水质工程学1第二次作业
《水质工程学(‖)》习题集
第一篇废水处理总论一、思考题1、废水处理都包括哪些内容？2、什么是水的自然循环和社会循环？3、废水的水质指标都有哪些？各有什么含义？4、如何测定BOD5？有什么工程意义？5、什么是氧垂曲线？有什么工程意义？6、如何确定废水的处理程度？7、废水处理方法都有哪些？8、简述城市和工业废水处理的典型工艺流程。
第二篇废水的物化处理理论与技术一、思考题1、简述格栅的基本形式和格栅的设计计算要点；2、简述筛网的作用和设计布置原则；3、如何计算水质水量调节池的容积；4、水质水量调节池的布置方式；5、沉淀的分类与特点：自由、絮凝与拥挤沉淀；6、用自由沉淀的理论描述方法----Stokes公式，注意Re的适用范围；7、颗粒沉淀试验方法与沉淀效率计算方法----（不同沉淀类型）；8、简述表面负荷（q）与截留速率u0的关系，沉淀池大小计算方法；9、理想沉淀池的工作模型与工艺计算----表面负荷（q）与截留速率u0的关系，沉淀池大小计算；10、区别沉淀池的类型、构造、特点和工作原理----平流式、竖流式、辐流式、斜流式；11、除油的和破乳的原理、工作过程和工艺设计；12、离心分离的原理和主要工艺形式；13、什么是MBR？说明其原理、工艺形式和技术特点；14、简述混凝、吸附、离子交换和萃取在废水处理中的作用原理和工艺特点；15、说明废水的氧化还原处理的技术原理、方法和工艺特点；二、练习题第三篇废水的生物处理理论与技术一、思考题1、从工艺流程、工艺参数、平面布置等角度简单描述一个你所了解的城市污水处理厂（可以是你所在城市的污水厂，也可以是你曾参观过的污水厂）。
2、试比较“生物膜法”和“膜生物反应器”中的“膜”有何不同？3、请简述Orbal氧化沟的基本概念。
4、试简述影响废水好氧生物处理的主要因数。
5、在一个启动运行不久的处理厌氧反应器出水的活性污泥工艺中，由于负荷较低，曝气池内的溶解氧较高，结果发现污泥在二沉池中有上浮的现象；从曝气池中取混合液测定其SV时发现污泥的沉降很好，但0.5-1.0小时后，即出现污泥成团上浮；镜检观察未发现有大量丝状菌；试分析其可能的原因并给出解决对策。
水质工程学习题.doc
(此文档为Word格式，下载后可以任意编辑修改！）试卷装订封面学年第学期课程名称：课程代码学生系别专业班级任课教师阅卷教师考试方式开卷□闭卷∨考试日期考试时间阅卷日期装订教师装订日期缺卷学生姓名及原因：无附：课程考试试卷分析表、期末考核成绩登记表第一章水质与水质标准1．天然水体中的杂质如何分类。
按不同的原理,对天然水体的杂志进行分类:(1) 按水中杂质的尺寸,可以分为:溶解物,胶体颗粒和悬浮物；(2) 从化学结构上可以分为:无机杂质,有机杂质,生物(微生物)；(3) 按杂质来源可以分为天然的和人工合成的物质。
2．生活饮用水的水质指标可分为哪几类。
(1)微生物标准；（2）水的感官性状指标和一般化学指标；（3）毒理学指标；（4）放射性指标。
3．地下水与地表水相比，有哪些特点。
由于通过土壤和岩层的过滤作用，所以地下水没有悬浮物，通常是透明的。
同时通过溶解了土壤和岩层中的可溶性矿物质，所以含盐量、硬度等比地表水高。
地下水的水质、水温一般终年稳定，较少受到外界影响。
受水体流经的土壤地质条件，地形地貌以及气候条件的影响，地表水或地下水的水质会有较大差异。
4．什么是水体富营养化。
富营养化有哪些危害。
水体的富营养化是指富含磷酸盐和某些形式的氮素的水，在光照和其他换进条件适宜的情况下，水中所含的这些用营养物质是水中的藻类过量生长，随后藻类死亡和随之而来异养微生物的代谢活动，使得水中的DO 被迅速耗尽，造成水体质量恶化和水生态环境结构破坏的现象。
水体富营养化的危害：（1）造成水体感官性污染，使藻类过度繁殖，水有霉味、腥臭味，使水体混浊，透明度下降（2）消耗水体的溶解氧（3）向水体释放毒素，使人和牲畜得病(4) 影响供水水质，并增加供水成本(5)对水生生态造成影响。
5．什么是水体自净。
为什么说溶解氧是河流自净中最有力的生态因素之一。
水体自净是指污染物进入天然水体后，通过物理、化学和生物因素的共同作用，使污染物的总量减少或浓度降低，曾受污染的天然水体部分地或完全的恢复原状的现象。
水质工程学（Ⅰ）例题、思考题、习题参考答案
⽔质⼯程学（Ⅰ）例题、思考题、习题参考答案⽔质⼯程学（Ⅰ）例题、思考题、习题参考答案第1章⽔质与⽔质标准1.⽔中杂质按尺⼨⼤⼩可分为⼏类？了解各类杂质主要来源、特点及⼀般去除⽅法。
⽔中杂质按尺⼨⼤⼩分为悬浮物、胶体、溶解物三类。
悬浮物：尺⼨较⼤（1?m-1mm），可下沉或上浮（⼤颗粒的泥砂、矿碴下沉，⼤⽽轻的有机物上浮）。
主要是泥砂类⽆机物质和动植物⽣存过程中产⽣的物质或死亡后的腐败产物等有机物。
这类杂质由于尺⼨较⼤，在⽔中不稳定，常常悬浮于⽔流中。
