水质工程学题库
一、概念题（每题 3 分）
1、自由沉淀——指颗粒在沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力作用的沉淀。
2、变速过滤——在滤料粒径、形状、滤层级配和厚度以及水温一定时，如果孔隙率减小，水头损失保持不变，滤速随过滤时间增加而逐渐减小的过滤。
3、折点加氯——从折点加氯的曲线看，到达峰点H时，余氯最高，但这是化合性余氯而非自由性余氯，到达折点时，余氯最低。
4、泥龄——曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比，即活性污泥在曝气池内的平均停留时间称为泥龄，因之又称为“生物固体平均停留时间”。
5、氧垂曲线——有机物排入河流后,经微生物降解而大量消耗水中的溶解氧，使河水亏氧；另一方面，空气中的氧通过河流水面不断地溶入水中，使溶解氧逐步得到恢复。所以耗氧与复氧是同时存在的,污水排入后，DO曲线呈悬索状态下垂，故称为氧垂曲线。
6、絮凝沉淀——利用絮凝剂使水中悬浮杂质形成较粗大的絮凝体，再通过自由沉淀的沉淀称为絮凝沉淀。
7、负水头——指滤层截留了大量杂质以致砂面以下某一深度处的水头损失超过该处水深。
8、树脂的全交换容量：一定量的树脂所具有的活性基团或可交换离子的总数量。
9、MLVSS——本项指标所表示的是混合液活性污泥中的有机性固体物质部分的浓度，是混合液挥发性悬浮固体浓度。
10、污泥有机负荷率——是有机污染物量与活性污泥量的比值(F/M),又称污泥负荷，是活性污泥系统的设计、运行的重要参数。
11、拥挤沉淀——指颗粒在沉淀过程中，彼此相互干扰，或者受到容器壁的干扰的沉淀。
12、等速过滤——指滤池滤速保持不变而水头损失将增加的过滤。
13、树脂的交联度——指交联剂占树脂总质量的百分比。如苯乙烯系树脂的交联度指二乙烯苯的质量占苯乙烯和二乙烯苯的总量的百分率。
14、活性污泥——向生活污水注入空气进行曝气，每天保留沉淀物，更换新鲜污水，这样在持续一段时间后，在污水中即形成一种黄褐色的絮凝体，这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀与水分离，并使污水得到净化、澄清。这种絮凝体就是称为活性污泥。
15、BOD5——水温为20条件下，5天的时间内，由于微生物的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧。
16、污洗容积指数——本项指标的物理意义是在暴气池出口处的混合液，在经过30min静沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积，以mL计。
17、Kla——氧总转移系数,此值表示在暴气过程中氧的总传递性,当传递过程中阻力大,则Kla
值低，反之则Kla值高。
18、生物脱氮——指利用好氧微生物去除污水中呈溶解性的有机物，主要是利用氨化和消化的方式去除污水中的有机物。
19、污泥脱水——指利用不同的浓缩方法，去除颗粒间的空隙水，毛细水以及污泥颗粒吸附水和颗粒内部水和颗粒内部水，以降低污泥的含水率。
20、AB法和A/O法——AB法处理工艺，系吸附生物降解工艺的简称，A/O法是厌氧和好氧工艺的结合简称。
二、选择题：（每题 1 分）
1、滤池反冲洗水的回收应通过技术经济比较确定，在贫水地区应优先考虑( D )。
A．降低冲洗强度 B．降低冲洗频率 C．回流 D．回收
2、湿投凝聚剂时，溶解次数应根据凝聚剂用量和配制条件等因素确定，一般每日不宜超过( A )次。
A．3 B．2 C．4 D．6
3、经过混凝沉淀或澄清处理的水，在进入滤池前的浑浊度一般不宜超过( D )度，遇高浊度原水或低温低浊度原水时，不宜超过15度。
A．3 B．5 C．8 D．10
4、平流沉淀池的沉淀时间，应根据原水水质、水温等，参照相似条件下的运行经验确定，一般宜为( C )h。
A．1．0～1．5 B．0．5～1．5 C．1．0～3．0 D．1．0～2．0
5、设计隔板絮凝池时，絮凝池廊道的流速，应按由大到小的渐变流速进行设计，起端流速一般宜为( B )m／s，末端流速一般宜为0．2～0．3m／s。
A．0．2～0．3 B．0．5～0．6 C．0．6～0．8 D．0．8～1．0
6、平流沉淀池的每格宽度(或导流墙间距)，一般宜为3～8m，最大不超过15m，长度与宽度之比不得小于4；长度与深度之比不得小于( D )。
A．5 B．6 C．8 D．10
7、气浮池接触室的上升流速，一般可采用( C )mm／s，分离室的向下流速，一般可采用1．5～2．5mm／s。
A．2～10 B．8～15 C．10～20 D．15～30
8、 滤料应具有足够的机械强度和( D )性能，并不得含有有害成分，一般可采用石英砂、无烟煤和重质矿石等。
A．水力 B．耐磨 C．化学稳定 D．抗蚀
9、虹吸滤池冲洗前的水头损失，一般可采用( A )m。
A．1．5 B．1．2 C．2．0 D．2．5
10、地下水除锰宜采用接触氧化法，当除铁受硅酸盐影响时，应通过试验确定。其工艺流程必要时可采用：原水曝气一1次过滤除铁(接触氧化)一( D )一2次过滤除锰。
A．沉淀 B．消毒 C．氧化 D．曝气
11、污水处理厂的处理效率，一级处理SS去除率为( A )。
A．40％～55％ B．55％～65％ C．65％～70％ D．70％～75％
12、污水处理厂的处理效率，一级处理BOD5去除率为( A )。
A．20％～30％ B．30％～40％ C．40％～50％ D．50％～60％
13、城市污水处理厂，曝气沉
砂池水平流速( A )m／s。
A．0．1 B．0．2 C．0．3 D．0．4
14、城市污水处理厂，曝气沉砂池最大流量的停流时间为( B )min。
A．0．5～1．0 B．1～3 C．3～4 D．5～6
15、城市污水处理厂，初次沉淀池的污泥区容积，宜按不大于( A )d的污泥量计算。
A．2 B．3 C．4 D．5
