水污染控制工程第三版習(xí)題答案?第一章緒論習(xí)題1.什么是水體污染？水體污染的主要類型有哪些？2.簡(jiǎn)述水污染控制工程的主要任務(wù)和內(nèi)容。3.我國(guó)水污染防治的主要政策和法規(guī)有哪些？

答案1.水體污染：指排入水體的污染物在數(shù)量上超過(guò)了該物質(zhì)在水體中的本底含量和水體的環(huán)境容量，從而導(dǎo)致水的物理、化學(xué)及微生物性質(zhì)發(fā)生變化，使水體固有的生態(tài)系統(tǒng)和功能受到破壞。主要類型：化學(xué)性污染：包括酸堿污染、重金屬污染、需氧性有機(jī)物污染、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染、有毒有機(jī)物污染等。例如汞、鎘、鉛等重金屬進(jìn)入水體后，會(huì)在生物體內(nèi)富集，危害人體健康。物理性污染：如懸浮物污染、熱污染、放射性污染等。熱電廠排出的熱水使水體溫度升高，影響水生生物的生存。生物性污染：主要指病原微生物污染，如生活污水中的細(xì)菌、病毒等，可引發(fā)各種疾病。2.水污染控制工程的主要任務(wù)：是控制水污染，保護(hù)水資源，改善水環(huán)境質(zhì)量，保障水資源的可持續(xù)利用，滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)清潔水的需求。主要內(nèi)容：廢水處理技術(shù)：包括物理處理法（如沉淀、過(guò)濾、離心分離等）、化學(xué)處理法（如中和、氧化還原、化學(xué)沉淀等）、生物處理法（如活性污泥法、生物膜法等），以及這些方法的組合工藝，以去除廢水中的各種污染物。污水處理系統(tǒng)：研究和設(shè)計(jì)不同規(guī)模、不同類型的污水處理廠，包括污水的收集、輸送、處理及排放等環(huán)節(jié)，確保污水處理系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。水資源保護(hù)與回用：探討水資源的合理利用和保護(hù)措施，如廢水的再生回用，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，減少對(duì)新鮮水資源的取用量。3.我國(guó)水污染防治的主要政策和法規(guī)：《中華人民共和國(guó)水污染防治法》：這是我國(guó)水污染防治的基本法律，對(duì)水污染防治的原則、制度、措施等做出了全面規(guī)定，明確了各級(jí)政府和相關(guān)部門的職責(zé)，以及對(duì)違法行為的處罰等。《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（"水十條"）：提出了到2020年全國(guó)水環(huán)境質(zhì)量得到階段性改善，污染嚴(yán)重水體較大幅度減少，飲用水安全保障水平持續(xù)提升，地下水超采得到嚴(yán)格控制，地下水污染加劇趨勢(shì)得到初步遏制，近岸海域環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)中趨好等總體目標(biāo)，并部署了全面控制污染物排放、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)、著力節(jié)約保護(hù)水資源、強(qiáng)化科技支撐、充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制作用、嚴(yán)格環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管、切實(shí)加強(qiáng)水環(huán)境管理、全力保障水生態(tài)環(huán)境安全、明確和落實(shí)各方責(zé)任等十個(gè)方面的具體措施。《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》：規(guī)定了城鎮(zhèn)污水處理廠出水、廢氣排放和污泥處置的污染物控制項(xiàng)目及其標(biāo)準(zhǔn)值，為城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)、運(yùn)行和管理提供了技術(shù)依據(jù)和規(guī)范。

第二章污水的水質(zhì)和水量習(xí)題1.污水的物理性質(zhì)指標(biāo)有哪些？它們的測(cè)定方法是什么？2.污水的化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)主要有哪些？如何理解它們的含義？3.污水的生物性質(zhì)指標(biāo)有哪些？其作用是什么？4.如何確定污水的設(shè)計(jì)流量？

