《当代给水与废水处理原理》复习题及参考答案
废水处理复习题及答案
1.地球上的水循环通过三条主要途径完成,即降水、蒸发和水蒸气输送。
2.水体污染可据污染物的不同而主要分为:化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。
(1)化学性污染:耗氧污染物:糖类、淀粉、纤维素、蛋白质、脂肪和木质素等,这类化合物耗氧量比值大致为1.1:1植物营养物:氮、磷、钾、硫水中营养物质主要来自化肥。
藻类有毒物质:“五毒”—汞、镉、铅、铬、砷。
锌、铜、钴、锡等重金属,酚,氰,联苯胺、吡啶、硝基苯、多环芳烃,环境激素。
油类;酸碱及无机盐类(硫);恶臭(2)物理性污染悬浮物质指水中含有的不溶性物质,包括固体而后泡沫等。
热污染(冷却水);放射性污染(采矿)(3)生物性污染主要指病原微生物造成的污染。
3.水体污染的概念,污染源及污染物的分类、性质(化学性污染、物理性污染和生物性污染)耗氧污染物(有机物、还原性无机物)、植物营养素、有毒物质水体污染:污染物进入水体,使水体的物理、化学性质或生物群落组成发生变化,降低水体使用价值的现象。
人类对水的使用主要是:生活用水、工业用水及农业灌溉用水。
废水按其来源可分成:生活污水、工业废水(、农业排水)和雨水(雪)。
废水的性质:1)物理性质温度:一般较原水高,年变化在10~25℃之间。
气味:陈腐味、特殊香味(芳香化合物)、臭皮蛋味(H2S)色:发色通常由溶解性和胶体物质产生。
灰褐色→黑色悬浮物:水中的污染物质根据它的物理状况可分为漂浮物、可沉物、胶体物和溶解物等几类。
悬浮物(漂、沉、胶)∣过滤∣溶解物(胶)可用筛滤、沉淀等方法使其与废水分离。
沉淀设备中沉淀下来的物质中:有机物质——污泥;无机物质——沉渣;漂浮的杂质——浮渣。
流量的变化率为平均流量的59%~200%。
2)化学性质有机化合物、无机物、气体、废水中的微生物4.各种水体都具有一定的环境容量或自净能力。
水环境容量是指纳污水体通过自身的物理学、化学和生物学作用过程使得水体恢复原有状态的能力,亦即水体的自净能力。
《污水处理技术》章节试题及答案(大学期末复习资料).docx
第一章水体污染概述1、污水的主要水质指标有哪些及其意义?答:物理指标:1)固体含量:固体含量以TS作为指标,常用重量法测定固体物质按存在形态的不同可分为:SS、DS和colloid按性质不同可分为:有机物、无机物和生物体。
2)臭味:生活污水的臭味来自有机物腐败产生的气体;工业废水的臭味来自挥发性化合物由臭味可辨别出污水中某些物质存在的情形,还能帮助知道污水是否新鲜臭味也是物理性质的主要指标3)色度:由污水的色度可以知道污染物质的情况、生产废水视工矿企业的性质而异,差别极大、色度为一种感官性状指标、色度可由悬浮固体、胶体或溶解物质形成4)水温:污水的水质指标是用来衡量水在使用过程中被污染的程度,也称污水的污染指标。
污水的水质指标可分为物理指标、化学指标、生物指标三大类。
化学指标:无机物及指标:氮、硫化物、重金属、非重金属无机有毒物质、磷、酸碱度。
有机物污染指标:BOD、TOD、COD、TOC、THOD2、可生物降解有机废水的COD是否等于其BOD值,说明理由。
答:不同,生化需氧量(BOD )是指在温度、时间都一定的条件下,微生物在分解、氧化水中有机物的过程中,所消耗的溶解氧量。
(mg/L) BOD反映了水中可被微生物分解的有机物总量。
BOD值越大,说明水中有机物含量越高。
B0D<lmg/L ----- 水体清洁,B0D>3-4mg/L ------ 水已受到有机物的污染化学需氧量(COD),是指在一定条件下,用强氧化剂氧化废水中的有机物质所消耗的氧量o (mg/L) 3、什么是水体富营养化?富营养化有哪些危害?答:水体富营养化:是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。
危害:富营养化会影响水体的水质,会造成水的透明度降低,使得阳光难以穿透水层,从而影响水中植物的光合作用,可能造成溶解氧的过饱和状态。
当代给水与废水处理原理
2003给水处理考试试题一、概念题(每题1分,15分)1、同向絮凝2、异向絮凝3、表面负菏4、理想沉淀池5、交联度6、总交换容量7、湿视真密度8、德国度9、硬度10、拥挤沉淀11、滤层含污能力12、微絮凝过滤13、化合性氯14、滤速15、滤料K80一、简答题(每题2.5分,共50分)1、水中杂质按其尺寸大小,可分为几类?2.硫酸铝的混凝特性?3.澄清池中泥渣的净水机理4、电渗析原理5、除盐系统中为什么阳床在前,阴床在后?6、当原水重碳酸根浓度较大时,应选择何种离子交换除盐系统(写出系统工艺流程图)?7、阴树脂的主要特性?8、离子交换法为什么始终有残余硬度?9、GT值的含义10、目前我国饮用水水质指标包括哪四大类?11、改善滤池过滤过程的途径有哪些?12.何为滤池反冲洗配水系统(大阻力配水系统)的“开孔比”?13.哪些滤池是等水头变速过滤?哪些滤池是变水头等速过滤?14.影响地下水中铁(Fe2+)的氧化速率的最主要因素?15.臭氧、氯、二氧化氯、过氧化氢的消毒能力哪个强?试排序。
