挥， 缺点：加速曝气；出水有机物含量大，不如普通法效果好。延时法：容积 大，时间长，基建费用和动力高。 3-5 常用的曝气池有哪些型式？各适用于什么条件？ 答：①推流式曝气池：适用于处理要求高而水质比较稳定的废水。 ②完全混合式曝气池： 适用于要求高又不便于进行污泥处理的中小城镇或工 业废水处理。 ③循环混合曝气池（氧化沟） ：适用于处理浓度较高的废水。 3-6 普通活性污泥法、 生物吸附法和完全混合曝气法各有什么特点？根据细菌增 长曲线看，这几种运行方式的基本区别在什么地方？试比较它们的优缺点。 答： 普通活性污泥法又称传统活性污泥法。曝气池呈长方形，水流形态为推流式。污水净化的吸附阶段和氧化阶段在一个曝气池中完成。进口处有机物 浓度高，沿池长逐渐降低，需氧量也是沿池长逐渐降低。普通活性污泥法对 有机物（BOD5）和悬浮物去除率高，可达到 85%~95%，因此特别适用于处 理要求高而水质比较稳定的废水。它的主要缺点是：①不能适应冲击负荷； ②需氧量沿池长前大后小，而空气的供应是均匀的，这就造成前段氧量不足， 后段氧量过量的现象。需要维持前段足够的溶解氧，就会造成后端氧量大大 超过需要而浪费。此外，由于曝气时间长，曝气池体积大，占地面积和基建 费用也相应增大。 完全混合法的流程与普通法相同。该法有两个特点：一是进入曝气池的 污水立即与池内原有浓度低的大量混合液混合，得到了很好的稀释，所以进 水的水质的变化对污泥的影响降低到了很小的程度，能够较好的承受冲击负 荷；二是池内各点有机物浓度（F）均匀一致，微生物群性质和数量（M）基第 39 页 共 72 页环境工程学本相同，池内各部分工作情况几乎完全一致。由于微生物生长所处阶段主要 取决于 F/M，所以完全混合法有可能把整个池子的工作情况控制在良好的的 同一条件进行，微生物活性能够充分发挥，这一特点是推流式曝气池不具备 的。 生物吸附法又叫接触稳定法或吸附再生法。活性污泥法净化水质的第一 阶段是吸附阶段， 良好的活性污泥与生活污水混合后 10~30min 内就能基本完 成吸附作用，污水中的 BOD5 即可去除 85%~90%。生物吸附法就是根据这一 发现发展起来的。污水和活性污泥在吸附池内混合接触 0.5~1.0h，使污泥吸 附大部分悬浮物、胶体状物质及部分溶解有机物后，在二沉池中进行分离， 分离出的回流污泥先在再生池内进行 2~3h 的曝气， 进行生物代谢， 充分恢复 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。由于吸附时间短，再生池和吸附池内 MLSS 浓度可分别达到 1.0~3.0 和 4.0~10.0g/L，BOD5 负荷 0.2~0.6 kg(BOD5)/[kg(MLSS) d].在污泥负 荷率相同时，生物吸附法两池总容积比普通法要小得多，而空气量并不增加， 因而可以大大降低建筑费用。其缺点是处理效果稍差，不适合处理含溶解性 有机物较多的废水。 3-7 试简单说明附着生长系统处理废水的基本原理。? 答： 好氧附着生长系统好氧微型是使用细菌等好氧微生物和原生动物、后生动物等好氧微型动物附着在某些载体上进行生长繁殖，形成生物膜，污水通 过与膜的接触，水中的有机污染物作为营养被膜中生物摄取并分解，从而使 污水得到净化的系统。有代表性的处理工艺有生物滤池、生物转盘和生物接 触氧化等。 3-8 高负荷生物滤池和塔式生物滤池各有什么特点？适用于什么具体情况？ 答： 高负荷生物滤池是在解决和改善普通生物池在净化功能和运行中存在的问题的基础上发展起来的。高负荷生物滤池的 BOD5 容积负荷是普通生物滤 池的 6~8 倍，水力负荷则为普通生物滤池的 10 倍，因此，滤池的处理能力得 到大幅度提高；而水力负荷的加大可以冲刷过厚和老化的生物膜，促进生物 膜更新，防止滤料堵塞。但出水水质不如普通生物滤池，出水 BOD5 常大于 30mg/L。第 40 页 共 72 页环境工程学塔式生物滤池是根据化学工程中气体洗涤塔的原理开创的，一般高达 8～24m，直径 1～4m。