水污染控制工程习题

水污染控制工程作业一

1 水体自净有哪几种类型？

1、物理净化：污染物质由于稀释、扩散、沉淀或挥发等作用而使河水污染物质浓度降低的过程。

2、化学净化：污染物质由于氧化、还原、分解等作用而使河水污染物质浓度降低的过程。

3、生物净化：由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的氧化分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程。

2 试说明沉淀有哪些类型？各有何特点？讨论各类型的联系和区别

沉淀类型：自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀或成层沉淀、压缩沉淀。

自由沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀，颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中，颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。

絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有相互絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速的变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。

区域沉淀或成层沉淀：悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L）；颗粒的沉淀受到其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。

压缩沉淀：悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。

联系与区别：自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀或成层沉淀、压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增大，颗粒间相互影响也依次增强。

水污染控制工程作业二

1 水体自净有哪几种类型？

1、物理净化：污染物质由于稀释、扩散、沉淀或挥发等作用而使河水污染物质浓度降低的过程。

2、化学净化：污染物质由于氧化、还原、分解等作用而使河水污染物质浓度降低的过程。

3、生物净化：由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的氧化分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程。

2 试说明沉淀有哪些类型？各有何特点？讨论各类型的联系和区别

沉淀类型：自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀或成层沉淀、压缩沉淀。

自由沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀，颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中，颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。

絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有相互絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速的变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。

区域沉淀或成层沉淀：悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L）；颗粒的沉淀受到其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。

压缩沉淀：悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。

联系与区别：自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀或成层沉淀、压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增大，颗粒间相互影响也依次增强。

3 活性污泥法的基本概念和基本流程是什么？

1、向生活污水中注入空气并进行曝气，每天保留沉淀物，更换新鲜污水，如此操作并持续一段时间后，污水中生成一种黄褐色的絮凝体，即活性污泥。以活性污泥为主体的污水生物处理工艺称为活性污泥法。

2、活性污泥法的基本工艺流程由曝气池、二沉池、曝系统、污泥回流及剩余污泥排放五部分组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，空气中的氧溶入混合液，产生好氧代谢状态。随后曝气池内的泥水混合液流入二沉池，进行泥水分离，活性污泥絮体沉入池底，泥水分离后的水作为处理水排出二沉池。二沉池沉降下来的污泥大部分作为回流污泥返回曝气池，称为回流污泥，其余的则从沉淀池中排除，这部分污泥称为剩余污泥。从上述流程可以看出，要使活性污泥法形成一个实用的处理方法，污泥除了要具有氧化和分解有机物的能力外，还要有良好的凝聚和沉降性能，以使活性污泥能从混合液中分离出来，得到澄清的出水。

4 化学混凝法的原理和适用条件是什么？

化学混凝法的原理是：

（1）压缩双电层作用：投加电解质消除或胶粒的电位，使微粒碰撞聚结，失去稳定性；（2）吸附架桥作用：三价铝盐、铁盐以及其它高分子絮凝剂溶于水后，经水解和缩聚反应形成高分子聚合物，具有线性结构。因线性长度较大，当它的一端吸附某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，在相距较远的两胶粒间进行架桥，使颗粒逐渐结大，形成肉眼可见的粗大絮凝体。

（3）网捕作用：三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物，这些沉淀物在自身的沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等颗粒，使胶体粘结。

原理：混凝是通过向废水中投加混凝剂(coagulant)，破坏胶体的稳定性，通过压缩双电层作用、吸附架桥作用及网捕作用使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集(aggregation)成较粗大的颗粒而沉降与水分离，使废水得到净化。

适用条件：废水中有细小悬浮颗粒和胶体微粒，这些颗粒用自然沉降法很难从水中分离出去。

水污染控制工程作业三

1 水体自净有哪几种类型？

1物理净化：污染物质由于稀释、扩散、沉淀或挥发等作用而使河水污染物质浓度降低的过程。2化学净化：污染物质由于氧化、还原、分解等作用而使河水污染物质浓度降低的过程。3生物净化：由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的氧化分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程。

2 试说明沉淀有哪些类型？各有何特点？讨论各类型的联系和区别

沉淀类型：自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀或成层沉淀、压缩沉淀。

自由沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀，颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中，颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。

絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有相互絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速的变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。

区域沉淀或成层沉淀：悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L）；颗粒的沉淀受到其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。

压缩沉淀：悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。

联系与区别：自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀或成层沉淀、压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增大，颗粒间相互影响也依次增强。

3 在废水处理中，气浮法与沉淀法相比较，各有何优缺点？

在废水处理中，沉淀法可靠而运行成本低，但是只实用于比重大于或等于水的废水处理工程效果较好。气浮法效果好，但是投资大、运行费用高、专业性强、管理难度大，但是只能用于比重大于或等于水的废水处理工程效果较好。

气浮法：能够分离那些颗粒密度接近或者小于水的细小颗粒,适用于活性污泥絮体不易沉淀或易于产生膨胀的情况,但是产生微细气泡需要能量,经济成本较高.

沉淀法：能够分离那些颗粒密度大于水能沉降的颗粒,而且固液的分离一般不需要能量,但是

一般沉淀池的占地面积较大.

