水污染控制工程A试卷答案-01级

------------------------------------------------- 审批： 2003 ～2004 学年 第二学期 水污染控制工程科目 考试 试题A卷答案

一、填空（30×1分=30分）

--- --- --- -

： 题线）审 - -线君---丽---订聂----- 装 --- ：---封题---命----密- 出 封 超 - --能- ---：--不-号---学--题- -----答 - -----（ - 密 ： 名--姓----- --- --- --- --- --- --- -：--）

---写---填---生---1. 废水中的污染物可大致分为固体污染物、（需氧）污染物、毒性污染物、（植

物营养性）污染物、（酸碱）污染物、生物污染物、（油类）污染物、感官污染物和热污染物9个类别，大多数污染物指标的单位用（mg/L）表示。 2. 水质标准包括（水环境质量）标准、用水水质标准和（水污染物排放）标准

三大类。

3. 提高沉降池沉淀效果的有效途径，一是增设预曝气，二是在普通沉淀池中增

设（倾斜板（管））。

4. 我们做混凝试验使用的PAC属于（无机高分子）混凝剂。 5. 吸附量是指（单位质量的吸附剂所吸附的吸附质的质量）。

6. 活性污泥的絮状颗粒中，由千万种细菌为主结成的团粒，统称（菌胶团），不

正常情况下，活性污泥的菌胶团消失，丝状菌大量出现，沉降性能恶化，易发生（污泥膨胀）现象。

7. 污泥的含水率从99.5%分别降低至98.5%和95%时，污泥的体积约减缩至原污

泥的（1/3）和（1/10）。

8. 构成活性污泥法的三要素是（活性污泥）、（有机物）和（溶解氧）。 9. 二次沉淀池在功能上要同时满足（澄清（固液分离））和（污泥浓缩（使回流

污泥含水率低，回流污泥的体积减少））两方面的要求。

10. 在曝气设备充氧能力的试验中，最通用的方法是用还原剂（亚硫酸钠）消氧，

为加快消氧过程采用（氯化钴）作为催化剂。

11. 活性污泥系统投产运行前必须备好足够数量的活性污泥，此过程称为（污泥

培养），为了使已培养成熟的活性污泥具有处理特定工业废水的能力，该过程称为（污泥驯化）。

12. 生物膜法中，（生物滤池）和（生物转盘）属于润壁型生物膜法，（生物接触

氧化法）属于浸没型生物膜法。

13. SBR法全称为（序批式反应器Sequencing Batch Reactor，简称SBR）；UASB

反应器全称为（上流式厌氧污泥床反应器）。

14. 厌氧活性污泥法包括普通消化池、（厌氧接触工艺）、（上流式厌氧污泥床反应

器）。

二、选择题：（5×2分=10分）

1. 离子交换树脂的结构是由不溶性的树脂本体和活性基团组成，在磺酸型阳离

子交换树脂结构R－SO3H中，其中（B）为活性基团。 （A） R－；（B）－SO3H；（C）H＋；（D）－SO3－ 2. 双膜理论认为，在气-水界面上存在着（C）。

（A）气膜；（B）液膜；（C）气膜和液膜 3. 当（B）污泥沉降性能好。

（A）SVI150 4. 下图中，沉淀池进水区的整流措施属于：（A）

（A） 采用溢流式入流装置，并设置有孔整流墙； （B） 淹没孔与挡流板的组合；

（C） 采用底孔式入流装置，底部设有挡流板； （D） 淹没孔与有孔整流墙的组合。

5. 在含油废水中的油类污染物通常有可浮油、乳化油和溶解油三种状态。通常

情况下，隔油池是去除（A）的处理构筑物。 （A） 可浮油；（B）、乳化油；（C）溶解油

三、概念：（5×3分=15分）

1. 润湿接触角：在静止状态下，当气、液、固三相接触时，气－液界面张力线

和固－液界面张力线之间的夹角(包含液相的)称为润湿接触角。

2. 污泥重量负荷F/M ：即单位重量活性污泥单位时间内所承受的BOD5量，单位

为kgBOD5 /(kgMLSS·d)。

3. 化学沉淀法：向废水中投加某种化学药剂（沉淀剂），使其与废水中的溶解性

污染物质发生化学反应，生成难溶化合物沉淀，然后进行固-液分离，从而使废水得到净化的方法称为化学沉淀法。 4. 吸附等温线：在温度固定的条件下，吸附量与溶液浓度之间的关系，称为吸

