水污染控制工程试卷A及答案

《水污染控制工程》试题

一、名词解释

1． 气固比

2． 氧垂曲线

3． 吸附再生法

4． 剩余污泥

5． 折点加氯消毒法

6． 回流比

7． 生物膜法

8． 活性污泥法

9． 生物脱氮

10． 泥龄

11． BOD5

12． COD

13． 水体自净

14． 污泥指数

15． 剩余污泥

16． 破乳

17． 大阻力配水系统

18． 小阻力配水系统

二、问答题

1. 试说明沉淀有哪几种因型？各有何特点，并讨论各种类型的内在联系与区

别，各适用在哪些场合？

2. 设置沉砂池的目的和作用是什么？曝气沉砂池的工作原理与平流式沉砂池

有何区别？

3. 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，影响沉淀或浮上的因素有哪些？

4. 加压溶气浮上法的基本原理是什么？有哪，几种基本流程与溶气方式？各

有何特点？在废水处理中，浮上法与沉淀法相比较，各有何缺点？

5. 污水的物理处理方法和生物处理法的目的和所采用的处理设备有何不同？

6. 微生物新陈代谢活动的本质是什么？它包含了哪些内容？

7. 在生化反应过程中，酶起了什么作用？酶具有哪些特性？

8. 影响微生物的环境因素主要有哪些？为什么说在好氧生物处理中，溶解氧

是一个十公重要的环境因素？

9. 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？

10. 建立生物下理过程数学模式的实际意义是什么？在废水生物处理中，这个

基本数学模式是什么？它包含了哪些内容？试述好氧塘、兼性塘和厌氧塘净化污水的基本原理。

11. 好氧塘中溶解氧和pH值为什么会发生变化？

12. 污水土地处理有哪几种主要类型？各适用于什么场合？

13. 试述土地处理法去除污染物的基本原理。

14. 土地处理系统设计的主要工艺参数是什么？选用参数时应考虑哪些问题？

15. 试述各种生物膜法处理构筑物的基本构造及其功能。

16. 生物滤池有几种形式？各适用于什么具体条件？

17. 影响生物滤池处理效率的因素有哪些？它们是如何影响处理效果的？曝气

设备的作用和分类如何，如何测定曝气设备的性能？

18. 活性污泥有哪些主要的运行方式，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？

19. 曝气池设计的主要方法有哪几种，各有什么特点？

20. 曝气池和二沉池的作用和相互联系是什么？

21. 产生活性污泥膨胀的主要原因是什么？

22. 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？

23. 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？

24. 试比较厌氧生物处理与好氧生物的优缺点以及它们的适用条件。

25. 影响厌氧生物处理的主要因素有哪些，提高厌氧处理的效能主要可从哪些

方面考虑。

26. 试比较现有几种厌氧处理方法和构筑物，它们的优缺点和适用条件

27. 化学处理的对象主要是水中的什么杂质？它与生物处理相比有什么特点

（成本、运行管理、占地、污泥等）？

28. 化学处理所产生的污泥，与生物处理相比，在数量（重量及体积）上、最

后处理的有什么不同？

29. 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

30. 化学混凝剂在投加时为什么必须立即与处理水充分混合、剧烈搅拌？

31. 化学沉淀法与化学混凝法在原理上有何不同？使用的药剂有何不同？

32. 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用此

方法？

33. 试阐述化学法及生物法除磷的原理并对几种常用的除磷工艺进行比较

三、计算题

1. 已知初沉淀池的污水设计流量qv=1200m3/h，悬浮固体浓度SS=200mg/L。沉

淀效率为55%，根据性能曲线查得μ0=2.8m/h.若采用坚流式沉淀池，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？

2. 已知：qv平均max=0.21m3/s; qv平均min=0.036 m3/s；qv平均=0.12m3/s；人口为100，

000人，污水量按100 qv平均/人·d计，沉砂量为0.02 qv平均/人·d。设计一

曝气沉砂池和平流式沉淀池。

3. 某工业废水水量为1200m3/d，水中悬浮固体浓度800mg/L，需要气浮法降低

其悬浮物浓度，试计算平流式气浮池的尺寸。

4. 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

反应速度数k与反应后1h的基质浓度ρs。某工业废水水量为600m/d,BOD5为430mg/L，经初沉池后进入塔式生物滤池处理，要求出水BOD5≤30mg/L,

试计算高负荷生物滤池尺寸和回流比。

5. 某工业废水水量为1000m3/d,BOD5为350mg/L，经初沉池后进入塔式生物滤

池处理，要求出水BOD5≤30mg/L,试计算高负荷生物滤池尺寸

6. 某印染厂废水量为1000m3/d,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1000m3/d,BOD5为170mg/L，COD为600mg/L，