16.直接过滤工艺适合于哪些种类的水质处理?并说明其工艺特点。
17.受污染水源的水质主要特征有哪些?试述受污染水源的饮用水处理技术主要有哪些方法?各有何特点?18.试绘出折点氯化曲线,说明每一区域氯的主要形态和消毒能力,并说明其消毒特点和副产物情况。
19.何谓V型滤池?简述其工作原理和主要工艺特点。
20.画图说明普通快滤池的结构,试说明如何计算冲洗水塔高度。
二、论述题(每题5分,共30分)1、试述胶体稳定的原因?2、试分析理想沉淀池中某沉速为ui的颗粒去除率公式(参见下式)的意义?E=3、石灰软化法的原理?反应方程式?水质变化?4、试说明如何通过实验测定强酸型阳离子交换树脂的全交换容量和工作交换容量?5、试述氢-钠并联除碱软化系统的原理,流量分配原则及计算公式,并画出相应流程图。
6、氢树脂的工作特性四、应用题(5分)吉林省某水库水的主要指标为:浊度:8—25度(NTU);色度:20—40度;pH:7.6;碱度:120mg/L(以CaCO3计);水温:1—18度;高锰酸盐指数:3—5mg/L;氨氮0.2mg/l;亚硝酸盐0.01mg/l;总铁0.85mg/L;总锰0.36mg/L;细菌总数3.6×104个/mL;大肠菌群1.2×03个/L。
当代给水与废水处理原理_部分1(共计547页)
求
反
应 的
1
t1/ 2 c A0 n1
级
数
第一章 化学动力学
图解法求反应级数
(1)以初始浓度cA0为100%,画出浓度变化的历时曲线
六、
求
反
应
的
级 (2)求出浓度分别降低为50%、25%反12.5%的时
数
间t1/2、t1/4、t1/8等,以下列比值的变化规律就可以
绪论
一、 水 处 理 的 学 科 方 法 学
1.单元操作与单元过程
1915年出现单元操作的概念,在20世纪30年代类比于单元操作 提出了单元过程概念
任何化工生产过程都可以分解为许多步对物料所采取的行动, 每一步行动产生一种独特的效果。当这种行动不包含产生任何化学 反应时,称为单元操作,当这种行动产生了化学反应时,则称为单 元过程。
新时期的给水处理与废水处理 自从水污染日益严重,水源逐渐紧张以来,给水处理 与废水处理间的界限也就逐渐模糊起来。现在,废水可 以作为水源,经处理后以供工业用水,甚至生活用水。
常规水源
绪论
海水水源
绪论
2.水处理目的
二、 给 水 与 废 水 处 理
(1)去除水中的影响使用水质的杂质以及污泥的处置——最 主要的内容
(2)为了满足用水的要求,在水中加入新的成分以改变水的化 学性质
如:循环冷却水中加缓蚀剂及缓垢剂以控制腐浊及结垢等; (3)改变水的物理性质的处理。如水的冷却,降低水的粘滞度等。
3.水处理的物理化学方法包括三种情形
(1)在处理过程中只发生物理变化; (2)在处理过程个只发生化学变化; (3)在处理过程中同时发生物理及化学变化。
两
及 cB0,则产物P的浓度表达式可以分别按 c A0 cB0 及 c A0 cB0
当代给水与废水处理原理(第二版)第5章
④ 离子型晶体Schottky缺陷(某种粒子可在晶体内自由运动 ):如粘土或其他铝硅酸盐矿物颗粒,其晶体内碱金属或 碱土金属离子取代了表面晶格中的铝离子,引起表面带负 电荷。这类胶体的表面电荷、电势不受溶液pH值或电位决 定离子影响,不存在电荷零点。
对式(5-12)积分得:
0 exp( x)
(5-13)
式中,κ为Debye-Huckel常数:
1
e2
ni0 zi2 kT
2
(5-14)
式(5-13)表明,扩散双电层中电势随距离x呈指数函数降
低,如图5-1(c)。κ-1代表了扩散双电层厚度,即界面静电场
影响范围。
8
2. Gouy-Ghapman扩散双电层理论(续3)
3
胶体的稳定性
胶体颗粒在水中继续保持分散状态的性质称为胶体的稳 定性。
憎水胶体,稳定性可以通过它的双电层结构来说明。亲水 胶体,虽然也具有双电层结构,但其稳定性主要由吸附的大量 水分子所构成的水壳来说明。亲水胶体保待分散的能力,即它 的稳定性比憎水胶体高。
双电层结构的产生原因:
颗粒巨大的 比表面积
只有一种Z-Z电解质时,式(5-11)可简化为:
d 2 dx2
2n0
ze
sinh
ze kT
(5-15)
式中:n0 n0 n0; z z z;
n0、z、n0、z —正负离子在主体溶液中的浓度和价数
7
2. Gouy-Ghapman扩散双电层理论(续2)
d 2
dx2
1
i
ni0zie exp(zie / kT )
水污染控制复习题
