《水污染控制工程》簡(jiǎn)答題

1.顆粒在水中的沉淀類(lèi)型及其特性怎樣？

答：顆粒在水中的沉淀，可根據(jù)其濃度與特性，分為四種基本類(lèi)型：

（1）自由沉淀：顆粒在沉淀過(guò)程中呈離散狀態(tài)，其形狀、尺寸、質(zhì)量均不變化，

下沉速度不受干擾，各自獨(dú)立地完畢沉淀過(guò)程。

（2）絮凝沉淀：懸浮顆粒在沉淀過(guò)程中，顆粒之間也許互相碰撞產(chǎn)生絮凝作用，

其尺寸、質(zhì)量均會(huì)隨深度的增長(zhǎng)而增大，其沉速隨深度而增長(zhǎng)。

（3）擁擠沉淀（成層沉淀）：當(dāng)懸浮顆粒濃度比較大時(shí)\在下沉過(guò)程中彼此干擾，

顆粒群結(jié)合成一種整體向下沉淀，形成一種清晰的泥水界面，沉淀顯示為界面下

沉。

（4）壓縮沉淀：顆粒在水中的濃度增高到顆?；ハ嘟佑|、互相支撐，上層顆粒

在重力作用下，擠出下層顆粒的間隙水，使污泥得到濃縮。

2.個(gè)體自由沉降其沉速是指的什么條件下的沉速，其影響原因怎樣試分析之？

答：個(gè)體自由沉降的沉速指的是在受力平衡狀態(tài)下顆粒所具有的沉速，可由斯托

克斯方程式表達(dá)。u=g（S-P）d2/（18）表達(dá)：由方程式可見(jiàn)影響自由沉

降速度的原因有：

（1）s—：s—>0顆粒下沉，s—<0顆粒上浮，s—=0顆粒懸

浮，提高s-值，可以強(qiáng)化沉淀過(guò)程。

（2）d:自由沉降速度ud2,提高粒徑d的措施可強(qiáng)化沉淀過(guò)程。

（3）U：自由沉降速度u1/,減少水的動(dòng)力粘度可提高沉降速度，有助于沉

淀的進(jìn)行。

3.調(diào)整池采用堰頂溢流出水時(shí)，可以起到水量調(diào)整的作用？用什么方式可以到達(dá)