16、竖流沉淀池的设计，应符合下列要求：中心管内流速不大于( C )mm／s。
A．20 B．25 C．30 D．40
17、生物滤池的填料应采用高强、耐腐蚀、颗粒匀称、( D )的材料，一般宜采用碎石、炉渣或塑料制品。
A．冷冻处 B．加热处理 C．消毒处理 D．比表面积大
18、塔式生物滤池的设计，应符合下列要求。填料应采用塑料制品，滤层应分层，每层滤层厚度一般不宜大于( B )m，并应便于安装和养护。
A．2 B．2．5 C．3．5 D．4
19、生物接触氧化池的填料应采用轻质、高强、防腐蚀、防老化、( C )、比表面积大以及方便安装、养护和运输。
A．不易于反冲洗 B．易于反冲洗 C．易于挂膜 D．不易于挂膜
20、设计需氧量通常去除每公斤( B )可取用0．7～1．2kg。
A．二十日生化需氧量 B．五日生化需氧量
C．化学需氧量 D．总有机碳
21、凝聚剂和助凝剂品种的选择及其用量，应根据相似条件下的水厂运行经验或原水凝聚沉淀试验资料，结合当地药剂供应情况，通过( B )比较确定。
A．市场价格 B．技术经济 C．处理效果 D．同类型水厂
22、当沉淀池和澄清池排泥次数( C )时，宜采用机械化或自动化排泥装置。
A．不确定 B．较少 C．较多 D．有规律
23、设计隔板絮凝池时，絮凝时间一般宜为( A )min；
A．20～30 B．15～20 C．10～15 D．12～15
24、设计穿孔旋流絮凝池时，絮凝池每格孔口应作( D )对角交叉布置。
A．前后 B．左右 C．进出 D．上下
25、水在机械搅拌澄清池中的总停留时间，可采用( C )h。
A．0．5～1．0 B．0．8～1．0 C．1．2～1．5 D．1．0～1．2
26、水力循环澄清池的回流水量，可为进水流量的( B )倍。
A．1．5～2 B．2～4 C．1．5～3 D．1～2
27、快滤池宜采用大阻力或中阻力配水系统。大阻力配水系统孔眼总面积与滤池面积之比为( C )。
A．1．0％～1．5％ B．1．5％～2．0％ C．0．20％～0．28％ D．0．6％～0．8％
28、洗滤池根据采用的滤料不同的冲洗强度及冲洗时间分为：①q＝12～15L／(s?m2)，t＝7～5min；②q＝13～16L／(s?m2)，t＝8～6min；③q＝16～17L／(s?m2)，t＝7～5min；如果采用双层滤料过滤其冲洗强度和冲洗时间应选( B )。
A．① B．② C．③ D．不在上述范围内
29、地下
水除铁除锰采用射流曝气装置时，其构造应根据工作水的( A )、需气量和出口压力等通过计算确定。工作水可采用全部、部分原水或其他压力水。
A 压力 B．流量 C 水质 D．来源
30、除铁滤池的冲洗强度和冲洗时间当采用锰砂滤料，其粒径在0．6～1．2mm无辅助冲洗，膨胀度满足30％时，冲洗强度一般选( A )L／(s?m2)。
A．18 B．15 C．20 D．12
31、污水处理厂的设计水质，在无资料时，生活污水的五日生化需氧量应按每人每日( A )g计算。
A．25～35 B．20～40 C．25～40 D．30～50
32、城市污水处理厂，平流式沉砂池的设计最小流速应为( A )m／s。
A．0．15 B．0．3 C．0．6 D．1．0
33、城市污水处理厂，二次沉淀池沉淀时间宜采用( B )h。
A．0．5～1．0 B．1．5～2．5 C．2．0～3．0 D．3．0～4．0
34、城市污水处理厂，二次沉淀池污泥含水率在生物膜法后宜采用( A )。
A．96％～98％ B．97％～98％ C．98％～99％ D．99％～99．5％
35、生物膜法一般宜用于( B )污水量的生物处理。
A．小规模 B．中小规模 C．中等规模 D．大中规模
36、低负荷生物滤池的设计当采用碎石类填料时，应符合下列要求：处理城市污水时，在正常气温条件下，五日生化需氧量以填料体积计，宜为( A )kg／(m3?d)。
A．0．15～0．30 B．0．30～0．45 C．0．45～0．60 D．0．60～0．75
37、高负荷生物滤池的设计当采用碎石类填料时，应符合下列要求。处理城市污水时，在正常气温条件下，五日生化需氧量以填料体积计，不宜大于( B )kg／(m3?d)。
A．0．30 B．1．2 C．2．0 D．2．5
38、曝气池污水中含有大量表面活性剂时，应有( C )。
A．测TOC措施 B．测COD措施 C．除泡沫措施 D．测DO措施
39、( B )的吸附区和再生区可在一个池子内时，沿曝气池长度方向应设置多个出水口；进水口的位置应适应吸附区和再生区不同容积比例的需要；进水口的尺寸应按通过全部流量计算。
A．普通曝气池 B．吸附再生曝气池 C．完全混合曝气池 D．阶段曝气池
40、城市污水污泥的处理流程应根据污泥的( A )，首先应考虑用作农田肥料。
A．最终处置方法选定 B．含水率选定
C．MLVSS／MLSS的比值选定 D．温度变化情况选定
41、用于( A )的凝聚剂或助凝剂，不得使处理后的水质对人体健康产生有害的影响。
A．生活饮用水 B．生产用水 C．水厂自用水 D．消防用水
42、药剂仓库的固定储备量，应按当地供应、运输等条件确定，一般可按最大投药量的( C )天用量计算。其周转储备量应根据当地具体条件确定。
A．5～10 B．10
～15 C．15～30 D．10～20
43、沉淀池积泥区和澄清池沉泥浓缩室(斗)的容积，应根据进出水的( B )含量、处理水量、排泥周期和浓度等因素通过计算确定。
A．浊度 B．悬浮物 C．含砂量 D．有机物
44、平流沉淀池的有效水深，一般可采用( C )m。
A．2．0～3．0 B．1．5～2．0 C．3．0～3．5 D．2．0～2．5
45、设计机械絮凝池时，搅拌机的转速应根据浆板边缘处的线速度通过计算确定，线速度宜自第一档的( B )m／s逐渐变小至末档的( B )m／s。
A．0．5；0．1 B．0．5；0．2 C．0．6；0．3 D．0．6；0．2
46、异向流斜管沉淀池，斜管沉淀池的清水区保护高度一般不宜小于( A )m；底部配水区高度不宜小于1．5m。