当⽔静置时，相对密度⼩的会上浮与⽔⾯，相对密度⼤的会下沉，因此容易去除。
胶体：尺⼨很⼩（10nm-100nm）, 具有稳定性，长时静置不沉。
主要是粘⼟、细菌和病毒、腐殖质和蛋⽩质等。
胶体通常带负电荷，少量的带正电荷的⾦属氧化物胶体。
⼀般可通过加⼊混凝剂进去去除。
溶解物：主要是呈真溶液状态的离⼦和分⼦，如Ca2+、Mg2+、Cl-等离⼦，HCO3-、SO42-等酸根，O2、CO2、H2S、SO2、NH3等溶解⽓体分⼦。
溶解物与⽔成均相，透明。
但可能产⽣⾊、臭、味。
是某些⼯业⽤⽔的去除对象，需要特殊处理。
有毒有害的⽆机溶解物和有机溶解物也是⽣活饮⽤⽔的去除对象。
2.各种典型⽔质特点。
（数值可不记）江河⽔：易受⾃然条件影响，浊度⾼于地下⽔。
江河⽔年内浊度变化⼤。
含盐量较低，⼀般在70～900mg/L之间。
硬度较低，通常在50～400mg/L(以CaCO3计）之间。
江河⽔易受⼯业废⽔和⽣活污⽔的污染，⾊、臭、味变化较⼤，⽔温不稳定。
湖泊及⽔库⽔：主要由河⽔补给，⽔质类似河⽔，但其流动性较⼩，浊度较低；湖⽔含藻类较多，易产⽣⾊、臭、味。
湖⽔容易受污染。
含盐量和硬度⽐河⽔⾼。
湖泊、⽔库⽔的富营养化已成为严重的⽔污染问题。
海⽔：海⽔含盐量⾼，在7.5～43.0g/L之间，以氯化物含量最⾼，约占83.7%，硫化物次之，再次为碳酸盐，其它盐类含量极少。
海⽔须淡化后才可饮⽤。
水质工程学习题(全)
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第一章水质与水质标准填空题:1、水的循环包括：和。
2、按水中杂质的尺寸，可以将杂质分为、、三种。
3、含磷物质存在形式:、、 ;溶解性的磷：、、；悬浮性的磷：。
4、按处理程度污水处理分为:、、 .5、污水的最终出路：、、。
6、城市污水：包括以下四部分、、、 .7、污水复用分:、。
8、有直接毒害作用的无机物：、、、、、。
9、生活饮用水的水质指标可分为、、、四类。
10、通常采用、、、等水质指标来表示水质耗氧有机物的含量。
名词解释：1、合流制2、分流制3、 BOD4、 COD5、 TOC6、 TOD7、总残渣、总固体或叫蒸发残渣8、水体富营养化（eutrophication ）的定义 9、水环境容量 10、水体自净问答题：1、污水中含氮物质的分类及相互转换2、什么是水体自净？为什么说溶解氧是河流自净中最有力的生态因素之一?3、在研究水体污染问题时，为什么除毒物外，还要考虑溶解氧和生化需氧量这两个问题？在进行水体自净的计算时，关于溶解氧一般是以夏季水体中不低于 4mg/L为根据的,但在北方严寒地区,对于溶解氧的要求往往提高，这是什么原因？4、进行水体污染的调查，主要应采取哪些步骤？5、什么是水体富营养化？富营养化有哪些危害？6、 BOD 的缺点、意义？7、什么是“水华"现象?8、什么是“ 赤潮 " 现象？9、氧垂曲线的意义，使用时应主意哪些问题?10、写出氧垂曲线的公式,并图示说明什么是氧垂点.11、河水：最旱年最旱月平均时流量（保证率 95% ）(水速为0.25m/s)，生化需氧量=3mg/L，亏氧量Da〈10％，水温T=20，耗氧常数，复氧常数。
水质工程学I考试试题(A卷)
水质工程学I考试试题(A卷)2003——2004学年度第二学期期末考试标 准 答 案第一部分：物理化学方法一、填空题（每题1分，共10分）1、现行《生活饮用水卫生标准》规定：色度 不超过5度 、铁 ≤0.3mg/L 、总大肠菌数 ≤3个/L 。
2、物质的质量传递方式有三种，分别为： 主流传递 、 分子扩散传递 、 稳流扩散传递 。
3、混凝剂对水中胶体颗粒的混凝作用有四种，分别是：压缩双电层 、吸附电中和 、吸附架桥 、 沉淀物网捕，卷扫作用 。
4、澄清池的类型基本上可分为 泥渣悬浮型 、 泥渣循环型 两大类。
5、气浮法按照产生微气泡方式的不同，分为 电解 气浮法、 散气___气浮法和 溶气___气浮法。
6、V型滤池采用的配水方式是 小阻力 配水系统，冲洗方式是 气水反冲洗 。
7、过滤中和法中，中和滤池分为 普通中和滤池 、 升流式膨胀中和滤池 和 过滤中和滚筒 。
8、按照水中阴离子组成可把硬度分为 碳酸盐硬度 和 非碳酸盐硬度 ，又把 碳酸盐硬度 称为暂时硬度， 非碳酸盐硬度 称为永久硬度。
9、离子交换过程中，强酸树脂对pH值的适应范围为_1~14____，弱酸树脂对pH值的适应范围为_5~14__，强碱树脂对pH值的适应范围为__1~12______，弱碱树脂对pH值的适应范围为_0~7_。
10、反渗透所用的膜为一种 半透 膜，根据电子显微镜照片，这种膜的断面可分为 表皮层 、 过渡层 和 多孔层 三层。
二、名词解释（每题2分，共14分）1、纵向分散模型： 指在推流型基础上加上一个纵向混合，即包括分子扩散、紊流扩散、短流、环流、流速不均匀等的留台的一种非理想反应器模型。
