《水污染控制工程》doc

作者:to88通盈官方网站 | 2020-10-29 13:15

  《水污染控制工程》 习 题 集 河北科技大学 环境科学与工程学院 2008年10月 目 录 绪论 第一章 绪论 2 物理处理单元 第二章 水质的预处理 5 第三章 重力沉降 6 第四章 自然上浮和气浮 11 第五章 过滤 13 化学处理单元 第六章 化学沉淀 14 第七章 中和 15 第八章 氧化还原 16 物化处理单元 第九章 化学混凝 17 第十章 吸附 19 第十一章 离子交换 23 第十二章 膜分离 26 生物处理单元 第十三章 水体的自净 29 第十四章 废水的生物处理和生化反应动力学基础 32 第十五章 稳定塘和污水的土地处理 33 第十六章 生物膜法 34 第十七章 活性污泥法 36 第十八章 污水的厌氧生物处理 39 污泥的处理和处置 第十九章 污泥处理和处置 41 污水资源化 第二十章 污水资源化 43 废水处理工程设计概述 第二十一章 废水处理工程设计概述 44 第一章 绪论 1、何谓水质?常用水质有哪些? 2、水质标准是如何制定的? 3、列表归纳污染物的类别、危害及相应的污染指标。 4、一般情况下,高锰酸钾的氧化能力大于重铬酸钾(前者的标准氧还原电位为1.51V,后者为1.33V),为什么由前者测得的高锰酸盐指数值远小于由后者测得的COD值? 5、通常CODBOD20BOD5高锰酸盐指数,试分析的原因。 6、什么叫水体污染?污染类型有那几种? 7、绘出常规的城市污水一级处理(物理处理)工艺简图并说明各处理单元的作用。 8、按照污水处理程度不同可划分为几级处理?简述其内容。 9、概述常规给水处理主要工艺流程、原理及各单元的作用,如水源水受到有机物和重金属的微污染时,应增加哪些其他工艺技术。 10、中水是指生活污水经过处理后,达到规定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水。请画出城市污水经过二级处理的出水还需哪些单元处理过程可作为中水的流程图,并说明中水回用的意义和作用。 11、某市一钢丝绳厂以加工和电镀钢丝为主。生产过程中产生一般废盐酸,数量为每月80吨,其中,盐酸〈=80g/L,氯化亚铁〉=250g/L。该厂处理这股废酸的指导思想是:以最小的投资,最底的处理成本,实现废酸的综合利用。请你为该厂设计一套可行的,能够实现综合利用的处理方案。(仅介绍方案,不计算设备大小。) 12、何谓水污染?造成水体污染的途径有哪些? 13、控制水污染的途径有哪些? 14、按照废水处理的作用原理分类,废水处理可分为几类处理方法? 15、按照水处理的程度分类,废水处理可分为几级?它们之间有什么主要区别和联系? 16、据国内现状和动态,从管理、经济、工艺方法研究、技术应用等多角度考虑,你认为我国在污水处理领域应在哪些方面进一步开展工作。 17、某制药车间生产废水的排放量为100m3/d,CODcr为4000mg/L,BOD5为1500mg/L,SS为250mg/L,拟采用生化处理方法,使排放达到CODcr〈150mm/L,BOD530mg/L,SS150mg/L的要求。请提出治理方案,绘出整个处理装置的工艺流程图,并对各处理单元的功能和选用型式作简要说明。 第二章 水质的预处理 1、格栅、筛网的主要功能是什么?各适用于什么场合? 2、简述水质水量调节的意义。 3、某厂生产废水为50m3/h,浓度每8h为一变化周期,各小时的浓度为20、80、90、140、60、40、70、100mg/L。今欲将其浓度均和到80mg/L以下,求需要的均和时间及均和池容积。 4、某酸性废水的pH值逐时变化为5、6.5、4.5、5、7,若水量依次为4、4、6、8、10m3/h,问完全均和后能否达到排放标准(pH=6~9)? 第三章 重力沉降 1、自由沉降、絮凝沉降、拥挤沉降与压缩沉降各有何特点?说明它们的内在联系与区别,各适用在哪些场合? 2、如何进行污水的沉降柱性能试验?在沉降性能曲线上反映出哪些主要参数?并如何根据沉降柱试验来估计沉淀池的沉淀效率?颗粒的总去除效率又是如何求导的? 3、污水中可沉淀物质的沉淀类型有几种?每种沉淀类型的含义是什麽? 4、平流式沉淀池与竖流式沉淀池的工作原理有什么区别? 5、怎样从理想沉淀池的理论分析得出斜板(管)沉淀池的设计原理? 6、沉淀池的表面负荷(或溢流率) 7、试述四种沉淀类型的特征及其在水处理工艺中的应用。 8、试结合理想沉淀池原理说明斜板斜管沉淀池提高沉淀效果的原型。 9、某异向流斜板沉淀池长15m,宽4m,板间垂直距离为100mm,板厚5mm,板长1m,水平倾斜角为60度,当u0=0.7mm/s时,求该斜板沉淀池中:板间流速、斜板数目、该沉淀池处理水量。 10、沉淀池有几种形式?曝气沉砂池中通入的空气起什么作用? 11、拥挤沉淀与压缩沉淀各有什么特点?污泥浓缩池的污泥沉淀属于哪种类型? 12、由自由沉淀试验分别得到不同沉淀时间的表观去除滤E( =1c/c0)。试述对于沉速为Uo的颗粒刚好可以完全去除时,其总沉降效率Er应如何计算。 13、一球形颗粒在静止流体中自由沉降。当作用在颗粒上的沉降力与阻力相等时,颗粒开始在流体中作等速沉降,此时的沉降速度称为终端沉降速度,用Vt表示。试推导Re〈1,Pp〉》P时的Vt表达式。 符号规定:dp---颗粒直径(m);Pp---颗粒线);P---流体密度(kg/m3);V---颗粒对流体的相对速度(m/s);u---流体粘度(Pa.s);g---重力加速度(m/s2);Re---雷诺准数(无因次);Cd---阻力系数(无因次),当Re1时,Cd=24/Re 14、简述浅池沉降原理。 