A．1．0 B．1．2 C．1．5 D．0．8
47、滤池的工作周期，宜采用( D )h。
A．8～12 B．10～16 C．10～18 D．12～24
48、滤池的正常滤速根据滤料类别不同一般分：①8～12m／h，②10～14m／h，③18～20m／h。
采用石英砂滤料过滤应该取( A )滤速。
A．① B．② C．③ D．不在上述范围内
49、移动罩滤池的设计过滤水头，可采用( A )m，堰顶宜做成可调节高低的形式。移动罩滤池应设恒定过滤水位的装置。
A．1．2～1．5 B．1．0～1．2 C．0．8～1．0 D．1．5～1．8
50、地下水除铁除锰采用淋水装置(穿孔管或莲蓬头)时，孔眼直径可采用( C )mm，孔眼流速为1．5～2．5m／s，安装高度为1．5～2．5m。当采用莲蓬头时，每个莲蓬头的服务面积为1．0～1．5m2。
A．2～6 B．3～6 C．4～8 D．5～10
51、污水处理厂的处理效率，二级处理生物膜法SS去除率为( D )。
A．65％～85％ B．55％～65％ C．65％～70％ D．60％～90％
52、污水处理厂的处理效率，二级处理活性污泥法BOD5去除率为( B )。
A．70％～90％ B．65％～95％ C．70％一95％ D．60％～90％
53、城市污水处理厂，曝气沉砂池处理每立方米污水的曝气量为( A )m3空气。
A．0．1～0．2 B．0．2～0．3 C．0．3～0．4 D．2．0～3．0
54、城市污水处理厂，初次沉淀池沉淀时间宜采用( B )h。
A．0．5～1．0 B．1．0～2．0 C．2．0～3．0 D．3．0～4．0
55、城市污水处理厂，生物膜法后二次沉淀池的污泥区容积，宜按不大于( C )h的污泥量计算。
A．2 B．3 C．4 D．5
56、生物滤池的布水设备应使污水能( D )在整个滤池表面上。布水设备可采用活动布水器，也可采用固定布水器。
A．集中分布 B．不集中分布 C．不均匀分布 D．均匀分布
57、低负荷生物滤池的设计当采用碎石类填料时，应符合下列要求：滤池上层填料的粒径宜为( B )mm，厚度宜为1．3～1．8
m。
A．20～25 B．25～40 C．40～70 D．70～100
58、生物转盘的水槽设计，应符合下列要求。每平方米( A )具有的水槽有效容积，一般宜为5～9L。
A．盘片全部面积 B．盘片单面面积
C．盘片淹没全部面积 D．盘片淹没单面面积
59、曝气池的布置，应根据普通曝气、阶段曝气、吸附再生曝气和完全混合曝气各自的工艺要求设计，并宜能调整为按( A )运行。
A．两种或两种以上方式 B．两种方式
C．一种方式 D．两种以上方式
60、污水的加氯量应符合下列要求。城市污水，( D )可为15～25mg／L。
A．生物处理后 B．过滤处理后 C．格栅处理后 D．沉淀处理后
三、问答题：
1. 絮凝剂的投配方式有哪些?湿投时搅拌方式有哪些?
参考答案：
絮凝剂的投配方式可采用湿投或干投。当湿投时，絮凝剂的溶解剂的溶解应按用药量的大小、絮凝剂性质，选用水力、机械或压缩空气等搅拌方式。
2、斜管沉淀池的理论根据是什么？为什么斜管倾角通常采用600？
答：斜管沉淀池的理论依据是采用斜管沉淀池既可以增加沉淀面积，又可以利用斜管解决排泥问题。斜管倾角愈小，则沉淀面积愈大，沉淀效率愈高，但对排泥不利，实践证明，倾角为60°最好。
3、地下水除铁时常用什么工艺？为什么地下水除锰比除铁困难？
答：除铁常用工艺为：
O2 含铁地下水 曝气 接触过滤 消毒 出水
铁和锰的性质相似，但是铁的氧化还原电位比锰低，所以容易被O2氧化，相同pH值时Fe2+比Mn2+的氧化速率快，以致影响Mn2+的氧化，因此地下水除锰比除铁困难。
4、曝气池内溶解氧浓度应保持多少？在供气正常时它的突然变化说明了什么？
答：曝气池内溶解氧浓度应保持在不低于2mg/L，在局部也不宜低于1 mg/L。
在供气正常时它突然变化，可能是由于进水水质变好，有机物BOD－负荷降低，使DO突然升高；可能由于进水水质恶化，有机物BOD－负荷增大，使DO突然降低；可能由于进水水质太恶劣，致使微生物群崩溃。
5、试述厌氧生物处理的基本原理？怎样提高厌氧生物处理的效能？
答：厌氧生物处理是在无氧的条件下，由兼性及专性厌氧细菌降解有机物，最终产物是二氧化碳和甲烷气，使污泥得到稳定。
要提高厌氧生物处理的效能，就应严格控制温度，并且需要保持较长的污泥龄。
6、反应器原理用于水处理有何作用和特点？
答：反应器是化工生产过程中的核心部分.在反应器中所进行的过程,既有化学反应过程,又有物理过程,影响因素复杂。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。
7、直接过滤有哪几种方式？采用原水直接过滤应注意哪些问题？
答：直接过滤有接触过滤和微絮凝过滤两种方式，采用直接过滤应注意以下几点：1）原水浊度和色度较低且水质变化较小；2）通常采用双层、三层或均质滤料；3）原水进入滤池前，不应形成大的絮凝体以免很快堵塞滤料层表面孔隙；4）滤速应根据原水水质决定。
8、与顺流再生相比，逆流再生为何能使离子交换出水水质显著提高？
答：逆流再生时，再生液首先接触饱和程度低的底层树脂，然后再生饱和程度较高的中、上层树脂。这样，再生液被充分利用，再生剂用量显著降低，并能保证底层树脂得到充分再生。软化时，处理水在经过相当软化之后又与这一底层树脂接触，进行充分交换，从而提高了出水水质。
9、与好氧生物处理相比，哪些因素对厌氧生物处理的影响更大？如何提高厌氧生物处理的效率？
答：与好氧生物处理相比，对厌氧生物处理的影响更大的因素有微生物被驯化的程度、微生物浓度、PH值等。厌氧生物处理所需的启动时间比较长，所以微生物的循化程度和微生物的浓度对其影响非常显著。当PH值在中性附近波动时，处理效果较好。
要提高厌氧生物处理的效率，可控制PH值在中性范围附近波动，亦可控制微生物的浓度，浓度过低，则启动时间更长。微生物的驯化程度越好，则处理效率越高。
10. 澄清池的型式及其实用条件是什么?
