同济大学2004考博真题 水污染控制试题答案汇总_第1页
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1、2011年水控题科目:水污染控制题目:一、必答题1、城市截留式合流制中截流系数的影响因素是什么?自行设计优化目前城市中截留式排水系统。2、吸附有那几个阶段?影响吸附速度有哪些因素?为什么?3、a2o水处理反应过程中包括那些呼吸作用?碳源对微生物呼吸作用的影响?4、人工湿地中水生植物的作用?二、选做题(5道选作两道)1、活性生物污泥所涉及的数学模型及在水处理中的应用2、现在水处理过程中经常会发生膜污染,哪些污染是可逆的?如何处理膜污染的问题?3、列举三个高效的深度水处理工艺并介绍其特点?4、结合生物质能源回收利用设计一套污泥处理方案。水控题答案09年1、溶解氧饱和浓度的计算,什么是亨利常数?(书

2、上没有找到,来自百度搜的)答:(1)溶解氧饱和度(%)=(溶解氧实测含量/实测条件下溶解氧的饱和含量)*%;在溶解氧饱和度对照表中找出水样的温度,比对最上方的溶解氧浓度,此时水样的溶解氧饱和度即为表格横排温度和纵列溶解氧浓度交叉处的数值。(2)1803年英国化学家研究气体在液体中的溶解度时,总结出一条经验规律,“在一定的温度和压强下,一种气体在液体里的溶解度与该气体的平衡压强成正比”。该定律适用的条件是其气体的平衡分压不大,气体在溶液中不与溶剂起作用,(或起一些反应,但极少电离)。被溶解气体的数量可用不同的浓度表示,亨利定律的数学表达式可有下列几种形式: pb=kb(x)xb,pb=kb(m)

3、mb,pb=kb(c)cb 式中xb溶质b的摩尔分数 mb溶质b的质量摩尔浓度,单位为mol·kg-1 cb为溶质b的物质的量浓度,单位为mol·dm-3 kb(x),kb(m),kb(c)均称为亨利常数,它们的关系如图。三者的单位分别为1、pa或kpa等;2、pa·kg/mol、kpa·kg/mol等;3、pa·l/mol、kpa·l/mol等。 为溶液密度,mr(a)是溶剂a的相对分子质量。 亨利常数也有用单位体积中所溶解气体的体积来表示的。 由于气体溶解在液体中所构成的溶液与其他类型的溶液无区别,故该定律也适应于两种液体组成的稀

4、溶液。2、城市排水的机制和特点,截流倍数的选定,有哪些因素?答:城镇排水系统主要有合流制和分流制两种系统,合流制包括直排式合流制排水系统和截流式合流制排水系统,分流制分为完全分流制、不完全分流制和半分流制三种。直排式合流制排水系统由于全部污水不经处理直接排入水体,故对水体污染严重。截留式合流制排水系统是在直排式系统基础上增建一条截留干管,并在干管末端设置污水厂。同时,在截留干管与原干管相交处设置溢流井。晴天和初雨时,所有污水都进入污水厂,雨水量大时,将出现溢流。但在多雨地区,污染可能仍然严重。完全分流制排水系统既有污水排水系统,又有雨水排水系统。生活污水、工业废水通过污水排水系统排至污水厂,雨

5、水则通过雨水排水系统直接排入水体。这种方式环保效益好,但有初期雨水的污染问题,投资也较高。不完全分流制排水系统只设有污水排水系统,没有完整的雨水排水系统,雨水则通过地面漫流进入不成系统的明渠或小河。该系统投资节省,适用于地形适宜,有地面水体。可顺利排泄雨水的城镇。半分流制(又称截流式分流制)既有污水排水系统,又有雨水排水系统。它在雨水干管上设雨水跳越井,可截留初期雨水和街道地面冲洗废水进入污水管道。雨水干管流量不大时,雨水与污水一起引入污水厂处理,雨水超过截留量时,跳越截流管道经雨水出流干管排入水体。截流倍数(n0),即开始溢流时所截流的雨水量与旱流污水量之比。截流倍数应根据旱流污水水质水量,

6、水体的卫生要求、自净能力等因素确定,室外排水设计规范建议一般n0=15,并须经得当地环保部门同意。3、城市排水的什么概念,雨水径流的源头,排放路径,排放口的控制(题目残缺,没看懂意思)4、污泥含量99.4%-vss40%,就是污泥的处置步骤,最终处置途径。答:污泥处理的主要目的是减少污泥量并使其稳定,便于污泥的运输和最终处置。第一种处置方法:储存浓缩稳定调理脱水干化最终处置 该方法是以活性污泥法为主的城镇污水二级处理厂污泥处理典型流程。来自一级处理的初沉污泥和二级处理的剩余污泥分别进入储泥池,以调节污水处理的产生量和污泥处理系统处理能力之间的平衡;随后进行污泥浓缩,目的是大幅度减小污泥体积,减

7、小后续处理的水量负荷和污泥调理时的药剂投量;污泥稳定则是减少污泥中的有机物含量和致病微生物的数量,降低污泥利用的风险;调理则是提高污泥的脱水性能;脱水是减少污泥的含水率,经脱水后可直接进行最终处置或经干化后在进行处置。以无机物为主的工业废水处理系统产生的污泥处理流程可省掉污泥稳定的操作单元。污泥的最终处置有卫生填埋、用作绿化用肥或农家肥料及建筑材料。5、城市景观水区的修复和控制,从技术与政策上看(参考文献城市景观水体的生物修复技术)答:政策上:要想控制景观水体的富营养化, 需要通过生态护岸、引水暗沟、水面保洁、鱼类控制等措施, 杜绝上述污染物进入水体, 控制外源污染。对于已经受污染的景观水体,