15、简述理想沉淀池的三个假设条件。 16、斜板(管)沉淀池不宜作为二次沉淀池的原因是什麽? 17、计算粒径为0.05mm的泥沙颗粒的自由沉降速度(计算条件:泥沙比重2.65;水温20摄氏度;水的动力粘滞系数为0.01克/厘米.秒) 18、原水泥沙沉降实验数据见下表。去样口在水面下120厘米处。表面负荷为43.2m3/m2.d。试按理想沉淀池条件,求该池可除泥沙颗粒约百分之几?(C0表示泥沙初始浓度) 表 沉降试验数据 取样时间(min) 0 15 20 30 60 120 180 C/C0 1 0.96 0.82 0.62 0.46 0.23 0.06 19、曝气沉砂池的作用是什么? 20、某废水处理站最大设计流量为300m3/h,采用异向流斜板沉淀池。由沉淀试验曲线mm/s。斜板内水流的上升速度4mm/s,斜板长度为1m,斜板倾斜角为60度,斜板效率取0.6。求(1)沉淀池的长与宽?(2)斜板的净间距与块数?(3)沉淀时间? 21、平流式沉淀池特点及与其他类型沉淀池的比较 22、已知初沉池的污水设计流量qv=1200m3/h,悬浮固体浓度SS=200mg/L。设沉淀效率为55%,根据性能曲线m/h。若采用竖流式沉淀池,求池数及沉淀区的有效尺寸(面积、直径、有效深度)。设污水的含泥率为98%,确定污泥斗的有效容积为多少? 23、有一生活污水,流量120米3/小时,悬浮物浓度250毫升/升。现欲设计能将悬浮物去除70%的平流式沉淀池。已知静置实验数据为:去除率70%时沉淀时间为1小时,该沉淀效果的颗粒速度u0=1.8米/千克/米3。试计算沉淀池的面积和每日污泥体积。 24、已知初沉淀的污水设计流量qv=1200m3/h,悬浮固体浓度SS=200mg/L。设沉淀效率为55%,根据性能曲线m/h。若采用竖流式沉淀池,求池数及沉淀区的有效尺寸(面积,直径,有效深度)。设污水的含泥率为98%,确定污泥斗的有效容积为多少? 25、何为颗粒最小沉速? 26、某废水静置沉淀试验数据如下: 沉淀时间t (min) 0 15 30 45 60 90 180 Xi=Ci/C0 1 0.96 0.81 0.62 0.46 0.23 0.06 试验有效水深H=1.2m。试求在u0=3.0cm/min时的颗粒的去除效率。 27、某有机废水含悬浮物430mg/L,絮凝沉淀试验数据如表所示: 时间(min) 指定深度的SS浓度 0.6m 1.2m 1.8m 5 356.9 387.0 395.6 10 309.1 346.2 365.5 20 251.6 298.9 316.1 30 197.8 253.7 288.1 40 163.4 230.1 251.6 50 144.1 195.7 232.2 60 116.1 178.5 204.3 75 107.5 143.2 180.6 试求该废水在1.8m深的沉淀池中沉淀1h的总悬浮物去除率。 28、已知某工厂排放的废水量Q=6000 m3/d,时变化系数1.5,废水中悬浮固体含量SS=300mg/L,要求经过初沉后处理出水中的SS为80mg/L,沉淀试验如下: T(min) u0(mm/s) 去除率(%) 5 10 20 40 60 120 2.5 2.0 1.5 0.9 0.7 0.3 20 30 42 61 70 80 试设计一座平流式沉淀池,试确定其基本尺寸,并画出草图。 29、若造纸废水设计流量 Q=1000m3/d,由试验确定设计上升流速为0.7mm/s,沉淀时间为1.5h,拟设计一竖流式沉淀池,试确定其基本尺寸,并画出草图。 30、水的沉淀法处理的基本原理是什么?试分析球形颗粒的静水自由沉降(或浮上)的基本规律,影响沉淀或上浮的因素有哪些? 3、已知初沉池的污水设计流量qv =1200m3/h,悬浮固体浓度SS=200mg/L。设沉淀效率为55%,根据性能曲线m/h。若采用竖流式沉淀池,求池数及沉淀区的有效尺寸。设污泥的含水率为98%,确定污泥斗的有效容积为多少? 0.15mm、比重为1.2的球形颗粒。试计算在相同理想条件下,该沉砂池对直径为0.08mm,比重为1.5的球形颗粒的去除率是多少? 33、在有效高度为1.5m的沉降柱中点取样,得到高炉煤气洗涤水的沉降试验结果如下表。试绘制该种废水的E-t、E-u和ET-t、ET-u沉降曲线,并比较用和计算工作水深的结果。 34、由原始水深为1.5m的沉降柱中点,得到沉降试验的结果如表3-8。试确定表面负荷为200m3/m2·d的平流沉淀池对悬浮液中固体颗粒的沉降效率。 表 沉降试验资料 沉降时间t(min) 0 5 10 30 60 90 120 累计水深下降高度 (m) 0 0.025 0.045 0.065 0.085 0.11 水样中的残留SS浓度 (mg/L) 2775 2741 1586 1532 1250 1234 675 665 458 452 353 348 252 248 35、在一个设有三个取样口的沉降柱中对某种废水作絮凝沉降试验,得到下表所示的结果。试确定该废水在沉淀池中沉降25min和50min时,水中SS在2m水深处所能达到的沉降效率Et和总沉降效率ET。 表3-9 沉降试验资料 沉降时间(min) SS去除率(%) 1m 2m 3m 10 20 30 40 60 30 60 62 70 73 18 48 61 63 69 16 40 60 61 65 36、以本章例题3-2的数据和图表为基础,绘制1.5m水深处的ET-t和ET-u沉降曲线、有一合流制下水道,雨季最大流量为3.0m3/s,旱季最枯月的最大流量为1.4 m3/s。