答：
①机械搅拌澄清池，宜用于浑浊度长期低于5000度的原水。
②水力循环澄清池宜用于浑浊度长期低于2000度的原水，单池的生产能力一般不宜到达于7500米3/日。
③脉冲澄清池宜用于浑浊度长期低于3000度的原水。
④悬浮澄清池宜用于浑浊度长期低于3000度的原水，当进水浑浊度大于3000度时，宜采用双层式悬浮澄清池。
11、清洁滤层水头损失与哪些因素与关？过滤过程中水头损失与过滤时间存在什么关系？可否用数学式表达？
答：清洁滤层水头损失与滤速、水的运动粘度、滤料孔隙率滤层厚度、滤料颗粒球度系数、与滤料体积相同的球体直径等因素有关。过滤过程中过滤时间增加，滤速不变，则水头损失增加。
12、产生活性污泥膨胀的主要原因是什么？
答：污泥膨胀主要是丝状菌大量繁殖所引起，也有污泥中结合水异常增多导致的污泥膨胀。一般污水中的碳水化合物较多，缺乏氮、磷氧等养料，溶解氧不足，水温增高或者pH值教低等都容易引起丝状菌大量繁殖，导致污泥膨
胀。此外，超负荷、泥龄过长或有机物浓度梯度小等，也会引起污泥膨胀。排泥不通则易引起结合水性污泥膨胀。
13、论述气浮时废水中表面活性物质对气浮处理的影响？
答：如果水中表面活性物质很少，则气泡壁表面由于缺少两亲分子吸附层的包裹，泡壁变薄，气泡升到水面以后，水分子很快蒸发，因而极易使气泡破灭，以致在水面上得不到稳定的气浮泡沫层，从而使气浮效果降低；若水中表面活性物质过多，会使水的表面张力减小，水中污染粒子严重乳化，表面ζ－电位增高，此时水中含有与污染粒子相同荷电性的表面活性物质的作用则转向反面，这时尽管起泡现象强烈，泡沫形成稳定，但气－粒粘附不好，气浮效果变坏。
14试述有机物厌氧降解的基本过程及主要影响因素。
答：有机物厌氧降解是一个极其复杂的过程，概括分为三个阶段，第一阶段是在水解和发酵细菌的作用下，使碳水化合物，蛋白质与脂肪水解与发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等；第二阶段是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸；第三阶段，是通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用下，一组把氢和二氧化碳转化为甲烷，另一组是对乙酸脱羧产生甲烷。
主要影响因素有温度因素、生物固体停留时间与负荷、搅拌和混合、营养与C/N比、氮的守恒与转化、有毒物质的浓度以及酸碱度、PH值等。
15、水中杂质按尺寸大小可分成几类？简述各类杂质主要来源、特点及一般去除方法？
答：水中杂质按尺寸大小可分成三类：悬浮物、胶体杂质和溶解杂质。
悬浮物尺寸较大，易于在水中下沉或上浮。但胶体颗粒尺寸很小，在水中长期静置也难下沉，水中所存在的胶体通常有粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。有机高分子物质通常也属于胶体一类。天然不中的胶体一般带有负电荷，有时也含有少量正电荷的金属氢氧化物胶体。
粒径大于0.1mm的泥砂去除较易，通常在水中很快下沉。而粒径较小的悬浮物和胶体物质，须投加混凝剂方可去除。
溶解杂质分为有机物和无机物两类。它们与水所构成的均相体系，外观透明，属于真溶液。但有的无机溶解物可使水产生色、臭、味。无机溶解杂质主要的某些工业用水的去除对象，但有毒、有害无机溶解物也是生活饮用水的去除对象。有机溶解物主要来源于水源污染，也有天然存在的。
16、气—水反冲洗有哪几种操作方式？
答：气——水反冲洗有以下几种操作方式：
1）先用空气反冲，然后再用水反冲；
2）先用空气——水同时反冲，然后再用水反冲；
3）先
用空气反冲，然后再用气——水同时反冲；最后再用水反冲。
17、试说明离子交换混合床工作原理，其除盐效果好的原因何在？
答：1) 阴、阳离子交换树脂装填在同一个交换器内，再生时使之分层再生,使用时先将其均匀混合，这种阴、阳树脂混合一起的离子交换器称为混合床。
混合床的反应过程可写成(以NaCl为例)：
RH+ROH+NaCl → RNa+RCl+H2O
上式交换反应可看作是盐分解反应和中和反应的组合，并且阴、阳离子交换反应是同时进行的。
2）由于混合床中阴、阳树脂紧密交替接触，好象有许多阳床和阴床串联一起，构成无数微型复床，反复进行多次脱盐，因此出水纯度高，除盐效果好。
18、污泥厌氧消化的机理？为什么产甲烷阶段是污泥厌氧消化的控制阶段？