答案1.污水的物理性質(zhì)指標(biāo)及測(cè)定方法：水溫：直接用溫度計(jì)測(cè)定。水溫對(duì)污水的處理效果有重要影響，不同的處理工藝對(duì)水溫有一定的適應(yīng)范圍。色度：采用稀釋倍數(shù)法測(cè)定。將水樣稀釋至接近無(wú)色時(shí)的稀釋倍數(shù)即為色度。色度反映了污水中溶解性和膠體性物質(zhì)的顏色。臭味：用文字描述或嗅閾值法測(cè)定。污水的臭味會(huì)影響環(huán)境和人們的生活，也是判斷污水污染程度的一個(gè)直觀指標(biāo)。固體含量：總固體（TS）：通過(guò)將水樣在105110℃烘干至恒重后稱量得到。溶解性固體（DS）：將過(guò)濾后的水樣在105110℃烘干至恒重稱量。懸浮性固體（SS）：用濾紙過(guò)濾水樣，截留物在105110℃烘干至恒重稱量。固體含量反映了污水中固體物質(zhì)的含量，對(duì)污水處理工藝的選擇和處理效果評(píng)估有重要意義。2.污水的化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及含義：酸堿度（pH值）：表示污水的酸堿性強(qiáng)弱。pH值小于7為酸性，大于7為堿性，等于7為中性。通過(guò)pH試紙或酸度計(jì)測(cè)定。pH值會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)和代謝，以及某些化學(xué)處理過(guò)程。化學(xué)需氧量（COD）：指在一定條件下，用強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)所消耗氧化劑的量，以氧的毫克/升表示。它反映了水中有機(jī)污染物被氧化所需的氧量，是衡量污水中有機(jī)污染程度的重要指標(biāo)。常用的測(cè)定方法有重鉻酸鉀法和高錳酸鉀法。生化需氧量（BOD）：指在有氧條件下，微生物分解水中有機(jī)污染物所需的氧量。它反映了水中可生物降解有機(jī)物的含量。一般采用5日生化需氧量（BOD?），即在20℃條件下，培養(yǎng)5天所消耗的氧量。BOD測(cè)定方法有稀釋接種法等。總需氧量（TOD）：指水中的有機(jī)物完全被氧化時(shí)所需的氧量，包括有機(jī)物中的碳、氫、氮、硫等元素被氧化所需的氧量。它反映了水中有機(jī)物質(zhì)的總量。通過(guò)儀器測(cè)定。總氮（TN）：包括有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，反映了水中氮元素的總量。測(cè)定方法有過(guò)硫酸鉀氧化紫外分光光度法等。總磷（TP）：包括有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷，反映了水中磷元素的總量。測(cè)定方法有鉬酸銨分光光度法等。氮、磷是導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要元素，控制污水中的氮、磷含量對(duì)于防止水體富營(yíng)養(yǎng)化至關(guān)重要。3.污水的生物性質(zhì)指標(biāo)及作用：細(xì)菌總數(shù)：指1毫升水樣在營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，于37℃培養(yǎng)24小時(shí)后所生長(zhǎng)出來(lái)的細(xì)菌菌落總數(shù)。它反映了污水中細(xì)菌的總體數(shù)量，一定程度上反映了污水的污染程度。大腸菌群數(shù)：以每升水樣中的大腸菌群數(shù)表示。大腸菌群是一群需氧及兼性厭氧的革蘭氏陰性無(wú)芽孢桿菌，它們?cè)谌梭w腸道中大量存在。檢測(cè)污水中的大腸菌群數(shù)可以指示污水是否受到糞便污染，以及污染的程度，是衛(wèi)生學(xué)上的重要指標(biāo)。4.污水設(shè)計(jì)流量的確定：居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量：平均日流量：根據(jù)居住區(qū)人口數(shù)和生活污水定額計(jì)算。生活污水定額是指每人每天排出的生活污水量，可參考當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況或相關(guān)規(guī)范確定。公式為\(Q_d=Nq_d\)，其中\(zhòng)(Q_d\)為平均日流量（\(m3/d\)），\(N\)為設(shè)計(jì)人口數(shù)，\(q_d\)為生活污水定額（\(L/(人·d)\)）。最高日流量：\(Q_{dmax}=K_dQ_d\)，\(K_d\)為日變化系數(shù)，根據(jù)當(dāng)?shù)鼐用裆盍?xí)慣和用水規(guī)律確定，一般在1.11.5之間。最高日最高時(shí)流量：\(Q_{hmax}=K_hQ_{dmax}\)，\(K_h\)為時(shí)變化系數(shù)，取值范圍一般在1.32.5之間，它反映了一天中用水高峰時(shí)段的流量變化情況。工業(yè)企業(yè)污水設(shè)計(jì)流量：根據(jù)工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)規(guī)模及生產(chǎn)班制等因素確定。通常按企業(yè)的最大日排水量或平均小時(shí)排水量，并考慮變化系數(shù)來(lái)計(jì)算。對(duì)于有周期性生產(chǎn)特點(diǎn)的企業(yè)，要根據(jù)生產(chǎn)周期和排水規(guī)律準(zhǔn)確計(jì)算流量。城市污水設(shè)計(jì)流量：是居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量、工業(yè)企業(yè)污水設(shè)計(jì)流量以及入滲地下水量等之和。入滲地下水量可根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、地下水位等因素估算。城市污水設(shè)計(jì)流量是污水處理廠設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，它決定了污水處理廠的規(guī)模和處理能力。