由于滤池高如塔，使池内部形成拔风状态因而改善了 通风。当污水自上而下滴落时，产生强烈紊动，使污水、空气、生物膜三者 接触更加充分，可大大提高传质速率和滤池的净化能力。塔式生物滤池负荷 远比高负荷生物滤池高。滤池内生物膜生长迅速，同时受到强烈水力冲刷， 脱落和更新快，生物膜具有较好的活性。为防止上层负荷过大，使生物膜生 长过厚造成堵塞，塔式生物滤池可以采用多级布水的方法来均衡符合。 塔式生物滤池占地面积小，对水量、水质突变的适应性强，产生污泥量 小，具有一定的硝化脱氮能力。缺点是一次性投资较大，塔身高，运行管理 部方便，运转费用较高。塔式生物滤池既适用于处理城市污水，也适用于处 理能生物降解的工业废水，常用作高浓度污水二段生化处理的第一段，它对 含氰、腈、酚和醛的废水有一定的净化功能。 3-9 生物滤池设计中，什么情况必须采用回流？采用回流后水力负荷、有机负荷 及有机物去除率应如何计算？ 答： 高负荷生物滤池要求进水的 BOD5 不大于 200 mg/L，否则需用处理出水回流稀释。当有回流时（回流比为 R） ，则：QS ? ( R ? 1)Qq ? QS ASa ?e aS 0 ? RS R ?1ekD qneS S?(1 ? R) - R e-kD qnQS：滤池设计污水流量，m3/d Q：原污水流量，m3/d Sa、Se：滤池进、出水 BOD5 浓度，mg/L S0：原污水浓度，mg/L q：水力负荷 A：滤池面积，m2k：BOD5 降解速率常数，min-1 n：滤料的特性参数，对于塑料滤料，n≈0.5 D：滤料层高度，m 3-10 生物转盘的处理能力比生物滤池高的主要原因是什么？第 41 页 共 72 页环境工程学答：生物转盘运转时，污水在反应槽中顺盘片间隙流动，盘片在转轴带动下缓慢转动，污水中的有机物为转盘上的生物膜所吸附，当这部分的盘片转离 水面时，盘面形成一层污水薄膜，空气中的氧不断地溶解到水膜中，生物膜 中微生物吸收溶解氧，氧化分解被吸附的有机污染物。 转盘不断转动，污染物不断地被氧化分解，生物膜也逐渐变厚，衰老的 生物膜在水流的剪切作用下脱落，并随污水排至沉淀池。转盘转动也使槽中 污水不断地被搅动充氧，脱落的生物膜在槽中呈悬浮状态，继续起净化作用， 兼有活性污泥的功能。 3-11 氧化塘有哪几种形式？它们的处理效果如何？适用于什么条件？ 答：氧化塘可分为好氧氧化塘、兼性氧化塘、曝气氧化塘和厌氧塘四类。 ①. 好氧塘：较浅，0.3～0.5m，出水水质好，耗能； ②. 兼性塘：兼脱氮除磷，适用于含氮、磷的废水； ③. 曝气塘：分解效率高，因为人工曝气，出水水质好； ④. 厌氧塘：效果较差，不耗能，产甲烷，处理 BOD5 高的废水。 3-12 什么叫氧化沟？它有什么特点？ 答： 氧化沟（循环混合曝气池）多采用转刷曝气，其平面形状像跑道。转刷设在直段上，转刷转动使混合液曝气并在池内循环流动，使活性污泥保持悬 浮状态，从整体上看，流态是完全混合的，但一般混合液的环流量为进水量 的数百倍以上，流速较大，在局部又具有推流的特征。氧化沟断面可为矩形 或梯形，有效深为 0.9~2.5m。 氧化沟连续运行时，需另设二次沉淀池和污泥回流系统。间歇运行可省 去二次沉淀池，停止曝气时氧化沟作沉淀池用，剩余污泥通过设于沟内污泥 收集器排除。一般采用两个池，交替进行曝气和沉淀操作。氧化沟流程简单， 施工方便，曝气转刷易制作，布置紧凑，是一种有前途的活性污泥处理法。 3-13 试比较厌氧法和好氧法处理的优缺点和使用范围。 答： （1）厌氧生物处理：是在无氧的条件下，利用兼性菌和厌氧菌分解有机物的 一种生物处理法。不仅适用于污泥稳定处理，而且适用于高浓度和中等 浓度有机废水的处理。 优点：有机物厌氧生物处理的最终产物是以甲烷为主体的可燃性气体（沼第 42 页 共 72 页环境工程学气） ，可以作为能源回收利用；处理过程产生的剩余污泥量较少且易 于脱水浓缩，可作为肥料使用；运转费也远比好氧生物处理低。 