2、固体通量：指单位时间内，通过单位面积的固体重量。
极限固体通量：指在浓缩池的深度方向，存在着一个固体通量最小的控制断面，此最小固体通量称极限固体通量。
3、穿透深度：指在滤池的某一深度处，在过滤结束后，该处的出水浊度为3度，则这个深度称为穿透深度。
水质工程学(上)答案
14章4．反应器原理用于水处理有何作用和特点?答:作用:推动了水处理工艺发展;特点：在化工生产中，反应器都只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛，许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至纯物理过程等。
例：沉淀池。
5。
试举出3种质量传递机理的实例。
答：质量传递包括主流传递、分子扩散传递、紊流扩散传递。
1、主流传递:在平流池中，物质将随水流作水平迁移.物质在水平方向的浓度变化，是由主流迁移和化学引起的。
2、分子扩散传递：在静止或作层流运动的液体中，存在浓度梯度的话,高浓度区内的组分总是向低浓度区迁移，最终趋于平均分布状态,浓度梯度消失。
如平流池等.3、紊流扩散传递:在绝大多数情况下，水流往往处于紊流状态。
水处理构筑物中绝大部分都是紊流扩散。
6.（1）完全混合间歇式反应器(CMB）不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出,且假定是在恒温下操作（2）完全混合连续式反应器（CSTR) 反应物投入反应器后,经搅拌立即与反应器内的料液达到完全均匀混合，输出的产物其浓度和成分与反应器内的物料相同（3)推流型反应器（PF）反应器内的物料仅以相同流速平行流动，而无扩散作用,这种流型唯一的质量传递就是平行流动的主流传递答：在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展.在化工生产过程中,反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛。
许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等.例如，氯化消毒池，除铁、除锰滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。
介绍反应器概念，目的就是提供一种分析研究水处理工艺设备的方法和思路。
7。
为什么串联的CSTR型反应器比同容积的单个CSTR型反应器效果好？答:因为使用多个体积相等的CSTR型反应器串联，则第二只反应器的输入物料浓度即为第一只反应器的输出物料浓度，串联的反应器数愈多，所需反应时间愈短,理论上,当串联的反应器数N趋近无穷时,所需反应时间将趋近于CMB型和PF型的反应时间.8.混合与返混在概念上有什么区别？返混是如何造成的?答：区别是：返混又称逆向混合.广义地说，泛指不同时间进入系统的物料之间的混合,包括物料逆流动方向的流动。
水质工程学A卷答案
《水质工程学（1）》试卷A答案
课程代码BB039026考试方式闭卷考试时长100分钟
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
合计
满分
8
66
12
12
100
得分
阅卷人
一、名词解释（1×8=8分）
1、同向絮凝：由水流流体运动造成的絮凝为同向絮凝。
2、截留沉速：沉淀池中能被去除的所有颗粒中最小颗粒的沉淀速度称截留沉速。
理想沉淀区的沉淀效率之与截留沉速有关,即只与表面负荷(Q/A)有关,而与其他工艺参数(如沉淀时间、池深、水流速度等）无关。
4、什么叫滤料“有效粒径”和“不均匀系数”？不均匀系数大对滤和反冲洗有何影响？“均质滤料”的涵义是什么？（8分）
答：粒径指滤料中各种粒径颗粒所占的重量比例。有效粒径有d10和d80，K80=d80/d10
三、水中悬浮物浓的影响：从混凝动力学，No= n2d3G n小，No小，混凝效果差。为提高对低浊水的混凝效果，在投加铅盐或铁盐的同时，投加高分子助凝剂，活化硅酸或PAM。投加矿物颗粒（如粘土），以增中混凝剂水解产物的凝结中心，提高颗粒碰撞速率并增加絮凝体密度。采用直接过滤法。对高浊水，为使悬浮物达到吸附电中和脱稳作用，所需铝盐或铁盐混凝剂量相应大大增加，为减少混凝剂用量，通常投加高分子助凝剂，如PAM及活化硅酸。（1分）
7、滤层膨胀度：滤层膨胀后所增加的厚度与滤层膨胀前厚度之比。
8、相对湿度：一定容积的湿空气在某一温度下，所含水蒸气的重量与同温度下达到饱和时所含水蒸气重量之比，称为该温度的相对湿度。
三、简述题（70分）
1、概略叙述我国天然地表水源和地下水源的水质特点？（6分）
水质工程学1第二次作业
