水污染控制与工程课后答案

水污染与控制工程课后习题答案

一、污水水质和污水出路（总论）

1．简述水质指标在水体污染控制、污水处理工程设计中的作用。答：水质污染指标是评价水质污染程度、进行污水处理工程设计、反映污水处理厂处理效果、开展水污染控制的基本依据。

2．分析总固体、溶解性固体、悬浮性固体及挥发性固体指标之间的相互联系，画出这些指标的关系图。

答：水中所有残渣的总和称为总固体（TS），总固体包括溶解性固体（DS）和悬浮性固体（SS）。水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体（DS），滤渣脱水烘干后即是悬浮固体（SS）。固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体（VS）和固定性固体（FS）。将固体在600℃的温度下灼烧，挥发掉的即市是挥发性固体（VS），灼烧残渣则是固定性固体（FS）。溶解性固体一般表示盐类的含量，悬浮固体表示水中不溶解的固态物质含量，挥发性固体反映固体的有机成分含量。

关系图

3．生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义是什么？分析这些指标之间

的联系与区别。

答：生化需氧量（BOD）：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量。

化学需氧量（COD）：在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量。

总有机碳（TOC）：水样中所有有机污染物的含碳量。

总需氧量（TOD）：有机物除碳外，还含有氢、氮、硫等元素，当有机物全都被氧化时，碳被氧化为二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水、一氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为总需氧量。

这些指标都是用来评价水样中有机污染物的参数。生化需氧量间接反映了水中可生物降解的有机物量。化学需氧量不能表示可被微生物氧化的有机物量，此外废水中的还原性无机物也能消耗部分氧。总有机碳和总需氧量的测定都是燃烧化学法，前者测定以碳表示，后者以氧表示。TOC、TOD的耗氧过程与BOD的耗氧过程有本质不同，而且由于各种水样中有机物质的成分不同，生化过程差别也大。各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定关系。在水质条件基本相同的条件下，BOD与TOD或TOC之间存在一定的相关关系。

4．水体自净有哪几种类型？氧垂曲线的特点和使用范围是什么？答：水体自净从净化机制来看，可分为：物理净化、化学净化和生物净化。

氧垂曲线适用于一维河流和不考虑扩散的情况。特点

5．试论排放标准、水环境质量指标、环境容量之间的联系。

答：环境容量是水环境质量标准指定的基本依据，而水环境质量标准则是排放标准指定的依据。

6．我国现行的排放标准有哪几种？各标准的使用范围及相互关系是什么？

答：我国现行的排放标准有浓度标准和总量控制标准。根据地域管理权限又可分为国家排放标准、地方排放标准、行业排放标准。

我国现有的国家标准和地方标准基本上都是浓度标准。

国家标准按照污水排放去向，规定了水污染物最高允许排放浓度，适用于排污单位水污染物的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。

行业标准：根据部分行业排放废水的特点和治理技术发展水平，国家对部分行业制定了国家行业标准。

地方标准：省、直辖市等根据经济发展水平和管辖地水体污染空制需要，可以依据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染仿治法》制定地方污水排放标准。地方标准可以增加污染物控制指标，但不能减少；可以提高对污染物排放标准的要求，但不能降低标准。

二、污水的物理处理

1．试说明沉淀有哪几种类型？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？

课后习题有答案

2．设置沉砂池的目的是什么？曝气沉砂池的工作原理与平流式沉砂池有何区别？

答：沉砂池的设置目的是去除污水中泥砂、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行。

沉砂池的工作原理是以重力分离或离心力分离为基础，即控制进入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机颗粒则随水流带走。

平流式沉砂池是通过控制进入的污水流速，以重力分离无机颗粒；而曝气沉砂池是由于曝气作用，在池的横断面上产生旋转流动，整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式，无机砂粒由于离心力作用而沉入集砂槽中。

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（或上浮）的基本规律，影响沉淀或上浮的因素有哪些？

答：水的沉淀处理的基本原理是利用水中悬浮颗粒的密度比水大，在重力作用下，悬浮物下沉而实现悬浮物与废水分离。

F1、F2分别表示球形颗粒的重力和水对颗粒的浮力，则颗粒在水中的有效重量为

（1）式中：d为球体颗粒的直径；ρs、ρ分别表示颗粒及水的密度；g为重力加速度。

以F3表示水对颗粒沉淀的摩擦阻力，则

（2）式中：A为颗粒在沉淀方向上的投影面积，对球形颗粒，A；u为颗粒沉速；λ为阻力系数。

对于层流，结合式（1）和（2），在Re＜1时，

u

式中：μ为水的黏度。上式表明：（1）颗粒与水的密度差（ρs-ρ）

愈大，沉速愈快，成正比关系。当ρs＞ρ时，颗粒下沉；当ρs＜ρ时，颗粒上浮；当ρs=ρ时，颗粒既不上浮也不下沉；（2）颗粒直径愈大，沉速愈快，成正比的平方关系；（3）水的黏度愈小，沉速愈快，成反比关系。因水的黏度与水温成反比，故提高水温有利于加速沉淀。4．已知某小型污水处理站设计流量为Q=400m3/h，悬浮固体浓度ss=250mg/L。设沉淀效率为55%。根据试验性能曲线查得μ0=2.8m/h，污水的含水率为98%，试为该处理站设计竖流式初沉池。

5．已知某城镇污水处理厂设计平均流量为Q=20000m3/d，服务人口100000人，初沉污泥量按25g/（人•日），污泥含水率按97%计算，试为该处理站设计曝气沉砂池和平流式沉淀池。

6．加压溶气气浮的基本原理是什么？有哪几种基本流程与溶气方式？各有何特点？

答案见课后习题

7．微气泡与悬浮颗粒相黏附的基本条件是什么？有哪些影响因素？如何改善微气泡与颗粒的黏附性能？

答：见1-6章内容概要。

8．气固比的定义是什么？如何确定适当的气固比？

答：气固比（а）的定义是溶解空气量（A）与原水中悬浮固体含量（S）的比值，可用下式表示：

气固比选用涉及原水水质、出水要求、设备、动力等因素，对于所处理的废水最好金国气浮试验来确定气固比，无试验资料时一般取0.005-0.06，废水中悬浮固体浓度不高时取下限，如选用0.005-0.006；但悬浮固体较高时，可选用上限，如气浮用语剩余污泥浓缩时气固比一般采用0.03-0.04。

9．在废水处理中，气浮法与沉淀法相比较，各有何缺点？

答：

10．某工业废水水量为1200m3/d，水中悬浮固体浓度为800mg/L，需要进行气浮法预处理，请为其设计平流式气浮池处理系统。11．如何改进及提高沉淀或气浮分离效果？

答：由式可知，通过采取相应的措施，增大悬浮颗粒的直径，减小流体的黏度等都能提高沉淀或气浮分离效果。如：通过混凝处理增大颗粒粒径，提高水温以减小水的黏度。另外，也可以减小气泡直径来提高气浮分离效果。

三、污水的生物处理基本概念

1．简述好氧和厌氧生物处理有机污水的原理和使用条件。

答：污水生物处理是利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养类型多样、适应能力强的微生物的新陈代谢作用，对污水进行净化的处理方法。

好氧生物处理是在水中存在溶解氧的条件下（即水中存在分子氧）。利用好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法；厌氧生物处理是在水中既无分子氧又无化合态氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。

2．某种污水在一连续进水和完全均匀混合的反应器进行处理，假设