環(huán)境工程學課后答案緒論環(huán)境工程學的發(fā)展和內(nèi)容0-1名詞解釋：環(huán)境：影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造的自然因素的總體，包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草地、野生生物、自然遺跡、人文遺跡、自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)、城市和鄉(xiāng)村等。環(huán)境問題：全球環(huán)境或區(qū)域環(huán)境中出現(xiàn)的不利于人類生存和發(fā)展的現(xiàn)象，均概括為環(huán)境問題。環(huán)境污染：由于自然或人為（生產(chǎn)、生活）原因，往原先處于正常狀況的環(huán)境中附加了物質(zhì)、能量或生物體，其數(shù)量或強度超過了環(huán)境的自凈能力，使環(huán)境質(zhì)量變差，并對人或其它生物的健康或環(huán)境中某些有價值物質(zhì)產(chǎn)生了有害影響的現(xiàn)象。污染物質(zhì)：引起環(huán)境污染的物質(zhì)即為污染物質(zhì)。公害：由人為原因引起化學污染物滋事而產(chǎn)生的突發(fā)事件通常稱為公害。環(huán)境科學：研究人類環(huán)境質(zhì)量及其保護的和改善的科學，其主要任務(wù)是研究在人類活動的影響下環(huán)境質(zhì)量的變化規(guī)律和環(huán)境變化對人類生存的影響，以及改善環(huán)境質(zhì)量的理論、技術(shù)和方法。0-2試分析人類與環(huán)境的關(guān)系。“環(huán)境”一詞是相對于人類而言的，即指的是人類的環(huán)境。人類與其環(huán)境之間是一個有著相互作用、相互影響、相互依存關(guān)系的對立統(tǒng)一體。人類從周圍環(huán)境中獲得賴以生存、發(fā)展的空間和條件，同時其生產(chǎn)和生活活動作用于環(huán)境，又會對環(huán)境產(chǎn)生影響，引起環(huán)境質(zhì)量的變化；反過來，污染了的或受損害的環(huán)境也對人類的身心健康和經(jīng)濟發(fā)展等造成不利影響。0-3試討論我國的環(huán)境和污染問題0-4什么是環(huán)境工程學？他與其他學科之間的關(guān)系怎樣？環(huán)境工程學是環(huán)境科學的一個分支，又是工程學的一個重要組成部分。它脫胎于土木工程、衛(wèi)生工程、化學工程。機械工程等母系學科，又融入了其他自然科學和社會科學的有關(guān)原理和方法。0-5環(huán)境工程學的主要任務(wù)是什么？環(huán)境工程學應(yīng)用環(huán)境科學、工程學和其它有關(guān)學科的理論和方法來研究控制環(huán)境污染、保護和改善環(huán)境質(zhì)量，合理利用自然資源的技術(shù)途徑和技術(shù)措施。因此，它有著兩方面的任務(wù)：既要保護環(huán)境，使其免受和消除人類活動對它的有害影響；又要保護人類的健康和安全免受不利的環(huán)境因素損害。具體講就是重點治理和控制廢水、廢氣、噪聲和固體廢棄物，研究環(huán)境污染綜合防治的方法和措施。0-6環(huán)境工程學的主要內(nèi)容有哪些？（1）水質(zhì)凈化與水污染控制工程；（2）大氣污染控制工程；（3）固體廢棄物控制及噪聲、振動與其他公害防治工程；（4）清潔生產(chǎn)、污染預(yù)防與全過程污染控制工程；（5）環(huán)境規(guī)劃、管理和環(huán)境系統(tǒng)工程；（6）環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境質(zhì)量評價。第一章水質(zhì)與水體自凈1-1名詞解釋水污染：水體因接受過多的污染物而導致水體的物理特征、化學特征和生物特征發(fā)生不良變化，破壞了水中固有的生態(tài)系統(tǒng)，破壞了水體的功能及其在經(jīng)濟發(fā)展和人民生活中的作用，該狀態(tài)為“水體污染”。水質(zhì)：水與其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理學、化學和生物學的綜合特性。