水污染控制复习题《当代水处理原理》复习题一、填空水的生物处理1、废水生物处理体系中微生物对含氮有机物的降解和转化作用主要包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用。
2、根据微生物生长所需的营养物质的特点,可分为光能自养型、化能自养型、光能异养型、化能异养型、混合营养型。
3、水处理中常见的原生动物类型有伪足类、鞭毛类和纤毛类。
4、微生物需要的营养物质有水、碳源、氮源、无机盐、生长因子。
5、革兰氏阳性细菌细胞壁独有的化学成分是磷壁酸,而革兰氏阴性细菌细胞壁独有的化学成分是脂蛋白。
水的化学处理1、混凝剂可分为无机盐混凝剂和高分子混凝剂两大类。
2、消毒时在水中的加氯量可以分为两部分,即需氯量和余氯量。
3、吸附剂表面的吸附力可分为三种,即分子间引力、化学键力和静电引力,因此吸附可分为三种类型:物理吸附、化学吸附和离子交换吸附。
4、膜分离法有电渗析、超滤和反渗析。
5、电渗析所需能量与受处理水的盐度成正比。
水的生态处理1、通过人工曝气设备向塘中污水供氧的稳定塘称为曝气塘,乃是人工强化与自然净化相结合的一种形式。
由于其出水中常含有大量活性和惰性微生物体,一般后续连接其他类型的塘或生物固体沉淀分离设施进行进一步处理。
2、污水土地处理系统处理污水时,悬浮固体(SS)去处机理为过滤截留作用、沉淀、生物的吸附及作物的阻截作用。
慢速渗滤、快速渗滤系统中SS的去除以慢速渗滤为主。
3、兼性塘处理污水时,其运行效果主要取决于藻类光合作用产生氧和塘表面的复氧情况。
4、湿地中生长的植物通常称为湿地植物,包括挺水植物、沉水植物、和浮水植物。
常用的挺水植物有芦苇、灯芯草。
(至少写两个)5、按照系统布水方式的不同或水在系统中流动方式不同,一般可将人工湿地分为三种类型:表面流湿地、水平潜流湿地、垂直流湿地。
水的物理处理1、污水的物理处理一般方法有筛滤截留法、重力分离法、离心分离法。
2、按格栅形状格栅的种类可分为平面隔栅、曲面隔栅。
3、根据水中悬浮颗粒物的性质、凝聚性能及浓度,沉淀通常可以分为:自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀、压缩沉淀四种不同的类型。
污水处理习题及答案
水处理习题及答案1、某废水中的悬浮物质浓度不咼,且均为离散颗粒,在一有效水深H为1.8m 的沉淀柱内作沉试求此废水在一负荷为25m3/m2.d的沉淀设备内悬浮物质的理论总沉降去除率。
7解:(2)画残余颗粒百分数与沉降速度间的关系曲线如图;31Z-H视嘉爾百特蝕占加障漓度关基曲抽(3) 计算指定的颗粒沉速:u0=25 (m3/m2.d)=0.0174(m/mi n)由图查得:小于指定沉速uo的颗粒与全部颗粒的比值x°=54%;、U t x =0.46% = 0.0046 (5)悬浮物质的理论总沉降去除率:= (100-x °) 100 "wdx =(100-X g ) 10°' w :xU o 0 U 0= (100-54) 100 °.004J 72%0.01742、沉淀区有效水深h2h 2 二 q • t 二(48/24) * 1.5 二 3.0(m)3、 沉淀区有效容积V1V 1 =q max "汉 3600= 0.2".5汉 3600=1080(m 3)4、 沉淀池长度L设水平流速 v=4・5mm/s (> 5mm/9 ,贝U L 二 v ・t 3600/1000 = 4.5 1.5 3600/1000 = 24(m) 5、 沉淀池的总宽度bb=A/L=360/24=15 (m )2、 某居民区设计人口 N=50000人,污水量最大设计流量Qmax=0.2m 3/s ,拟建以链带式刮泥的平流式沉淀池,沉淀时间 T 取 为1.5h 。
试设计此平流式沉淀池1、沉淀池的表面积A取表面水力负荷 q=48m 3/m 2 • dq 86400max0.2 8640048=360(m 2)6、沉淀池的只数n :(设每只沉淀池的宽度b ' =3.75n 二 b/b =15/375 二 47、校核尺寸比例(1) 长宽比 L/ b '=24/3.75=6.4玄4(符合要求)(2) 长深比 L/h2=24/3=8(在8-12间,符合要求) &污泥区的容积 设污泥清除间隔天数T=2d ,取人均干污泥量为25g/(人・d ),取污泥含水率, 由此换算成湿污泥量 S=25X 100/((100-95)X 1000) =0.5L/(人・ d )[一般 0.3-0.8 L/(人・d )]9、 每池污泥量V13V 仁 V/n=50/4=12.5 (m 3)10、 污泥斗尺寸及其容积V '泥斗倾角采用60°,泥斗斗底尺寸为500mm X 500mm , 上口为 3750mm X 3750mm泥斗高度 h ”4(3.75-0.5)tg600/2=2.8(m) 其容积V ' =1h 4'(S 1 S< S 1S 