附等温规律，表达这一关系的数学式叫吸附等温线。

5. 污泥回流比R：污泥回流比是指回流污泥的流量与曝气池进水流量的比值，一

般用百分数表示，符号为R。

四、简答题：（35分）（1、2、5、6题必做，3、4题选一）

1、辐流式沉淀池的进、出水方式有哪些？根据进、出水方式辐流式沉淀池可分哪几种类型？（5分）

进水方式：中心进水、周边进水；出水方式：中心排水、周边排水； 可分：中心进水周边排水、周边进水周边排水、周边进水中心排水三种。 2、推导公式 qu0

qvA

，并说明q的物理意义及单位与u0有何不同。（10分）

设长为L，有效水深为H，宽为b的沉淀池，表面积为A=Lb 因为：u0t=H，vt=L，有 u0=H/t，t=L/v； 临界条件： L/v= H/u0

又因为：qv=vbH，所以H＝qv/(vb)，

u0

Htqvvb

1tqvLb

qvA

所以有：

q=qv/A的物理意义是单位表面积沉淀池在单位时间内通过的流量，一般称之为表面负荷或溢流率（过流率）单位为：m3/(m2·h)或m3/(m2·s)；

u0 -能被完全除去的最小颗粒的沉降速度； 单位为：m/h或m/s；两者数值相等。

3、什么是生物膜？试画图说明生物滤池中生物膜净化废水的机理（10分）

生物膜膜体为蓬松的絮状结构，对废水中的有机污染物物具有较强的吸附与氧化降解能力，厚约为2mm。其结构及净化机理见图所示。

（1）水进入滤池并在滤料表面流动时，在生物膜的吸附作用下，其所含的有机物透过生物膜表面的附着水层，从废水主体向生物膜内部迁移；与此同时，空气中的氧亦通过膜表面附着水层进入生物膜；

（2）生物膜中的微生物在有氧的条件下进行新陈代谢的生命活动，对有机物进行氧化降解，降解产物沿着相反方向从生物膜经过附着水层排泄到流动废水或空气中去；

（3）当生物膜厚度增长到一定程度或有机物浓度较大时，迁移到生物膜的分子氧主要为膜表层的微生物所消耗，导致生物膜内部供氧不足，出现厌氧层； （4）随着生物膜的增厚，内层微生物不断死亡并解体，大大降低了膜与滤料的粘附力。老化的生物膜在自重和过流废水冲刷的共同作用下自行脱落，膜脱落后的滤料表面又重新开始新的生物膜生长，这一过程称作生物膜的更新。

（5）物膜对废水中有机物的净化包括了污染物及代谢产物的迁移、氧的扩散与吸收、有机物分解和微生物的新陈代谢等各种复杂过程。

4、画图说明厌氧消化过程四个连续的阶段（10分）

即水解阶段、酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。

第一阶段为水解阶段。复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物； 第二阶段为酸化阶段。水解后的小分子、溶解性有机物渗入细胞体内，在

细胞内酶的作用下，分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。这个阶段主要产生较高级脂肪酸。

第三阶段为产氢产乙酸阶段。在产氢产乙酸细菌的作用下，第二阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2，在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2。

第四阶段为产甲烷阶段。产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲烷。 在第四阶段由两组生理上不同的产甲烷菌完成：一组把氢和二氧化碳转化成甲烷；另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的l/3后者约占2/3。 5、加压溶气浮上法系统的组成及其主要设备？加压溶气有哪三种方式？ （5分） 加压溶气浮上法系统有三部分组成：压力溶气系统（包括加压水泵、溶气罐、供气设备、及其辅助设备）、空气释放系统（减压阀）和气浮分离设备（浮选机）； 加压溶气方式有水射流携带式、水泵吸气式和空压机供气式三种； 加压溶气浮上法的组成及各单元作用。