思考题1.何谓胶体稳定性？试用胶粒间互相作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。
答：胶体稳定性是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。
胶体稳定性分”动力学稳定”和’聚集稳定”两种。
动力学稳定性系指颗粒布朗运动对抗重力影响的能力，粒子愈小，动力学稳定性愈高。
聚集稳定性系指胶体粒子之间不能相互聚集的特性。
胶体粒子很小，比表面积大从而表面能很大，在布朗运动作用下，有自发地相互聚集的倾向。
但由于粒子表面同性电荷的斥力作用或水化膜的阻碍使这种自发聚集不能发生。
胶体稳定性，关键在于聚集稳定性。
对憎水胶体而言，聚集稳定性主要决定于胶体颗粒表面的动电位即ζ电位，ζ电位愈高，同性电荷斥力愈大。
虽然胶体的ζ电位是导致聚集稳定性的直接原因，但研究方法却可从两胶粒之间相互作用力及其与两胶粒之间的距离关系来评价。
DLVO 理论认为，当两个胶粒相互接近以致双电层发生重叠时，便产生静电斥力,其与两胶粒表面间距x 有关，用排斥势能ER 表示，排斥势能随x 增大而指数关系减小。
相互接近的两胶粒之间同时还存在范德华引力，用吸引势能EA 表示，与x 成反比。
当0a<x<oc 时,排斥势能占优势,x=0b 时,排斥势能优势最明显,用Emax 表示，称排斥能峰。
只有当x<0a 时,吸引势能随间距急剧增大,凝聚才会发生。
要使两胶粒表面间距小于0a ，布朗运动的动能首先要能克服排斥能峰Emax 才行。
然而，胶体布朗运的动能远小于Emax ，两胶粒之间距离无法靠近到Oa 以内，故胶体处于分散稳定状态。
对于亲水胶体(如有机胶体或高分子物质)而言，水化作用确是胶体聚集稳定性的主要原因。
它们的水化作用往往来源于粒子表面极性基团对水分子的强烈吸附，使粒子周围包裹一层较厚的水化膜阻碍胶粒相互靠近。
3.高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？答：如投加量过大时，胶体颗粒表面被高分子所覆盖，两胶粒接近时，受到胶粒与胶粒之间因高分子压缩变形产生的反弹力和带电高分子之间的静电排斥力，使胶体不能聚集。
水质工程学作业及参考答案
水质工程学作业及参考答案思考題和作業1水循環定義1：水循環是指水由地球不同の地方透過吸收太陽帶來の能量轉變存在の模式到地球另一些地方。
定義2：在太陽能和地球表面熱能の作用下，地球上の水不斷被蒸發成為水蒸氣，進入大氣。
水蒸氣遇冷又凝聚成水，在重力の作用下，以降水の形式落到地面，這個周而複始の過程，稱為水循環。
定義3：水循環是指大自然の水通過蒸發，植物蒸騰，水汽輸送，降水，地表徑流，下滲，地下徑流等環節，在水圈，大氣圈，岩石圈，生物圈中進行連續運動の過程。
水循環分為海陸間循環（大循環）以及陸上內循環和海上內循環（小循環）。
從海洋蒸發出來の水蒸氣，被氣流帶到陸地上空，凝結為雨、雪、雹等落到地面，一部分被蒸發返回大氣，其餘部分成為地面徑流或地下徑流等，最終回歸海洋。
這種海洋和陸地之間水の往複運動過程，稱為水の大循環。
僅在局部地區(陸地或海洋)進行の水循環稱為水の小循環。
環境中水の循環是大、小循環交織在一起の，並在全球範圍內和在地球上各個地區內不停地進行著。
水の社會循環：由於人類生產與生活活動の作用與影響，自然水循環徑流部分參與の水循環。
水の社會循環對水量和水質有較為突出の影響，近年來，河流、湖泊來水量大幅度減少，甚至幹涸，地下水位大面積下降，徑流條件發生重大改變，不可複原水量所占比例愈大，對自然水文循環の擾動愈劇烈，天然徑流量の降低將十分顯著，引起一系列の環境與生態災害。
簡述水質汙染指標在水體汙染控制、汙水處理工程設計中の作用。
水質指標是水中某一種或某一類雜質の含量，直接用其濃度表示，如某種重金屬和揮發酚；有些是利用某類雜質の共同特性來間接反映其含量の，如BOD 、COD 等；還有一些指標是與測定方法直接聯系の，常有人為任意性，如渾濁度、色度等。
水質指標是判斷和綜合評價水體質量並對水質進行界定分類の重要參數，是通過對汙染物質做出定性、定量の檢測以反映汙水の水質，能綜合表示水中雜質の種類和含量。
通過水質汙染指標能指導水體汙染控制和汙水處理工程設計の進行與發展。
水质工程学作业习题
《水质工程学》作业习题（一）给水处理部分1．河水总碱度0.1mmol/L（按CaO计）。
硫酸铝（含Al2O3为16％）投加量为25mg/L，问是否需要投加石灰以保证硫酸铝顺利水解？设水厂每日生产水量50000m3,试问水厂每天约需要多少千克石灰（石灰纯度按50％）计。
解：1).投药量含Al2O3为：(25mg/L×16%)/102=0.039mmol/L若不投加石灰，则反应后的剩余碱度为：3×0.039-0.1=0.017mmol/L而保证反应顺利进行的剩余碱度一般为0.25~0.5mmol/L(CaO)故反应不能顺利进行，须投加石灰。