水量調(diào)整的目的？

答：不能。若要到達(dá)水量調(diào)整的目的：一種措施是采用穩(wěn)定水位的措施；二是在

調(diào)整池外設(shè)置水泵。

4.試闡明沉速u(mài)在進(jìn)行沉淀池面積計(jì)算時(shí)設(shè)計(jì)根據(jù)。

答：由于uOtO=H,V池=HA面=QtO因此uO=H/tO=QtO/（A面tO）=Q/A=q如沉

速u(mài)在數(shù)值上等于q（面積負(fù)荷率），即可根據(jù)u（二q）和處理水量確定沉淀池的面

積Ao

5.怎樣從理想沉淀池的理論分析得出斜板（管）沉淀池產(chǎn)生根據(jù)？

答：由于通過(guò)理想沉淀池的理論分析存在H/u=L/v、即u/v=H/L。假如將水深為

H的沉淀池分隔成為幾種水深為H/n的沉淀池，則當(dāng)沉淀池長(zhǎng)度為原沉淀區(qū)長(zhǎng)度

的1/n時(shí)，就可處理與本來(lái)的沉淀池相似的水量，并到達(dá)完全相似的處理效果。

這闡明，減小沉淀池的深度，可以縮短沉淀時(shí)間，因而減小沉淀池的體積，也就

可以提高沉淀效率。為便于排泥將隔扳傾斜放置600。

6.澄清池的工作原理與沉淀池有何異同？運(yùn)行上要注意什么問(wèn)題？

答：沉淀池中，懸浮顆粒沉到池底，沉淀過(guò)程即告完畢。而在澄清池中，沉到

池底的污泥又被提高起來(lái)，并使這處在均勻分析的懸浮狀態(tài)，在池中形成穩(wěn)定的

泥渣懸浮層（即接觸凝聚區(qū)），原水通過(guò)時(shí)，運(yùn)用接觸凝聚的原理，吸附進(jìn)水中

的磯花，到達(dá)清除懸浮物的目的。

7.水中顆粒被過(guò)濾設(shè)備（包括濾池及其他過(guò)濾設(shè)各）截留重要靠什么作用？

答：水中顆粒被過(guò)濾設(shè)備（包括濾池及其他過(guò)濾設(shè)備）截留重要靠濾料層表面沉

淀和接觸吸附作用，一旦在濾層表面形成一層濾膜后，便會(huì)產(chǎn)生篩除的截留作用，

但這種截留作用會(huì)使濾池很快堵塞。

8.試敘反沖洗配水不均勻的絕對(duì)性，怎樣才能到達(dá)配水相對(duì)均勻？

答：根據(jù)大阻力配水系統(tǒng)的原理分析丁穿孔配水管末端b孔的流量Qb={（Sl+

S2,）Qa2/（Sl+S2,,）+（12+22）/[（S1+S2"）2g]}0.5,由此看出首端孔口a和

末端孔口b的出流量是不也許相等的。但可以通過(guò)減小孔口總面積以增大S1,

減弱S2'、S2”及配水系統(tǒng)壓力不均勻的影響，從而使Qa盡量靠近Qb。而小阻

力配水系統(tǒng)則是通過(guò)減小上式中的1、2至一定的程度，等式右邊根號(hào)中第

二項(xiàng)對(duì)布水均勻性的影響將大大減弱，以到達(dá)均勻布水的目的，因此無(wú)論是大阻

力配水系統(tǒng)，或是小阻力配水系統(tǒng)都不也許到達(dá)反沖洗配水系統(tǒng)的絕對(duì)均勻。

9.與否任何物質(zhì)都能與空氣泡吸附？取決于哪些原因？

答：物質(zhì)能否與氣泡吸附重要取決于顆粒的疏水性能，顆粒疏水性能取決于氣固

界面接觸角e的大，＞90o為疏水性物質(zhì)，＜90o者為親水性物質(zhì)，當(dāng)=0

時(shí)，固體顆粒完全被澗濕，而不能被吸附，當(dāng)0＜＜90o,顆粒與氣泡的吸附不

牢，輕易在水流的作用下脫附，當(dāng)＞90o,顆粒則輕易被氣泡吸附。而對(duì)親水

性物質(zhì)，則可以通過(guò)投加浮選劑，變化其接觸角使其表面轉(zhuǎn)化成疏水物質(zhì)而與氣

泡吸附。

10.從水力旋流器和多種離心機(jī)產(chǎn)生離心力大小來(lái)分析它們適合于分離何種性質(zhì)

的顆粒？

答：從離心分離的原理看，顆粒在離心力場(chǎng)中受冷移動(dòng)力的驅(qū)使，而移向器壁,

顆粒往向移動(dòng)的距離為一5to假如r不小于顆粒與離心，設(shè)備壁的起始

距離，顆粒可抵達(dá)設(shè)備壁而除去。由于凈移動(dòng)力c=(m-mO)2/R(=2

Rn/60m/s);C與顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑成反比，水力旋流器不適宜太大，一般在

500mm以?xún)?nèi)，在器內(nèi)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)角速度也是有限的，因此要到達(dá)分離的目的，

顆粒粒徑要大，密度要大，例如礦砂類(lèi)，才能到達(dá)被清除的目的。對(duì)于離心機(jī),

由于是器旋，又有高中低速離心機(jī)，因s=kw2(s—P)d2/(18)，在W很

大的狀況下，顆粒與水的密度差一P0,及粒徑d對(duì)s的影響已經(jīng)很小，因

此高速離心機(jī)可以分離乳化油和羊毛脂，中速離心機(jī)則可以用于污泥脫水及含纖

維或漿粒的廢水處理。低速離心機(jī)可用污泥和化學(xué)泥渣和脫水。

11.在水處理實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)考慮哪些原因選擇合適的氧化劑或還原劑？