2)二 12.8 (3.752 0.52 \ 3.752 0.52 ) = 14.6(m 3)311、污泥斗以上及池底部分污泥体积 Vh +|2 ''V"12h 4b2l^ 240.5 0.3 二 24.8(m)式中l 2 =3.75 h 4 二(240.3 0.5 - 3.75) 0.01 二 0.2(m) h +l 2 ' '24.8 + 3.753V" 12hub 0.2 3.75 = 10.7(m 3)2 212、 泥斗与池底实有存泥容积 V 总V 总=V ' +V ” =14.6+10.7=25.33m12.5(m 3)13、 池子总高度SNT 1000 0.5 50000 2 1000 二 50(m 3)取沉淀池超高h1=0.3m ,缓冲层高度h3=0.5m 。
当代给水与废水处理原理第一章
xxx大学 Xx教授
授课主要内容
相关基本概念介绍 生物化学工程基础 废水生物化学处理基础 活性污泥法 生物膜法
厌氧生物处理法 生物脱氮除磷 常规分离与膜分离 活性碳吸附 传质与曝气
第一部分:相关基本概念介绍
一、理论需氧量
理论需氧量(ThOD)是根据化学方程式计算求得的有 机物被全部氧化所需的氧量。例如,含有300mg/L葡萄 糖溶液的理论需氧量可计算如下:
La与温度的关系:
对于一给定水样,不但K1随温度而增加.La也随温度而增加,可以认为La K1,
所以根据下式(1),可以写出式(2):
(1)
取
(2)
或
(3)
展开式(3),可得:
一点说明:
实验求得的La值与需氧量理论值(理论需氧量)之间的差别:多年来,有机 物的第一阶段生化需氧量La被认为等于按化学方程式得到的理论值。例如,理 论上全部氧化浓度为300mg/L的葡萄糖溶液的需氧量应为320mg/L,此即所渭 理论需氧量(计算见前),但实际测定发现其La在250一285mg/L之间(20℃ ), 显然,葡萄糖并末全部转化为CO2和水。要明了这个差别必须先了解微生物对 于有机物的分解过程。
温度对BOD的影响:
La和K1的确定:
耗氧常数K1值和第一阶段需氧量La的确定有最小二乘方法、矩量法、日差
法和托马斯(Thomas)法等,但均需用到生化需氧量的测定。下面介绍使用比较
简单,但也足够准确的托马斯图解法。在
Yt
La(1 eK
'
1t )
中,
式(1)是一直线方程,根据不同 日的BOD测定结果,井作图, 即可求得K1及La的值。如下图 所示:
当代给水与废水处理原理(第二版)第6章
功能和组分的差异,主要分三类:
• 原核细胞微生物、真核细胞微生物和病毒(噬菌体)。
• 6—1原核细胞微生物
• 原核细胞微生物的细胞仅有原来的核物 质,无核膜与核仁的分化,也无细胞器等。 它包括细菌、放线菌、蓝细菌等,其细胞结 构如图6—1所示。
• 1.细菌(真细菌)
• 细菌是给水与废水处理中最重要的一类 微生物。它是一种单细胞的类似植物的生物。 根据细菌外型的不同,可分为球菌、杆菌和 螺旋菌。通常球菌直径为0.5~1.0um;杆菌 宽0.5~1.0um,长1.5~1.0um,螺旋菌宽 0.5~5.0um,长6~15um。细菌以单个或群体 存在,通常以二分裂法繁殖,也有些可以进 行有性繁殖。
二氧化碳的水中。能将细胞内吸收的亚铁氧化为
高铁,从而获得能量。
•
贝日阿托氏菌是一种漂浮在池塘或沼泽上的
硫磺细菌。发硫细菌也是不分枝的丝状硫磺细菌。
它们能氧化硫化氢、硫磺和其他硫化物,同时放
出能量。
• 3.放线菌
•
放线菌为具有分枝的丝状菌,介于细菌与真菌
之间,菌丝无隔膜,是单细胞微生物。放线菌的菌丝
分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝。放线菌通过无性
孢子及菌丝片段进行繁殖。放线菌中的诺卡氏菌属有
分解氧化无机氰化物和烃类化合物的能力,在处理含
烃类和无机氰化物的废水中起着重要的作用。
• 4.蓝细菌
•
蓝细菌有时列如藻类,也称为蓝藻。因其细胞
结构为原核,故归入细菌类。简单蓝细菌为球状或杆
状的单细胞生物,与较大的细菌相似。多数蓝细菌是
附着菌胶团,丝状细菌与菌胶团细菌形成互惠关系。但丝状
细菌过度繁殖,特别是游离于菌胶团之外的非结构性丝状细
菌的大量繁殖,会引起废水处理系统的污泥膨胀。
当代给水与废水处理原理第二版第4章a
如图4-1所示,假定气体沿水表面流过,水气蒸发进气 流内,在气液两相的交界面处,流速应接近于零。这相 当于两相的界面是一个固定表面,而在这个表面附近δ的 厚度内,可以假定是一层静止的膜。界面处水气的浓度 为内只Ci,能膜靠边分界子处扩水散气来的传浓递度物为质C。b,这由层于膜膜内所是存静在止的的浓,度膜 差念。Ci-Cb即传质阻力形成的。这就是Nemst提出的膜的概