答：污泥厌氧消化是一个及其复杂的过程，多年以来厌氧消化被概括为两个阶段过程，第一阶段是酸性发酵阶段，有机物在产酸细菌的作用下，分解成脂肪酸及其他产物，并合成新细胞；第二阶段是甲烷发酵阶段，脂肪酸在专性厌氧菌——产甲烷菌的作用下转化成CH4和CO2。但是，事实上第一阶段的最终产物不仅仅是酸，发酵所产生的气也并不都是从第二阶段产生的。目前较为公认的理论模式是厌氧消化三阶段理论。三阶段理论突出了产氢产乙酸细菌的作用，并把其独立地划分为一个阶段。三阶段消化的第一阶段，是在水解与发酵细菌作用下，是碳水化合物，蛋白质和脂肪水解与发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等；第二阶段，是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸。第三阶段是通过两组生理上不同的产甲烷菌作用，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组是对乙酸脱羧产生甲烷。
19、简述生物除磷的原理，常用的生物除磷工艺有哪几种？
答：所谓生物除磷，是利用聚磷菌一类的微生物，能够过量地，在数量上超过其生理需要，从外部环境摄取磷，并将磷以聚合的形态贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系统外，达到从污泥中除磷的效果。生物除磷的机理比较复杂，有待人们进一步去探讨，其基本过程是：（1）聚磷菌对磷的过剩摄取，在好氧条件下，聚磷菌营有氧呼吸，不断地氧化分解其体内储存的有机物，同时也不断提通过主动输送方式，从外部环境向其体内摄取有机物，由于氧化分解，又不断地放出能量，能量为ADP所获得，并结合H3PO4而合成ATP。H3PO4，除一小部分是聚磷菌分解其体内磷酸盐而取得的外。大部分是聚磷菌利用能量，在透膜酶的催化作用下，通过主动输送的方式从外部将环境中的H3PO4摄入体内的，摄入
的H3PO4一部分用于合成ATP，另一部分则用于合成聚磷酸盐。（2）聚磷菌的放磷。在厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP进行水解，放出H3PO4和能量。这样，聚磷菌具有在好氧条件下，过剩摄取H3PO4，在厌氧条件下，释放H3PO4的功能。生物除磷技术就是利用聚磷菌这一功能而开创的。
常用的生物除磷工艺有：
1） 弗斯特利普（Phostrip）除磷工艺；
2） 厌氧-好氧除磷工艺；
20、如何改进及提高沉淀或气浮的分离效果？
答：为了提高气浮的分离效果，要保持水中表面活性物质的含量适度，对含有细分散亲水性颗粒杂质的工业废水，采用气浮法处理时，除应用投加电解质混凝剂进行电中和方法外，还可用向水中投加浮选剂，使颗粒的亲水性表面改变为疏水性，使其能与气泡粘附。
影响沉淀分离效果的因素有沿沉淀池宽度方向水流速度分布的不均匀性和紊流对去除率的影响，其中宽度方向水流速度分布的不均匀性起主要作用。所以为了提高沉淀的分离效果，在沉淀池的设计过程中，为了使水流均匀分布，应严格控制沉淀区长度，长宽比，长深比。
21、滤料承托层有何作用？粒径级配和厚度如何考虑？
答：滤料承托层的作用，主要是防止滤料从配水系统中流失，同时对均布冲洗水也有一定作用。单层或双层滤料滤池采用大阻力配水系统时，承托层采用天然卵石或砾石，其每层厚度都为100mm，粒径自上而下为2～4、4～8、8～16、16～32 mm。三层滤料滤池自上而下，1～4层采用重质矿石粒径由0.5～8mm依次增加，厚度1～4层为50 mm，第5、6层采用砾石粒径由8～32mm依次增加，厚度为100 mm或更大。
22、何谓V型滤池，其主要特点是什么？简要地综合评述普通快滤池、无阀滤池、移动罩滤池、V型滤池及压力滤池的主要优缺点和适用条件。
答：V型滤池因两侧（或一侧也可）进水槽设计成V字形而得名。
其主要特点是：
（1）、可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。
（2）、气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。
普通快滤池运转效果良好，首先是冲洗效果得到保证。使用任何规模水厂。主要缺点是管配件及阀门较多，操作较其它滤池稍复杂。
无阀滤池多用于中小型给水工程。优点是：节省大型阀门，造价较低；冲洗完全自动，因而操作管理较方便。缺点是：池体结构较复杂：滤料处于封闭结构中，装、卸困难；冲洗水箱位于滤池上部，出水标高较高，相应的抬高了滤前处理构筑物如沉淀池或澄清池的标高，从而给水厂处理构筑物的总体高程布置往往带来困难。
移动罩滤池适用于大、中型水厂。优点：池体结构简单；
无需冲洗水箱或水塔；无大型阀门，管件少；采用泵吸式冲洗罩时，池深较浅。缺点：移动罩滤池比其它快滤池增加了机电及控制设备；自动控制和维修较复杂。
压力滤池常用于工业给水处理中，往往与离子交换器串联使用。其特点是：可省去清水泵站；运转管理较方便；可移动位置，临时性给水也很使用。但耗用钢材多，滤料的装卸不方便。
23. 常用消毒剂有几种?设计时应注意哪些问题?