8、 应在有效控制外源性营养物质输入的同时, 采取有效的方法, 通过控制水体中的cod、bod5、总氮、总磷的含量而控制藻类的生长, 保持水体的洁净。技术上:景观水体内源性污染控制和管理措施主要有物理、化学和生物方法。1、物理方法:用于处理富营养化水体的物理方法主要是稀释冲刷、深层排水、机械清淤、底泥就地处理和曝气充氧等。2、化学方法:化学方法主要是应用除藻剂、混凝沉淀( 石灰、铁盐、铝盐) 除磷等。3、生物方法:(1)微生物修复:该方法是直接向富营养化景观水体中投入单一、复合微生物或者是商品化的环境生物制剂, 利用投加的微生物激活水体中原本存在的可以自净的、但被抑制而不能发挥其功效的微生物, 通

9、过它们的迅速增殖, 大量吸收转化水体中的氮、磷等盐类, 抑制藻类的生长, 治理水体的富营养化。(2)水生植物修复:凤眼莲、睡莲、满江红、美人蕉、香蒲、茭白等。(3)水生动物修复:水生动物以水体中的细菌、藻类、有机碎屑等为食, 可有效减少水体中的悬浮物, 提高水体透明度。6、好氧处理后,cod、氨氮很低,有大量的no3-n,如何在不加c源的情况下处理,举例说明,优点与缺点答:1、用缺氧反硝化生物脱氮方法来处理,有点是运行方便,管理简单,不需要投入很多资金,缺点是缺少碳源的情况下微生物对no3-n吸收不完全。2、使用无机电子供体h2作自养反硝化过程中的电子供体,它的优势包括:与有机化合物相比每电子

10、当量成本更低,与异养菌相比生成的生物量更少,以及绝对不增加还原态氮。缺点是缺乏安全而高效的氢气传输系统。3、还原态硫能够推动自养反硝化过程,最常见的还原态硫源是单质硫,会被氧化为so42-,由于单质硫氧化产生强酸,所以硫通常被嵌入到含有碱(如碳酸钙)固体载体中。在活性污泥厌氧反硝化过程中,单质硫不宜头驾到悬浮生长的系统中,因为是固体,要逐步溶解。原则上,硫化物(hs-)、亚硫酸盐(so32-)、或者硫代硫酸盐(s2o32-)可以液体形式加入。但应用中可能导致丝状菌繁殖和污泥膨胀。7、高负荷有机物处理过程中,冲击负荷会导致抑制,受到抑制的机理?降解的模型,动力学模型?(94-97页)答:用劳-麦

11、方程解决。当s远远大于ks的情况下,方程变为r=rmax式中:rmax 最大比底物利用率,即单位面积微生物量利用底物的最大速率;ks 饱和常数,即r=rmax/2时的底物浓度;s 底物浓度。上式表明,在高有机物浓度条件下,有机底物以最大速率降解,而与底物的浓度无关,呈零级反应关系。这是因为在高浓度有机物条件下,微生物出于对数增长期,其酶系统的活性部位都为有机底物所饱和。08年水控1、 城市排水系统组成与形式及在水污染控制中的作用答:排水系统是收集、输送、处理、利用及排放废水的全部工程设施。通常排水系统由三部分组成:管渠系统收集和输送废水的工程设施;污水厂改善水质和回收利用污水的工程设施;出水口

12、废水排入水体的工程设施。下面对城镇污水系统、工厂排水系统和雨水排水系统的主要部分分别加以介绍:(1)城镇污水系统的作用是收集住宅和公共建筑的污水并输送至污水厂,由房屋内部污水管道系统和城镇污水管渠系统组成。a、房屋污水管道系统及设备的作用是连接室内用水设备和室外管道,以排除用过的水。b、街坊污水管道系统设在街坊内部地面下,它起到承上启下的作用,将房屋污水管道系统排出的污水,经街坊污水管道系统排入城镇污水管渠系统。c、城镇污水管渠系统的主体是重力流管道或渠道犹如河川,从高处流向低处,街坊管道起端段称支管,支管交汇成干管,干管交汇至总干管,总干管的终点设污水厂。d、污水泵站(2)工厂排水系统的作用

13、是收集各车间及其他排水对象所排出的废水,送至回收利用、处理构筑物,或直接排入城镇排水系统。包括车间内部管道系统和设备及厂内管道系统。(3)雨水排水系统的任务就是收集雨水径流,排入水体。该系统包括房屋雨水管道系统、街坊或厂区雨水管渠系统、街道雨水管渠系统和雨水泵站及压力管。2、 城市污水处理方法、工艺 (1)城市污水处理方法,按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类。物理处理法:利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质的处理方法,主要有筛滤法(格栅、筛网)、沉淀法(沉砂池、沉淀池)、气浮法、过滤法(快滤池、慢滤池等)和反渗透法(有机高分子半渗透膜)等。化学处理法:利用化学反应分离

14、污水中的污染物质的处理方法,主要有中和、电解、氧化还原和电渗析、气提、吸附、吹脱、萃取等。生物处理法:利用微生物的代谢作用,使污水中呈溶解性、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质的处理方法。主要可分为两大类:利用好氧微生物作用的好氧氧化法和利用厌氧微生物作用的厌氧还原法。好氧氧化法广泛用于处理城市污水,主要有活性污泥法(氧化沟、曝气池等),生物膜法(生物转盘、生物滤池、接触氧化法等);厌氧还原法主要有厌氧塘,污泥的厌氧消化池等。(2)城市污水的常规处理工艺按照处理程度,可以分为一级、二级和三级处理污水工艺。一级处理:在污水处理设施进口处,必须设置格栅,主要是采用物理处理法截留较大的漂浮物或