第三章污水的物理處理習(xí)題1.沉淀有哪幾種類型？各有什么特點(diǎn)？2.理想沉淀池的假定條件是什么？推導(dǎo)理想沉淀池的沉淀效率公式。3.簡(jiǎn)述平流式沉淀池的構(gòu)造和工作原理。4.影響沉淀效果的因素有哪些？如何提高沉淀效率？

答案1.沉淀的類型及特點(diǎn)：自由沉淀：顆粒在沉淀過(guò)程中，彼此沒有干擾，只受到顆粒本身在水中的重力和水流阻力的作用。如沉砂池中的沉淀。特點(diǎn)是沉淀過(guò)程中顆粒的形狀、大小及相對(duì)密度不變，沉淀速度恒定。絮凝沉淀：顆粒在沉淀過(guò)程中，能發(fā)生凝聚或絮凝作用，使顆粒的粒徑和質(zhì)量逐漸增大，沉淀速度加快。如化學(xué)混凝沉淀中的沉淀。其特點(diǎn)是沉淀過(guò)程中顆粒的性質(zhì)發(fā)生變化，沉淀速度隨時(shí)間而增大。區(qū)域沉淀：顆粒在沉淀過(guò)程中，彼此相互干擾，在清水與渾水之間形成明顯的交界面，沉淀速度就是交界面下沉的速度。如活性污泥法二沉池中的沉淀。該類型沉淀的特點(diǎn)是沉淀過(guò)程中顆粒間有明顯的相互作用，沉淀速度與顆粒濃度有關(guān)。壓縮沉淀：顆粒在沉淀過(guò)程中，由于重力作用，污泥層被壓縮，污泥中的空隙水被擠出，污泥體積減小。如污泥斗中的沉淀。其特點(diǎn)是沉淀過(guò)程主要是污泥的壓縮過(guò)程，沉淀速度取決于污泥的壓縮程度。2.理想沉淀池的假定條件及沉淀效率公式推導(dǎo)：假定條件：沉淀區(qū)過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的水流速度均相同，水平流速為\(v\)。顆粒在沉淀過(guò)程中以等速下沉，下沉速度為\(u\)。顆粒沉到池底即認(rèn)為被去除。進(jìn)水均勻分布在整個(gè)過(guò)水?dāng)嗝嫔?。沉淀效率公式推?dǎo)：設(shè)沉淀池的長(zhǎng)度為\(L\)，寬度為\(B\)，高度為\(H\)，流量為\(Q\)。在時(shí)間\(t\)內(nèi)，進(jìn)入沉淀池的顆粒數(shù)量為\(n_0=QC_0t\)（\(C_0\)為進(jìn)水顆粒濃度）。能沉淀到池底的顆粒數(shù)量\(n=Q(C_0C)\)（\(C\)為出水顆粒濃度）。沉淀效率\(E=\frac{n}{n_0}=\frac{Q(C_0C)}{QC_0t}\)。由\(t=\frac{L}{v}\)，\(u=\frac{H}{t}\)可得\(t=\frac{H}{u}\)，代入上式可得\(E=\frac{u}{v}\frac{L}{H}\)。令\(A=LB\)（沉淀池面積），\(Q=vB\)，則\(E=\frac{uA}{Q}\)，即\(E=\frac{u}{v}\times\frac{L}{H}=\frac{u}{v}\times\frac{Q/v}{Q/H}=\frac{uH}{vL}=\frac{u}{v}\times\frac{H}{L}\)。所以理想沉淀池的沉淀效率公式為\(E=\frac{u}{v}\times\frac{H}{L}\)，它表明沉淀效率與顆粒沉淀速度\(u\)、水平流速\(v\)以及沉淀池的長(zhǎng)深比\(\frac{H}{L}\)有關(guān)。3.平流式沉淀池的構(gòu)造和工作原理：構(gòu)造：平流式沉淀池由進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、出水區(qū)、污泥區(qū)及緩沖區(qū)組成。進(jìn)水區(qū)：一般采用穿孔墻，使污水均勻地流入沉淀池，避免短流和沖擊。沉淀區(qū)：是沉淀池的主要部分，污水在沉淀區(qū)內(nèi)緩慢流動(dòng)，顆粒依靠重力作用沉淀到池底。出水區(qū)：通常設(shè)置溢流堰，使沉淀后的清水均勻流出，堰口應(yīng)水平，以保證出水水位平穩(wěn)。污泥區(qū)：位于池底，沉淀下來(lái)的污泥在此積累，定期通過(guò)排泥設(shè)備排出。緩沖區(qū)：在污泥區(qū)和沉淀區(qū)之間，可減少水流對(duì)污泥的攪動(dòng)。工作原理：污水從進(jìn)水區(qū)進(jìn)入沉淀池后，在沉淀區(qū)內(nèi)水平流動(dòng)，污水中的懸浮顆粒在重力作用下逐漸下沉，沉淀到污泥區(qū)，清水則通過(guò)出水區(qū)流出沉淀池。通過(guò)控制污水在沉淀區(qū)內(nèi)的流速和停留時(shí)間，使顆粒有足夠的時(shí)間沉淀，從而實(shí)現(xiàn)污水中懸浮顆粒的分離。4.影響沉淀效果的因素及提高沉淀效率的方法：影響因素：顆粒特性：顆粒的大小、形狀、相對(duì)密度等會(huì)影響沉淀速度。一般粒徑越大、相對(duì)密度越大，沉淀速度越快。水流狀況：水平流速過(guò)大易造成短流，使部分顆粒來(lái)不及沉淀就流出沉淀池；水流的紊流程度也會(huì)影響沉淀效果，紊流會(huì)使顆粒碰撞機(jī)會(huì)增加，影響沉淀的穩(wěn)定性。水溫：水溫影響水的粘度，進(jìn)而影響顆粒的沉淀速度。水溫降低，水的粘度增大，沉淀速度減小。污泥性質(zhì)：污泥的濃度過(guò)高會(huì)影響沉淀效果，污泥的沉降性能差也會(huì)導(dǎo)致沉淀效率降低。提高沉淀效率的方法：合理設(shè)計(jì)沉淀池：根據(jù)污水流量和水質(zhì)，合理確定沉淀池的尺寸、形狀和構(gòu)造，保證水流均勻分布，減少短流。控制進(jìn)水水質(zhì)：對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理，降低水中懸浮顆粒的濃度，改善顆粒的沉淀性能。調(diào)節(jié)水流速度：通過(guò)合理控制進(jìn)水流量和沉淀池內(nèi)的水位，使水流速度穩(wěn)定在合適的范圍內(nèi)，有利于顆粒沉淀。采用合適的排泥方式：及時(shí)排出沉淀污泥，防止污泥在池內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致污泥上浮，影響沉淀效果?？紤]水溫影響：對(duì)于水溫變化較大的情況，可采取適當(dāng)?shù)谋鼗蛏郎卮胧?，保證沉淀效果不受太大影響。