现用曝气沉砂池除砂,试计算其各部尺寸。 38、某钢铁厂高炉煤气洗涤水的平均流量为360 m3/h,原水中的SS平均浓度为2758mg/L。现拟用两座并联运行的设有刮泥机的平流沉淀池进行处理,并要求出水中的SS浓度不大于500 mg/L。已知刮泥板高度为0.25m,沉渣含水率为95%,容重为1250kg/m3。试以第2题的E-t、E-u曲线为据,确定沉淀池的结构尺寸,并绘制沉淀池简图。 第四章 自然上浮和气浮 1、微气泡与悬浮颗粒相粘附的基本条件是什么?有哪些影响因素?如何改善微气泡与颗粒的粘附性能? 2、加压溶气气浮的基本原理是什么?有哪几种基本流程与溶气方式?各有哪些特点? 3、在废水处理中,浮上法与沉淀法相比较,各有何优缺点? 4、某工业废水水量为1200m3/d,水中悬浮固体浓度为800mg/h,需用气浮法降低其悬浮物浓度,试计算平流式气浮池的尺寸。 10、按照水中悬浮物的性质,浮力浮上法有哪几种具体的处理方法?试述它们各自的特点和适用对象。 11、试比较压力溶气气浮三种供气方式的优缺点和适用场合? 12、什么是微气泡与微絮粒的共聚粘附?如何实现共聚粘附? 13、今拟用平流式隔油池处理流量为60 m3/h的某含油废水。已知废水在池内的流速为12mm/s,要求除去废水内粒径大于60μm的可浮油,浮油密度为0.87g/cm3。试确定该隔油池上浮区的结构尺寸。 14、试将图5-8改为部分进水加压和部分回流水加压流程示意图。 15、今用部分回流水加压溶气气浮流程处理某厂纸浆白水。已知废水流量为160m3/h,原水中纸浆纤维SS为160mg/L,处理后要求不大于10mg/L。经技术经济比较,确定采用空压机供气和折流板空罐溶气,溶气罐过流密度为60m3/m2·h,溶气压力为294kPa(表压)。气固比A/S=20L/kgSS,水温为20℃。试计算:(1)空压机额定供气量;(2)溶气罐结构尺寸;(3)气浮池结构尺寸。 16、气浮法处理废水中,加压泵和溶气罐的作用是什么? 17、试述采用气浮(浮选)法处理废水时,(1)水中含表面活性物对疏水性乳化油和亲水性胶粒表面性质的改变和对气——粒附着效果的影响;(2)混凝剂与表面活性剂在浮选中的作用。 第五章 过滤 1、过滤的基本原理是什么? 2、简述滤池反冲洗配水系统的种类,它们各自的工作原理、特点与适用范围是什么? 3、从滤池配水系统的设计原理出发,说明大阻力和小阻力配水系统的设计思想。 4、滤池冲反洗配水系统的作用是什么?为什么配水的不均匀性是绝对的?如何才能达到配水的相对均匀性? 5、影响滤池冲洗效果的因素有哪些? 6、滤池反冲洗强度。 7、快滤池的冲洗方法有几种?简述各自的优缺点。 8、一滤池内滤料的有效粒径d10=0.55mm,d30=1.1mm,求该滤料的不均匀系数? 9、滤池气——水反冲洗有那几种洗操作方式,简述其优点。 10、某食品厂废水量500米3/日,进水BOD浓度为400毫升/升,经沉淀后BOD去除25%,然后进入生物滤池。在不考虑回流的情况下,试设计一个普通生物滤池,计算出滤池体积V,滤池有效面积A,并校核水力负荷q。(已知BOD负荷为0.25kg/m3d,滤床高在1.5—2米之间,q应在1—3m3/m2d之间) 第六章 化学沉淀 1、用氢氧化物沉淀法处理含镉废水,若使镉达到排放标准,出水pH值最低应为多少?(25℃时,Cd(OH)3的溶度积Ksp=2.2×10-14) 2、如何确定氢氧化物沉淀法处理重金属废水的pH条件? 3、综述石灰法在水处理中的应用(包括作用原理、去除污染物范围、工艺流程、优点及存在问题、处理实例)。 4、试述硫化物沉淀法常用药剂、去除对象及特点,并剖析硫化物沉淀法除Hg(II)的基本原理。 5、举例说明可溶性络离子的生成对化学沉淀法的处理效果有何影响? 6、试述铁氧体沉淀法处理含重金属废水的基本原理、工艺流程及操作条件。 7、今有一电镀含铬废水,其含铬量(以CrO3计)为1500mg/L,pH值为4。拟采用铁氧体沉淀法进行处理。试计算每立方米废水所需绿矾(FeSO4·7H2O)的最小投量。 第七章 中和 11、如何确定不同浓度酸碱废水的处理方法? 12、试述过滤中和法处理酸性废水时,选择滤料的原则,并讨论升流式膨胀中和滤池及变截面升流式滤池的特点。 13、举例说明有哪些工业废水、废渣、废气可用于酸、碱废水中和处理? 14、如何估算天然水体中和酸性废水的能力?推导(11-3)式。利用天然水体中和酸性废水,应考虑哪些因素? 15、今有含硫酸的工业废水,其pH=2.3,如欲采用石灰干投法进行中和处理,使之达到排入城市下水道的标准(pH≈6~10,可取8),试问每立方米废水需投多少石灰?(石灰纯度为70%)。 16采用石灰石过滤中和含硫酸的废水时,如硫酸浓度超过允许值,可用回流中和后的出水予以稀释。今有流量为Q的硫酸废水,其浓度为Cmg/L(C大于硫酸允许浓度C0)。已知石膏溶解度为a1g/L,并假设中和后出水不含酸。试求需要的回流水量QR。 17、已知废水含H2SO4 2000mg/L,河水最小流量158m3/s,河水的利用系数为0.1,河水中重碳酸盐全部能析出的CO2量A=100mg/L,游离CO2含量为20mg/L。求允许排入河水的酸性废水量。 18、PH值对废水处理工程的可能影响分析及控制对策。 第八章 氧化还原 1、碱性氯化法处理含氰废水时,为什么要严格控制pH值? 2、氧化还原法有何特点?是否废水中的杂质必须是氧化剂或还原剂才能使用此方法? 