答：
1）氯（液氯、漂白粉、漂白精）、二氧化氯、次氯酸钠、紫外线、臭氧，一般采用加氯法。
2）设计时应注意的事项：加氯点、加氯量、投加比例、投配浓度、接触时间，设备设置、安全措施。
（A）选择加氯点时，应根据原水水质、工艺流程和净化要求，可单独在滤后加氯，或同时在滤前和滤后加氯。
（B）氯的设计用量，应根据相似条件下的运行经验，按最大用量确定。
（C）当采用氯胺消毒时，氯和氨的投加比例应通过试验确定，一般可采用重量比为3：1～6：1。
（D）水和氨应充分混合。其接触时间不应小于30分钟，氯胺消毒的接触时间不应小于2小时。
（E）投加液氯时应设加氯机。加氯机应至少具备指示瞬时投加量的仪表和防止水倒灌氯瓶的措施。加氯间宜设较核氯量的磅秤。
（F）采用漂白粉消毒时应先制成浓度为1℅～2℅的澄清溶液再通计量设备注入水中。每日配制次数不宜大于3次。
（G）加氯（氨）间应尽量靠近投加点。
（H）液氯（氨）加药间的集中采暖设备宜用暖气。如采用火炉时，火口宜设在室外。散热片或火炉应离开氯（氨）瓶和加注剂。
（I）加氯间及氯库内宜设置测定空气中氯气浓度的仪表和报警措施。必要时可设氯气吸收设备。
（K）加氯（氨）间外部应备有防毒面具、抢救材料和工具箱。防毒面具应严密封藏，以免失效。照明和通风设备应设室外开关。
（L）加氯（氨）间必须与其它工作隔开，并设下列安全措施：
①直接通向外部且向外开的门；
②观察窗。
（M）加氯（氨）间极其仓库应有每小时换气8～12次的通风设备。加漂白粉间及其仓库可采用自然通风。
（N）通向加氯（氨）间的给水管道，应保证不间断供水。并尽量保持管道内水压的稳定。
投加消毒药剂的管道及配件应采用耐腐蚀材料，加氨管道及设备不应采用铜质材料。
（O）加氯、加氨设备极其管道应根据具体情况设置备用。
（P）液氨和液氯或漂白粉应分别堆放在单独的仓库内，且宜与加氯（氨）间毗连。
药剂仓库的固定储备量应当地供应、运输等条件确定，城镇水厂一般可按最大用量的15～30天计算。其周转储备量应根据当地具体
条件确定。
24、试述生物膜法处理废水的基本原理。简述生物膜从载体上脱落的原因？
答：原理：细菌一类的生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥——生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物，作为营养物质，为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。
生物膜从载体上脱落的原因：当厌氧层还不厚的时候，它于好氧层保持着一定的平衡与稳定的关系，好氧层能够维持正常的净化功能，当厌氧层逐渐加厚，并达到一定的程度后，其代谢产物也逐渐增多，这些产物向外逸出，必然要透过好氧层，使好氧层的生态系统的稳定状态遭到破坏，从而失去了这两种膜层之间的平衡关系，又因气态代谢产物不断逸出，减弱了生物膜在滤料上的固着力，处于这种状态的生物膜称为老化生物膜，老化生物膜的净化功能较差，因而易于脱落。
25、简述吹脱去除氨的原理及其影响因素？
答：水中的氨氮，多以氨离子（NH4+）和游离氨（NH3）的状态存在，两者并保持平衡，平衡关系为：NH3+H2O→NH4++OH- 这一关系受pH值的影响，当pH值升高，平衡向左移动，游离向左移动，游离氨的所占比例增大。在不同的pH值和水温下，氨离子和游离氨的比例不一样。当pH值为7时，氨氮多以NH4+的状态存在，而当pH值为11左右时，NH3大致在90%以上。游离氨易于从水中逸出，如加以曝气吹脱的物理作用，并使水的pH值升高，则可促使氨从水中逸出。
影响因素为：（1）pH值，氨气脱除效果随pH值上升而提高，但提高到10.5以上，去除绿提高即将缓慢。（2）水温，水温升高，氨气脱除率也随之提高。（3）布水负荷率：水必须以滴状下落，如以膜状下落，效果不好。（4）气液比：当填料高在6m以上时，气液比以2200～2300以下为宜，空气流速的上限为1600m/min。
26、微气泡与悬浮颗粒相粘附的基本条件是什么？有哪些影响因素？如何改变微气泡与颗粒的粘附性能？
答：微气泡与悬浮颗粒相粘附的基本条件是水中颗粒的润湿接触角大于90度，即为疏水表面，易于为气泡粘附或者水的表面张力较大，接触即角较大，也有利于气粒结合。
影响微气泡与悬浮颗粒相粘附的因素有：界面张力、接触角和体系界面自由能，气－粒气浮体的亲水吸附和疏水吸附，泡沫的稳定性等。
在含表面活性物质很少的废水中加入起泡剂，可以保证气浮操作中泡沫的稳定性，从而增强微气泡和颗粒的粘附性能。
27. 水处理构筑物的生产能力如何确定?
1）水处理构筑物的生产能力，应按最高日供水量加自用水
量确定，必要时还应包括消防补充水量；
城镇水厂和工业企业自备水厂的自用水量应根据原水水质和所采用的处理方法以及构筑物类型等因素通过计算确定。城镇水厂的自用水率一般可采用供水量的5℅～10℅；
2）水处理构筑的设计，应按原水水质最不利情况时，所需供水量进行校核；
3）设计城镇水厂和工业企业自备水厂时，应考虑任一构筑物或设备进行检修、清洗或停止工作时仍能满足供水要求。
28、无阀滤池虹吸上升管中的水位变化是如何引起的？虹吸辅助管管口和出水堰口标高差表示什么？
答：无阀滤池虹吸上升管中的水位变化是由于随着过滤时间的延续，滤料层水头损失逐渐增加，虹吸上升管中水位相应逐渐升高。管内原存空气受到压缩，一部分空气将从虹吸下降管出口端穿过水封进入大气。当水位上升到虹吸辅助管的管口时，水从辅助管流下，依靠下降水流在管中形成的真空和水流的挟气作用，抽气管不断将虹吸管中空气抽出，使虹吸管中真空逐渐增大。虹吸辅助管管口和出水堰口标高差表示期终允许水头损失H。
29、 除铁、除锰的基本工艺流程是什么?