缺点：水力停留时间相对较长，出水水质中有机物浓度相对比较高。 （2）好氧生物处理：特别适用于处理要求高而水质比较稳定的废水。 优点：有机物（BOD）和悬浮物去除率高；BOD5 容积负荷高，水力负荷高。 缺点：不能适应冲击负荷、基建费用高； 3-14 试扼要讨论影响消化的主要因素。 传统消化法和高速消化法各有什么特点？ 答：影响消化的主要因素：? ①温度 ：低温消化 5～15℃；中温消化 30～35℃；高温消化 50～55℃ ②酸碱度 ：甲烷细菌生长最适宜的 pH 范围是 6.8~7.2 ③负荷 ：负荷是厌氧处理过程中决定污水、污泥中有机物厌氧消化速率快 慢的综合性指标，是厌氧消化的重要控制参数。负荷常以投配率 来表示。 投配率指每日加入消化池的新鲜污泥体积或高浓度污水 容积与消化池容积的比率。 ④碳氮比 ：有机物的碳氮比（C/N）对消化过程有较大影响。实验表明， 碳氮比为（10~20） ：1 时，消化效果较好。 ⑤有毒物质 ：污泥中的有毒物质会影响消化的正常进行，因此必须严格控 制有毒物质排入城市污水系统。主要的有毒物质是重金属离 子和某些阴离子。 传统消化法：没有搅拌，池内污泥有分层现象。消化时间长，池容利用率低。 高速消化法：装有加热、搅拌设备，搅拌可以保证细菌与基质的充分接触，并 使池内温度、酸碱度均匀，对硝化池的运转有很大的影响。 3-15 近年来生物处理技术有哪些新发展？ 答：从微生物角度：寻找发现新的菌种； 利用细胞工程、基因重组、质粒转移等技术构建新菌种； 利用微生物共代谢作用、 多菌协同作用提高有机物降解速率。 从生物工艺上：构建高效反应器，优化运行条件，开发新工艺新方法； 从新产品角度：微生物制剂的开发的利用，例：微生物絮凝剂。 3-16 污水生物脱氮技术必须满足哪些条件？说明各种生物脱氮工艺的适用条件。第 43 页 共 72 页环境工程学答：生物脱氮技术必须满足的条件： ①硝化过程 DO 不低于 0.5 mg/L； ②反硝化过程必须具备两个条件：一是污水中应含有充足的电子供体；二是 厌氧或缺氧条件； ③反硝化适宜温度为 15～30℃，适宜的 pH 范围是,7.0~7.5，DO 应严格控制 在 0.5 mg/L 以下。 ④当 BOD5 与总氮比在 1～3 时，硝化细菌比例较高，此种条件下的好氧处 理相当于单独的硝化处理； 二段工艺适于 BOD5 与总氮比小于 3 的废水，而三段工艺适于此比值大于 5 的废水。 3-17 试述污水土地处理系统和人工湿地处理系统去除污染物的机理和主要影响 因素。 答：土地处理过程机理： ①. 土壤的作用：土壤是由地壳经长期风化而形成以硅化合物为主体的多 种无机成分组成的，由长期的农业耕作，又形成了土壤中的有机质与 微生物系统。以无机物、有机物与微生物组成的土壤团粒结构，通过 吸附、离子交换、化学沉淀与生物分解等作用，可去除污水中的各类 污染物。处理过程中的影响因素： a.有机物的去除； b.氮、磷化合物的去除； c.阳离子与重金属离子的去除。 ②. 植物的作用： a. 农作物从进入土地的污水中吸收大量的氮、磷化合物与有机营养 物， 使得污水得到净化。 b.农作物通过根系吸收一定量的污水，并通过根系作用，增加土壤的 透气性能，根系又可作为土壤中微生物的介质。 3-18 污水土地处理系统有哪几种类型？试述它们的特点。 答：根据污水处理的目的、场地土壤与水文地质性质以及当地气候条件，土地处 理系统给分为四大类型，即慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流与地下渗滤等。第 44 页 共 72 页环境工程学①. 慢速渗滤：植物起主要作用，受季节影响；投配的污水一部分被植物吸 收，其余蒸发损失和渗入地下水补给地下水，一般不回收再 生水。由于处理效果好，渗入地下水不会产生二次污染。 ②. 快速渗滤：以高渗透性的沙质土壤表土层为天然滤床，不受季节影响； 对氨氮、有机物、SS 等污染物有很好的处理效果；需土地面 积小，投资小，管理方便，可常年运行；但对总氮去除率不 高，易污染地下水；对土壤的渗透性要求高，为防止土壤堵 塞，对进水的水质要求较高。 ③. 地表漫流：主要靠生物系统的作用来净化水，相对于前两种系统，净化 效果较差。对进水水质和土壤条件要求低，建设和管理简单， 投资小，出水一般可达到二级标准。缺点是受气候的影响较 大，在结冰期和雨季应用受限制。 ④. 地下渗滤：非常类似于废水慢速过滤处理过程，停留时间长，负荷低， 出水水质好；布水和污水流动过程都在地下，因此卫生条件 好，不影响地面景观。但施工工程量大，建设费用高，受土 壤性质影响大，如设计不当，容易堵塞。 3-19 人工湿地处理系统有哪几种类型？试述它们的特点？ 答： 所谓人工湿地废水处理系统，是指将废水有控制地投配到人工构筑的湿地上，利用土壤、植物和微生物的联合作用处理废水的一种处理系统，可以 分为三种类型：表面流湿地、地下潜流湿地和垂直下渗湿地。 ①. 表面流湿地：在表面流湿地系统中，四周筑有一定高度的围墙，维持 一定的水层厚度（一般为 10～30cm） ；湿地中种植挺水型植物（如芦 苇等） 。 ②. 地下潜流湿地：湿地床上生长的植物的根系能伸入滤水床层，可以吸 收污水中的营养元素而使污水得到净化；通过根系向滤水层输送氧 气，形成局部好氧区，使污水中的有机物能在好氧菌和厌氧菌的共同 作用下得到去除。 ③. 垂直下渗湿地：出水水质好，对各种污染物均有很好的去除效果，冬 季也能安全运行，且工程建设费用低于潜流型湿地；缺点是进水的预第 45 页 共 72 页环境工程学处理要求高，特别是 SS，否则易使土壤堵塞。 3-20 从活性污泥曝气池中取混合液 500mL,盛于 500mL 量筒中， 半小时后沉淀污 泥量为 150mL，试计算活性污泥的沉降比。曝气池中的污泥浓度为 3000mg/L， 求污泥指数。你认为曝气池运行是否正常？ 答：3000mg/L×500mL÷mg=1.5g SV=150mL ? 100% =30% 在 20%～35%之间 500mLSVI=150mL 1.5 g =100在 50～100 之间故该曝气池可正常运行。 3-21 某居住区拟采用活性污泥法处理其生活污水，污水量为 8000m3/d，进入曝 气池的 BOD5 浓度为 300 mg/L，时变化系数为 1.4，要求处理后出水 BOD5 为 20 mg/L.试计算曝气池的有效容积和曝气系统供气量。 答： （1）曝气池体积：采用传统活性污泥法，从表 3-3 选定 Fw=0.4kg(BOD5)/[kg(MLSS).d]，X=3000 mg/L。则曝气池有效容积为：QS0
V= FW X = 0.4 ?
m（2）供气量：一般生活污水污泥的 MLVSS/MLSS=0.75，所以挥发性污泥 负荷为 FW/0.75=0.5 kg(BOD5)/[kg(MLSS).d]，从表 3-4 选定去除 1kg BOD5 的需氧量为 0.79kg，则最大时需氧量为：R ?8000 ? 1 . 4 ? ( 300 ? 20 ) ? 0 . 79 kg (O 2 )/h 24 ? 1000 ? 103.33 kg (O 2 )/h采用中孔穿孔管，EA=6%，计算温度定为 30℃，氧的饱和浓度为? S (20) ? 9.2mg/L，? S (30) ? 7.6mg/L 。设穿孔管设计深度为2.5m, 则p b ? (1.013 ? 10 5 ? ? gh)Pa ? (1.013 ? 10 5 ? 9 .8 ? 2 .5 ? 10 3 )Pa ? 1.258 ? 10 5 Pa离开曝气池时氧的比例：第 46 页 共 72 页环境工程学Q ?t?21 (1 - E A ) ? 100 % 79 ? 21 (1 - E A ) ? 100 % ? 20%21 ? (1 - 6%) 79 ? 21 ? (1 - 6%)? sm(30) ? ? s(30) (pb Qt ? ) 5 0.42 2.026 ? 10 1.258 20% ? 