15、悬浮物,以便减轻后续处理构筑物的负荷,使之能够正常运转。沉砂池一般设在格栅后面,也可以设在初沉池前,目的是去除比重较大的无机颗粒。初沉池对无机物有较好的去除效果,一般设在生物处理构筑物的前面。经过一级处理后的污水bod,一般可去除30%左右,达不到排放标准,只能作为二级处理的预处理。二级处理:主要去除污水中呈胶体和溶解性状态的有机污染物质,通常采用生物处理法。生物处理构筑物是处理流程中最主要的部分,利用微生物的代谢作用,将污水中呈溶解性、胶体状态的有机污染物转化为无害物质,从而达到排放的要求,一般去除率能达到90%以上,有机污染物可达到排放标准,处理后的五日生化需氧量(bod5)可降至2030

16、mg/l。二沉池的主要功能是去除生物处理过程中所产生的、以污泥形式存在的生物脱落物或已经死亡的生物体。三级处理:在一级、二级处理后,用来进一步处理难以降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要处理方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗析法等。通过三级处理,bod5能进一步降到5mg/l以下。污泥处理:污泥是污水处理过程中的产物,城市污水处理产生的污泥中含有大量有机物,可作农肥使用,但是又含有大量细菌、寄生虫卵以及从生产污水中带来的重金属离子等有害成分,需做污泥减量、稳定、无害化处理。处理的主要方法是减量处理(浓缩、脱水等)、稳定处理(消化

17、等),最后达到可综合利用的目的。3、 污水处理尾水回用的应用,我国回用状况及影响因素:我国污水处理和回用的现状及解决措施答:污水处理尾水回用主要应用于(1)农田灌溉、造林育苗、畜牧养殖等农林牧、渔用水;(2)城市绿化、冲厕、道路清扫、车辆冲洗、建筑施工和消防等城市杂用水;(3)冷却用水、洗涤用水、锅炉用水、工艺用水和产品用水等工业用水;(4)娱乐性、观赏性等景观环境用水;(5)补充地表水和补充地下水。国外污水处理新技术、新工艺、新设备被引进到我国,在活性污泥法工艺应用的同时, ab 法、a /o 法、a /a /o法、cass法、sbr法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等也在污水处理厂的建设中

18、得到应用。由过去只具有去除有机物功能的污水处理工艺技术发展为具有除磷脱氮多功能的工艺技术。影响因素:(一)污水处理厂建设资金短缺目前, 大城市已着手进行污水处理厂建设的规划。但在中小城市, 特别是在西北部中小城市还没有将污水处理的规划建设纳入城市发展的议程, 其主要原因之一就是没有专门建设资金。由于难以落实配套管网的建设资金, 致使一些污水再生利用设施闲置, 难以发挥投资效益。(二)污水处理厂运行经费不到位全国目前已经建成投产运行的污水处理厂中,满负荷运行的不到1 /3。没有满负荷运行的主要原因是运行经费不能到位, 城市供水水价、污水处理及再生利用收费之间尚未形成合理的比价关系, 尚未形成有效

19、污水利用激励机制, 收费标准定得很低, 远不能满足污水处理厂正常运行所需的最低费用。(三)对水资源的忧患意识和再生利用认识不足污水处理后的再生水得不到充分利用, 结果一方面城市用水紧张, 另一方面本可以使用再生水的园林绿化、市政环卫、生态景观等却在大量使用十分紧缺的优质水源, 出现了非常不合理的现象。(四)污水处理工艺选择不合理选择污水处理工艺时, 不考虑本地区的进水水质、处理水量以及出水用途的问题, 以至造成设施设备闲置, 增大了建设投资, 也提高了日常运转成本。4、 与城市污水相比,工业废水有何特点,处理方法工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、

20、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。成分复杂,性质多变,大多可生化性差。处理方法主要有物理处理法、化学处理法、物理化学法和生物处理法。(1)含有剧毒物质废水,如含有一些重金属、放射性物质、高浓度酚、氰废水应与其它废水分流,以便处理和回收有用物质。(2)流量较大而污染较轻的废水,应经适当处理循环使用,不宜排入下水道,以免增加城市下水道和城市污水处理负荷。(3)类似城市污水的有机废水,如食品加工废水、制糖废水、造纸废水,可排入城市污水系统进行处理。(4)一些可以生物降解的有毒废水,如酚、氰废水,应先经处理后,按允许排放标准排入城市下水道,再进一步生化处理。(5)含有难以生物降解的有毒废水,应

21、单独处理,不应排入城市下水道。5、 优先污染物是什么,处理方法有哪些在众多污染物中,筛选出一些毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广的污染物优先进行控制,称为优先污染物。主要处理方法有:物理处理法如沉淀法、气浮法、过滤法、反渗透法;还有化学处理法如电解、氧化还原和电渗析、吸附、萃取等。6、 水体营养化的类型及控制 水体营养化的类型:天然富营养化(内源)和人为富营养化(外源)水体营养化的控制:1)控制外源性营养物质输入 绝大多数水体富营养化主要是外界输入的营养物质在水体中富集造成的。首先应该着重减少或者截断外部营养物质的输入,控制外源性营养物质,应从控制人为污染源着手,应准确调查清楚排入水体