答：
地下水除铁一般采用接触氧化法或曝气氧化法。当受到硅酸盐影响时，应采用接触氧化法。
接触氧化法的工艺：原水曝气—接触氧化过滤
曝气氧化法的工艺：原水曝气——氧化——过滤
地下水除锰宜采用接触氧化法，其工艺流程应根据下列条件确定：
1）当原水含铁量低于2.0毫克/升、含锰量低于1.5毫克/升时，可采用：
原水曝气——单级过滤除铁除锰
2）当原水含铁量或含锰量超过上述值时，应通过实验确定。必要时可采用：
原水曝气——氧化——一次过滤除铁——二次过滤除锰
3）当除铁受到硅酸盐影响时，应通过实验确定。必要时可采用：
原水曝气——一次过滤除铁（接触氧化）——曝气——二次过滤除锰
30、论述污泥厌氧消化的影响因素，并说明在操作上应如何进行控制，以维持较好的消化进程。
答：因为甲烷发酵阶段是厌氧消化反应的控制因素，因此厌氧反应的各项影响因素也以对甲烷菌的影响为准。
温度因素：甲烷菌对于温度的适应性，可分为两类，即中温甲烷菌（适应温度区为30～36℃）；高温甲烷菌（适应温度区为50～53℃）两区之间的温度，反映速度反而减退。
生物固体停留时间与负荷：厌氧消化效果的好坏与污泥龄有直接的关系。有机物降解过程是污泥龄的函数，而不是进水有机物的函数。由于甲烷菌的增殖比较慢，对环境条件的变化十分敏感，因此，有获得稳定的处理效果就要保持较长的污泥龄
搅拌和混合；厌氧消化是由
细菌体的内酶和外酶与底物进行的接触反应。因此必须使两者充分混合。搅拌的方法一般有：泵加水射器搅拌；消化气搅拌法和混合搅拌法等。
营养与C/N比：厌氧消化池中，细菌生长所需要营养由污泥提供。合成细胞所需的碳源（C）担负着双重任务，一是作为反应的能源，二是合成新细胞。一般C/N达到（10～20）：1为宜。从C/N来看，初次沉淀池污泥比较合适，混合污泥次子，而活性污泥不大适宜单独进行厌氧消化处理。
氮的守恒与转化：在厌氧消化池中，氮的平衡是非常重要的因素，尽管消化系统中的硝酸盐都将被还原成氮气存在于消化气中，但仍然存在与系统中，由于细胞的增殖很少，故只有很少的氮转化成为细胞，大部分可生物降解的氮都转化为消化液中的NH3，因此消化液中氮的浓度多高于进如消化池的原污泥。
有毒物质：所谓“有毒”是相对的。事实上任何一种物质对甲烷消化都有两面的作用，即有促进甲烷菌生长的作用与抑制甲烷细菌生长的作用，关键在于它们的浓度界限。
酸碱度、PH值和消化液的缓冲作用：水解与发酵菌及产氢产乙酸菌对PH的适应范围大致为5～6.5，而甲烷菌对PH的适应范围为6.6～7.5之间。在消化系统中，如果水解发酵阶段与产酸阶段的反应速率超过产甲烷阶段，则PH会降低，影响甲烷菌的生活环境。但是，在消化系统中，由于消化液的缓冲作用，在一定范围内可以避免产生这样的情况。
31、简述SBR工艺的运行过程及主要特点。
答：SBR工艺的工作机理。
1）污水流入工序。污水流入曝气池前，该池处于操作周期的待机（闲置）工序，此时沉淀后的清夜已排放，曝气池内留有沉淀下来的活性污泥，污谁流入的方式有单纯注水、曝气、缓速搅拌3种。
2）曝气反应工序。当污水注满后，即开始曝气工序，它是最重要的一道工序。
3）沉淀工序。使混合液处于静止状态，进行泥水分离，沉淀时间一般为1～1.5h，沉淀效果良好。
4）排放工序。排除曝气池沉淀后的上清液，留下活性污泥，作为下一个操作周期的菌种。
5）待机工序。
SBR工艺的主要特点：
工艺简单，处理构造物少，无二沉池和污泥回流系统，基建费用和运行费都较低。SBR用于工业废水处理，不需要调节池。污泥的SVI值比较低，污泥易沉淀，一般不会产生污泥膨胀。调节SBR运行方式，可同时具有去除BOD和脱氮除磷的功能。当运行得当，处理水水质优于连续式活性污泥法。SBR的运行操作、参数控制应实施自动控制操作管理，以使达到最佳运行状态。
32、阐述电解法处理含氰废水（完全氧化法）的反应原理。
答：当不加食盐电解质时，氰化物在
阳极上发生氧化反应,产生二氧化碳和氮气，其反应式如下:
2(OH) ?–2e =CNO +
CNO? + 2 H2O = NH4 +CO32?