2）水厂每日生产水量50000m3,石灰纯度按50%计，取剩余碱度0.33 mmol/L则[CaO]=3×0.039-0.1+0.33=0.35 mmol/L水厂每天需投加的石灰量为：（0.35×56）/2×（50000/1000）=1960Kg2．设聚合铝[Al2（OH）nCl6-n]m在制备过程中，控制m=5，n=4，试求该聚合铝的碱化度为多少？解：因为B=[OH]/3[Al] ×100%由已知[Al2（OH）n Cl6-n]m，控制m=5，n=4则：B=4/（3×2）×100%=66.7%3．已知颗粒密度ρ＝2.65g/cm3，粒径d==0.45mm（按球形颗粒考虑），求该颗粒在20℃水中沉降速度为多少？解：20℃时水的运动粘度ν=0.01cm2/s，ρp=2.65g/cm3，ρ1=1g/cm3，d==0.45mm由u====1) 设Re<1，则C D=24/Re=24ν/ud =得C D=0.293，Re=81.9，不满足要求。
2) 设1000<Re<2500,则C D=0.4得，u=98.5/（0.4）1/2=155.74mm/sRe=ud/ν=155.74×0.45/1=70.083不满足要求。
水质工程学_课后练习题
教学单元1 水质工程学概论课后思考题1.何为生物化学需氧量，何为化学需氧量，在水处理领域中如何应用，并请对两者进行对比分析。
在水温为20℃的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量，称为生物化学需氧量或生化需氧量，用BOD 表示。
在酸性条件下，将有机物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量，称为化学需氧量，用CODCr表示，一般简写为COD。
在实际工程中，一般用BOD5作为可生物降解有机物的综合浓度指标。
BOD5能直接反映可生物降解的有机物量；但BOD5作为有机物的浓度指标，也存在着一些缺点：①测定时间需5d，太长，难以及时指导生产实践；②如果污水中难生物降解的有机物浓度较高，BOD5测定的结果误差较大；③某些工业废水不含微生物生长所需的营养物质或者含有抑制微生物生长的有毒有害物质，影响测定结果。
COD能克服上述缺点，它能较精确地表示污水中有机物的含量，测定时间仅需数小时，且不受水质影响；但是它不能像那样BOD那样反映出微生物氧化有机物、直接地从卫生学角度阐明被污染的程度，此外，污水中存在的还原性物质（如硫化物）也需消耗氧，所以COD值也存在一定误差。
BOD5/COD的比值可作为污水是否适宜于生物处理的判别标准，其比比值越大，越容易被生物处理。
一般认为此比值大于0.3的污水，才适于采用生物处理。
2、污水中含氮物质的分类及相互转换？污水中含氮物质主要有四种：有机氮（O－N）、氨氮（NH3－N）、亚硝酸盐氮（NO－2－N）、硝酸盐氮（NO－3－N）。
四种含氮化合物的总量称为总氮。
污水中含氮物质的相互转换：有机氮很不稳定，容易在微生物的作用下，分解成其他三种。
3、什么是水体富营养化？富营养化有哪些危害？水体富营养化是指富含磷酸盐和某些形式的氮素的水，在光照和其他环境条件适宜的情况下，水中所含的这些营养物质足以使水体中的藻类过量生长，在随后的藻类死亡和随之而来的异养微生物的代谢活动中，水体中的溶解氧很可能被耗尽，造成水体质量恶化和水生态环境结构破坏的现象。
水质工程学作业及参考答案
⽔质⼯程学作业及参考答案思考题和作业1⽔循环定义1：⽔循环是指⽔由地球不同的地⽅透过吸收太阳带来的能量转变存在的模式到地球另⼀些地⽅。
定义2：在太阳能和地球表⾯热能的作⽤下，地球上的⽔不断被蒸发成为⽔蒸⽓，进⼊⼤⽓。
⽔蒸⽓遇冷⼜凝聚成⽔，在重⼒的作⽤下，以降⽔的形式落到地⾯，这个周⽽复始的过程，称为⽔循环。
定义3：⽔循环是指⼤⾃然的⽔通过蒸发，植物蒸腾，⽔汽输送，降⽔，地表径流，下渗，地下径流等环节，在⽔圈，⼤⽓圈，岩⽯圈，⽣物圈中进⾏连续运动的过程。
⽔循环分为海陆间循环（⼤循环）以及陆上内循环和海上内循环（⼩循环）。
从海洋蒸发出来的⽔蒸⽓，被⽓流带到陆地上空，凝结为⾬、雪、雹等落到地⾯，⼀部分被蒸发返回⼤⽓，其余部分成为地⾯径流或地下径流等，最终回归海洋。
这种海洋和陆地之间⽔的往复运动过程，称为⽔的⼤循环。
仅在局部地区(陆地或海洋)进⾏的⽔循环称为⽔的⼩循环。
环境中⽔的循环是⼤、⼩循环交织在⼀起的，并在全球范围内和在地球上各个地区内不停地进⾏着。
⽔的社会循环：由于⼈类⽣产与⽣活活动的作⽤与影响，⾃然⽔循环径流部分参与的⽔循环。
⽔的社会循环对⽔量和⽔质有较为突出的影响，近年来，河流、湖泊来⽔量⼤幅度减少，甚⾄⼲涸，地下⽔位⼤⾯积下降，径流条件发⽣重⼤改变，不可复原⽔量所占⽐例愈⼤，对⾃然⽔⽂循环的扰动愈剧烈，天然径流量的降低将⼗分显著，引起⼀系列的环境与⽣态灾害。