3、根据臭氧处理系统中混合反应器的作用,分析比较微孔扩散式鼓泡塔和喷射器式混合反应器的构型特点及适用范围。 4、试述碱性氯化法处理含氯废水的基本原理、工艺流程及反应条件。 5、氯氧化法去除水中酚有何弊病?为了消除氯酚的危害可采取哪些措施? 6、试述药剂还原法处理含铬(VI)废水的基本原理及常用药剂,并讨论还原剂耗用量与pH值的关系。 7、采和金属屑还原法处理含汞(II)废水时,固液接触面积、温度、pH值等因素对反应速度及金属耗用量有何影响? 8、采用臭氧氧化法处理有机废水时,发现出水中的BOD5值往往比进水中还高,试分析其原因。 9、试述电解法处理含铬废水的原理。 第九章 化学混凝 1、试概述水的混凝机理。 2、试说明水的混凝过程。 3、简述影响水混凝的主要因素。 4、在投加混凝剂时,为什么必须立即与处理水充分混合、剧烈搅拌? 5、水的混凝对水力条件有哪些要求?水流速度梯度G反映什么?为什么反应池的效果可用GT值来表示? 6、简述铝盐混凝剂的水解过程及作用机理。 7、化学混凝法的原理和适用条件是什么?城市污水的处理是否可用化学混凝法,为什么? 、化学沉淀法与化学混凝法在原理上有何不同?使用药剂有何不同? 13、简述胶体的双电层结构及稳定性机理。 14、简述压缩双电层和电性中和的脱稳凝聚机理。 15、实现吸附桥连和网捕絮凝的基本条件各有哪些? 16、试述FeCl3在水中的离解、水解和聚合反应过程。 17、混凝过程的混合阶段和反应阶段对搅拌强度和搅拌时间的要求有何不同,为什么? 18、加速澄清池为什么能加速废水的澄清过程,并对水量水质有较强的适应能力? 19、已知待处理废水的流量为400m3/h,总碱度为0.5×10-3n-1mol/L。经试验,宜采用精制硫酸铝为混凝剂,剂量为25mg/L,以生石灰为pH调整剂,其活性CaO含量为60%。试估算每天的硫酸铝和生石灰实物用量各为多少? 20、简述水的pH值对硫酸铝混凝效果的影响。 21、试论述混凝过程的GT值的实用意义,简述混凝过程中使用无机高分子絮凝剂与传统凝聚剂处理效能与作用机制的差别。 22、分析投加高分子混凝剂过量时混凝效果不好的原因。 第十章 吸附 1、活性炭为什么具有很强的吸附作用?什么物质易为活性炭吸附? 2、什么叫吸附等温线、如何确定吸附等温式中的常数? 4、如何绘制动态吸附的穿透曲线、何为吸附柱的穿透点?到达穿透点时,吸附柱处于什么状态? 6、吸附柱的有效高度为什么一定要大于吸附带的长度?吸附带的长度与哪些因素有关? 7、简述活性炭的再生方法和机理。 8、试分析活性炭吸附法用于废水处理的适用条件及其特点。 9、某工业废水用活性炭A吸附有机物(以TOC表示)的试验数据如下: 1升废水中加入1g活性炭A的吸附试验数据(水温15℃) 0.5 1.05 2.3 5.9 22.2 60.2 求:(1)活性炭A的吸附等温式。 (2)平衡浓度Ce(TOC)=10.0mg/L时的吸附量。 10、用吸附法处理废水,可以达到使废水极为洁净。那么,是否对处理要求高,出水要求高的废水,原则上都可以考虑采用吸附法?为什么? 11、吸附柱中装填活性炭0.5kg,其湿容重为0.40kg/L,废水TOC浓度C0=100mg/L,流量Q=50L/h,进行固定床动态试验。试验数据如下: 时间T(h) 0.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 16 出水TOC浓度C (mg/L) 10 12 14 19 26 35 52 70 82 90 94 976 99 (1)绘制吸附过程的穿透曲线)如果出水的TOC容许浓度Ca=20mg/L,计算到达转效点时活性炭的吸附量。 (3)设耗竭点浓度Cb=90%C0,计算到达耗竭点时活性炭的通水倍数。 (4)为要达到上述的通水倍数,所需炭柱的串联级数。 12、吸附柱的处理系统见图2所示。废水流量为3.0m3/min,TOC浓度为350mg/L,要求出水TOC浓度小于3mg/L。活性炭吸附试验数据如下: 废水1L加1g活性炭的试验数据 初始浓度Ci (mg/L) 10 20 40 80 120 160 240 平衡浓度Ce (mg/L) 0.10 0.20 0.40 9.50 25.5 48.5 115.0 求每分钟再生活性炭的量。 出水 再生设备 进水 (Q=3.0m3/min,Ci=350mg/L) 图 移动床连续吸附系统 13、画出理想情况下单柱降流式固定床吸附的穿透曲线,并说明如何由穿透曲线计算到达穿透点时活性炭对被吸附物质的吸附量。 14、将下列吸附等温方程式改写成线性公式,并判断属于哪一种吸附类型:Q=0.863C0.5 15、物理吸附和化学吸附各有何特点? 16、在废水处理中最常用的吸附等温模式有哪几种?它们有什么实用意义? 17、某工业废水拟用活性炭A和B吸附有机物(以BOD表示),经静态吸附实验获得如下表中的平衡数据,试求两种炭的吸附等温式,并选择活性炭的种类,说明选择的主要依据是什么? 表 吸附平衡数据(1L废水样中加入活性炭1g) 废水初始浓度(mg/L) 平 衡 浓 度(mg/L) 活 性 炭 A 活 性 炭 B 10 20 40 80 160 320 0.52 1.2 2.9 11.1 30.0 80.1 0.5 1.05 2.3 5.9 22.2 60.2 18、如何绘制动态吸附的穿透曲线?它能为设计提供什么资料? 19、试分析活性炭吸附法用于废水处理的优点和适用条件,目前存在什么问题? 20、某炼油厂废水经生化处理后,为了继续提高水质,拟进一步采用活性炭吸附法进行深度处理。