哈工大环境工程考研真题及答案

05年复试1、描述氮、磷、硫酸盐等污染物在自然界中的降解过程？简述脱氮除磷的主要处理工艺，分析其处理机理及优点缺点。

答： 氮：氮在自然界中的降解过程主要是生物脱氮作用，包括同化作用和异化作用。

生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2的过程。

其中包括氨化、硝化和反硝化反应过程。

即污水中的有机氮，在氨化微生物的作用下，在好氧或厌氧的条件下，经氨化作用转化为氨态氮；接着在好氧条件下，在亚硝化菌和硝化菌的硝化作用下，将氨态氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐氮；在缺氧条件下，NO2-和NO3-在反硝化菌的作用下经反硝化作用还原为氮气，最终进入大气；磷：：：磷在自然界中的降解过程主要指磷酸盐的生物降解过程，包括同化作用和异化作用；即污水中的PAOs（聚磷微生物）先在厌氧阶段分解细胞中的聚磷物质，合成PHB 或PHV等物质，然后在好氧或缺氧的条件下，以分子氧或化合态氧作为电子受体，氧化分解PHB或PHV等，并产生能量，过量地从污水中摄取磷酸盐，能以ATP的形式存储，其中一部分又转化为聚磷，作为能量储存在细胞内，另外微生物也可将部分磷酸盐同化成细胞物质。

硫酸盐：硫酸盐的生物降解主要依靠硫酸盐还原菌S RB，即SRB 在厌氧条件下，以硫酸盐作为电子受体氧化分解有机物，生成硫化氢气体或难溶金属硫化物的过程。

脱氮除磷机理：⏹脱氮：氨化（好氧或厌氧）、硝化（好氧）、反硝化（缺氧）、同化（直接利用氨氮）；⏹ 除磷：在厌氧条件下，PAOs 将细胞中的聚磷水解成磷酸盐并获得能量，用于吸收水中的VFA 并合成PHB 或PHV；然后在缺氧或好氧条件下，PAOs 以分子氧或化合态氧为电子受体，水解细胞中的PHA 或PHB 并产生能量，用以超量吸收污水中的磷酸盐合成距离贮藏于细胞中。

常见脱氮除磷工艺比较：⏹ A2/O(anaerobic-anoxic-oxic)：污水依次流经厌氧反应器、缺氧反应器和好氧反应器，二沉池回流污泥至厌氧区，好氧反应器出水内回流至缺氧反应器；微生物在厌氧反应器中释磷和进行氨化反应，在缺氧反应器利用内回流的硝化液进行反硝化产生氮气，在好氧反应器进行硝化反应和超量富集磷（。

优点：①比较简单的同步脱氮除磷工艺，总水力停留时间少于其他同类工艺。

※②厌氧(缺氧)好氧交替运行，抑制丝状菌增殖，有效控制污泥膨胀。

③厌氧和缺氧段只进行缓速搅拌，以不提高溶解氧含量为度，运行费用低。

不足：：进入二沉池的混合液需保持一定的溶解氧，以防止二沉池发生反硝化和污泥厌氧释磷，但这会使回流污泥存在溶解氧和少量硝酸盐，破坏厌氧反应器的厌氧条件，对 PAOs 具有毒害作用；仅有部分污泥经历了完整的厌氧-好氧过程，影响除磷效果；污泥泥龄兼顾硝化菌的生长而较长，导致除磷效果进一步降低，总之，不能同时取得良好的脱氮除磷效果，尤其是除磷效果难于进一步提高。

⏹ 倒置 A2/O：污水经短时初沉池后，依次流经缺氧反应器、厌氧反应器和好氧反应器，二沉池回流污泥至缺氧反应器，好氧反应器出水内回流至缺氧区。

（优点：采用短时初沉池，保证进水有足够的碳源满足反硝化菌和聚磷菌的需求；整个系统的污泥均经历了完整的厌氧-好氧过程，保证了剩余污泥对磷的充分吸收；避免了回流液中硝酸盐对聚磷菌的影响；总回流量较少）。