6、污泥中水分的存在形式有几种？各部分水分的比例大约是多少？与污泥的处理方法的关系？（5分）

原污水的水分包括游离水（70%）毛细水（210%）和内部水（10%）三种形式。主要处理方法有调节、浓缩（主要去除间隙水）、稳定、脱水（主要去除毛细水和表面附着水）、干燥（主要去除毛细水、表面附着水和内部水）和焚烧（剩余的所有水分，降至零）。

五、计算题：（10分）

某城镇人口90000人，排水量为100L/人.d，BOD5为20g/人.d。镇上有一化工厂，污水量为2000m3/d，其BOD5为2200mg/L。拟将工业废水和生活污水混合后采用5个池深2.5m的回流式生物滤池进行处理，处理后的废水的BOD5要达到30mg/L，试设计计算该生物滤池。 （设计中部分参数要求如下：

1.设回流稀释后BOD5浓度为300mg/L；2.有机物负荷率采用1.2 kgBOD5/ m.d； 3.滤池总体积计算公式：V过30m/d。） 解：

（1）参数计算：

混合后的总水量qv

90000100

1000

200011000

3

s0qV总

N

10（m）4.回流生物滤池滤率一般不超

8

3

（m/d）

564

3

混合后的BOD5浓度s0

900002020002200

11000

（mg/L）

由于混合后的浓度较高，采用回流进行稀释，设稀释后的BOD5浓度为300mg/L，求回流比564qv30qvr300(qvqvr)则r

（2）滤床尺寸计算

取有机物负荷率1.2 kgBOD5/ m3.d，则生物滤池的总体积为

V

30011000(10.98)

10001.2

56430030030

0.98

=5445（m3）

总面积A=5445/2.5=2178（m2） 每个池面积A1=2178/5=435.6（m2） 滤池直径D=（3）校核 滤率=

4A1



4435.63.14

10



23.6（m）

11000(10.98)

2178

（m/d）

------------------------------------------------- 审批： 2003 ～2004 学年 第二学期 水污染控制工程科目 考试 试题A卷答案

一、填空（30×1分=30分）

--- --- --- -

： 题线）审 - -线君---丽---订聂----- 装 --- ：---封题---命----密- 出 封 超 - --能- ---：--不-号---学--题- -----答 - -----（ - 密 ： 名--姓----- --- --- --- --- --- --- -：--）

---写---填---生---1. 废水中的污染物可大致分为固体污染物、（需氧）污染物、毒性污染物、（植

物营养性）污染物、（酸碱）污染物、生物污染物、（油类）污染物、感官污染物和热污染物9个类别，大多数污染物指标的单位用（mg/L）表示。 2. 水质标准包括（水环境质量）标准、用水水质标准和（水污染物排放）标准