无论是在反应器中、生物体系中以及研究试验中, 化学反应的发生都包含了传质过程。两种反应物质必须 运动到相接触才能发生反应。在多相反应中,反应物质 需要从一相运动到另一相内,或者运动到两相的界面, 才能发生反应。在这种情形下,传质的速率还可能控制 了整个反应过程的速率,§2-4中所指的扩散控制就属干 这种情况。在可逆反应的情况下,如果籍传质作用把反 应产物带到不发生反应的相内,就可以加快反应速率。 在竞争反应的情况下,每一种反应物或产物传质速率的 相对大小都影响了有关的竞争反应的选择性。
l.双膜理论
气体向液体内传递的双膜理论概念如图4-2所示,气 体和液体分别用氧气和水作例子。氧气在气相内的分压 为Pb在界面卜的分压为Pi。
在界面的气相一侧有一层厚度为δg,的气膜。界面 上氧气浓度为Ci,相应于Pb的氧 气浓度为C*(C* = HPb)。在 界面的另一侧存在一层厚度为 δ1的水膜。水内氧气的主体浓 度为Cb,相应的氧气压力为P* (Cb* = Hp*)。
第四章 传质及曝气
§4-1亨利定律 §4-2气-液传质模型 §4-3相似现象与相似准数 §4-4曝气设备的充氧能力
第四章 传质及曝气
质量传递简称传质。凡是由于某种推动力所引起的 物质分子或流体微元的运动都称为传质。传质包括了分 子扩散,也包括了由于对流现象甚至简单的混合作用所 产生的物质迁移,但它不同于物质的输送,如用管道输送 流体,则不能称为传质。
废水处理原理习题参考答案
废水处理原理习题参考答案1 论述反应工程原理在废水处理过程分析和设计中的应用。
反应工程原理是利用化学和生物反应,使污染物转化为无毒无害或易于分离的物质,从而使污染物介质得到进化的技术,即转化技术。
是去除污染物和转化环境的重要手段。
利用反应工程原理,根据处理对象选择反应方式。
例如:沉淀反应用于废水中重金属的沉淀分离,氧化反应用于还原性无机污染物和有机物的氧化分解,生物降解用于有机废水、挥发性有机气体和有机固体废物的去除,生物硝化反硝化用于废水中硝酸氮的生物去除。
确定采用的反应原理,根据原理选择反应设备,分析设计其基本类型、操作方法和设计计算方法。
2 某工厂产生2股废水相同性质的废水,COD 浓度分别是400和600 mg /L ,处理该废水的反应是二级反应。
从提高反应速度的角度出发,试分析是将该2股废水单独处理还是混合后一起处理较好?混合后废水浓度 = (400+600)÷2=500(mg/L )由反应是二级反应,可得反应速率方程 r A =k C A 2 t=N ÷r At 1=N/(160000k) t 2=N/(360000k) t 3=N/(250000k)t 1+t 2>2t 3所以,从反应速率分析,混合后比混合前单独处理更快,效果更好。
3 为了更加合理地设计废水处理,需要确定化学反应的级数。
试说明通过实验确定反应级数的实验方法与数据处理方法。
答:1)积分法:利用速率公式的积分形式确定反应级数,一般固定进入反应器的各组分的浓度,改变体积流量q i ,即改变τ,测定反应器出口处的转化率或关键组分的浓度(1)尝试法:将不同时间测出的反应物浓度的数据代入各反应级数的公式,求其反应速率常数k ,若按某一公式计算出的k 为一常数,则该公式的级数为反应的级数;(2)作图法:对一级反应,InC 对t 作图为直线,二级反应1/C 对t 为一直线,等。
将实验数据按不同形式作图,则成直线的图所代表的级数即反应级数;(3)半衰期法:t 0.5=AC 01-n ,两边取对数In t 0.5=InA+(1-n)InC 0(A 为比例常数),则取不同的初始浓度C 0,找出相应的t 0.5,然后以In t 0.5对InC 0作图,图形为一直线,其斜率可确定反应级数n 。
当代给水与废水处理原理(第二版)第9章b
(9-50)
K S max
RV
Q b Las i g2 , , V YK K S S max
(9-51)
e 和 RV 的值。图9-17至9-19即是用来说明这一方法。 i
2
﹙9-37﹚
建立△z高度内的滤池物料平衡式:
1 R QZ Nw
Z 1 R QZ
Z
以式(9-36)代入并略去下标b 后简化得:
d fLk0 2 1 R Q dZ K
上式中当K可以忽略不计时得
fLwko Z d dZ 1 R Q
2.生物转盘系统的特征
..微生物浓度高,据测算,生物转盘上的生物膜量折算成曝气池 的MLVSS,可以高达40000-60000mg/L, F/M为0.050.1,所以生物转盘是一种高效率处理工艺. …生物相分级,在每级生物转盘上生长着适应于流入本级污水 的生物相,这样就可以更加充分的发挥微生物的作用,处理 效率高. … 泥龄长,在生物转盘上能够大量繁殖世代时间长的菌种,如 硝化菌等,具有硝化,反硝化的功能. .. 在转盘生物膜内生存的微生物食物链较长,因此产生的污泥 量少,约为活性污泥法的一半左右. .. 接触反应槽内不用曝气,没有污泥回流,故运行费用低. ..没有污泥膨胀之虞.