⏹ SBR：通过时间顺序上的控制，SBR工艺也具有脱氮除磷功能。

进水后进行一定时间的缺氧搅拌，好氧菌将利用进水中携带的有机物和溶解氧进行好氧分解，此时水中的溶解氧将迅速降低甚至达到零，这时厌氧发酵菌进行厌氧发酵，反硝化菌进行脱氮；然后池体进入厌氧状态，聚磷菌释放磷；接着进行曝气，硝化菌进行硝化反应，聚磷菌进行磷吸收；经一定反应时间后，停止曝气，进行静置沉淀；当污泥沉淀下来后，滗出上部清水，而后再进入原污水进行下一个周期循环，如此周而复始。

2、简述污水中常用的物理化学处理方法及其主要适宜的污水类型？简述混凝处理工艺的影响因素，混凝剂的主要类型及各自的优缺点。

混凝处理的影响因素：⏹水温：水温对混凝效果有明显的影响。

无机盐类混凝剂的水解是吸热反应，低温时水解速率缓慢，絮凝效果变差，特别是硫酸铝，当水温低于5℃时，水解速率非常缓慢。

而且，水温低，黏度大，不利于脱稳胶粒相互絮凝，影响絮凝体的结大，影响后续沉淀处理的效果。

⏹pH：pH 对混凝效果的影响程度因混凝剂的种类而异，比如，用硫酸铝时，最佳pH范围在6.5-7.5之间；用于除色时，pH在4.5-5之间；用三价铁盐时，最佳pH范围在6.0-8.4之间，比硫酸铝宽。

高分子混凝剂尤其是有机高分子混凝剂，混凝效果受pH的影响较小。

但因为大部分混凝剂水解产酸导致pH 降低，故应保证水中有足够的碱度以起缓冲作用；⏹水中杂质的成分、性质和浓度：对混凝效果有明显影响。

比如，天然水中主要含黏土类杂质，需要投加的混凝剂的量较少，而污水中含有大量有机物时，需要投加较多的混凝剂才有混凝效果。

⏹水力条件：对絮凝体的形成影响极大。

混凝过程分为混合和反应两个阶段，混合阶段要求药剂迅速均匀地扩散到全部水中而且不要求形成大的絮凝体，要求快速剧烈搅拌；反应阶段要求混凝剂的微粒通过絮凝形成大的具有良好沉淀性能的絮凝体，因此要求缓慢均匀搅拌。

3、以某一种烟气脱硫技术为例，简述其原理、工艺流程、影响因素及应用前景。

4、固体废物的处理和处置主要有哪些方法？各适用于何种类型的废物？并说明各方法的基本工作原理，以及该怎么实现固体的资源化。

答：如何实现固废的资源化：⏹固废的资源化是指从固废中回收有用的物质和能源，加快物质循环，创造经济价值的广泛的技术和方法。

⏹首先，应遵循固废“资源化”的原则：技术可行、经济效益好、就地利用产品、不产生二次污染、符合国家相应产品的质量标准；⏹其次，做好分类预处理，依据固废组分的不同采用不同的资源化方法，如餐厨垃圾多用于堆肥，废弃橡胶制品用于焚烧或热解回收能源等。

5、何谓COD、BOD？简述这两项水质指标的测定意义、原理、方法与步骤，比较这两项指标的特点及在环境水处理工程中的应用意义答：COD：指在一定条件下，氧化1L 水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的质量浓度（以mg/L为单位）表示。