类别危害污染指标物理性污染热污染(1) ⽔温升⾼饱和溶解氧降低，⽔体复氧速率减慢，⽔⽣⽣物的耗氧速率加快，⽔中溶解氧迅速消耗，造成鱼类和⽔⽣⽣物的窒息死亡，⽔质迅速恶化；(2) ⽔体中化学反应速率加快，可引发⽔体物理化学性质，如电导率、溶解氧、离⼦浓度和腐蚀性的变化，臭味加剧；(3) 使⽔体中的细菌加速繁殖，增⾼该⽔体的处理成本；(4) 加速藻类的繁殖，加快⽔体富营养化进程。
⽔温病原微⽣物数量多、分布⼴、存活时间长、繁殖速度快，随⽔流传播疾病⼤肠菌群指数、病毒、细菌总数简述⽔质污染指标在⽔体污染控制、污⽔处理⼯程设计中的作⽤。
水质工程学试卷2含答案
水质工程学考试2给水112 王雷一：填空题1. 常用无机混凝剂有硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁等。
2. 根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分为自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀、干扰沉淀等。
3. 过滤技术中，工程中常用的滤池有粗滤料滤池、无阀滤池、生物滤池等。
4.莫诺特公式表示为：5. 需氧量与底物降解关系公式表示为：6. 活性污泥对有机物的降解可分为两个阶段吸附阶段和微生物降解阶段7. 按照工作原理，稳定塘可分为4种类型，分别是好氧塘、兼性塘、厌氧塘和曝气塘8. 污泥干化与脱水的方法主主要有：自然干化和机械脱水.二：判断题1.无阀滤池自动反冲洗是由于滤池中水头损失超过一定的数值造成的。
（√）2.活性污泥SVI超过多少的时候沉降性能好与差解释：SVI值低，沉降性能好！SVI3.曝气池需氧量包括 BOD需氧量。
（√）三：名词解释1.异向絮凝：由布朗运动所引起的胶体颗粒碰撞聚集称为“异向絮凝”。
2.同向絮凝：由外力推动所引起的胶体颗粒碰撞聚集称为“同向絮凝”。
3.表面负荷：单位面积上承受的水流量。
4.污泥膨胀：污泥变质，含水率上升，澄清液减少，体积膨胀，不易沉降的现象。
5.污水生物处理：利用微生物的分解作用把污水中的有机物转化为简单无机物，使水得到净化的污水处理方法。
6.厌氧氨氧化：在缺氧的条件下将氨氮转化为氮气，以亚硝酸盐作为电子接受体的生物反应过程。
四：简答题1.解释“胶体颗粒稳定性”的概念，并分析水中胶体稳定性的原因。
胶体稳定性是指胶体颗粒在水中长期保持分散状态的特性。
胶体稳定性的原因：①胶体动力稳定性由于胶体颗粒尺寸很小，强烈的布朗运动使其克服重力作用而不下沉，能够均匀的分散在水溶液中。
②胶体的带电稳定性静电斥力使胶体颗粒保持分散状态而稳定。
③胶体的溶剂化作用稳定性2.简述滤池大阻力和小阻力配水系统的原理及其优缺点,试举例说明两种配水系统所使用的物质形式和常用材料。
大阻力配水系统原理：穿孔管上总的开孔率很低，产生较大的水头损失，孔口水头损失远高于配水系统中各孔口处沿程损失的差别，实现了配水均匀。
水质工程学试卷1含答案
《水质工程学》试卷1仅供参考给水112 王雷一、填空题（每空1分，共20分）1．天然水体中的杂质按尺寸大小可分为溶解物、胶体颗粒、悬浮物三类。
2．在水的混凝过程中，浊度属于憎水胶体，而色度属于亲水胶体。
3．混凝剂的投加方式常采用干投或湿投。
4．斜板（斜管）沉淀池是建立在浅池理论基础上发展起来的。
5．过滤技术中，常用的滤料有石英砂、无烟煤等。
6．活性污泥微生物通常由有机物、细菌、原生动物、后生动物组成。
7．四阶段厌氧生物代谢过程包括水解阶段、产酸发酵阶段、产氢产乙酸阶段及产甲烷阶段。
8．污泥干化与脱水的方法主要有自然干化、机械脱水。
二、名词解释（每题4分，共24分）1．脱稳：使胶体粒子失去稳定性的过程。
2．干扰沉降：当非均相物系的颗粒较多，颗粒之间很近时，颗粒沉降时会受到周围其他颗粒的影响，互相干扰，这种沉降称为干扰沉降3．有效直径d10：能使10%的滤料通过的筛孔直径。
4．污泥容积指数（SVI）：从曝气池出口处取出的混合液，经过30min静沉后，每克干污泥形成的沉淀污泥所占有的容积。
5．合成产率（Y）：微生物增殖总量的系数，不包括由于微生物内源呼吸作用而使其本身质量消亡的那部分。
6．厌氧氨氧化（ANAMMOX）：在缺氧的条件下将氨氮转化为氮气，以亚硝酸盐作为电子接受体的生物反应过程。
三、判断题（正确的划“√”错误的划“×”）1．铝盐混凝剂水解在pH=5时是以去除浊度的吸附架桥为主，而在pH=7—8时是以去除色度的电中和为主。
（×）2．在沉淀池中表面负荷指的就是水中颗粒的截流速度。
（×）3．虹吸滤池能自动反冲洗是由于滤层中水头损失增大到一定数值造成的。
（√）4．活性污泥由活性污泥微生物、活性污泥代谢产物、活性污泥吸附的难降解惰性有机物组成。