即为(K/Ln)值.当固定水力负荷L为L1,变化滤池的填料高度H 时,可以得到一个斜率S1.同样,对水力负荷L2, L3,…..等也可 以求出相应的斜率S2、S3…,如图9-12所示.这样就可以得出 两组对应的L和S值.
由上述关系得:
k lnS ln n lnK nlnL L
当代给水与废水处理原理(第二版)第1章
第二节 简单的基元反应 四种简单的基元反应 1.单一组分的零级反应 2.单一组分的一级反应 3.两种组分的二级反应
K A B P
是一个二级反应。当CA0CB0时,令x代表产物P在时刻t的浓度CP。反应 物A和B与产物P间都是按1:1的量的关系变化的,在时刻t,P的浓度增加为x, A及B的浓度必然相应的降低x,其实际浓度CA及CB反应分别为CA0–x及CB0– x。由二级反应的定义有 在半对数坐标图上为 dx kC C k (C x )( C x ) dt A B A0 B0 一直线,作图求斜率 可得速率常数k。 在(0,t)间隔内积分得
4.准稳态反应 在催化反应的过程中,先产生由反应物A与催化剂C结合成的中间复体 AC,复体再经分解形成产物B,这种反应可以作为串连反应来研究,表示 如下: K1 K3 A C AC C B ( x) K2 在生物化学中,常用S及E分别代表底物及酶,相应表示为
K3 S E ES EP K2 K1
(1-64)
速度常数K1、K2及K3可用图解法求得, 常用的方法称为Lineweaver-BurK作图。
在生物化学的酶和底物的反应中,(1-63a)式写成下列形式,称为 Michaelis-Menten方程:
V Vmax [ S ] ( K m [ S ])
(1-65a)
其中V代表
dCA
V dt , max
Br 0 2K1[Br2 ] 2K 1[Br] K 2 [Br][H 2 ] K 2 [HBr][H ] K3 [H ][Br2 ]
2
由(1-77)和(1-78)式相加后得:
[ Br] ( K1 K 1 ) [ Br]
1 2 1 2
当代给水与废水处理原理
ddt kaem C
对上式积分得:
lg1e mkat e 2.303c
由此式可以绘成如右图所 示的直线,由直线的斜率 可求出ka值来。
第三章 活性炭吸附
吸附柱的泄漏和衰耗过程
如果将出水的有机物浓度与吸附柱的产水量与相应的运行时间的关 系绘成曲线,则得下图的吸附过程曲线。
人有了知识,就会具备各种分析能力, 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书,广泛阅读, 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍,我们能丰富知识, 培养逻辑思维能力; 通过阅读文学作品,我们能提高文学鉴赏水平, 培养文学情趣; 通过阅读报刊,我们能增长见识,扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操, 给我们巨大的精神力量, 鼓舞我们前进。
第三章 活性炭吸附
BET公式的图解法如下:
求Freundlich公式的常数:
第三章 活性炭吸附
§3-5 吸附柱的设计
活 性
•重力固定床
炭
吸
附
柱
•压力固定床
设
计
的
类
型
•流化床
第三章 活性炭吸附
容量传质系数 为了更方便的研究,我们将单位容积活性炭所具有的吸附面积a与
反应速率k相乘,得到一个组合参数ka,称为容量传质系数,其纲量 为:
吸附能力的消失也就是吸附带的消失,即x/m值AC线从tb起不断向 下运动,最后在运行时间tx到达吸附柱底,曲线C点与B点重合,吸附 带消失。
第三章 活性炭吸附
上图表示吸附带刚达到吸附柱底时(相当于运行恰好达吸附周期), 其中活性炭吸附量沿吸附带高度的分布曲线,由底部值逐渐增大为顶 部的,与运行时间的出水浓度相对应。
污水处理理论知识考核试题及答案
污水处理理论知识考核试题一、选择题1. 对于低压热水炉,水质标准中要求给水水质pH 值为()。
[单选题] *A.5B.6C.7~8.5√D.82. 工业用水的pH 值应是()。
[单选题] *A.3~6B.6.5~8.5√C.10~12D.8.5~93. 工业用水消毒是为了防止循环水产生()[单选题] *A.结垢B.腐蚀C.硬度D.生物黏泥√4. 下列选项中,对水质要求较高的有()。
[单选题] *A.电子工业元件清洗√B.作为传送动力用水C.石油开采中,油田注水D.冲刷输送废料用水5. 在工业用水中,冷却用水占工业用水的()%以上。
[单选题] *A.30B.50C.70√D.906. 我国的水资源总量约27000 亿立方米,占世界陆地径流总量的()%。
[单选题] *A.4.5B.5.5√C.6.5D.3.57. 准确定量()是科学管理制定水污染控制规划的基础,也是校核水功能区划分的依据。
[单选题] *A.水体自净能力B.水体纳污能力C.水环境容量D.水环境容量与水体纳污能力√8. 维系良好水循环的必由之路是()。
[单选题] *A.污水深度处理与减少污水排放B.再生水利用与节约用水C.污水深度处理与再生水利用D.减少污水排放量与节约用水√9. 自然界中,人类能够直接利用的淡水占地球总水量的()%。
[单选题] *A.0.01B.0.8√C.5D.1010. 由()的因素促成的水循环称为水的社会循环。
[单选题] *A.自然力B.人√C.社会生产活动D.水的自身11. 天然水由于流经岩层溶解了许多矿物质,通常含量较多的()[单选题] *A.Na+、Fe2+、Ca2+、Mg2+B.Na+、K+、Ca2+、Mg2+√C.Na+、K+、Fe2+、Ca2+D.Na+、K+、Ca2+、Cu2+12. 天然水中的氧主要来源于()中的氧,部分来自植物进行光合作用产生的氧。
[单选题] *A.废气B.蒸汽C.天然气D.空气√13. 下列离子中,()是水中最常见的阴离子,是引起水质腐蚀性的催化剂,能强烈地推动和促进金属表面电子的交换反应。
当代给水和废水处理原理
细菌主要有球衣菌属、铁细菌属、贝日阿托氏菌属和发硫菌属。 • 但丝状细菌过度繁殖,特别是游离于菌胶团之外的非结构性丝状