答：(1)對(duì)水中特定的雜質(zhì)有良好的氧化還原作用。

(2)反應(yīng)后的生成物應(yīng)當(dāng)無(wú)害，不需二次處理。

(3)價(jià)格合理，易得。

(4)常溫下反應(yīng)迅速，不需加熱。

(5)反應(yīng)時(shí)所需pH值不太高或不太低。

12.在電解槽內(nèi)，陰陽(yáng)極上分別發(fā)生什么反應(yīng)？寫(xiě)出電解反應(yīng)的離子方程式。(以

M+為金屬陽(yáng)離子為例)

答：陰極：還原反應(yīng)IeM2H++2eH2

陽(yáng)極：氧化反應(yīng)40H——4e2H2O+O2Cl——e-1/2CI2

13電解法處理含銘廢△的優(yōu)缺陷是什么？

答：長(zhǎng)處：效果穩(wěn)定可靠，操作管理簡(jiǎn)樸，設(shè)備占地面積?。粡U水水和重金屬離

子也能通過(guò)電解有所減少。缺陷：需要消耗電能，消耗鋼材，運(yùn)行費(fèi)用較高，

沉渣綜合運(yùn)用問(wèn)題有待深入研究處理。

14.含格廢水有哪些處理措施？（至少寫(xiě)出三種）

答：電解法，藥劑氧化還原法，離子互換法等。

15.影響混凝效果的原因有哪些？

答：（1）水溫：水溫影響無(wú)機(jī)鹽類(lèi)的水解。水溫低時(shí)，水解反應(yīng)慢，水粘度大,

絮凝體不易形成。

（2）水的PH值和堿度。不一樣的PH值，鋁鹽與鐵鹽混凝劑的水解產(chǎn)物的形態(tài)

不一樣樣，混凝效果也不一樣。

（3）水中雜質(zhì)的性質(zhì)、構(gòu)成和濃度。水中存在的二價(jià)以上的正離子，對(duì)天然水

壓縮雙電層有利：雜質(zhì)顆粒級(jí)配大小不一將有助于混凝：雜質(zhì)的濃度過(guò)低（顆粒

數(shù)過(guò)少）將不利于顆粒間的碰撞而影響凝聚。

（4）水力條件?；炷^(guò)程的混合階段，規(guī)定混凝劑與渾水迅速均勻混合；在反

應(yīng)階段，要攪拌強(qiáng)度隨磯花的增大而逐漸減少。

16.在消毒中為何廣泛鳧用氯作為消毒劑？近年來(lái)發(fā)現(xiàn)了什么問(wèn)題？

答：氯的價(jià)格低廉，消毒效果良好和使用較以使。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)氯化消毒過(guò)程中在