7 .6 ? ( ? )mg/L ? 8.33mg/L 2.026 0.42同理可算得ρsm(20)=10.1mg/L。 取α=0.82，β=0.95，ρL=1.5 mg/L，由式（3-24）得：R0 ? ?R ? sm(20)? ( ??? sm(T) - ? L )1.02 T - 20103 .23 ? 10 .1 ? 162 .64 kg (O 2 )/h 0.82 ? ( 0.95 ? 8.33 - 1.5) ? 1.02 30 - 20曝气池的供气量为：GS ?R0 162 . 64 ? ? 0 . 9035 ? 10 4 m 3 / h 0 .3 E A 0 .3 ? 6 %3-22 污水设计流量为 10000 m3/d，进曝气池 BOD5 浓度为 150 mg/L，要求去除率 为 90%。有关设计参数为 Y=0.4，kd=0.1/d，X=2000 mg/L，二沉池排除污泥浓度 Xu=9000 mg/L。求曝气池的有效容积、每天排除污泥量和回流比。 答： （1）曝气池有效容积：从表 3-3 选择 ? C =4d，则：1?C=YQ( S 0 ? S ) ? kd VX0.25 ?0.4 ? 10000 ? 150 ? 90% ? 0 .1 V ? 2000? V ? 771.43 m 3（2）每天排除剩余污泥量：第 47 页 共 72 页环境工程学?C ?则VX QW X=uuQW ?VX ?C X771.43 ?
m3/d 4 ? 9000（3）回流比：对二沉池做质量衡算：(Q ? Q R )X ? (Q - Q W )X e ? (Q R ? Q W )X u设 Xe 很小，可以忽略，可求得回流污泥量为：QR ?QX ? QW X u 10000 ? 2000 ? 42.86 ? .04 m3/d Xu - X = 9000 ? 2000R ? QR 2802 . 04 ? ? 0 . 28 Q 10000? 回流比3-23 某城镇生活污水量为 10000 m3/d， 经初次沉淀后污水 BOD5 浓度为 220 mg/L， 拟采用高负荷生物滤池进行处理，处理后出水要求达到 BOD5&30 mg/L。试估算 此生物滤池的主要尺寸。 答： （1）容积负荷校验：查表 3-7，选用 R=2，则Sa ?S 0 ? RS e 220 ? 2 ? 30 ? ? 93.33mg/L R ?1 2 ?1QS ? ( R ? 1)Q0 ? (2 ? 1) ? 10000 ? 30000m 3 /d滤料的体积 V：V?Qs (Sa - Se ) 10000? (220 - 30) ? ? 1900m3 NV 1000V 1900 ? ? 1055 .56 m 2 1 .8 D Q 30000 ? 28 .42 m 3 /m 2 ? d q? s ? A 1055 .56 A?q 值介于 10～40 之间，故设计合理。 （2）水力负荷校验： 查表 3-7，选用 R=2，则第 48 页 共 72 页环境工程学Sa ?S 0 ? RS e 220 ? 2 ? 30 ? ? 93.33mg/L R ?1 2 ?1k(15) ? k (20) ?1.035T ?20 ? 0.042 ?1.03515?20 min-1 ? 0.035 min-1取滤池有效深 D=2m，则由式（3-34）得：20 e - 0 . 035 ? 2 / q ? 0 .5 93 . 33 (1 ? 2) - 2 e - 0 . 035 ? 2 / q解得 q=0.04 m3/m2?d，A=403.75m20 .5NV ?Q(R ?1)(Sa - Se ) 10000 ? (2 ?1)? (93.33 - 30) ? ? 2352 .81g/(m3 ? d) V 403.75 ?2此值不在 800～1200g/(m3?d)范围内，合乎要求。 3-24 某工厂生产废水水量为 100m3/h，BOD5 浓度为 210 mg/L。