细菌的大量繁殖.会引起废水处理系统的污泥膨胀。
§6-1 原核细胞微生物
3. 放线菌 • 放线菌为具有分枝的丝状菌,介于细菌与真菌之间,是单细胞微
当代给水和废水处理原理
§6-1 原核细胞微生物
• 细菌细胞的最外层为细胞壁,起固定细菌形态和保护细胞的作用。 细胞壁由脂类、蛋白质和多糖的聚合物组成。
• 细胞膜化学组成主要是脂类和蛋白质,具有选择性吸收的半渗透 性,膜上具有与物质渗透有关的酶类,在吸收营养物质和排除废 物方面起着重要作用。
生物。放线菌中的诺卡氏菌属有分解氧化无机氰化物和烃类化合 物的能力,在处理含烃类和无机氰化物的废水中起着重要作用。 4. 蓝细菌 • 蓝细菌有时列入藻类,也称蓝藻。因其细胞结构为原核,故归入 细菌类。蓝细菌是光合型微生物。多数蓝细菌生存于淡水中,是 水生系统食物链中的重要一环。当恶性增殖时,可形成“水华”, 造成水质恶化。海洋中的“赤潮”有时也系蓝细菌大量繁殖所致。
§6-4 细菌的成分
§6-4 细菌的成分
§6-4 细菌的成分
2. 细菌的大分子组成 • 细菌或其它的微生物细胞物质主要是由一些大分子组成的,如表
6)蛋白质的组成 微生物细胞的蛋白质分为两种,一种为结合蛋 白质,如糖蛋白等,是构成细胞组织的一部分;另一种为溶解性 的单纯蛋白质,主要在细胞质中。
一种类型的核酸。噬茵体大多数只含有DNA,只有少数含RNA。 • 蛋白质是病毒的主要组成,主要作用是构成病毒粒子的衣壳,保
护病毒核酸,决定病毒感染的特异性.并具有抗原性。 3. 病毒的感染与繁殖 • 病毒是以复制方式繁殖。繁殖过程可分为吸附、侵入与脱壳、复
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《当代给水与废水处理原理》复习题及参考答案复习题题目部分1、简述在水处理中引入反应器理论的好处?[李永生1-3] (2)2、举例说明什么是基元反应? ............................................................................................ 2..3、熟悉准稳态反应的定义,一级反应和二级反应的复体浓度的解? (2)4、了解反应速率常数k 与温度的关系?[ 边朝辉4-6] (2)5、列出废水处理反应器的物料衡算方程,并指出各符号的物理意义。
(3)6、了解通量、质量浓度、质量分数、摩尔浓度和摩尔分数的概念。
(3)7、用文字和公式叙述Fick 第一扩散定律?[刘智忠7-9] (3)8、用多相反应和均相反应的最终公式,讨论在水膜厚度δ给定的条件下,反应控制或扩散控制的情况?.................................................................................................. 3..9、多孔丸模型是如何假定的? ............................................................................................ 5..10、通过CSTR 的示意,指出其特点,求出平行反应的稳态解?[易彪10-12] (5)11、了解CSTR的一级反应稳态解和r=0 的非稳态解。
......................................... 6.12、了解液龄分布函数、累计液龄分布函数和内龄分布函数的概念,指出实际偏离理想流型的原因?........................................................................................ 7...13、对反应器实施阶梯信号的作用?有哪两种阶梯信号?[ 章静13-15] (7)14、简述气-液传质模型中的浅渗理论,双膜理论? ................................................ 8.15、相似理论是如何应用的? .............................................................................................. 9..16、单个细菌模型三个区及功能?[陈晗16-18] .................................................... 1. 017、为什么说BOD 试验有一定的问题? ..................................................................... 1..018、根据细菌增殖和底物消耗的关系,导出工程上应用关系式Rg=-Y G R0-bX?1119、指出微生物集团的模型形态及构造?( P415图7-12)[朱春花19-21] .1220、为什么X 能够代表活细菌,怎样用X 代表活细菌?( P431-432) .......... 1 221、一些动力学常数如:R0、K、Y G、b 是如何求得的?.................................. 1. 222、写出CSTR 活性污泥法中,底物浓度C 与细菌X 的物料衡算方程,写出它与污泥龄的关系式,简述污泥龄极小值的生物学意义?[汪晶晶22-25] 13 23、污泥龄与N S 的优缺点? ................................................................................................................................................................ 1.. 324、求解有机物去除率的简便公式?............................................................................. 1..325、产率因素Y 与污泥龄θc之间的关系及Y G与b的求法?[粟杰文25-27] 1426、Atkinson 滴滤池数学模型的假定? ...................................................................... 1..427、描述厌氧处理连续反应过程。