水質(zhì)指標：水中雜質(zhì)的種類、成分和數(shù)量，是判斷水質(zhì)的具體衡量標準。水質(zhì)標準：由國家或政府部門正式頒布的有關(guān)水質(zhì)的統(tǒng)一規(guī)定。水環(huán)境容量：一定水體在規(guī)定的環(huán)境目標下所能容納污染物質(zhì)的最大負荷量。水體自凈：進入水體的污染物通過物理、化學和生物等方面的作用，使污染物的濃度逐漸降低，經(jīng)過一段時間后，水體將恢復到受污染前的狀態(tài)。這一現(xiàn)象為“水體自凈作用”。水體污染物：凡使水體的水質(zhì)、生物質(zhì)、底泥質(zhì)量惡化的各種物質(zhì)均稱為“水體污染物”。COD:在一定嚴格的條件下，水中各種有機物與外加的強氧化作用時所消耗的氧化劑量。BOD:在水體中有氧的條件下，微生物氧化分解單位體積水中有機物所消耗的溶解氧量?？偣腆w：水中所有殘渣的總和。（在一定溫度下，將水樣蒸發(fā)至干時所殘余的固體物質(zhì)總量。）1-2試區(qū)別懸浮固體和可沉固體，區(qū)別懸浮固體和渾濁度。它們的測定結(jié)果一般如何表示？如果對水樣進行過濾操作，將濾渣在103?105°C下烘干后的重量就是懸浮固體，結(jié)果以mg/L計。而可沉固體是指將1L水樣在一錐形玻璃筒內(nèi)靜置1h后所沉下的懸浮物質(zhì)數(shù)量，結(jié)果用mL/L來表示。渾濁度是指水中不溶解物質(zhì)對光線透過時所產(chǎn)生的阻礙程度。一般來說，水中的不溶解物質(zhì)越多，渾濁度也越高，但兩者之間并沒有固定的定量關(guān)系。因為渾濁度是一種光學效應(yīng)，它的大小不僅與不溶解物質(zhì)的數(shù)量、濃度有關(guān)，而且還與這些不溶解物質(zhì)的顆粒尺寸、形狀和折射指數(shù)等性質(zhì)有關(guān)。將蒸餾水中含有1mg/L的SiO2稱為1個渾濁度單位或1度。由此測得的渾濁度稱為杰克遜濁度單位（JTU）°1-3取某水樣250mL置于空重為54.3426g的古氏坩堝中，經(jīng)過濾、105C烘干、冷卻后稱其質(zhì)量為54.3998g，再移至600°C爐內(nèi)灼燒，冷卻后稱其質(zhì)量為54.3622g。試求此水樣的懸浮固體和揮發(fā)性懸浮固體量。解：懸浮固體228.8mg/L；揮發(fā)性懸浮固體量150.4mg/L。1-6取某水樣100ml,加酚酞指示劑，用0.1000mol/LHCl溶液滴定至終點消耗鹽酸溶液1.40ml。另取此水樣100ml,以甲基橙作指示劑，用此鹽酸溶液滴定至終點用去6.60ml。試計算此水樣的總堿度及各致堿陰離子的含量（結(jié)果以mmol/L計）。解：總堿度6.60mmol/L（酚酞堿度1.40mmol/L）；[OH-]0mmol/L；[HCO3-]1.4mmol/L；[CO32-]3.8mmol/L。1-7取水樣100ml用0.1000mol/LHCl溶液測其堿度?，F(xiàn)以酚酞作指示劑，消耗了HCl溶液0.20ml，接著再加甲基橙作指示劑，又消耗了3.40ml。試求該水樣的總堿度和各種致堿陰離子的含量（結(jié)果以mmol/L計）解：總堿度3.60mmol/L（酚酞堿度0.20mmol/L）；[OH-]0mmol/L；[HCO3-]3.2mmol/L；[CO32-]0.2mmol/L。1-8某水樣初始PH為9.5，取100ml用0.2000mol/L溶液滴定至PH8.3時需6.20ml，若滴定至PH=4.4則還需加此液9.80ml。試求此水樣中存在的各種致堿陰離子的濃度（結(jié)果以mmol/L和的mg/L計）。解：總堿度64.00mmol/L（酚酞堿度24.80mmol/L）；[OH-]0mmol/L；[HCO3-]14.40mmol/L(720mg/L)；[CO32-]24.80mmol/L(2480mg/L)。1-9有一水樣取100ml用0.1000mol/LHCl溶液測定其堿度，加入酚酞指示劑后，水樣無色。再加甲基橙作指示劑，消耗鹽酸溶液量5.20ml，另取此水樣100ml用0.0250mol/L的EDTA溶液測其硬度，用去14.60ml。試求此水樣的總硬度、碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度（結(jié)果以mmol/L、度和的mg/L計）。