22、营养物质的主要排放源,监测排入水体的废水和污水中的氮、磷浓度,计算出年排放的氮、磷总量,为实施控制外源性营养物质的措施提供可靠的科学依据。2)减少内源性营养物质负荷主要的方法有:工程性措施:包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气。化学方法:这是一类包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻的方法。生物性措施:利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法。7、 脱氮除磷原理及其工艺原理:生物脱氮是通过好氧或厌氧氨化、好氧硝化、缺氧反硝化作用后,将含氮化合物转变为n2,从而达到脱氮的目的。生物除磷是在厌氧好氧,或厌氧缺氧交替运行的系统中,利用聚磷微生物具有厌氧释磷和好氧(缺氧)超量吸

23、磷的特性,使好氧或缺氧段中的混合液磷的浓度大量降低,最终通过排放含有大量富磷污泥而达到从污水中除磷的目的。工艺:(1)a2/o工艺,即在一个系统中同时具有厌氧、缺氧、好氧区,能同时做到脱氮、除磷和有机物的降解。(2)改良bardenpho工艺,即厌氧缺氧好氧缺氧好氧处理过程。(3)uct工艺,即在a2/o工艺的基础上,将污泥回流至缺氧区的改进工艺。(4)sbr工艺,即通过时间上的控制,进行序批脱氮除磷的工艺。06年水控1、厌氧污泥消化原理及如何使其正常运行(275-276页)答:第一阶段为水解发酵阶段。在该阶段,复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下,首先被分解成简单的有机物,如纤维素经水解转化为

24、简单的糖类;蛋白质转化成较简单的氨基酸;脂类转化成脂肪酸和甘油等。继而这些简单的有机物在产酸菌的作用下厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等。参与这个阶段的水解发酵菌只要是专性厌氧菌和兼性厌氧菌。第二阶段为产氢产乙酸阶段。在该阶段,产氢产乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇一味的第一阶段产生的中间产物,如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等转化为乙酸和氢,并有co2产生。第三阶段为产甲烷阶段。产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、h2和co2等转化为甲烷。正常运行需要:(1)产甲烷菌适宜的ph为6.8-7.2之间,消化池池液的充分混合对调整ph也是必要的。(2)消化温度可在中温(35-38摄氏度)

25、进行中温消化,也可在高温(52-55摄氏度)进行高温消化,高温杀菌效果好但耗能高。(3)保持较长时间的污泥龄;(4)保证细菌与底物充分混合;(5)c/n比达(10-20):1为宜。2、a/o法(前置反硝化)中需氧量如何进行计算(144和154页)答:氨氮参与的消化反应一部分氧化为硝酸盐,另一部分转化为细胞物质,硝化需氧量包括去除bod和氨氮的总需氧量,在前置反硝化工艺中,硝酸盐作为电子受体时,还原每单位硝酸盐相当于提高2.86个单位氧,所以系统的总需氧量应扣除硝酸盐还原提供的氧当量,所以:式中:o2 生物脱氮系统总需氧量,g/d;q 设计污水流量,m3/d;s0 曝气池进水的平均bod5值,g

26、/m3;se 曝气池出水的平均bod5值,g/m3;xv 系统每天排出的剩余污泥量,g/d;4.57 氨氮的氧当量系数;2.86 单位硝酸盐还原提供的氧当量;nt 进水总氮浓度,g/m3;nk 进水总凯氏氮浓度,g/m3;nke 出水总凯氏氮浓度,g/m3;noe 出水总硝态氮浓度,g/m3;3、有一含大量硫酸盐的高浓度有机废水,试设计一处理工艺,能消除硫酸盐危害,并能净化水质(引自两段abr- a/ o 工艺在高浓度硫酸盐制药废水处理中的应用)答:针对废水含高浓度硫酸盐的特点, 采用两段abr(吸附-生物降解反应器)- a/ o 工艺, 通过相分离将硫酸盐还原与产甲烷反应分别控制在各自最适的

27、条件下运行, 取得了稳定的处理效果。高浓度废水经格栅井去除较大悬浮物后, 进入调节池。在调节池起点安装在线ph 计, 并通过plc 自动调节酸、碱投加量。调节池出水经提升泵提升到预沉池, 在进水端投加pa c 和pam,通过混凝沉淀去除大部分的ss。预沉池出水进入一级abr, 控制在水解酸化阶段, 以利于硫酸盐还原菌( srb) 的生长, 将硫酸盐还原为硫化物, 硫酸盐的还原率一般大于90%。abr1 出水中的硫化物在微氧曝气池中被好氧无色脱硫杆菌生物氧化为单质硫, 并在沉淀池中得以去除。微氧曝气池中安装在线do 仪, 用于控制曝气量, do 控制在0. 51. 5 mg / l, 需严格控制

28、微氧曝气池的曝气量以避免单质硫被氧化。为提高单质硫的沉降性, 在沉淀池进水端投加pac 和pam,使单质硫沉淀完全。出水进入二级abr, 主要进行产甲烷反应, 去除大部分有机物。abr2 出水经a/ o进一步去除有机物、氨氮、亚硝基氮和硝基氮。另:去除硫酸根的厌氧微生物处理方法是srb法,在氧化还原电位极低(-250mv以下)的厌氧条件下,处理含高浓度硫酸根的高浓度有机废水。用硫酸还原细菌(srb)进行硫酸还原作用(反硫化作用),以硫酸根为最终电子受体,利用有机物作供氢体,经硫酸根还原为h2s,从水中溢出。用盛有氢氧化钠的吸收塔吸收h2s为na2s,可作工业原料用,而废水中的部分有机物可以部分