根据试验结果,确定主要设计参数为:(1)处理能力(即处理废水量)Q为300m3/h;(2)采用两套吸附装置并联同时运行,即n=2;(3)空塔速度vL=12m/h;(4)废水与活性炭接触时间T为30min;(5)通水倍数W为6m3/kg炭。试计算:(1)吸附塔的总面积F;(2)每个吸附塔的面积f;(3)每个吸附塔的直径D;(4)每个吸附塔的炭层高度H;(5)每天需要的活性炭重量G。 21、在吸附装置设计计算的方法中,博哈特-亚当斯法的基本原理和方法的要点是什么? 22、通过实验获得的资料列于下表。今有一有机废水,流量为2.262m3/h,初始浓度为10mg/L,用活性炭吸附法处理后需使有机物降到0.5mg/L。吸附柱的内径取定0.6m,炭床(层)高度1.5m。试用博哈特-亚当斯法计算每一吸附周期的工作时间、每年更换活性炭的次数、年需用炭量、有机物的去除量及吸附效率。 表 动态实验数据 实验号 线速度(m/h) 炭层深度(m) 穿透时间(h) 1 6 0.5 1.0 1.5 750 1626 2725 2 12 0.5 1.0 2.0 175 525 1250 3 24 1.0 2.0 3.0 150 550 725 4 48 1.0 3.0 5.0 50 325 625 第十一章 离子交换 1、离子交换树脂的结构有什么特点? 2、离子交换树脂有哪些主要性能?各有什么实际意义? 3、什么是树脂的交换容量?影响树脂工作交换容量的因素有哪些? 4、离子交换速度有什么实际意义?影响离子交换速度的因素有哪些? 5、强酸性阳树脂和弱酸性阳树脂的交换特性有什么不同?在实际应用中如何选择? 6、什么是离子交换树脂的交换势?影响交换势的主要因素有哪些? 7、简述离子交换树脂的再生原理,如何降低再生费用? 8、简述固定床离子交换器的工艺过程,它有什么缺点?如何克服? 9、简述离子交换法处理电镀含铬废水的原理、工艺流程和特点。 10、简述离子交换法处理工业废水的特点。 11、从水中去除某些离子(例如脱盐),可以用离子交换法和膜分离法。您认为,当含盐浓度较高时,应该用离子交换法还是膜分离法,为什么? 12、电镀车间的含铬废水,可以用氧化还原法、化学沉淀法和离子交换法等加以处理。在什么条件下,用离子交换法进行处理是比较适宜的? 13、阳离子交换树脂饱和容量的快速测定法如下:将湿树脂装入柱内。然后加水淹没树脂,当树脂沉降后,湿树脂体积为150mL。将几倍树脂体积的CaCL2溶液通入柱内,使树脂转成钙型,然后用蒸馏水淋洗,在通以浓NaCl溶液,将排出液收集起来,直至排出液中无Ca2+检出。收集的排出液总量为4.7L,排出液中[Ca2+]=1200mg/L。计算树脂的交换容量为多少毫克当量/毫升湿树脂?如果树脂的含水率ρ=60%,视比重r视=0.80g/mL,试计算树脂的交换容量为多少毫克当量/克干树脂? 14、软化水量Q=50m3/h,水质资料为:[HCO3-]=283mg/L,[SO42-]=67mg/L,[Cl-]=13mg/L,软化后要求剩余碱度为0.3毫克当量/升。现采用RH-RNa并联软化系统,RH以Na+泄漏为运行终点。计算经RH和RNa的软化水量QH和QN及每小时产生的CO2量。 15、某车间废水流量Q=5m3/h,含多种金属离子,总浓度为4.0毫克当量/升。现拟采用732#H型阳树脂移动床进行处理。已知732#H型阳树脂的EI=1.2毫克当量/毫升,视比重r视=0.80g/mL。 (1)绘出工艺流程图。 (2)计算每日需要再生的树脂重量W。 (3)拟定再生方法和再生废液的处理方法。 16、离子交换树脂有哪些性能?它们各有什么实用意义? 17、由实验总结得出的离子交换选择性有哪些主要规律? 18、以RNa树脂交换废水中的Cd2+为例,推导不等价离子交换的平衡关系式,并画出其概括性平衡曲线、什么叫做离子交换选择性系数?它有何重要意义? 20、试画出离子交换法处理含铬电镀废水的工艺流程图,说明各交换柱的作用。 21、某化工厂每小时从生产过程中排放出来的废水为100m3,其水质如表所示。 表 某化工厂废水成分 阳离子 浓度(mg/L) 阴离子 浓度(mg/L) Na+ Ca2+ Mg2+ Ni2+ Cu2+ 合 计 400.00 12.30 25.50 7.58 5.97 451.35 HCO3- Cl- SO42- SiO2 合 计 63.4 376.0 427.4 30.0 896.8 (1)试将给出的废水水质换算成碳酸钙硬度来表示。 (2)现计划将废水用Na型的弱酸性阳离子交换树脂进行处理,除去钙、镁硬度成分和镍、铜重金属离子,而且处理水要回收再用。试求出树脂用量和再生剂用量。 (3)通过上述阳离子交换得到的处理水,其中含盐浓度还很高,现决定将这种处理水的50m3/h进行部分脱盐,要求脱盐后软水中的溶解性固体浓度为300mg/L。试计算软化所需要的交换树脂量和再生剂用量(Na型弱酸树脂的交换周期可取24h。阳-阴离子串联复床脱盐装置可设两套,一套脱盐时另一套再生,每套交换周期可取12h。 22、简述强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂在应用中的主要差别。 23、说明强、弱酸、碱型离子交换树脂结构上和应用中的主要差别并写出一离子交换法制备纯水的流程。 24、简述离子交换工艺的操作程序。 25、简述离子交换树脂的结构及主要性能。 第十二章 膜分离 一、电渗析 1、简述影响离子交换膜选择透过性的因素。 2、工业用离子交换膜应具备什么特征? 