生物转盘小型试 验结果如下：转盘直径为 0.5m，废水流量为 38L/h，BOD5 进水浓度为 200 mg/L， 出水为 30 mg/L。试根据上述试验结果设计生物转盘。 答： （1）确定面积负荷： d1=0.5m，n1=1A1 ??4d 12 ? 2 ? n 1 =0.39 m2=395 g/(m .d)2NA?38 ? 24 ? ( 200 ? 30 ) A1 ? 1000（2）确定盘片数：100 m3/h=100×1000L/h=395 g/(m .d)2NA?100 ? 1000 ? 24 ? ( 210 ? 30 ) A 2 ? 1000则 A2=A2 ?则?4d 22 ? 2 ? n 2取 d2=4mn2=43.52≈44 片 d=30mm，b=10mm，k=1.2第 49 页 共 72 页环境工程学L=n(d+b)k=44×(0.03+0.01)×1.2=2.112mV ? L ? S ? 2 . 112 ??（4 2 ? 0 . 05） 2 ? 13.93m 223-25 剩余活性污泥流量 800 m3/d， ，浓度为 4000mg/L，含水率为 99.6%，溶气罐 压力为 4×105，要求浓缩污泥含水率为 96%。求气浮浓缩池面积和回流比。 答：由表 3-18 得 20℃时 Sa=(7)mg/L=21.8 mg/L，取 f=0.5，则：Aa RS a (10 -5 fp - 1) ? ?0 S（已知气固比为 0.03）R ? 21.8(10 -5 ? 0.5 ? 4 ? 10 5 - 1) 0.03 ? 4000 求得R ? 5.5 取气浮池面积水力负荷60m 3 /(m 2 ? d ) Q ( R ? 1) 800 ? (5.5 ? 1) 2 A? 0 ? m ? 86.2m 2 ? 90m 2 q 603-26 某地区设计人口为 8000，人平均日污水量为 100L，污泥含水率为 95%，试 估算完全混合污泥消化池的有效容积。 答： Q ? 8000 ?100 ? 8000 m 3 / d 1000剩余污泥产率系数（1～3）‰，取 3‰则：?Tx ? 8000 ? 0.003 ? 24 m 3 /d ? Tx 24 ? ? 25 .26 m 3 /d (p为污泥含水率 ) p 0.95 w 25 .26 V ? i ? ? 315 .19m 3 (p为污泥投配率 ) p 8% wi ?中温消化污泥投配率 6%～8%第 50 页 共 72 页环境工程学第四章 水处理工程系统与废水最终处置4-1 配水管网有哪两种布置形式？应如何布置配水管网？ 答： 配水管网的布置形式基本上可分为树枝网和环状网两种。 布置配水管网时，应按照城市或厂区规划，考虑分期建设，初期采用树 枝网，逐步连接，建成环网状，或者断水影响小的区域为树枝网，断水影响 大的区域为环网状。 4-2 自来水厂和污水处理厂的设计应遵循哪些原则？二者之间有何区别？ 答：①给水处理厂总体设计： 水厂厂址的选择，应根据下列要求，通过技术、经济比较确定：给水系 统布局合理；不受洪水威胁；有较好的废水排除条件；有良好的工程地质条 件；有良好的卫生环境，并便于设立防护带；少拆迁，不占或少占良田；施 工、运行和维护方便。 水厂生产构筑物的布置应符合下列要求：高程布置应充分利用原有地形 坡度；构筑物间距宜紧凑，但应满足各构筑物和管线的施工要求；生产构筑 物间连接管道的布置，应水流顺直和防止迂回；与水厂生产附属建筑物（修 理间、车库、仓库等）应分开布置。 ②污水处理厂的总体设计 污水处理厂位置的选择应符合城镇总体规划和排水工程总体规划的要 求，并应根据下列因素综合确定：在城镇水体的下游；在城镇夏季最小频率 风向的上风侧；有良好的工程地质条件；少拆迁，少占农田，有一定的卫生 防护距离；有扩建的可能；便于污水、污泥的排放和利用；厂区地形不受水 淹，有良好的排水条件；有方便的交通、运输和水电条件。 污水厂的总体布置应根据厂内各建筑物和构筑物的功能和流程要求，结 合厂址地形、气象和地质条件等因素，经技术、经济比较确定，并应便于施 工、维护和管理。