气浮法与沉淀法的优点：气浮过程中增加了水中的溶解氧，浮渣含氧，不易腐化，有利于后续处理;气浮池表面负荷高，水力停留时间短，池深浅，体积小;浮渣含水率低，排渣方便;投加絮凝剂处理废水时，所需的药量较少。

气浮法与沉淀法的缺点：耗电多，比每立方米废水比沉淀法多耗电0.02～0.04KWh，运营费用偏高;废水悬浮物浓度高时，减压释放器容易堵塞，管理复杂。

4 活性污泥法的基本概念和基本流程是什么？

1、向生活污水中注入空气并进行曝气，每天保留沉淀物，更换新鲜污水，如此操作并持续一段时间后，污水中生成一种黄褐色的絮凝体，即活性污泥。以活性污泥为主体的污水生物处理工艺称为活性污泥法。

2、活性污泥法的基本工艺流程由曝气池、二沉池、曝系统、污泥回流及剩余污泥排放五部分组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，空气中的氧溶入混合液，产生好氧代谢状态。随后曝气池内的泥水混合液流入二沉池，进行泥水分离，活性污泥絮体沉入池底，泥水分离后的水作为处理水排出二沉池。二沉池沉降下来的污泥大部分作为回流污泥返回曝气池，称为回流污泥，其余的则从沉淀池中排除，这部分污泥称为剩余污泥。从上述流程可以看出，要使活性污泥法形成一个实用的处理方法，污泥除了要具有氧化和分解有机物的能力外，还要有良好的凝聚和沉降性能，以使活性污泥能从混合液中分离出来，得到澄清的出水。

5 化学混凝法的原理和适用条件是什么？

（1）压缩双电层作用：投加电解质消除或胶粒的电位，使微粒碰撞聚结，失去稳定性；（2）吸附架桥作用：三价铝盐、铁盐以及其它高分子絮凝剂溶于水后，经水解和缩聚反应形成高分子聚合物，具有线性结构。因线性长度较大，当它的一端吸附某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，在相距较远的两胶粒间进行架桥，使颗粒逐渐结大，形成肉眼可见的粗大絮凝体。

（3）网捕作用：三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物，这些沉淀物在自身的沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等颗粒，使胶体粘结。

适用条件：废水中有细小悬浮颗粒和胶体微粒，这些颗粒用自然沉降法很难从水中分离出去。

6 第一题、何谓超临界水氧化技术？试述超临界水氧化有机物的机理。

超临界水氧化技术是一种能够彻底破坏有机物结构的新型氧化技术。其原理是利用具有特殊性质的超临界水作为介质将废水中所含的有机物用氧气分解成水、二氧化碳等简单无毒的小分子化合物。

处于超临界状态下的水，氢键几乎消失，此时水是一种非极性溶剂，能以任意比例溶解大多数有机物和氧气。利用超临界水的性质，将有机物与水混合，升温，加压至超临界状态，有机物溶于水中，被空气（氧气）迅速氧化。有机物中的C、H元素转化为CO2、H2O等无害物质。

在欧、美、日等发达国家,超临界水技术得到了很大发展,出现了一些中试工厂和一些商业性装置。我国超临界水尚处于研究起步阶段,还没有工程应用。超临界水氧化技术在处理各种

废水和剩余污泥方面已取得了较大的成功,其缺点是反应条件苛刻和对金属有很强的腐蚀性,及对某些化学性质稳定的化合物氧化所需时间也较长。为了加快反应速度、减少反应时间、降低反应温度,使超临界水氧化技术的优势更加明显,许多研究者正在尝试将催化剂引入超临界水氧化工艺过程中。超临界水氧化技术的原理是什么所谓超临界,是指流体物质的一种特殊状态。当把处于汽液平衡的流体升温升压时,热膨胀引起液体密度减小,而压力的升高又使汽液两相的相界面消.失,成为均相体系,这就是临界点。当流体的温度、压力分别高于临界温度和临界压力时就称为处于临界状态。超临界流体具有类似气体的良好流动性,但密度又远大于气体,因此具有许多独特的理化性质。水的临界点是温度374.3℃、压力22.05mpa,如果将水的温度、压力升高到临界点以上,即为超临界水,其密度、粘度、电导率、介电常数等基本性能均与普通水有很大差异,表现出类似于非极性有机化合物的性质。因此,超临界水能与非极性物质(如烃类)和其他有机物完全互溶,而无机物特别是盐类,在超临界水中的电离常数和溶解度却很低。同时,超临界水可以和空气、氧气、氮气和二氧化碳等气体完全互溶。由于超临界水对有机物和氧气均是极好的溶剂,因此有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行,反应不存在因需要相问转移而产生的限制。同时,400~600℃的高反应温度也使反应速度加陕,可以在几秒钟内达到对有机物很高的破坏作用。有机物在超临界水中进行的氧化反应,可以简单表示为:酸+na0h一无机物超临界水氧化反应完全彻底:有机碳转化为co2,氢转化为h20,卤素原子转化为卤离子,硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐,氮转化为硝酸根和亚硝酸根离子或氮气。而且超临界水氧化反应在某种程度上和简单的燃烧过程相似,在氧化过程中释放出大量的热量。为了进一步加快反应速度、减少反应时间和降低反应温度,使超临界水氧化技术能充分发挥出自身的优势,对催化超临界水氧化技术处理废水的研究正在日益兴起。

第二题、某污水含氯仿量为0.12mg/L，试问：为了将氯仿的浓度降到0.05mg/L，处理流量4000m3/L的该污水，一天需多少粉末活性碳？氯仿的弗罗因德利奇吸附等温系数K=2.6, 1/n=0.73。

污水中的氯仿量为：4000*0.12=480mg

根据弗罗因德利奇公式：

X/M=KC * 1/n

X：活性炭吸附的溶质量

M：所加活性炭重量

C：达到吸附平衡时，水中溶质浓度

K和n：为试验得出的常数

将值代入公式得：

480/ M=2.6*0.05*0.73

480/ M=0.0949

M=5Kg

所以，一天需要5Kg粉末活性碳。