也許產(chǎn)生致癌性的三氯甲烷等化合物，因此，國(guó)內(nèi)外都在探索更為理想的消毒藥

劑。

17.在不含氨的水中加入氯氣進(jìn)行消毒會(huì)出現(xiàn)哪些局限性？怎樣處理？

答：加氯氣消毒，氯氣和水發(fā)生反應(yīng)生成次氯酸（HOCI）,H0CI可以具有強(qiáng)氧化

能力，殺死細(xì)菌，HOCI越多，消毒效果很好。

局限性：（1）次氯酸在水中停留時(shí)間太長(zhǎng)后輕易散失，當(dāng)管線(xiàn)很長(zhǎng)時(shí)管網(wǎng)末梢就

不輕易到達(dá)余氯原則。

（2）游離性余氯HOCI輕易產(chǎn)生較重的氯臭味，尤其是水里具有酚時(shí)，更會(huì)產(chǎn)生

具有惡臭的氯酚。處理措施：當(dāng)水中不含氨或含量甚少時(shí)，可人工加氨，使之形

成氯胺。氯胺的消毒作用也是靠HOCL,但氯胺是逐漸放出HOCI來(lái)，比HOCI消

毒作用慢，能保持較長(zhǎng)時(shí)間，輕易保證管網(wǎng)末梢的余氯規(guī)定，氯臭味也輕某些。

18酸性廢水的中和措施有哪些？

答：（1）運(yùn)用工廠(chǎng)的堿性廢水和堿性廢渣中和，（2）投加堿性試劑，（3）通過(guò)有

中和性能的濾料過(guò)濾。

19投藥中和法和過(guò)濾口和法的優(yōu)缺陷各是什么？

答：投藥中和法：長(zhǎng)史：可以處理任何物質(zhì)，任何濃度的酸性廢水，當(dāng)投加石

灰時(shí)，氫氧化鈣對(duì)廢水中的雜質(zhì)還具有凝聚作用C缺陷：勞動(dòng)衛(wèi)生條件差，操作

管理復(fù)雜，制備濃度，投配藥劑需要較多的機(jī)械設(shè)備；石灰質(zhì)量往往不能保證,

灰渣較多，沉渣體積龐大，脫水麻煩。

過(guò)濾中和法：長(zhǎng)處：操作管理簡(jiǎn)樸，出水PH值較穩(wěn)定，不影響環(huán)境衛(wèi)生，沉渣

少。缺陷：進(jìn)水硫酸濃度受到限制。

20.什么叫化學(xué)沉淀法，在水處理中重要清除哪些物質(zhì)？

答：往水中投加某種化學(xué)藥劑，使與水中的溶解物質(zhì)發(fā)生互換反應(yīng)，生成難溶于

水的鹽類(lèi)，形成沉渣，從而減少水中溶解物質(zhì)的含量。這種措施叫化學(xué)沉淀法。

在給水處理中清除鈣、鎂硬度。在廢水處理中清除重金屬離子，如汞，鎘，鉛，

鋅等。

21在氧化還原反應(yīng)中，對(duì)有機(jī)物氧化還原反應(yīng)怎樣判斷？

答：用加氧或去氫的反應(yīng)稱(chēng)為氧化，或者有機(jī)物與強(qiáng)氧化劑相作用生成C02,H20

等的反應(yīng)鑒定為氧化反應(yīng)，加氫或去氧的反應(yīng)稱(chēng)為還原反應(yīng)。

22活性污泥法的運(yùn)行方式有哪幾種？試就老式活性污泥法特點(diǎn)，簡(jiǎn)述其他活性

污泥法產(chǎn)生的基礎(chǔ)。答：活性污泥法的重要運(yùn)行方式有：（1）一般活性污泥法

（2）漸減曝氣法（3）多點(diǎn)進(jìn)水活性污泥法（階段曝氣法）（4）吸附再生活性污

泥法（5）完全混合性污泥法（6）延時(shí)曝氣活性污泥法（7）氧化溝。對(duì)于老式

活性污泥法：污水與生物污泥同步從首端進(jìn)，尾端出；微生物的增長(zhǎng)在增長(zhǎng)曲線(xiàn)

上，展現(xiàn)出一種線(xiàn)段；該法具有處理效率高、出水水質(zhì)好，剩余污泥量少的長(zhǎng)處。

但它的局限性是，（1）耐沖擊負(fù)荷差（2）供氧與需氧不平衡?！?/p>

23何謂活性污泥法？畫(huà)出其基本工藝流程并闡明各處理構(gòu)筑物的功能作用。答:

活性污泥法即是以活性污泥為主體的生物處理措施。其基本流程為：

進(jìn)水出水

污泥回流污泥剩余污泥

1一初次沉淀池，重要作用清除污水中的SS,并對(duì)BOD有一定的清除作用（20?