采用生物接触氧化池处理，要求出水BOD5≤20mg/L,试计算生物接触氧化池

和尺寸。经过实验得到如下一组数据，试求该反应的级数及反应速度常数k(数值及单位)：

《水污染控制工程》试卷A 答案

一、填空题（30分 每小题3分）

1. 全溶气流程、部分溶气流程、回流溶气流程。。

2. 慢速渗滤系统、快速渗滤系统、地表慢流系统、湿地处理系统、地下渗滤处理系统。

3. 自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀（或区域沉淀）、压缩沉淀。

4. 水温，pH值，水中杂质的成分、性质和浓度，水力条件。

5. 渐减曝气、分步曝气、完全混合法、高负荷曝气或变形曝气、克劳斯法、延时曝气、接触稳定法、氧化沟、活性生物滤池、吸附-生物降解工艺（A-B法）、序批式活性污泥法（SBR法）。（只要答出其中8个即可） 3

6. （1）Km值是酶的特征常数之一，只与酶的性质有关，而与酶的浓度无关；

（2）对每一种底物，各有一个特定的Km，并且不受pH及温度的影响；

（3）同一种酶有几种底物就有几个Km值。

7. 生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床。

8. 表面水力负荷、沉淀时间。

9. 水解、酸化、乙酸化、甲烷化；

10. pH值和碱度、温度、负荷、消化池的搅拌、有毒有害物质。

二、问答题（50分，每小题10分）

1答：微生物生长过程包括停滞期、对数期、静止期和衰老期，处于不同阶段时污泥，其性质由很大的区别。如果活性污泥被接种到与原来生长条件不同的废水中，或污水处理厂因故中断运行后再运行，则可能出现停滞期，这种情况下，污泥需经过若干时间的停滞后，才能适应新的废水，或从衰老状态恢复到正常状态。处于对数期的污泥絮凝性差，呈分散状态，混合液沉淀后其上清夜浑浊。当废水中有机物浓度较低，污泥浓度较高时，污泥则处于静止期，处于静止期的污泥絮凝性好，混合液沉淀后上层液清澈。处于衰老期的污泥较松散，沉淀性能好，混合液沉淀后上清夜清澈，但有细小泥花。所以在废水处理中，应尽量避免或宿短停滞期，构筑物中的污泥应控制在静止期或衰老期的前期。

2答：1）工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；2）耐冲击负荷，在一般情况下无需设置调节池；3）反应推动力大，易于得到优于连续系统的出水水质；4）运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；5)污泥沉淀性能好，SVI值较低，能有效地防止丝状菌膨胀；6）该工艺的各操作阶段及各运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。

3答：1）A—A—O同步脱氮除磷工艺流程如下图：

回流

进水

出 水

含磷

2)各反应器单元功能与工艺特征：

（1)厌氧反应器，原污水进人，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。

（2)污水经过第—厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q——原污水流量)。

（3)混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气池，这一反应器单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的，混合液中含有N03—N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD(或COD)则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。

（4)沉淀池的功能是泥水分离，污泥的一部分回流厌氧反应器，上清液作为处理水排放。

4答：好氧生物处理是指在有分子态氧（O2）的存在下，微生物将废水中的有机

物氧化分解为CO2和H2O；厌氧生物处理是指在厌氧条件下，由多种微生物的共

同作用，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。

1）能耗：好氧处理因要保证混合液中一定浓度的溶解氧，需要进行曝气，因此能耗较高。厌氧不需要曝气，而且还可以产生可作为能源的沼气，能耗低。

2）污泥产量：厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，因此厌氧法的污泥产量很低。

3）营养物质的需求量：好氧法：BOD5:N:P=100:5:1；厌氧法一般为

BOD5:N:P=200:5:1，甚至可高达BOD5:N:P=800:5:1。

4）温度：好氧生物处理一般水温在15~30℃时效果最好，>40℃或

5）PH值：一般好氧微生物的最适PH在6.5~8.5之间，而厌氧处理的产甲烷菌的最适PH在6.8~7.2，且对PH的变化非常敏感，在PH8.2时产甲烷菌会受到严重抑制。

6）出水水质：好氧处理出水水质好，而厌氧处理出水水质差，往往需进一步利

用好氧处理才能达到出水水质标准的要求。

7）厌氧处理还有设备启动时间长，气味大，对NH4+-N去除效果不好等缺陷。

8）厌氧法的有机负荷高，适应范围广，可以用来处理高、低浓度的有机废水，还能降解一些好氧微生物不能降解的有机物。而好氧法对高浓度的有机废水需用大量的水稀释后才能处理。

5答：影响混凝效果的主要因素有水温、pH、水质和水力条件等。化学混凝剂在投加时，要求是使药剂迅速均匀地扩散到全部水中以创造良好的水解和聚合条件，使胶体脱稳并借颗粒的布朗运动和紊动水流进行凝聚。在此阶段并不要求形成大的絮凝体。混合要求要快速和剧烈搅拌，在几秒种或一分钟内完成。

三、计算题（20分，第1小题12分，第2小题8分）

1. 解： 斜板数 n =（L-lcosθ）/x +1=(20-0.5)/0.1+1=196(块)

Q斜板/Q原=ηu0(A斜+A原)/( u0A原)= 0.8(nBLcosθ + BL)/BL

=0.8(1964200.5+420)/420=79.2

2. 解 1)氯量为横坐标，余氯量为纵坐标作图，绘制需氯曲线。

2)中得到折点加氯量为1.00 mg.L-1。

3)可得加氯量为1.3 mg.L-1时的需氯量为0.80 mg.L-1。

《水污染控制工程》试卷B答案

一、 填空题（30分 每小题3分）

1. 物理净化、化学净化、生物净化。

2. 压力溶气系统、空气释放系统、气浮分离系统。

3. 平流式、竖流式、辐流式、斜流式。

4. 停滞期、对数期、静止期和衰老期.