解：總硬度3.65mmol/L（365mg/L；20.4度）；碳酸鹽硬度2.60mmol/L（260mg/L；14.6度）；非碳酸鹽硬度1.05mmol/L（105mg/L；5.9度）。1-10高錳酸鉀耗氧量、化學需氧量和生化需氧量三者有何區(qū)別？它們之間的關(guān)系如何？除了它們以外，還有哪些水質(zhì)指標可以用來判別水中有機物質(zhì)含量的多寡？重銘酸鉀耗氧量，習慣上稱為化學需氧量，是水樣在強酸性條件下，加熱回流2h（有時還加入催化劑），使有機物質(zhì)與重銘酸鉀充分作用被氧化的情況下測定的。它能將水中絕大多數(shù)的有機物氧化，但對于苯、甲苯等芳烴類化合物則較難氧化。嚴格說來，化學需氧量也包括了水中存在的無機性還原物質(zhì)。通常因廢水中有機物的數(shù)量大大多于無機還原物質(zhì)的量，一般用化學需氧量代表廢水中有機物質(zhì)的總量。高錳酸鉀耗氧量，習慣上稱為耗氧量，測定快速，但不代表水中有機物質(zhì)的全部總量。一般來說，在測定條件下水中不含氮的有機物質(zhì)易被高錳酸鉀氧化，而含的廢水。它的主要缺點是：①不能適應(yīng)沖擊負荷；②需氧量沿池長前大后小，而空氣的供應(yīng)是均勻的，這就造成前段氧量不足，后段氧量過量的現(xiàn)象。需要維持前段足夠的溶解氧，就會造成后端氧量大大超過需要而浪費。此外，由于曝氣時間長，曝氣池體積大，占地面積和基建費用也相應(yīng)增大。完全混合法的流程與普通法相同。該法有兩個特點：一是進入曝氣池的污水立即與池內(nèi)原有濃度低的大量混合液混合，得到了很好的稀釋，所以進水的水質(zhì)的變化對污泥的影響降低到了很小的程度，能夠較好的承受沖擊負荷；二是池內(nèi)各點有機物濃度(F)均勻一致，微生物群性質(zhì)和數(shù)量(M)基本相同，池內(nèi)各部分工作情況幾乎完全一致。由于微生物生長所處階段主要取決于F/M，所以完全混合法有可能把整個池子的工作情況控制在良好的的同一條件進行，微生物活性能夠充分發(fā)揮，這一特點是推流式曝氣池不具備的。生物吸附法又叫接觸穩(wěn)定法或吸附再生法?；钚晕勰喾▋艋|(zhì)的第一階段是吸附階段，良好的活性污泥與生活污水混合后10~30min內(nèi)就能基本完成吸附作用，污水中的BOD5即可去除85%~90%。生物吸附法就是根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)發(fā)展起來的。污水和活性污泥在吸附池內(nèi)混合接觸0.5~1.0h，使污泥吸附大部分懸浮物、膠體狀物質(zhì)及部分溶解有機物后，在二沉池中進行分離，分離出的回流污泥先在再生池內(nèi)進行2~3h的曝氣，進行生物代謝，充分恢復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。由于吸附時間短，再生池和吸附池內(nèi)MLSS濃度可分別達到1.0~3.0和4.0~10.0g/L，BOD5負荷0.2~0.6kg(BOD5)/[kg(MLSS)d].在污泥負荷率相同時，生物吸附法兩池總?cè)莘e比普通法要小得多，而空氣量并不增加，因而可以大大降低建筑費用。其缺點是處理效果稍差，不適合處理含溶解性有機物較多的廢水。3-7試簡單說明附著生長系統(tǒng)處理廢水的基本原理。當污水與濾料等載體長期流動接觸，在載體的表面上就會逐漸形成生物膜。生物膜主要是由細菌（好氧菌、厭氧菌和兼性菌）的菌膠團和大量的真菌菌絲組成。生物膜上線蟲類、輪蟲類及寡毛類等微型生物出現(xiàn)的頻率也較高。在日光照射的部位還生長藻類，有的濾料內(nèi)甚至還出現(xiàn)昆蟲類。由于生物膜是生長在載體上的，微生物停留時間長，像硝化菌等生長世代期較長的微生物也能生長。所以，生物膜上生長繁育的生物種類繁多、食物鏈長而復雜是這種處理技術(shù)的顯著特征。3-8高負荷生物濾池和塔式生物濾池各有什么特點？適用于什么具體情況？高負荷生物濾池是在解決和改善普通生物池在凈化功能和運行中存在的問題的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。高負荷生物濾池的BOD5容積負荷是普通生物濾池的6~8倍，水力負荷則為普通生物濾池的10倍，因此，濾池的處理能力得到大幅度提高；而水力負荷的加大可以沖刷過厚和老化的生物膜，促進生物膜更新，防止濾料堵塞。但出水水質(zhì)不如普通生物濾池，出水BOD5常大于30mg/L。塔式生物濾池是根據(jù)化學工程中氣體洗滌塔的原理開創(chuàng)的，一般高達8?24m，直徑1?4m。