3、简述电渗析器的工作原理。 4、什么是电渗析器的极化现象?它对电渗析器的正常运行有何影响?如何防止? 5、利用电渗析法处理工业废水有何特点? 6、在电渗析操作中应注意什么问题? 7、图3为电渗析法自酸洗废液中回收硫酸和铁的示意图。简述其工作原理并写出有关的电极反应式。 酸洗废水 A 稀H2SO4 FeSO4+H2SO4 (-) (+) 弃液 再生H2SO4 图3 单膜电渗析器处理自酸洗废液 8、图4为利用复合膜电渗析器自造纸废水中回收木质素和烧碱的示意图。 木质素 回收NaOH C A C C A C C (+) (-) 造纸废水(木质素+NaOH) 稀NaOH 图4 复合膜电渗析器回收木质素和烧碱 9、电渗析膜和反渗透膜有什么区别? 10、已知电渗析器的膜对数n=50,级(段)数为1。淡水产量Q=5m3/h,电压V=250伏,电流强度I=14A,运行资料如下: 项目 [HCO3-](mg/L) [SO42-](mg/L) [Cl-](mg/L) 原水 126 262 23 淡水 76 96 17 计算该电渗析器的电流效率。 11、一台用于苦咸水脱盐的电渗析器,其鱼鳞格板厚度h=2mm,水温25℃时,电渗析器常数k=33.3,若脱盐率为90%,计算水在电渗析器中的最小流程。 二、反渗透 1、简述反渗透的原理。 2、简述反渗透膜的选择透过性机理。 3、反渗透膜与离子交换膜的异同点。 4、简述反渗透装置的主要类型极其结构。 5、简述中空纤维式反渗透装置的优缺点。 6、简述反渗透操作过程中的浓差极化现象及其产生的原因、危害和预防措施。 7、简述超滤与反渗透的异同点。 8、简述反渗透的原理和特点。 9、膜分离技术的主要特点有哪些?膜分离法有哪几种? 10、今有膜对n=50、级(段)数为1的电渗析器,已知它的运行资料列于下表,试求该电渗析器的电流效率。 表 某电渗析器运行资料 淡水产量 (m3/h) 电流 (A) 电压 (V) 离 子 浓 度(mg/L) SO42- HCO3- Cl- 5 14 250 原水 脱盐水 原水 脱盐水 原水 脱盐水 262 96 126 76 23 17 11、试绘制出渗透和反渗透原理示意图。 12、反渗透膜与离子交换膜的选择透过性有什么根本上的区别? 13、超滤与反渗透在原理、设备构造、运行上有何区别?有何联系? 14、怎样应用电压-电流曲线法求电渗析器的极限电流密度ilim?如何通过实验数据利用图解法或解方程法求出威尔逊极限电流密度公式中的水力特性常数K和流速指数n? 15、试分析比较扩散渗析、电渗析、反渗透、超滤、液膜分离等膜技术在废水处理方面的应用特点、应用范围、应用条件,以及它们各自的优缺点和应用前景。 16、简述水处理技术中膜分离法的类型及其工作原理。 17、属于膜分离技术的处理技术主要有哪些?说明相互间的主要差别和各自应用范围。 18、试解释超滤过程中浓差极化现象,并讨论克服方法。 19、比较电渗析法与反渗透法。 第章1、概述水体污染控制的主要水质指标。 2、概述我国我省的水排放标准。 3、概述我国水环境质量标准。 4、水污染控制技术可分为几大类型?简要介绍重要的控制技术。 、污水处理方法与污染物粒径有何关系?试举例说明之。 、什么叫水体的自然净化?水体自然净化能力取决于哪几个方面的因素?La=20mg/L,Da = 5mg/L,流速0.9m/s,水温20℃。求10天内的氧垂曲线和最大缺氧点的位置及最大亏氧量。(每隔2天取一个t值) K1=0.1,K2=0.2。 8、某河川La=15mg/L,K1=0.1,K2=0.2,在污水与河水相混合处氧不足量为Da=3mg/L,求定:1d后的缺氧量和最大缺氧量是多少。(先求出最大缺氧点的日期(取整数),再计算最大缺氧量) 9、已测定出某废水20℃ BOD5=250mg/L,K1(20℃)=0.1,求30 ℃时BOD5。 10、某一水样20℃的生化需氧量(Yt)测定结果如下: T(日) 2 4 6 8 10 Yt(mg/l) 11 18 22 24 26 试确定此水样的K1、La及BOD5(Y5)值。(K1=2.61b/a La = 1/2.3k1a3) 11、如某工业区生产污水和生活污水的混合污水的2天30℃生化需氧量为200 mg/l,求该污水5天20℃的生化需氧量(BOD5),如在20℃时,K1=0.1d-1。 12、计算 废水: 废水: Q = 2 m3/s Q = 2 m3/s BOD5= 20 mg/L B点上游 BOD5 = 15 mg/L DO = 4 mg/L DO = 6 mg/L A ● B C D 河流A上游: 支流: Q= 4 m3/s Q=2 m3/s BOD5 = 1mg/L BOD5 =1mg/L DO饱和 DO = 8mg/L 20公里 20公里 20公里 全河段(AD)水速v= 0.3m/S ,水温 T=20℃,C =9.2mg/L,K1 =0.1,K2 =0.35,试估计D点的含氧量和BOD值。(假定废水与河水在排放口完全混合) 13、反映水中需氧有机物含量的指标。 14、河流水体的主要自净机理是什么?氧垂曲线主要描述什么作用与过程? 15、怎样辨别河流的受污状况与自净能力? 16、湖泊水库中可能出现何种污染状况?会带来什么严重后果? 17、废水排入海水中,为什么能形成表面场和浸场两种废水场? 18、试述海湾污染与自净的主要过程。 19、应怎样考虑废水流入河流、湖泊、海洋的排放方式? 20、一条大河的自净常数f=2.4,k1=0.23d-1,河水和废水混合在受污点的起始亏氧量为Da=3.2mg/L,起始La=20.0mg/L。