三大类。

3. 提高沉降池沉淀效果的有效途径，一是增设预曝气，二是在普通沉淀池中增

设（倾斜板（管））。

4. 我们做混凝试验使用的PAC属于（无机高分子）混凝剂。 5. 吸附量是指（单位质量的吸附剂所吸附的吸附质的质量）。

6. 活性污泥的絮状颗粒中，由千万种细菌为主结成的团粒，统称（菌胶团），不

正常情况下，活性污泥的菌胶团消失，丝状菌大量出现，沉降性能恶化，易发生（污泥膨胀）现象。

7. 污泥的含水率从99.5%分别降低至98.5%和95%时，污泥的体积约减缩至原污

泥的（1/3）和（1/10）。

8. 构成活性污泥法的三要素是（活性污泥）、（有机物）和（溶解氧）。 9. 二次沉淀池在功能上要同时满足（澄清（固液分离））和（污泥浓缩（使回流

污泥含水率低，回流污泥的体积减少））两方面的要求。

10. 在曝气设备充氧能力的试验中，最通用的方法是用还原剂（亚硫酸钠）消氧，

为加快消氧过程采用（氯化钴）作为催化剂。

11. 活性污泥系统投产运行前必须备好足够数量的活性污泥，此过程称为（污泥

培养），为了使已培养成熟的活性污泥具有处理特定工业废水的能力，该过程称为（污泥驯化）。

12. 生物膜法中，（生物滤池）和（生物转盘）属于润壁型生物膜法，（生物接触

氧化法）属于浸没型生物膜法。

13. SBR法全称为（序批式反应器Sequencing Batch Reactor，简称SBR）；UASB

反应器全称为（上流式厌氧污泥床反应器）。

14. 厌氧活性污泥法包括普通消化池、（厌氧接触工艺）、（上流式厌氧污泥床反应

器）。

二、选择题：（5×2分=10分）

1. 离子交换树脂的结构是由不溶性的树脂本体和活性基团组成，在磺酸型阳离

子交换树脂结构R－SO3H中，其中（B）为活性基团。 （A） R－；（B）－SO3H；（C）H＋；（D）－SO3－ 2. 双膜理论认为，在气-水界面上存在着（C）。

（A）气膜；（B）液膜；（C）气膜和液膜 3. 当（B）污泥沉降性能好。

（A）SVI150 4. 下图中，沉淀池进水区的整流措施属于：（A）

（A） 采用溢流式入流装置，并设置有孔整流墙； （B） 淹没孔与挡流板的组合；

（C） 采用底孔式入流装置，底部设有挡流板； （D） 淹没孔与有孔整流墙的组合。

5. 在含油废水中的油类污染物通常有可浮油、乳化油和溶解油三种状态。通常

情况下，隔油池是去除（A）的处理构筑物。 （A） 可浮油；（B）、乳化油；（C）溶解油

三、概念：（5×3分=15分）

1. 润湿接触角：在静止状态下，当气、液、固三相接触时，气－液界面张力线

和固－液界面张力线之间的夹角(包含液相的)称为润湿接触角。

2. 污泥重量负荷F/M ：即单位重量活性污泥单位时间内所承受的BOD5量，单位

为kgBOD5 /(kgMLSS·d)。

3. 化学沉淀法：向废水中投加某种化学药剂（沉淀剂），使其与废水中的溶解性

污染物质发生化学反应，生成难溶化合物沉淀，然后进行固-液分离，从而使废水得到净化的方法称为化学沉淀法。 4. 吸附等温线：在温度固定的条件下，吸附量与溶液浓度之间的关系，称为吸

附等温规律，表达这一关系的数学式叫吸附等温线。

5. 污泥回流比R：污泥回流比是指回流污泥的流量与曝气池进水流量的比值，一

般用百分数表示，符号为R。

四、简答题：（35分）（1、2、5、6题必做，3、4题选一）

1、辐流式沉淀池的进、出水方式有哪些？根据进、出水方式辐流式沉淀池可分哪几种类型？（5分）

进水方式：中心进水、周边进水；出水方式：中心排水、周边排水； 可分：中心进水周边排水、周边进水周边排水、周边进水中心排水三种。 2、推导公式 qu0

qvA

，并说明q的物理意义及单位与u0有何不同。（10分）

设长为L，有效水深为H，宽为b的沉淀池，表面积为A=Lb 因为：u0t=H，vt=L，有 u0=H/t，t=L/v； 临界条件： L/v= H/u0

又因为：qv=vbH，所以H＝qv/(vb)，

u0

Htqvvb

1tqvLb

qvA

所以有：

q=qv/A的物理意义是单位表面积沉淀池在单位时间内通过的流量，一般称之为表面负荷或溢流率（过流率）单位为：m3/(m2·h)或m3/(m2·s)；

u0 -能被完全除去的最小颗粒的沉降速度； 单位为：m/h或m/s；两者数值相等。

3、什么是生物膜？试画图说明生物滤池中生物膜净化废水的机理（10分）

生物膜膜体为蓬松的絮状结构，对废水中的有机污染物物具有较强的吸附与氧化降解能力，厚约为2mm。其结构及净化机理见图所示。

（1）水进入滤池并在滤料表面流动时，在生物膜的吸附作用下，其所含的有机物透过生物膜表面的附着水层，从废水主体向生物膜内部迁移；与此同时，空气中的氧亦通过膜表面附着水层进入生物膜；