⏹测定意义：COD 反映了水中受还原性物质污染的程度，可作为水中有机物相对含量的综合指标之一，但只能反映能被氧化剂氧化的有机污染物。

⏹测定原理（重铬酸钾法）：在强酸性溶液中，用一定量的重铬酸钾在有催化剂硫酸银（Ag2SO4）存在的条件下，氧化水样中的还原性物质，过量的重铬酸钾以试铁灵试剂作为指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液进行回滴至溶液由蓝绿色变成红棕色为滴定终点，记录标准液的消耗量；再以蒸馏水作为空白溶液，按同样的方法测定空白溶液消耗的硫酸亚铁铵标准液的量；根据水样实际消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的量计算化学需氧量计算公式如下（P114）：测定步骤：（1）取20.00ml混合均匀的水样置250ml磨口的回流锥形瓶中，加入0.4g硫酸汞，摇动使溶解，准确加入10.00ml重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石，连接磨口回流冷凝管，从冷凝管上口慢慢加入30ml硫酸-硫酸银溶液，轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀，加热回流2h（自开始沸腾时计时）。

(2) 冷却后，用90ml水冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶。

溶液总体积不得少于140ml，否则因酸度太大，滴定终点不明显。

(3) 溶液再度冷却后，加3滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵溶液的用量。

(4)以20.00ml重蒸馏水，按同样操作步骤作空白试验。

记录滴定空白时硫酸亚铁铵溶液的用量。

BOD：指在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量（mg/L）。

⏹ 测定意义：BOD是反应水体被有机物污染程度的综合指标，也是研究废水可生化降解性和生化处理效果，以及废水生化处理工艺设计和动力学研究中的重要参数；⏹ 测定原理（BOD5法）：生化需氧量是指在规定条件下，微生物分解存在于水中的可氧化物质，主要是有机物质所进行的生物化学过程中消耗溶解氧的量。

分别测定水样培养前的溶解氧的含量和在20±1℃培养五天后的溶解氧的含量，二者之差即为五天生化过程所消耗的养量（BOD5）测定步骤：（1）．水样的预处理：调节水样的pH值、降低水样中毒物的浓度、除去水样中的游离氯、通过调节温度使水样降至室温（使与空气中氧分压接近平衡）（2）．水样的测定：①不经稀释水样的测定：对于溶解氧含量较高、有机物含量较少的清洁地表水，可不经稀释，而直接以虹吸法将约20℃的混匀水样转移至两个溶解氧瓶内，转移过程中应注意不使其产生气泡。

以同样的操作使两个溶解氧瓶充满水样后溢出少许，加塞水封（瓶内不应有气泡）。

立即测定其中一瓶溶解氧，将另一瓶放入培养箱中，在20±1℃培养5d后，测其溶解氧。

②需经稀释水样的测定：对于污染的地表水和大多数工业废水，需要稀释后再培养测定。

稀释倍数确定后，按下法之一测定水样。

a．一般稀释法ｂ．直接稀释法（3）．BOD5计算：在BOD5测定中，一般采用碘量法测定溶解氧。

如遇干扰物质，应根据具体情况采用其他测定法。

溶解氧的测定方法附后。

COD 一般包括有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等还原性的量，而BOD 只包含容易生物降解的有机物的量，所以COD一般都大于BOD。

06年复试1、描述C、N、P等污染物在自然界的降解过程。

简述脱氮除磷的主要过程及优缺点、应用意义和前景。

（见05复试）答：C的降解过程：自然界有机碳化物的分解主要是微生物作用：通过好氧微生物分解，被彻底氧化为二氧化碳；在无氧条件中，通过厌氧微生物发酵，被不完全氧化成有机酸、甲烷、氢和二氧化碳。

2、以一种二级生物处理的工艺为例简述污水处理的工艺流程、原理及工艺单元的作用，举具体的例子说明。

答：3、举例说明烟气除尘的原理、工艺流程、影响因素及应用前景。

答：根据除尘原理，常用的除尘器分为：机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器和湿式除尘器。

机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力等）的作用使颗粒物与气流分离的装置，包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。

旋风除尘器：原理：利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。

工艺流程：含尘气流进入除尘器后，沿外壁由上而下作旋转运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域。

气流在做旋转运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗中。

当旋转气流的大部分到达椎体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后清洁气流经除尘器顶部排出管排出。

影响效率因素：a.二次效应：即被捕集粒子重新进入气流。

在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被较大尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率。