试求:(1)距受污点1d流程处的亏氧量;(2)亏氧临界点的时间tc与亏氧量Dc;(3)最大复氧速率点的时间ti与亏氧量Di。 21、列表归纳污染物的类别、危害及相应的污染指标。 22、一般情况下,高锰酸钾的氧化能力大于重铬酸钾(前者的标准氧还原电位为1.51V,后者为1.33V),为什么由前者测得的高锰酸盐指数值远小于由后者测得的COD值? 23、通常CODBOD20BOD5高锰酸盐指数,试分析的原因。 24、含氮有机物的好氧分解分两个过程:氨化和硝化。生活污水的BOD5与哪个阶段相配?氨化与硝化能否同时进行? 25、试验表明,T(℃)时的第一阶段生化需氧量LT与20℃时的第一阶段生化需氧量L20有如下关系:LT=(0.027+0.6)L20。试问L为什么依温度的不同而异? 26、某城镇废水量为500m3/h,服务的当量人口为19.2万,若每当量人口每天排出的BOD5为25g,试根据上题公式计算10℃(冬季)及24℃(夏季)时废水中BOD5的总量(kg/d),并略述其对处理负荷的影响。 27、某厂生产废水为50m3/h,浓度每8h为一变化周期,各小时的浓度为20、80、90、140、60、40、70、100mg/L。今欲将其浓度均和到80mg/L以下,求需要的均和时间及均和池容积。 28、某酸性废水的pH值逐时变化为5、6.5、4.5、5、7,若水量依次为4、4、6、8、10m3/h,问完全均和后能否达到排放标准(pH=6~9)? 29、河流、湖泊和海洋的水体特征,主要有哪些异同点? 第章废水生物处理和生化反应动力学基础1、在生化反应中酶起了什么作用? 2、名词解释:内源呼吸、对数期、发酵 3、何谓米氏方程? 4、何谓莫诺特方程?在应用时需满足哪些条件? 5、微生物的呼吸类型有哪几种?简要介绍之。 6、细菌生长可划分为几个时期?哪一个时期净化废水的效果最好?为什么? 7、什么是污水的可生化性?一般如何评价?、微生物生长曲线包含了哪些内容?它在废水生物处理中具有什么实际意义? 、什么叫生化反应动力学方程式?在废水生物处理中,采用了哪两个基本方程式?它们的物理意义是什么? 、已知某一级反应起始基质浓度为220mg/L,2h后的基质浓度为20mg/L,求其反应速度常数k与反应后1h后的基质浓度ρs。 第章稳定塘和污水的土地处理1、稳定塘有哪此类型?它们的处理机理和运行条件有何区别? 2、污水土地处理系统有几种类型?各有什么特点? 3、污水土地处理系统有哪些类型?各有什么特点? 、试述好氧塘、兼性塘和厌氧塘净化污水的基本原理。 、试述土地处理法去除污染物的基本原理。 、 8、为什么说污水灌溉必须积极而又慎重地进行? 9、今有30万人口的城市污水,拟用自然条件下的生物处理法进行处理。在该城市地处华北京津唐地区和华南沿海的两种情况下,试分别拟定一个处理、利用方案,并对相应构筑物进行简要的设计计算。 第章生物膜法1、试述生物膜法净化污水的原理。 2、什么条件下宜采用活性污泥法,什么条件下宜采用生物膜法? 3、高负荷生物滤池因何得名?与传统的普通滤池相比最大的不同在哪里?生物滤池的最新发展形式是什么? 4、生物转盘的构造主要有哪几部分?为什么它比传统的生物滤池处理能力要高? 5、什么是接触氧化法?有何显著特点?其主要构造如何?在接触氧化法的设计中,应注意哪些问题? 6、二相生物流化床与三相生物流化床的主要区别有哪些?、生物膜法有哪几种形式?各适用于什么具体条件? 、生物滤池有几种形式?各适用于什么具体条件? 、影响生物转盘处理效率的因素有哪些?它们是如何影响处理效果的? 、某工业废水水量为600m3/d,BOD5为430mg/L,经初沉池后进入高负荷生物滤池处理,要求出水BOD5≤30mg/L,试计算高负荷生物滤池尺寸和回流比。 、某印染厂废水量为1000m3/d,废水平均BOD5为170mg/L,COD为600mg/L,试计算生物转盘尺寸。 、某印染厂废水量为1500m3/d,废水平均BOD5为170mg/L,COD为600mg/L,采用生物接触氧化法处理,要求出水BOD5≤20mg/L,COD≤250mg/L,试计算生物接触氧化池的尺寸。 14、比较生物膜法和活性污泥法的优缺点? 15、已知普通生物滤池滤料体积600m3,滤池高2m,处理水量Q=120m3/h,入流水BOD200mg/L,去除效率为85%,求:(1)水力负荷(qF);(2)体积负荷(qV);(3)有机负荷。 16、某生产废水100m3/h,BOD浓度210mg/L。小型生物转盘试验结果为:当转盘直径0.5m,废水流量38L/h,BOD浓度200mg/L时,出水BOD值为30mg/L,试根据试验结果设计生物转盘。 第章活性污泥法1、在活性污泥处理系统中,哪几种微生物可作为污泥状况良好的指示生物? 2、曝气池和二次沉淀池各有何作用? 3、名词解释:双膜理论、微孔曝气、氧化沟 4、常用的曝气设备有哪些?各适用于什么场合? 5、何谓SBR法?请列出你所知道的变种SBR工艺,并简述它们的特征和优点。 6、试说明污泥沉降比、污泥浓度和污泥指数在活性污泥法运行中的重要意义。 7、什么是污泥龄?在污水生物处理中有什么作用? 8、试简单论述氧转移的基本原理和影响氧转移的主要因素。 9、什么是活性污泥的驯化?驯化的方法都有哪些? 10、活性污泥系统中常发生的异常现象有哪些?产生的原因是什么? 11、在废水的好氧生物处理中,如何提高废水的可生物降解性? 12、活性污泥法的运行方式有哪几种?试比较推流式曝气池和完全混合曝气池的优缺点? 13、曝气方法和曝气设备的改进对活性污泥法的运行有什么意义?