（×）还包括污泥吸附的无机物5．污泥浓缩主要降低污泥中的空隙水；自然干化和机械脱水，主要脱除毛细水；干燥与焚化法，主要脱除吸附水与内部水。
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思考题1.何谓胶体稳定性？试用胶粒间互相作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。
答：胶体稳定性是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。
胶体稳定性分” 动力学稳定”和’聚集稳定”两种。
动力学稳定性系指颗粒布朗运动对抗重力影响的能力，粒子愈小，动力学稳定性愈高。
聚集稳定性系指胶体粒子之间不能相互聚集的特性。
胶体粒子很小，比表面积大从而表面能很大，在布朗运动作用下，有自发地相互聚集的倾向。
但由于粒子表面同性电荷的斥力作用或水化膜的阻碍使这种自发聚集不能发生。
胶体稳定性，关键在于聚集稳定性。
对憎水胶体而言，聚集稳定性主要决定于胶体颗粒表面的动电位即ζ电位，ζ电位愈高，同性电荷斥力愈大。
虽然胶体的ζ电位是导致聚集稳定性的直接原因，但研究方法却可从两胶粒之间相互作用力及其与两胶粒之间的距离关系来评价。
DLVO理论认为，当两个胶粒相互接近以致双电层发生重叠时，便产生静电斥力, 其与两胶粒表面间距x 有关，用排斥势能ER表示，排斥势能随x 增大而指数关系减小。
相互接近的两胶粒之间同时还存在范德华引力，用吸引势能EA表示，与 x 成反比。
当 0a<x<oc 时 , 排斥势能占优势,x=0b 时, 排斥势能优势最明显 , 用 Emax表示，称排斥能峰。
只有当 x<0a 时, 吸引势能随间距急剧增大 ,凝聚才会发生。
要使两胶粒表面间距小于 0a，布朗运动的动能首先要能克服排斥能峰Emax才行。
然而，胶体布朗运的动能远小于 Emax，两胶粒之间距离无法靠近到 Oa以内，故胶体处于分散稳定状态。
对于亲水胶体( 如有机胶体或高分子物质) 而言，水化作用确是胶体聚集稳定性的主要原因。
它们的水化作用往往来源于粒子表面极性基团对水分子的强烈吸附，使粒子周围包裹一层较厚的水化膜阻碍胶粒相互靠近。
3.高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？答：如投加量过大时，胶体颗粒表面被高分子所覆盖，两胶粒接近时，受到胶粒与胶粒之间因高分子压缩变形产生的反弹力和带电高分子之间的静电排斥力，使胶体不能聚集。
最佳投量应是既能把胶粒快速絮凝起来，又可使絮凝起来的最大胶粒不易脱落。
6.为什么有时需将 PAM在碱化条件下水解成 HPAM？ PAM水解度是何涵义？一般要求水解度为多少？答： PAM聚丙烯酰胺，混凝效果在于对胶体表面具有强烈的吸附作用，在胶粒之间形成桥联。
由于酰胺基之间的氢键作用，线性分子往往不能充分伸展开来，致使桥架作用消弱。
为此，通常将 PAM在碱性条件下（ pH>10）进行部分水解，生成阴离子型水解聚合物（HPAM）PAM水解度：由酰胺基转化为羟基的百分数称水解度。
一般控制水解度在30%--40%较好。
9. 絮凝过程中， G值的真正涵义是什么？沿用依旧的G值和 GT值的数值范围存在什么缺陷？请写出机械絮凝池和水力絮凝池的G值公式。
答： G值表示速度梯度，控制混凝效果的水力条件，反映能量消耗概念。
旧的 G值和GT值变化幅度很大，从而失去控制意义。
而且按公式求得的G值，并未反应有效功率消耗。
p ghGvT11.影响混凝效果的主要因素有哪几种？这些因素是如何影响混凝效果的？影响混凝效果的主要因素有水温，水的 PH值和碱度及水中悬浮物浓度、有机物污染水温： a. 无机盐的水解是吸热反应，低温水混凝剂水解困难；b. 低温水的粘度大，使水中杂质颗粒布朗运动强度减弱，碰撞机会减少，不利于胶粒脱稳凝聚；c.水温低时胶体颗粒水化作用增强，妨碍胶体混凝；d.水温与水的 PH值有关。
PH 值：水的 PH对混凝效果的影响很大。
一方面，不同的PH值下胶体颗粒的表面电荷和电位不同，所需要的混凝剂量也不同；另一方面，水的响。
pH 对混凝剂的水解反应有显著影水的碱度：当原水碱度不足或混凝剂投量甚高时，水的pH 值将大幅度下降以至影响混凝剂继续水解。
如果水的PH值超出混凝剂最佳混凝pH 值范围，将使混凝效果受到显著影响。
悬浮物浓度：含量过低时，颗粒碰撞速率大大减小，混凝效果差。
含量高时，所需铝盐或铁盐混凝剂量将大大增加。
水中有机污染物的影响：水中中有机物对胶体有保护稳定作用，阻碍胶体颗粒之间的碰撞，阻碍混凝剂与胶体颗粒之间的脱稳凝聚作用。
此外，混凝剂种类与投加量、混凝剂投加方式、水力条件对混凝效果的影响都是非常显著的。
要根据水质情况和所投加的混凝剂优化选择。