30%）。

2—曝氣池，重要作用清除污水的有機(jī)物。

3—二次沉淀池，從曝氣池出來(lái)的混合液在二次沉淀池進(jìn)行固液分離并對(duì)污泥進(jìn)

行合適的濃縮。

24.污泥沉降比，污泥指數(shù)，污泥濃度三者關(guān)系怎樣？試敘其在活性污泥運(yùn)行中

的重要意義。

答：SVI（污泥指數(shù)）=SV%X10/MLSSg/Lo污泥指數(shù)SVI正常運(yùn)行的狀況下為

50?150,污泥指數(shù)MLSS一定的狀況下，可計(jì)算出30分鐘沉降比SV%,故可通

過(guò)測(cè)定30分鐘沉降比，很簡(jiǎn)便地鑒定曝氣池內(nèi)污泥狀況，并進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理。

25.試就曝氣池中的污泥平衡推導(dǎo)出X、Xr、r之間的關(guān)系式。

答：就曝氣池的污泥平衡為：QXr=（Q+rQ）X（進(jìn)水X0=0）于是有：QXr=QX+rXQ,

rQr=Q(Xr-X)因此：r=Q(Xr-X)/QX=(Xr-X)/X

26.活性污泥法系統(tǒng)中，二次沉淀池起什么作用？在設(shè)計(jì)中有些什么規(guī)定？

答：活性污泥法系統(tǒng)中，二次沉淀池的作用在于(1)泥水分離作用；(2)對(duì)污

泥起一定的濃縮作用以保證曝氣池對(duì)污泥量需要。故根據(jù)沉淀速度確定的沉降面

積和為滿(mǎn)足一定的濃縮作用確定面積后，選擇其中大者作為設(shè)計(jì)沉淀面積，以保

證對(duì)兩者需要。

27.活性污泥法為何需要回流污泥，怎樣確定回流比？

答：活性污泥法是依托生物污泥對(duì)BOD的清除的，進(jìn)水所帶生物量有限，故應(yīng)

從二次沉淀池分離出的污泥中回流，一部分進(jìn)曝氣池?；亓鞅鹊拇笮∪Q于曝氣

池內(nèi)污泥濃度X和回流污泥濃度Xr,根據(jù)進(jìn)出曝氣池的污泥平衡r=(Xr-X)/X

28.活性污泥法需氧量怎樣計(jì)算，它體現(xiàn)了那兩方面的需要？

答：活性污泥法需氧量一是生物對(duì)BOD的分解需氧，二是微生物內(nèi)源呼吸需氧。

平常需氧量的計(jì)算式為O2=aQ(S0-Se)+bVX0,Q日處理水量。

29.試闡明活性污泥法處理水中BOD的構(gòu)成，并闡明它們各代表何種處理構(gòu)筑物

的功能作用？

30.答：活性污泥法處理水中BOD由兩項(xiàng)構(gòu)成:

(1)為溶解性的BOD5(2)非溶解性的BOD5o溶解性的BOD5來(lái)自生物處理后

殘存的溶解性有機(jī)物，它表達(dá)了曝氣池運(yùn)行效果，非溶解性BOD5來(lái)源于二次沉

淀池中帶出和微生物懸浮性固體，它表達(dá)了二次沉淀池中固液分離的效果。

31.試分析生物膜的重要特性。

答：生物膜法是以固著在載體表面的生物膜對(duì)污水起凈化作用的一種措施，污水

通過(guò)生物膜反應(yīng)器被凈化。就生物膜的工作狀況分析生物膜法的重要特性如下：

（1）參與凈化反應(yīng)微生物多樣化有一定的脫氮作用；（2）污泥產(chǎn)量低，沉降性

能好；（3）對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量變化適應(yīng)性較強(qiáng)（4）易于維護(hù)運(yùn)行、節(jié)能。

32.試扼要討論影響厭氧生物處理的原因。

答：影響厭氧消化的重要原因有：（1）溫度：有中溫發(fā)酵和高溫發(fā)酵，高溫發(fā)酵

消化時(shí)間短產(chǎn)氣量高，殺菌滅卵效果好；（2）PH及堿度：厭氧發(fā)酵的最佳pH

值應(yīng)控制在6.8~7.2,低于6或高于8,厭氧效果明顯變差，揮發(fā)酸的數(shù)量直接

影響到PH值，故反應(yīng)器內(nèi)應(yīng)維持足夠的堿度；（3）碳氮比，合適的碳氮比為C/N

-10-20：1;（4）有機(jī)負(fù)荷率，厭氧消化的控制速率是甲烷發(fā)酵階段，因此過(guò)