有哪几种曝气方法和曝气设备?各有什么优缺点? 1、曝气设备的作用和分类如何,如何测定曝气设备的性能。 、活性污泥法有哪几种主要的运行形式,各种运行方式的特点是什么?促使各种运行方式发展的因素是什么? 、影响活性污泥法运行的主要因素有哪些?这些因素的作用是什么?它们的内在联系如何? 、产生活性污泥膨胀的主要原因是什么? 、如果某污水厂经常会发生严重的活性污泥膨胀问题,大致可以从哪些方面着手进行研究、分析,可以采取哪些措施加以控制? 、二次沉淀池的功能和构造与一般沉淀池相比有什么不同?在二次沉淀池中设置斜板或斜管为什么不能取得理想的效果? m3/d,进水BOD5=200mg/L, NH4-N=30mg/L。出水BOD5=25mg/L曝气池容积1000m3,MLVSS=3g/L,活性污泥合成系y=0.4(mgVSS/mgBOD5), 活性污泥内源代谢系数Kd=0.06(d-1),计算该活性污泥系统泥龄Qc(d),并说明该活性污泥系统是否具有生物硝化功能,为什么? 21、某完全混合曝气池进水流量qv=20000m3/d,进水BOD5(ρs0=260mg/L),出水BOD5(ρs)=25mg/L, 曝气池每日排放剩余污泥量MLVSS为2000kg,曝气池体积5000m3,计算曝气池所需要空气量(曝气器氧的利用率为10%,空气密度以1.2kg/m3,空气中氧的含量以23%计算。 22、活性污泥降解有机污染物的规律包括哪几种主要关系,试从理论予以推导和说明。 23、试比较推流式曝气池和完全混合式曝气池的优缺点。 24、试比较普通活性污泥法、吸附再生法和完全混合法各自的特点。 25、若曝气池中的污泥浓度为2200mg/L,混合液在100mL量筒内经30min沉淀的污泥量为18mL,计算污泥指数、所需回流比和回流污泥浓度。 26、某曝气池的污泥负荷为0.3kg/kg·d,已知a=0.6,b=0.07,MLVSS/MLSS=0.8,去除率为90%,求污泥的平均停留时间。 27、某城市污水设计流量Q=10 000m3/d,进水BOD5平均浓度为300mg/L,若用4座完全混合曝气池,去除率90%,求每个曝气池容积和平均需氧量。取Ls=0.5kg/kg·d,MLSS=4000mg/L,MLVSS/MLSS=0.76,a’ =0.6,b’=0.07。 第章污水的厌氧生物处理1、试说明厌氧处理工艺的发展历程及其适用范围。 2、近年来厌氧好氧联合工艺如:AO法,AA/O法取得了良好的效果,试说明它们的原理和特征。 3、试画出UASB草图,说明其工作原理。 4、对含硫酸盐的有机废水生化处理的原理是什么?应注意哪些问题? 5、你认为哪种厌氧反应器最有优势?为什么? 6、试简述废水厌氧生物处理的基本原理。 7、厌氧、好氧、缺氧有哪些异同点。 8、试比较厌氧生物法与好氧生物法的优缺点。、试比较厌氧生物处理与好氧生物处理的优缺点以用它们的适用条件。 、影响厌氧生物处理的主要因素有哪些,提高厌氧生物处理的效能主要可从哪些方面考虑。 、试比较现有种厌氧处理方法和构筑物,它们的优缺点和适用条件。 13、有机物中的C、H、O、N、S、P等元素经厌氧消化后成什么化合物?好氧处理后转化为何种化合物? 14、复杂有机物在酸发酵后的代谢产物是酸化(1)阶段还是酸化(2)阶段的产物?为什么? 15、SS浓度高时,厌氧生物滤池采用何种滤料合适?能否用厌氧流化床反应器处理此种废水? 16、COD值约500mg/L和5000mg/L的工业废水,如采用厌氧法处理,以何种反应器为好?(假定SS为1000mg/L)。 第章污泥处理和处置1、名词解释:污泥浓缩、脱水、干燥、焚烧 2、污泥的脱水通常采用哪些方法?各有何特点? 3、板框压滤机的工作原理是什么样的?试画草图说明。 4、在污泥的处理处置中,完整的工艺路线是怎样的?以含水率为指标,描述出从剩余活性污泥到焚烧一系列过程中的变化。 、污泥处置流程选择和确定要考虑什么问题?和污泥的最终出路有何关系? 、污泥含水率从97.5% 降低到94%,求污泥的体积变化。 、某城市的城市污水计60000m3/d,其中生产污水40000m3/d,生活污水20000m3/d。原污水悬浮物浓度为240mg/L,初沉池沉淀效率为40%,经沉淀处理后BOD5约200mg/L。用活性污泥法处理,曝气池容积为10000m3,MLVSS为3.5g/L,MLSS为4.8g/L,BOD去除率为90%。初沉池及剩余活性污泥采用中温消化处理,消化温度为33℃,污泥投配率为6%,新鲜污泥温度为+16℃,室外温度为-10℃,根据上列数据设计污泥消化池。 、城市污水处理厂的污泥为什么要进行消化处理?有哪些措施可以加速污泥消化过程?什么叫投配率?它的涵义是什么? F/M比值增大时,为什么细胞分解速率降低? 11、简述厌氧消化池的构造与各附属设施的作用。 12、在污泥厌氧消化试验中,若消化池的有效容积为8L,每天投加污泥一次,投加量为0.8L,污泥含水率为95%,惰性物质占55%,挥发物的COD为0.6kg/kg,试计算体积投配率(%),挥发物负荷(kg/m3·d)、COD负荷(kg/kg·d)及消化天数。 13、有哪些措施可以加速污泥的消化过程? 14、污泥消化池进泥含水率为95%,固体物质中有机物占50%,出泥含水率为96%,固体物质中有机物占35%,求消化池的有机物去除率。 第章 第章 《水污染控制工程》习题集 河北科技大学环境科学与工程学院 第 5 页


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