29、无机化。4、含磷较高的剩余污泥的最终处置方法答: 加n、k1、污泥脱水干化堆肥粉碎造粒肥料2、当污泥中氨氮和磷酸盐达到一定浓度时, 投加镁盐并调节ph,生成鸟粪石沉淀。采用磷酸铵镁沉淀法处理含氮磷的废水,具有氮磷去除率高反应速度快的优点, 同时回收氮磷生成的磷酸铵镁是一种缓释肥具有良好的经济效益。5、活性污泥的物料平衡计算及推导(122页-124页)6、浮上法原理(61页)答:水和废水的气浮法处理技术是在水中形成微小气泡形式,使微小气泡与水中悬浮颗粒黏附,形成水-气-颗粒三相混合体系,颗粒黏附上气泡后,形成表观密度小于水的漂浮絮体,絮体上浮至水面,形成浮渣层被刮除,以实现固液分离。气浮法是一种

30、有效地固-液和液-液分离方法,常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。必须满足以下基本条件:1、必须向水中提供足够量的微小气泡,2、必须使废水中的污染物质能形成悬浮状态,3、必须是气泡与悬浮物质产生黏附。7、以可持续发展的观点论述我国水资源的开发及利用答:水资源匮乏短缺是我国的基本国情,目前我国水资源开发利用与管理中存在着一系列与基本国情不相符合的突出问题和矛盾,主要体现在对水资源的污染破坏、巨大损失浪费和不合理开发利用,已经严重制约着国民经济的发展和人民生活水平的改善、提高,并由此造成巨大的经济损失和生态环境的破坏。只有认清存在的这些问题和矛盾,并采取相应的正确对策和措施,才能保证

31、和满足人民生活对水资源的需求。1.必须将节约用水当作一项基本国策    解决我国水资源匮乏短缺对国民经济和人民生活水平改善及提高的制约,关键是研究推广节水新技术,一切涉及开发利用水资源的经济活动都必须与节约用水联系在一起,将其摆在指导国民经济发展方针的首位,明确将节约用水当作一项基本国策真正贯彻执行。2.制定完善科学合理开发利用水资源的各项法规    年颁布实施的中华人民共和国水法是我国通过法律手段规范“所有涉水行为的基本宪法”,其中对节约用水和科学合理开发利用水资源都给予了明确规定,但缺乏更具体更容易操作的内容,针对具体问题的具体解

32、决措施和办法,应当在水法这个涉水总宪法之下制定颁布有关“节约用水和科学合理开发利用水资源”内容更具体的专业法规,进一步明确、规范和约束各种用水行为。3.加强节约用水和科学合理利用水资源的宣传教育    要实现节约用水和科学合理开发利用水资源的目标,并且将其落实到实际用水的各个领域,就必须提高全民族的水危机意识,打破行业和部门的界限。应当实施一项旨在推动全民节约用水和科学合理开发利用水资源的“3.22全民节水工程”,通过各种宣传媒体,让全社会都来关心和了解我国水资源匮乏的基本国情,各种不合理用水对宝贵水资源造成的损失、浪费和破坏,引起全社会的警觉和重视。4.依法宏观

33、调控国民经济的发展布局    改革开放年来,我国国民经济建设发生了巨大的变化,非常有必要回过头来系统地对各地区、各行业的涉水行为进行重新认识和分析,重新进行规划,制定、确立长远保护措施和目标。坚持局部和地区水资源的开发利用必须把全流域生态环境保护放在首位、发展生产必须服从生态环境保护的观念;坚持节约用水的基本国策;坚持局部利益服从全局利益的基本原则;坚持可持续发展的基本方针;实现水资源最大限度的合理配置和发挥最大的社会效益及经济效益。5.依法整顿治理水资源环境    应当制定更具体和更易操作的污废水排放管理和补偿收费等相关法律。对超标

34、和产生严重危害的污废水坚持不允许排放,对整改无望的污染源要充分利用法律、行政和经济手段迫使其关、停、并、转,消除其生存的条件。通过优惠政策和经济上的扶持,鼓励节水型技术的研究及推广,鼓励和倡导可利用污废水的循环使用和净化再利用。6.合理调整和确定水费征收标准及政策    合理调整确定水费征收标准及政策,包括四个方面的含义:第一,在我国水资源匮乏的基本国情下,水费标准必须充分体现资源含义上的价值;第二,必须能维持水利工程设施和水管单位正常运转;第三,要根据不同地区的条件使用户能够在合理的范围内承受;第四,能够辅助宏观上调控(用水方面)国民经济的布局,解决上下游和地区

35、间在用水方面的矛盾及问题。7.加大对节水工程设施和新技术推广的投入       我国农业水资源投入产出比,与国外先进国家存在着极大的差距,其中以大田漫灌为农业灌溉主导模式的落后灌溉技术是造成水资源投入产出效率低的主要原因。重点扶持这类成熟又易于被群众接受的灌溉新技术,积极通过广泛建立示范样板进行引导和推广。05年水控1、消化需氧量如何计算? 答:氨氮参与的消化反应一部分氧化为硝酸盐,另一部分转化为细胞物质,硝化需氧量包括去除bod和氨氮的总需氧量,式中:o2 有机物降解和氨氮消化需氧量,g/d;q 设计污水流量,m3/d;s

36、0 曝气池进水的平均bod5值,g/m3;se 曝气池出水的平均bod5值,g/m3;xv 系统每天排出的剩余污泥量,g/d;4.57 氨氮的氧当量系数;nk 进水总凯氏氮浓度,g/m3;nke 出水总凯氏氮浓度,g/m3;2、评价三种可生化性指标、机理 p4答:bod5/cod : cod表示有机物污染物用化学试剂氧化所需的氧化剂量,bod5在一定程度上反映了有机物进行生物氧化的难易程度和时间进程,在水体污染控制和生物处理工艺中有很大实用价值。把bod5/cod的比值叫可生化性指标,比值越大,越容易被生化处理。 bod5/toc: toc表示有机污染物的总碳量,其测定是基于燃烧化学氧化反应。