5. 生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床。

6. 好氧呼吸和厌氧呼吸。

7. 水解、酸化、乙酸化、甲烷化。

8. 污水预处理设施，污水调节和储存设施，污水的输送 、布水及控制系统，土地净化田，净化出水的收集和利用系统。

9. 扩散渗析法、电渗析法、反渗透法、超滤法。

10. 游离水、毛细水、内部水。

二、问答题（每小题12分，共计60分）

1、土地处理系统主要有以下几种类型：

（1）慢速渗滤系统，适用于渗水性良好的土壤及蒸发量小、气候润湿的地区。

（2）快速渗滤系统，适用于渗透性非常良好的土壤，如砂土、砾石性砂土、砂

貭垆坶等。

（3） 地表慢流系统，适用于渗透性低的粘土或亚粘土，地表最佳坡度为2～

8％。

（4） 湿地处理系统是一种利用低洼湿地和沼泽地处理污水的方法，可用于直接

处理污水和深度处理。

（5） 地下渗滤处理系统，适用于无法接入城市排水管网的小水量污水处理，如

分散居民点住宅、度假村。疗养院等。

2、答：混合液在1000mL量筒中沉淀30min后，污泥体积膨胀，上层澄清液减少，这种现象称为活性污泥膨胀。

可分为：丝状菌性膨胀和非丝状菌性膨胀 。

在运行中，如发生污泥膨胀，针对膨胀的类型和丝状菌的特性，可采取的抑制措施：(1)控制曝气量，使曝气池中保持适量的溶解氧（不低于1~2mg/L，不超过4mg/L）；(2)调整pH；(3)如磷、氮的比例失调，可适量投加氮化合物和磷化合物；(4)投加一些化学药剂；(5)城市污水厂的污水在经过沉砂池后，跳跃初沉池，直接进入曝气池。

3、答：城市污水处理的一般流程如下：

污水

排 放

回流 污泥处置

格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较大悬浮物，关保证后续处理设施能正常运行；沉砂池从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行；初沉池去除悬浮有机物；生物处理池用于去除能被微生物分解的有机物；二沉池分离活性污泥与水；出水经消毒后达标排放。二沉池污泥经污泥浓缩池初步浓缩后，部分回流，维持曝气池中活性污泥浓度，剩余活性污泥经稳定、脱水后外运处置。

4、答：物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。硝化反应是在好氧条件下，将NH+4转化为NO-2和NO-3。反硝化反应是在无氧的条件下，反硝化细菌将NO-2和NO-3还原为N2的过程。影响因素主要有温度、pH值和碳源。基本流程：

原废水

出 水

5、答：（1）相同点：①都是利用了微生物对有机物、胶体、某些重金属等的吸附功能。②一般接触时间较短，吸附再生法中吸附池为30~60min，AB法中A段为30min。

（2）不同点：①微生物来源不同：吸附再生法中吸附池的微生物来自循环活性污泥系统内部，并且整个流程中只有一种污泥；而AB法中A段的微生物主要来自于排水系统，排水系统起到了“微生物选择器”和中间反应器的作用，培育、驯化、诱导出了与原污水相适应的微生物种群，因此，A段是一个开放性反应器，同时，A段和B段是独立的，各自有一套循环活性污泥系统，微生物种群也存在差别。②微生物的作用机理不完全相同：虽然两者都是利用微生物的吸附功能，但在吸附再生法中，还要利用微生物的生物降解作用，二者缺一不可。而AB法中A段微生物的吸附作用占主导地位，生物降解只占1/3左右。③流程不同：吸附再生法中为了恢复微生物的吸附作用，需将污泥经过再生池，通过生物降解作用，使微生物进入内源呼吸阶段，恢复活性，而AB法中A段主要是利用微生物的吸附作用，因此污泥经过中间沉淀池后直接回流至吸附池，当微生物吸附能

力达到饱和时，直接排出活性污泥系统，这也使得污泥产率较高。

三、计算题（10分）

解：根据莫诺特方程式，μ—ρS的关系为：maxsKss KS1变形为：maxs1

根据实验结果有：

/h 1 max s(L.mg-1)

1.52 0.05

2.00 0.10

2.50 0.15

3.03 0.20

3.57 0.25 以1为纵坐标，1

s为横坐标作图得：

1

max=1 得到max=1（h-1）

Ks=10μmax=10

则有： Ksmax10 s

10s