由于濾池高如塔，使池內(nèi)部形成拔風狀態(tài)因而改善了通風。當污水自上而下滴落時，產(chǎn)生強烈紊動，使污水、空氣、生物膜三者接觸更加充分，可大大提高傳質(zhì)速率和濾池的凈化能力。塔式生物濾池負荷遠比高負荷生物濾池高。濾池內(nèi)生物膜生長迅速，同時受到強烈水力沖刷，脫落和更新快，生物膜具有較好的活性。為防止上層負荷過大，使生物膜生長過厚造成堵塞，塔式生物濾池可以采用多級布水的方法來均衡符合。3-9生物濾池設(shè)計中，什么情況下必須采用回流？進水BOD濃度過高時，為防止上層負荷過大，使生物膜生長過厚造成堵塞，必須采用處理水回流稀釋。如塔式生物濾池，進水BOD濃度應(yīng)控制在500mg/L以下。3-10生物轉(zhuǎn)盤處理廢水的基本原理。生物轉(zhuǎn)盤運轉(zhuǎn)時，污水在反應(yīng)槽中順盤片間隙流動，盤片在轉(zhuǎn)軸帶動下緩慢轉(zhuǎn)動，污水中的有機污染物為轉(zhuǎn)盤上的生物膜所吸附，當這部風盤片轉(zhuǎn)離水面時，盤片表面形成一層污水薄膜，空氣中的氧不斷溶解到水膜中，生物膜中微生物吸收溶解氧，氧化分解被吸附的有機污染物。盤片每轉(zhuǎn)動一周，即進行一次吸附-吸收-氧化分解的過程。轉(zhuǎn)盤不斷轉(zhuǎn)動，污染物不斷被氧化分解，生物膜也逐漸變厚，衰老的生物膜在水流剪切作用下脫落，并隨污水排至沉淀池。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動也使槽中污水不斷的被攪動充氧，脫落的生物膜在槽中呈懸浮狀態(tài)，繼續(xù)起凈化作用，因此生物轉(zhuǎn)盤兼有活性污泥的功能。3-11氧化塘有哪幾種形式？它們的處理效果如何？適用于什么條件?氧化塘又稱為穩(wěn)定塘或生物塘，是一種類似池塘（天然的或人工修建的）的處理設(shè)備。氧化塘凈化污水的過程和天然水體的自凈過程很相似，污水在塘內(nèi)經(jīng)長時間緩慢流動和停留，通過微生物（細菌、真菌、藻類和原生動物）的代謝活動，使有機物降解，污水得到凈化。水中溶解氧主要由塘內(nèi)生長藻類通過光合作用和塘表面的復氧作用提供。氧化塘可分為好氧氧化塘、兼性氧化塘，曝氣氧化塘和厭氧塘四類。3-12什么叫氧化溝？它有什么優(yōu)點？氧化溝（循環(huán)混合曝氣池）多采用轉(zhuǎn)刷曝氣，其平面形狀像跑道。轉(zhuǎn)刷設(shè)在直段上，轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)動使混合液曝氣并在池內(nèi)循環(huán)流動，使活性污泥保持懸浮狀態(tài)，從整體上看，流態(tài)是完全混合的，但一般混合液的環(huán)流量為進水量的數(shù)百倍以上，流速較大，在局部又具有推流的特征。氧化溝斷面可為矩形或梯形，有效深為0.9~2.5m。氧化溝連續(xù)運行時，需另設(shè)二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)。間歇運行可省去二次沉淀池，停止曝氣時氧化溝作沉淀池用，剩余污泥通過設(shè)于溝內(nèi)的污泥收集器排除。一般采用兩個池，交替進行曝氣和沉淀操作。氧化溝流程簡單，施工方便，曝氣轉(zhuǎn)刷易制作，布置緊湊，是一種有前途的活性污泥處理法。3-13試比較厭氧法和好氧法處理的優(yōu)缺點和使用范圍。厭氧生物處理是在無氧的條件下，利用兼性菌和厭氧菌分解有機物的一種生物處理法。厭氧生物處理技術(shù)是最早僅用于城市污水廠污泥的穩(wěn)定處理。有機物厭氧生物處理的最終產(chǎn)物是以甲烷為主體的可燃性氣體（沼氣），可以作為能源回收利用；運轉(zhuǎn)費也遠比好氧生物處理低。因此在當前能源日趨緊張的形勢下，厭氧處理作為一種低能耗、可回收資源的處理工藝，受到世界各國的重視。最近的研究結(jié)果表明，厭氧生物處理技術(shù)不僅適用于污泥穩(wěn)定處理，而且適用于高濃度和中等濃度有機廢水的處理。有的國家還對低濃度城市污水進行厭氧處理研究，并取得了顯著進展。3-14試扼要討論影響消化的主要因素。傳統(tǒng)消化法和高速消化法各有什么特點？1、溫度甲烷細菌對溫度的變化十分敏感，所以溫度是影響厭氧生物處理的主要原因。消化時間（指產(chǎn)氣量達到總氣量的90%時所需要的時間）