37、bod5/toc: tod表示有机污染物中c、h、n、s等被氧化所需的总氧量,其测定也是基于燃烧化学氧化反应。3、生物膜法的机理特点答:生物膜法是微生物附着生长在滤料或填料上,形成生物膜,污水和生物膜接触后,污染物被微生物吸附转化,从而使污水得到净化的处理方法。生物膜法去除污水中的污染物是一个吸附、稳定的复杂过程。生物膜表面由于营养物质和溶解氧的进入,形成由好氧和兼性微生物组成的好氧区;膜内由于溶解氧很难传递进入,形成由厌氧和兼性微生物组成的厌氧区。首先有机污染物和溶解氧从流动水层经附着水层进入好氧区。然后被微生物所吸附,进而发生氧化分解。降解的产物为无机盐和二氧化碳以相反方向经附着水层传递到

38、流动水层或空气中。对于不溶性有机物,先是被生物膜所吸附,再被胞外酶水解成小分子溶解性有机物,从而能被微生物所利用。4、水体富营养化成因及危害 p6答:水体富营养化成因:由于某些自然因素,尤其是人类将富含氮、磷的城市生活污水和工业废水排放入河流、湖泊、海洋,使上述水体中磷、氮营养元素增加,导致水生植物和藻类大量繁殖,造成水体富营养化,淡水水体发生水华,海洋发生赤潮。水体富营养化的危害:(1)富营养化造成藻类大量繁殖,使鱼类和其他水生生物生活的空间减少。另外藻类过度繁殖,还将造成水中溶解氧的急剧变化。在有阳光时,通过光合作用,产生氧。而在无阳光时,藻类的呼吸作用和自身分解都需要消耗氧,会使水体处于

39、严重缺氧状态。从而严重影响鱼类和其他水生生物的生存。(2)富营养化水体底层堆积的有机物质在厌氧条件下分解产生的有害气体,以及一些浮游生物产生的生物毒素均会伤害水生动物。(3)富营养化水中含有亚硝酸盐和硝酸盐,人畜长期饮用会中毒致病等。5、活性污泥物料平衡计算 p122-1266、有一含大量硫酸盐的高浓度有机废水,试设计一处理工艺,能消除硫酸盐危害,并能净化水质7、以可持续发展的观点论述我国水资源的开发及利用04年1、 截留倍数,r值取值小有何危害答:截流倍数(interception ratio): 合流排水系统在降雨时截留的雨水量与旱流污水量之比值。合流制排水系统截流倍数(r)的确定, 直接

40、影响工程规模和工程环境效益。若r 偏小, 在地表径流高峰期混合污水将直接排入水体而造成污染; 若r过大, 则截流干管和污水厂的规模就要加大, 基建投资和运行费用也将相应增加。与截流倍数相关的主要因素有:合流水量, 包括污水总变化系数及当地水文气象条件的不同形成暴雨强度的区别; 合流水质, 包括污水水量和雨水水量的比值, 合流水的各项污染物指标; 受纳水体卫生排放要求及受纳水体的自净能力等。2、 水检测中cl-30mg/l便会有干扰,用何种方法除去?答:在国家标准方法(铬法)测定cod的过程中,水样中存在cl-极易被氧化剂氧化,从而消耗氧化剂的量,导致测量结果偏高,而且还与ag反应生agcl沉淀

41、使催化剂中毒,因此cl-成为废水cod测定的主要干扰物,尤其是对于高氯低cod的废水,采用国标法所测数据不具有参考价值。cl-的干扰消除方法有:汞盐法掩蔽法、银盐沉淀法、低浓度氧化剂法、密封消解法及氯气吸收校正法等方法。如在回流前加入0.4g硫酸汞,是成为络合物以消除干扰。cl-含量1000mg/l 的样品应先做稀释,使含量低于1000以下在进行测定。3、 简述加氯消毒的原理氯易溶于水中,在清水中,发生下列反应:cl2 + h2o Û hocl + h+ + cl-hocl Û h+ + ocl-hocl和ocl-的比例与水中温度和ph有关。ph高时,ocl-较多。ph&g

42、t;9,ocl-接近100%。ph<6,hocl接近100%。ph=7.54, hocl=ocl-hocl和ocl-都有氧化能力,但细菌是带负电的,所以一般认为主要是通过hocl的作用来消毒的。只有它才能扩散到细菌表面,并穿透细胞壁到细菌内部,破坏细菌酶系统。实践也表明ph越低,消毒作用越强。氯的杀菌作用,主要是次氯酸体积小,不荷电,易穿过细胞壁;同时,它又是一种强氧化剂,能损害细胞膜,使蛋白质、rna和dna等物质释出,并影响多种酶系统(主要是磷酸葡萄糖脱氢酶的巯基被氧化破坏),从而使细菌死亡。氯对病毒的作用,在于对核酸的致死性损害。4、 评价三种可生化性指标、机理答:生化处理中常用b

43、od (生化需氧量) 与cod (化学需氧量) 的比值作为判别废水是否可以采用好氧处理方法的指标, 称为废水的可生化性指标。当bod5/cod0.45时,不可生物降解的有机物仅仅占全部有机物的20%以下,而当bod5/cod0.2时,不可生物降解的有机物已占全部有机物的60%以上。        因此,bod5/cod值常常被作为有机物生物降解性的评价指标。        bod5/cod0.45易生物降解        bod5/cod0.30可生物降解  