13.何谓混凝剂“最佳剂量”？如何确定最佳剂量并实施自动控制？答：混凝剂“最佳剂量”，即混凝剂的最佳投加量，是指达到既定水质目标的最小混凝剂投加量。
目前问过大多数水厂还是根据实验室混凝搅拌试验确定混凝剂最佳剂量，然后进行人工调整。
这种方法虽然简单易行，但实验结果到生产调节往往滞后，且试验条件与生产条件也很难一致，故试验所得最佳剂量未必是生产上的最佳剂量。
混凝工艺的自动控制技术正逐步推广应用，主要有数学模型法、现场模拟实验法、特性参数法等习题1. 河水总碱度0.1mmol/L （按 CaO计），硫酸铝（含Al2O3 约 16％）投加量为25mg/L。
问是否需要投加石灰以保证硫酸铝顺利水解？设水厂每日生产水量需要多少千克石灰（石灰纯度按50％计）？解：（ 1）由于要保证硫酸铝顺利水解需要0.25 ～ 0.50 mmol/L50000m3，试问水厂每天约的剩余碱度。
而河水中只有0.1 mmol/L的碱度，故需要投加石灰以保证硫酸铝顺利水解（2）投药量折合 Al2O3 为 25mg/L × 16％＝ 4mg/L， Al2O3 分子量为 102，故投药量相当于4/102=0.039 mmol/L ，剩余碱度取 0.35mmol/L ，则得：[CaO]=3 × 0.039 － 0.1+0.35 ＝ 0.37 mmol/LCaO 分子量为56，则市售石灰投量为： 0.37 × 56× 50000/0.5 ×1000=2072kg2.设聚合铝 [A12(OH)n?Cl6-n]m 在制备过程中，控制 m＝ 5，n＝ 4，试求该聚合铝的碱化度为多少？解： B=【 OH】 /3* 【 AL】× 100%=20/30=66.7%3. 某水厂采用精制硫酸铝作为混凝剂，其最大投量为35 mg/L 。
水厂设计水量混凝剂每日调制 3 次，溶液浓度按10％计，试求溶解池和溶液池体积各为多少？解：溶液池体积为100000m3/d。
W2=24× 100aQ/1000× 1000cn=aQ/417cn=35 × 100000/417 × 10× 3×24=11.66m3 溶解池体积为W1=0.3W2=3.5m34.隔板絮凝池设计流量为75000m3/d。
絮凝池有效容积为1100m3, 絮凝池总水头损失为0.26m。
求絮凝池总的平均速度梯度G值利 GT值各为多少 ?( 水厂自用水量为5%）解: Q=75000 × 1.05=09115 m3/ sT=V/Q=1100/09115=12068Srh45.761G sTGT=45.76× 1206.8=55220.5820s 1<G<70s 1. 10000<GT<1000005.某机械絮凝池分成三格。
各格有效尺寸为26m(宽 ) × 2.6m( 长 ) ×42m(深 ) 。
每格设一台垂直轴浆板搅拌器 , 构造按图 15-21, 设各部分尺寸为 :r2=1050m; 浆板长 1400mm,宽120mm,ro=525mm。
叶轮中心点旋转线速度为 :第一格 V1=0.5m/s第二格 v2=032m/s第三格 v3=02m/s求:3 台搅拌机所需搅拌功率及相应的平均速度梯度G值 ( 水温按 20℃计 ) 。
解: 设桨板相对于水流的线速度等于桨板旋转线速度的0.75 倍 , 则相对于水流的叶轮转速为0 . 75 v10 .75 * 0 . 5W 10 . 71 rad/ sr 00 . 5256. 设原水悬浮物体积浓度ф＝ 5× 10-5 。
假定悬浮颗粒粒径均匀，有效碰撞系数α＝1，水温按 15℃计。
设计流量Q＝360m3/h。
搅拌功率（或功率消耗）P=195W。
试求： （ 1） 絮凝池按 PF 型反应器考虑，经 15min 絮凝后，水中颗粒数量浓度将降低百分之几？（ 2）采用 3 座同体积机械絮凝池串联（机械絮凝池按 CSTR 型反应器考虑）， 絮凝池总体积与（ 1）相同。
搅拌功率仍为195W ，设 3 座絮凝池搅拌功率分别为：P1=100W ， P2=60W ，P3=35W ，试问颗粒数量浓度最后降低百分之几？解 :(1): 采用 PF 型反应器3V=QT=360× 15/60=90 mp=195/90=2.173W / m15° C 时 , μ =1.14 × 103Pa · S, 则P2.171G1 .14 343.6 S10采用公式 t1n 0* lnKGn44 55K3 .14106.37 × 10n 012.17n所以水中颗粒数量浓度将降低1-1/12.17=91.78%(2)用 3 座同体积机械絮凝池串联 , 则P 1P 2P 3195WG=43.6 1ST=3t=15min, t=5min=300s111(n0 )m11 (n0 )31300KGn m 6.37 105n m43 .6n 0n6.16n m n n 0n m1 0.16n 0m0 .160.84 84 %。