.................................................................................. 1..428、什么是双底物模型?常的是什么模型?[毛敏28-30] ................................. 1. 529、简述生物除磷的基本原理和影响因素?................................................................. 1. 530、简述生物脱氮的基本原理和代谢途径?................................................................. 1. 631、化学动力学的研究对象?[ 潘俊杰31-33] ....................................................... 1. 732、反应速率与反应级数的关系?.................................................................................. 1..733、动力学模型如何建模?动力学模型的两个假定? .......................................... 1. 7复习题参考答案部分1、简述在水处理中引入反应器理论的好处?[李永生1-3] 答:1、使水处理理论进一步深化,如停留时间理论。
2、发展了一个体系,工程上把反应器串联起来成为水处理工艺,理论上优化工艺设计。
用数学描述水处理过程。
3、解决了目前水处理中一些矛盾,如曝气池池型问题,不同反应过程问题,传质问题。
2、举例说明什么是基元反应?答:构成化学计量方程的反应序列中的反应称为基元反应。
例如下列反应:H2+Br2 2HBr 可以解释为下列基元反应构成的:k1 k2 KBr2 2Br Br H 2 HBr H H Br2 K3 HBr Br k1 k2反应中的k1、k2、k3为正向反应的速率常数,k-1和k-2则代表逆向反应的速率常数。
因此,上面的反应实际包括了5 个基元反应,这些基元反应的级数和化学计量系数完全相等。
3、熟悉准稳态反应的定义,一级反应和二级反应的复体浓度的解?答:在催化反应的过程中,先产生由反应物A 与催化剂C 结合成的中间复k1 k3体AC ,复体再经分解形成产物B,表示为:A C AC C B (x)k2其中 (x)代表反应所产生的其他不需要成分,一般不写出来。
当复体A C 非常容易分解时,可把浓度 c AC 视作恒定不变,即d c AC /dt=0,这种把复体浓度c AC 视作恒定的反应称为准稳态反应。
一级反应:复体浓度 c AC k1c AAC k2 k3A二级反应:c AC C0 A,其中 c C0表示t=0 时C 的浓度。
AC(k2 k3)/k1 c A 04、了解反应速率常数k 与温度的关系?[边朝辉4-6]答:反应速率常数k 与温度的关系可用Arrhenius 方程表示:dln k Ea dT RT 式中,Ea 为反应所需的活化能,单位为J/mol ,R 为摩尔气体常数8.31J/(k mol) ;T为热力学温度,(摄氏温度+273.15)。
Ea为活化能。
5、列出废水处理反应器的物料衡算方程,并指出各符号的物理意义 :物料衡算方程:QC Ai Vr A QC Ao V dCA 。
dt 符号物理意义:在充满水或废水的体积 V 中,组分 A 的浓度为 C A ,其反应 速率为 r A ,C A 随时间的变化速率为 dC A /dt 。
流量 Q 不断的进入和流出 V ,A 的 进口浓度为 C Ai ,出口浓度为 C AO 。
6、了解通量、质量浓度、质量分数、摩尔浓度和摩尔分数的概念答:通量定义为(扩散速率) (浓度); A 、 B 分别表示 A 和 B 所组成 的溶液中的 A 及 B 的质量浓度(单位为 g/L ),则得的溶液的质量浓度为A B 。
又以 M A 、M B 分别代表 A 及 B 的摩尔质量,则 A 及 B 的物质质量浓度 c A 及 c B 分别为 c A =M A A 、 B c B 。
B M B A 及 B 在溶液中的质量分数 w A 、w B 分别为 w AA 、 wB BAB A 及 B 的溶液的总物质的量浓度 c 为 c=c A +c B 。
7、用文字和公式叙述 Fick 第一扩散定律? [刘智忠 7-9] 答:Fick 第一扩散定律为关于常扩散的定律, 其基本公式一般表示为(二元 系):J A cD AB x A 或J A D AB c A 。
zz其中 J A 表示 A 在 A 及 B 组成的二元系中 z 方向通量,单位为 mol/(cm 2·s ),称为摩尔通量; c 表示二元系的总物质的量浓度; D AB 为 A 在 B 中的扩散系数, 单位为 cm 2·s ; x A / z 及 c A / z 分别为 A 在 z 方向的摩尔分数梯度及物质的量浓度梯度; c 及c A 的单位都用 mol/cm 3 8、用多相反应和均相反应的最终公式,讨论在水膜厚度δ给定的条件下,反应 控制或扩散控制的情况?答:多相反应模型的最终公式为: C '' 1 (式一);均相反应模C 0 1 k /D ABA 及B 在溶液中的摩尔分数 x A 、x B 分别为 x A c A cx B c B 。
型的最终公式为:C 1(式二),两式都包含了反映扩散过程的C0 cosh k 2 / D ABD AB以及反映反应速率的 k''或k两个参数,整个过程都受这两个参数的影响。
从上两式可以看出,C / C 0的值分别为 k''/D AB及k 2/D AB 的函数。