44、60;     bod5/cod0.30较难生物降解        bod5/cod0.20较以难生物降解5、 活性污泥曝气池中的物料平衡计算,ds/dt=-kxs,试求k122-126污泥负荷与底物去除率的关系也可用数学模型来描述。对图13-5所示的完全混合系统,在底物浓度较低时,底物降解速率为 13-12式中 xv曝气池混合液挥发性悬浮固体(mlvss)浓度,mg/l; k底物(bod)的降解速度常数。eckenfelder等人推荐城市生活污水和性质与其类似的工业废水的k值为0.00070.00117l/mg·h,我国某

45、城市污水厂的实测k值为0.000835l/mg·h。 结合污泥负荷的定义式和上面的公式,有此式说明,污泥负荷与去除率和出水水质具有对应关系。这个关系也可用如下的经验公式表达:式中k1和n为经验常数。日本桥本奖统计了美国46个城市污水厂的运转数据,得到上式中的k10.01295,n=1.1918(相关系数r=0.821);国内某石油化工厂废水活性污泥法处理系统的k1=0. 00326,n=1.33(相关系数r=0.92);某煤气厂废水,按酚的去除负荷计,k1=0.3802,n=0.4586,按cod的去除负荷计,k1=6.624,n=0.5521。6、 厌氧消化的途径及相关微生物答:

46、1、水解、发酵阶段:复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下,首先被分解成简单的有机物,如纤维素经水解转化成简单的糖类;蛋白质转化成较简单的氨基酸;脂类转化为脂肪酸和甘油等。继而这些简单的有机物在产酸菌的作用下经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类。参与这个阶段的水解发酵菌主要是专性厌氧菌和兼性厌氧菌。主要的发酵产酸细菌:梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等; 2、产氢产乙酸阶段:产氢产乙酸菌将除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一阶段产生的中间产物,如丙酸、丁酸等转化为乙酸、h2/co2;主要的产氢产乙酸细菌多为:互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等;多数是严格厌氧菌或兼性厌氧

47、菌。3、产甲烷阶段:产甲烷菌利用乙酸和h2、co2产生ch4;产甲烷菌有各种不同的形态,常见的有:产甲烷杆菌;产甲烷球菌;产甲烷八叠球菌;产甲烷丝菌;等等。7、 厌氧工艺对磷系统的作用答:1、磷在废水中的存在形式通常磷是以磷酸盐(、)、聚磷酸盐和有机磷等的形式存在于废水中;细菌一般是从外部环境摄取一定量的磷来满足其生理需要;有一类特殊的细菌磷细菌,可以过量地、超出其生理需要地从外部摄取磷,并以聚合磷酸盐的形式贮存在细胞体内,如果从系统中排出这种高磷污泥,则能达到除磷的效果。2、生物除磷的基本过程1)除磷菌的过量摄取磷 好氧条件下,除磷菌利用废水中的bod5或体内贮存的聚b-羟基丁酸的氧化分解所

48、释放的能量来摄取废水中的磷,一部分磷被用来合成atp,另外绝大部分的磷则被合成为聚磷酸盐而贮存在细胞体内。2)除磷菌的磷释放在厌氧条件下,除磷菌能分解体内的聚磷酸盐而产生atp,并利用atp将废水中的有机物摄入细胞内,以聚b-羟基丁酸等有机颗粒的形式贮存于细胞内,同时还将分解聚磷酸盐所产生的磷酸排出体外。3)富磷污泥的排放在好氧条件下所摄取的磷比在厌氧条件下所释放的磷多,废水生物除磷工艺是利用除磷菌的这一过程,将多余剩余污泥排出系统而达到除磷的目的。8、 脱氮系统中,缺氧段作用与厌氧有何差别 (?)缺氧段硝酸盐或亚硝酸盐在反硝化菌的作用下,被还原为气态氮(n2)的过程;以或为电子受体,以有机物

49、为电子供体,而将氮还原;厌氧发酵时微生物将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物,同时释放少量能量,因为一是底物的碳原子只是部分发生氧化,二是初试电子供体和最终电子受体的还原电势相差不大。厌氧条件下,氨化微生物能分解有机氮化合物,转化为氨态氮。9、 气浮机理及在污水处理中的作用答:是一种固液和液液分离的方法,常用于分离颗粒密度接近或小于水的细小颗粒。水和废水的气浮法处理技术是在水中形成微小气泡形式,使微小气泡与水中悬浮颗粒黏附,形成水-气-固三相混合体系,颗粒黏附上气泡后,形成表观密度小于水的漂浮絮体,絮体上浮至水面,形成浮渣层被刮出,以此实现固液分离。气浮法必须满足的条

50、件:1、必须向水中提供足够量的微小气泡;2、必须使废水中的污染物能形成悬浮状态;3、必须使气泡与悬浮物质产生黏附作用。应用:1、石油、化工及机械制造业中的含油废水的油水分离;2、废水中有用物质的回收,如造纸废水中的纸浆纤维及填料的回收;3、含悬浮固体相对密度接近于1的工业废水的预处理;4、取代二沉池进行泥水分离,特别适用于活性污泥絮体不易沉淀或易于产生膨胀的情况;5、剩余污泥的浓缩10、 绿色产品与绿色技术,论述我国发展的意义绿色产品是指生产过程及其本身节能、节水、低污染、低毒、可再生、可回收的一类产品,它也是绿色科技应用的最终体现。绿色产品能直接促使人们消费观念和生产方式的转变,其主要特点是