CNO? + 4(6e = 2CO2↑+H2↑+H2O
当电解槽投加食盐后,CL? 在阳极放出电子成为游离氯[CL],并促进阳极附近的CN ?,继续放出电子再去氧化其他CN，其反应式如下：
2CL? – 2e =2[CL]
CN ? +2[CL] +2 OH? =CNO? +2 CL? + H2O
2CNO? +6[CL] +4 OH? =2CO2↑ +N2↑+6CL?+2 H2O
四、计算题：
1、液体中物料i浓度为200mg/L，经过2个串联的CSTR型反应器后，i的浓度降至20mg/L。液体流量为5000m3/h；反应级数为1；速率常数为0.8h-1。求每个反应器的体积和总反应时间。
提示：由CSTR二级反应方程式可得：
C2/C0=(1/(1+kt))2 得t=2.2(h)
所以T=2t=5.4(h)
V=Qt=5000×2.7=13500(m3)
2、某市平均日污水流量为48000m3/d，Kz=Kd?Kh=1.1×1.2。污水BOD5=180mg/L，一级处理BOD5去除率为20%。二级处理拟用推流式鼓风曝气工艺，其设计参数为：曝气池混合液污泥浓度X=3000mg/L，DO=1.5 mg/L，f=0.75，设计水温30℃，污泥负荷率Ns=0.35kgBOD5/（kgMISS?d）。生化反应系数为：Y=0.55，Kd=0.05，a＇=0.5，b＇=0.15。采用微孔曝气器，EA=18%，α=0.95，β=0.9，ρ=1，Cs（30）=7.6mg/L，Cs（20）=9.2mg/L。曝气器距水面3.6m，二沉池中清液上升流速U=0.4mm/s，要求处理水BOD5≤20mg/L。请计算：
⑴、曝气池的容积(m3)。
⑵、每日需排除的剩余污泥量（kg/d）。
⑶、平均时，最大时需氧量。
⑷、平均时，最大时供气量。
⑸、二沉池沉淀表面积。
解：(1) 、曝气池（区）的容积
V= = =8229 m3
(2)、每日需排除的剩余污泥量
Qs= 其中 － )Q-KdVXv
Sa=180(1-20%)=144，Se=20，Q=48000m3/d，Y=0.55，Kd=0.05，V=8229；
又 V= 而X为混合液悬浮固体浓度（MLSS）
MLSS= = (g/L)
且 =0.75 MLVSS= ×2400=1800 (g/L)
又Xv＝MLVSS＝1800(g/L)
＝0.35 由课本图4－7得到相应的SVI值，取为120；
则Xr= =8333
Qs= = (kg/d)
即每日需排除的剩余污泥量为37.28 kg/d
（3）、平均时最大需氧量
a =0.5，b =0.15
O2= a QSr+ b VXv
=
＝15.94 kg/d=664kg/h
(4) 、平均时最大供氧量
水中溶解氧饱和度Cs(30)=7.6mg/L Cs(2)=9.2mg/L
①空气扩散器出口处的绝对压力
Pb= + H= + = Pa
②空气离开曝气池水面时，氧的百分比
=
③曝气池混合液中平均氧饱和度 按式Csb(T)＝Cs（ ）计算
最不利温度条件按30oC考虑，代入各数值得：
Csb(30)＝7.6（ mg/L
④换算为在20oC条件下，脱氧清水的充氧量
按式R0= ，其中 ， ， ，C=2
代入数值R0= =918.3kg/h
⑤曝气池平均时供气量
Gs= ×100=17006m3/h
(5)二沉池沉淀表面积
V=8229m3
设2组曝气池，每组容积 m3
池深取4.2m，则每组曝气池面积F= =980m2
3、曝气池有效容积为4000m3，混合液浓度2000mg/L（其中挥发性污泥浓度为1500mg/L），半小时沉降
比为30%，当进水BOD5为220mg/L，每日处理1000m3/d生活污水时，处理后水的溶解性BOD5为20mg/L，试验测得污泥产率系数为0.65g/g，自身氧化率为0.05d-1。计算污泥负荷率、污泥指数、剩余污泥量、污泥龄、回流污泥浓度及污泥回流比。
解：由已知条件V=4000m3 X=MLSS=2000mg/LMLVSS=1500mg/L SV=30% Sa=220mg/L
Q=1000 m3/d Se=20mg/LY=0.65g/g Kd=0.05d-1
(1)、污泥负荷率
Ns= = =0.0275
(2)、污泥指数
SVI= = =150mL/g
(3)、剩余污泥量
剩余污泥浓度Xr= =6667
剩余污泥量为QXr＝1000×6667＝6.667×106m3
(4)、污泥龄
θc= ＝ ＝1.2d
(5)、回流污泥浓度
即Xr= =6667g/mL
(6)、回流污泥比
X= r取值1.2
2000＝ ×6667×1.2
得 R=0.33
即，回流污泥比为0.33
4、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）。
提示：投入药剂量折合Al2O3为25mg/L×16%=4mg，Al2O3 的分子量为102。故投入药剂量相当于4/102=0.039mmol/L，剩余碱度取0.37mmol/L，则得[CaO]=3×0.039-0.1×0.37=0.487(mmol/L)，CaO的分子量为56，则石灰投量为0.487×56×50000/0.5=2.3×106(g)=2.3×103（kg）
5、某普通曝气池混合液的污泥浓度MLSS为4000mg/L，曝气池有效容积V=3000m3，若污泥龄θc=10天，求每日的干污泥增长量。
解：因为每日的干污泥增长量＝每日排出的剩余干污泥量，即：QwXr
又θc= 且X=MLSS=4000mg/L=4kg/m3 V=3000m3 θc=10d
即：QwXr＝ ＝ ＝1.2×103kg
所以每日的干污泥增长量为1.2×103kg
6、平流沉淀池设计流量为720m3/h。要求沉速等于和大于0.4mm/s的颗粒全部去除。试按理想沉淀条件，求：
（1）所需沉淀池平面积为多少m2？
（2）沉速为0.1mm/s的颗粒，可去除百分之几？
解：已知 Q=720m3/h=0.2m3/s，u0=0.4mm/s，ui=0.1mm/s
1) 所需沉淀池平面积为
2) 沉速为0.1mm/s的颗粒的去除率为
7、某工业废水水量为600m3/d，BOD5为430mg/L，经初沉池后进入高负荷生物滤池处理，要求出水BOD5≤30mg/L试计算塔式生物滤池尺寸。（假设冬季水温为12oC，则由课本图5－14知BOD5允许负荷率为Na=1800g/( m3?d)）。
解：(1)、由题可知：废水量Q=600m3/d，进水BOD5=430mg/L，要求出水BOD5≤30 mg/L
①塔滤的滤料容积
V= =143m3
②滤池高度
由课本表5－8，按进水BOD5=430mg/L，将滤池高度近似确定为14m
③塔式滤池表面积
决定采取三座塔滤，每座塔滤的表面积为A= =3.405m2
④塔式滤池直径
D= =2.08m
塔滤高：径为14：2.08＝6.73：1（介于6：1和8：1之间）
符合要求，计算成立。
五、绘图题：