（2）生物膜中的微生物在有氧的条件下进行新陈代谢的生命活动，对有机物进行氧化降解，降解产物沿着相反方向从生物膜经过附着水层排泄到流动废水或空气中去；

（3）当生物膜厚度增长到一定程度或有机物浓度较大时，迁移到生物膜的分子氧主要为膜表层的微生物所消耗，导致生物膜内部供氧不足，出现厌氧层； （4）随着生物膜的增厚，内层微生物不断死亡并解体，大大降低了膜与滤料的粘附力。老化的生物膜在自重和过流废水冲刷的共同作用下自行脱落，膜脱落后的滤料表面又重新开始新的生物膜生长，这一过程称作生物膜的更新。

（5）物膜对废水中有机物的净化包括了污染物及代谢产物的迁移、氧的扩散与吸收、有机物分解和微生物的新陈代谢等各种复杂过程。

4、画图说明厌氧消化过程四个连续的阶段（10分）

即水解阶段、酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。

第一阶段为水解阶段。复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物； 第二阶段为酸化阶段。水解后的小分子、溶解性有机物渗入细胞体内，在

细胞内酶的作用下，分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。这个阶段主要产生较高级脂肪酸。

第三阶段为产氢产乙酸阶段。在产氢产乙酸细菌的作用下，第二阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2，在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2。

第四阶段为产甲烷阶段。产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲烷。 在第四阶段由两组生理上不同的产甲烷菌完成：一组把氢和二氧化碳转化成甲烷；另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的l/3后者约占2/3。 5、加压溶气浮上法系统的组成及其主要设备？加压溶气有哪三种方式？ （5分） 加压溶气浮上法系统有三部分组成：压力溶气系统（包括加压水泵、溶气罐、供气设备、及其辅助设备）、空气释放系统（减压阀）和气浮分离设备（浮选机）； 加压溶气方式有水射流携带式、水泵吸气式和空压机供气式三种； 加压溶气浮上法的组成及各单元作用。

6、污泥中水分的存在形式有几种？各部分水分的比例大约是多少？与污泥的处理方法的关系？（5分）

原污水的水分包括游离水（70%）毛细水（210%）和内部水（10%）三种形式。主要处理方法有调节、浓缩（主要去除间隙水）、稳定、脱水（主要去除毛细水和表面附着水）、干燥（主要去除毛细水、表面附着水和内部水）和焚烧（剩余的所有水分，降至零）。

五、计算题：（10分）

某城镇人口90000人，排水量为100L/人.d，BOD5为20g/人.d。镇上有一化工厂，污水量为2000m3/d，其BOD5为2200mg/L。拟将工业废水和生活污水混合后采用5个池深2.5m的回流式生物滤池进行处理，处理后的废水的BOD5要达到30mg/L，试设计计算该生物滤池。 （设计中部分参数要求如下：

1.设回流稀释后BOD5浓度为300mg/L；2.有机物负荷率采用1.2 kgBOD5/ m.d； 3.滤池总体积计算公式：V过30m/d。） 解：

（1）参数计算：

混合后的总水量qv

90000100

1000

200011000

3

s0qV总

N

10（m）4.回流生物滤池滤率一般不超

8

3

（m/d）

564

3

混合后的BOD5浓度s0

900002020002200

11000

（mg/L）

由于混合后的浓度较高，采用回流进行稀释，设稀释后的BOD5浓度为300mg/L，求回流比564qv30qvr300(qvqvr)则r

（2）滤床尺寸计算

取有机物负荷率1.2 kgBOD5/ m3.d，则生物滤池的总体积为

V

30011000(10.98)

10001.2

56430030030

0.98

=5445（m3）

总面积A=5445/2.5=2178（m2） 每个池面积A1=2178/5=435.6（m2） 滤池直径D=（3）校核 滤率=

4A1



4435.63.14

10



23.6（m）

11000(10.98)

2178

（m/d）