51、以市场调节方式来实现环境保护为目标。公众以购买绿色产品为时尚,促进企业以生产绿色产品作为获取经济利益的途径。 所谓“绿色技术”,简单地说。就是指人们能充分节约地利用自然资源,而且在生产和使用时对环境无害的一种技术。绿色技术在环境保护上的重要贡献使得绿色技术随着全球环保事业的全面兴起而逐渐成长。最先闻名于世的绿色产品是各种绿色食品,它们都贴有特殊色绿色食品标志,象征着该产品是无污染的、充满健康和活力的食品。现在在国际上绿色食品的生产企业已达1、64万家,它们的产品行销全球各地,而没有贴“绿色食品”标志的食品在许多国家被禁止出售或销量大减。我国绿色食品行业发展也很快,目前已有203家企业开发出38

52、9种绿色食品。绿色技术决不能局限于绿色食品行业,实际上大量的、更先进的绿色技术集中于高技术产业,像能源、新材料等行业。目前人类使用的能源主要是化石能源,如石油、煤、天然气,全世界能源的百分之九十来自于此,我国百分之九十五的能源也是化石燃料。这些化石燃料一方面储量有限,另一方面使用后排放的废物量大,危害严重。因此可更新的、无污染的绿色能源就成了各国竞相研制的热点。美国科学家杂非洲发现了一种能提炼出代替石油的植物霍霍芭,这项研究为新能源的开发开创了广阔的前景。1992年,日本研制出以太阳能为动力的汽车,把太阳能直接转换为电能,使用时既无有害气体排出,又不发出噪音。诚然,绿色技术仅是走可持续发展道路

53、的一种手段,随着科学技术的发展,人类依靠科技,还会发明和创造出更多的办法来发展经济,保护人类共有的生态环境,让绿色在地球上长驻,让我们的星球更欢快地在上空回旋。为了鼓励、保护和监督绿色产品的生产和消费,不少国家制定了“绿色标志”制度。我国农业部于年率先命名推出了无公害“绿色食品”。年,“绿色食品”数量增至种。在工业领域,我国从年开始全面实施“绿色标志”工作,至今已有低氟家用制冷器、无铅汽油、无磷洗衣粉等类个产品获得了“绿色标志”。 但是,绿色产品的价格是普通的同类产品的好几倍。11、 产生水体富营养化的主要因素,及对策方法水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下,氮、

54、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。这种现象在河流湖泊中出现称为水华,在海洋中出现称为赤潮。富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。这是因为:污染源的复杂性,导致水质富营养化的氮、磷营养物质,既有天然源,又有人为源;既有外源性,又有内源性。这就给控制污染源带来了困难(1)控制外源性营养物质输入绝大多数水体富营养化主要是外界输入的营养物质在水体中富集造成的。如果减少或者截断外部输入的营养物质,就使水体失去了营养物质富集的可能性。为此,首先应该着重减少或者截断外部营养物质的输入,控制外源

55、性营养物质,应从控制人为污染源着手,应准确调查清楚排入水体营养物质的主要排放源,监测排入水体的废水和污水中的氮、磷浓度,计算出年排放的氮、磷总量,为实施控制外源性营养物质的措施提供可靠的科学依据。 (2)减少内源性营养物质负荷输入到湖泊等水体的营养物质在时空分布上是非常复杂的。氮、磷元素在水体中可能被水生生物吸收利用,或者以溶解性盐类形式溶于水中,或者经过复杂的物理化学反应和生物作用而沉降,并在底泥中不断积累,或者从底泥中释放进入水中。减少内源性营养物负荷,有效地控制湖泊内部磷富集,应视不同情况,采用不同的方法。6.主要的方法有工程性措施包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥

56、表面敷设塑料等。挖掘底泥,可减少以至消除潜在性内部污染源;深层曝气,可定期或不定期采取人为湖底深层曝气而补充氧,使水与底泥界面之间不出现厌氧层,经常保持有氧状态,有利于抑制底泥磷释放。此外,在有条件的地方,用含磷和氮浓度低的水注入湖泊,可起到稀释营养物质浓度的作用。 化学方法这是一类包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻的方法,例如有许多种阳离子可以使磷有效地从水溶液中沉淀出来, 生物性措施利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法。目前,有些国家开始试验用大型水生植物污水处理系统净化富营养化的水体。 03年1、何为城市污水排水体制,各在什么情况下应用(上册17-21页)

57、2、泥法与膜法的机理特点,区别(81页和196页)答:特点:活性污泥法是通过适当的混合方法是微生物在生物处理构筑物中保持悬浮状态,并与污水中的有机物充分接触,完成对有机物的降解;生物膜法中的微生物是附着在某种载体上生长,并形成生物膜,污水流经生物膜时,微生物与污水充分接触,完成对污水的净化。区别:(1)微生物方面,相对于活性污泥法,微生物种类丰富,生物的食物链长,生物膜载体为微生物提供了固定生长的条件,以及较低的水流、气流搅拌冲击,利于微生物生长增殖;存活世代较长的微生物有利于不同功能的优势菌群分段运行。(2)处理工艺方面:生物膜法对水质、水量变动有较强的适应性,更适合于工业废水及其他水质水量波动较大的中小规模污水处理;生物膜法较活性污泥法更适合低浓度污水的处理;生物膜中较长的食物链,使剩余污泥量比活性污泥法明显减少;生物膜法中的微生物是附着生长,一般无需污泥回流;生物膜法的缺点是在于滤料增加了工程建设费用,特别是处理规模较大的工程。3、废水处理中的化学方法、原理,使用于什么水质(287-303页)答:中和法、化学混凝法、化学沉淀法和氧化还原法。中和法的原理:用碱或碱性物质中和酸性废水时或用酸或酸性物质中和碱性废水时,把废水的ph调到7左右。中和法适用于往往有酸性废水和碱性废水排放的工厂。化学混凝法:污水中的微笑悬浮固体和杂质能在水中长期保持分散悬浮状态,经添加

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