污水和污泥的处理构筑物宜根据情况尽可能分别集中布置。 处理构筑物的间距应紧凑、合理，并应满足各构筑物的施工、设备安装和管 道埋设以及维修管理的要求。 污水厂的绿化面积不宜小于全厂总面积的 30%。 污水厂并联运行的处理构筑物间应设均与配水装置，各处理构筑物系统间宜 设可切换的连通管渠。污水厂内各种管渠应全面安排，避免相互干扰，管道第 51 页 共 72 页环境工程学复杂时宜设置管廊；处理构筑物间的输水、输泥和输气管线的布置应使管渠 长度短、水头损失小、不易堵塞和便于清通。各污水处理构筑物间通联，在 条件适宜时，应采用明渠。位于寒冷地区的污水处理厂，应有保温防冻措施。 4-3 自来水厂的主要水处理工艺有哪些？各有什么特点？ 答： 给水处理厂处理的目的是去除水中的悬浮物、胶体物质、细菌及其他有害成分，使处理后的水质能满足生活饮用和工业生产的需要。 常用的处理工艺有自然沉淀、混凝沉淀和澄清、过滤和消毒，其中混凝 沉淀（或澄清）及过滤为地表水作为水源时水处理厂的主体工艺。 4-4 污水处理厂的主要处理工艺有哪些？各有什么特点？ 答： 城市污水按处理程度分为一级处理、二级处理和三级处理。 一级处理一般指用沉淀法去除可沉固体，有时为了提高处理效率，也可 采用一级强化处理工艺，即在沉淀之前投加混凝剂，混凝剂可包括有机、无 机絮凝剂，也可采用生物絮凝剂，该处理工艺一般可用于受纳水体自净能力 强、原水有机污染轻的污水处理。 二级处理一般指采用沉淀法和生物处理法处理以降低污水的悬浮固体 和有机物，该处理工艺是目前最常采用的城市污水集中处理工艺，其中生物 处理单元可采用活性污泥法或膜生物法。 三级处理一般是为了进一步提高出水水质，降低对环境的污染负荷，对 于缺水地区，三级处理后的出水可作为再生水循环利用。 4-5 污水回用的对象有哪些？不同的回用对象对回用水质的要求有何特点？ 答： 根据回用对象的不同，污水回用标准可分为工业回用标准、农业黄盖、灌溉标准、景观娱乐用水标准、城市杂用水标准以及地下水回灌标准。 不同的回用对象对再生水的水质要求相差很大，其中工业冷却水的用量 最大。 4-6 污水再生回用可分为哪几个系统？每个系统的污水处理工艺各有何特点？ 答： 根据不同的再生水水源，可以将污水回用系统分为三类：工业废水回用系 统、城市污水回用系统以及建筑和住宅小区回用系统。 a 工业废水回用系统： 提高工业用水的循环比例，降低万元产值的耗水量。第 52 页 共 72 页环境工程学b 城市污水回用系统：污水水量和水质非常稳定。c建筑和住宅小区回用系统：以生活污水为主，相对容易处理。第 53 页 共 72 页环境工程学第五章 大气质量与大气污染5-1 简述导致酸雨、温室效应以及臭氧层破坏的原因。 答： 酸雨成因：被大气中存在的酸性气体污染，pH 值小于 5.65 的酸性降水叫酸雨。酸雨主要是人为地向大气中排放大量酸性物质造成的。我国的酸雨 主要是因大量燃烧含硫量高的煤而形成的，此外，各种机动车排放的尾气也 是形成酸雨的重要原因 温室效应成因： 温室效应加剧主要是由于现代化工业社会燃烧过多煤炭、 石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。 二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无 形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地 球表面变热起来。O3 ? Y ? YO ? O2臭氧层破坏的机理： YO ? O ? Y ? O2总反应：O3 ? O ? 2O2 (Y：ClO，NO，OH等)5-2 简述大气污染控制的含义及内容。 答： 含义：大气污染控制可从两方面来理解，一是从立法的角度，指用法律来限制或禁止污染物的扩散。二是取消哪些是环境生态遭到严重破坏的污染 源，并且利用某些装置把污染物排放量降到不致严重污染的程度。 内容：}