高的有機(jī)負(fù)荷也許導(dǎo)致有機(jī)酸的積累而不利于甲烷發(fā)酵的進(jìn)行；（5）攪拌：合適

攪拌是必須的，以防止形成渣泥殼和保證消化生物環(huán)境條件一致;（6）有毒物質(zhì)，

應(yīng)控制在最大容許濃度以?xún)?nèi)。

33.厭氧生物處理對(duì)象是什么？可到達(dá)什么目的？

答：厭氧生物處理對(duì)象重要為：（1）有機(jī)污泥；（2）高濃度有機(jī)廢水；（3）生物

質(zhì)。通過(guò)厭氧處理后，（1）可到達(dá)殺菌滅卵、防蠅除臭的作用（2）可清除污泥、

廢水中大量有機(jī)物，防止對(duì)水體的污染。（3）在厭氧發(fā)酵的同步可獲得可觀(guān)的生

物能一沼氣（4）通過(guò)厭氧發(fā)酵，固體量可減少約1/2,并可提高污泥的脫水性

能。

34.試比較厭氧法與好氧法處理的優(yōu)缺陷。

答：就高濃度有機(jī)廢水與污泥和穩(wěn)定處理而言。厭氧處理的重要優(yōu)勢(shì)在于：（1）

有機(jī)廢水、污泥被資源化運(yùn)用又（產(chǎn)沼氣）；（2）動(dòng)力消耗低（不需供氧）。存在

的局限性在于：（1）處理不徹底，出水有機(jī)物濃度仍然很高，不能直接排放，相

對(duì)比較而言，好氧活性污泥法，則有：（1）對(duì)有機(jī)物的處理比較徹底，出水可以

達(dá)標(biāo)排放，（2）動(dòng)力消耗大。

35.污泥處理的一般工藝怎樣？污泥濃縮的作用是什么？

答：污泥處理的一般工藝如下：污泥濃縮污泥消化脫水和干燥污泥運(yùn)用

污泥濃縮的作用在于清除污泥中大量的水分，縮小污泥體積，以利于后繼處理,

減小厭氧消化池的容積，減少消化耗藥量和耗熱量等。

36.污泥濃縮有哪些措施，并加以比較？

答：濃縮污泥可以用重力濃縮法，也可以用氣浮濃縮法和離心濃縮法、重力濃縮

法重要構(gòu)筑物為重力濃縮池，設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)樸，管理以便，運(yùn)行費(fèi)用低；氣浮濃縮

重要設(shè)施為氣浮池和壓縮空氣系統(tǒng)，設(shè)備較多，操作較復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用較高，但

氣浮污泥含水率一般低于重力濃縮污泥。離心濃縮則可將污泥含水率降到

80%?85%,大大縮小了污泥體積，但相比之下電耗較大。

37.污泥比阻在污泥脫水中有何意義？怎樣減少污泥比阻？

答：污泥比阻大，污泥脫水不易，脫水效率低，動(dòng)力消耗大；減少污泥比阻的處

理為污泥預(yù)處理，

有（1）化學(xué)混凝法；（2）淘洗一化學(xué)混凝法，此法可大大減少混凝劑用量。

38.怎樣提高冷卻塔的散熱速度？

答：若要提高冷卻塔的散熱速度，應(yīng)盡量使水形成小水滴或水膜，以擴(kuò)大水和

空氣的接觸的面積；提高水面空氣的流動(dòng)速度，使逸出的水蒸氣分子迅速擴(kuò)教才

能提高冷卻塔的散熱速度。

39.畫(huà)出生物同步脫氮除磷的工藝流程，并闡明各處理構(gòu)筑物的功能作用？