第四章污水的化學(xué)處理習(xí)題1.化學(xué)混凝的作用原理是什么？影響化學(xué)混凝效果的因素有哪些？2.常用的混凝劑有哪些？各有什么特點(diǎn)？3.簡(jiǎn)述化學(xué)沉淀法處理污水的原理和類型。4.氧化還原法在污水處理中有哪些應(yīng)用？

答案1.化學(xué)混凝的作用原理及影響因素：作用原理：化學(xué)混凝是通過(guò)向污水中投加混凝劑，使污水中的膠體顆粒和細(xì)小懸浮物脫穩(wěn)、凝聚，形成較大的顆粒，以便于后續(xù)的沉淀或過(guò)濾去除?；炷齽┰谒兴猱a(chǎn)生帶正電荷的膠體離子，與帶負(fù)電荷的膠體顆粒和懸浮物發(fā)生電中和作用，降低其表面電荷，使顆粒間的排斥力減小，從而相互碰撞凝聚。同時(shí)，混凝劑水解產(chǎn)物還能吸附在顆粒表面，形成吸附架橋作用，使顆粒進(jìn)一步聚集長(zhǎng)大。影響因素：水溫：水溫對(duì)混凝效果有較大影響。水溫低時(shí)，混凝劑水解速度慢，生成的絮凝體細(xì)小、松散，沉淀性能差。一般水溫在2030℃時(shí)混凝效果較好。pH值：不同的混凝劑有其最佳的pH值適用范圍。在合適的pH值條件下，混凝劑才能水解生成有效的絮凝體。例如，硫酸鋁在pH值6.57.5時(shí)混凝效果較好。混凝劑種類和投加量：不同的混凝劑對(duì)不同水質(zhì)的混凝效果不同，投加量也會(huì)影響混凝效果。投加量過(guò)少，不能使顆粒充分脫穩(wěn)凝聚；投加量過(guò)多，會(huì)使膠體顆粒表面電荷發(fā)生逆轉(zhuǎn)，重新穩(wěn)定，且會(huì)增加處理成本。水力條件：包括攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間。攪拌強(qiáng)度要適中，既能使混凝劑與污水充分混合，又不會(huì)使已形成的絮凝體破碎。攪拌時(shí)間也有一定要求，一般在混合階段快速攪拌13分鐘，反應(yīng)階段慢速攪拌1530分鐘。2.常用的混凝劑及特點(diǎn)：硫酸鋁：價(jià)格較低，