环工81301周卓涛130009131

1、环境工程实验综合考核题 （环工81301班适用）一、实验设计及数据处理（共50分）1. 某水厂突发事件应急预案中需要对粉末活性炭用量进行优选。根据经验，活性炭投加量为10-28mg/L，只允许进行四次优选且投加量为整数，实验结果：比好，比好，比好，作为粉末活性炭用量最佳点。写出优选步骤及确定粉末活性炭用量。（本题5分） 解：用0.618法，在试验范围内的0.618处做第一个点。 =10+0.618（28-10）21mg/L再在0.382处做第二实验点mg/L，第二点优于第一点，去掉高于21mg/L部分。mg/L，在该点做第三次实验，结果优于第二点，则去掉高于17mg/L部分。mg/L,在该点做

2、第四次试验，比较，第三点效果最佳则确定加投活性炭14mg/L。(题中X为答题人所在组号)2. 在生化实验中，生化处理系统运行稳定后测定各项指标。连续15天对污泥浓度的测定值如下表所示，判断测试数据中是否有离群数据。（本题5分）nXnXnX备注1297962639112626表中XX为学号的最后两位数233XX317310812357632765826721334694350692960142706527481032XX311528XX31 3nx平均值xi-x（xi-x）2129793009.8-30.8948.6233313009.8321.2103169.4327653009.8-244.

3、859927435063009.8496.2249214.4527483009.8-261.868539.2626393009.8-370.8137492.6731083009.898.29643.2826723009.8-337.8114108.84929603009.8-49.824801032313009.8221.248929.441126263009.8-383.8147302.441235763009.8566.2320582.441334693009.8459.2210864.61427063009.8-303.892294.41528313009.8-178.831969.4平

4、均值3009.81597465.96标准差326.3极限误差978.9X平均值±3=（2030.9,3988.7）所测数据均在范围内，所以无离群数据。 3 . 为了解制革废水物理化学处理的控制条件，对其加药混凝沉淀影响进行实验。选因素、水平如下表： 因 素水平A加药体积 (mL)B加药浓度 (mg/L)C反应时间 (min)12315951015204060问：(1) 试排出实验方案。(2) 假设进行了9次实验，测得出水浊度 (NTU)分别为1.122、1.119、1.134、1.011、0.979、1.216、0.938、0.990、0.712，悬浮物（SS）去除效率（%）分别为7

5、3、73、80、71、61、79、63、69、61。试分析实验结果，并找出制革废水进行混凝沉淀处理时其控制条件的较佳值组合。（本题15分）列号 试验号A加药体积(mL)B加药浓度(mg/L)C反应时间（min）111121223133421252236231731383219332实验号因素评价指标（水浊度）XSS去除效率%YABC115201.122732110401.11973 3115601.13480 455401.01171 5510600.979 61 6515201.216 79 795600.938 638910200.99069 9915400.71261指标因素 K值XAX

6、BXCY%AY%BY%CK13.3753.0713.328226207221K23.2063.0882.842211203205K32.643.0623.062193220204K1平均1.1251.0231.10975.36973.7K2平均1.0691.0290.94770.367.768.3K3平均0.881.0211.02164.373.368R0.2450.0080.162115.65.7分析：(1)分指标按极差大小列出因素的影响主次顺序，经综合分析后确定主次因素：指标主次顺序水浊度A-C-BSs去除效率A-B-C经分析ss去除效率比水浊度更有价值指标，故影响因素主次可以定为A-B-

7、C。（2）去除效率越高越好，所以数值越大越好，所以A选择A1（K1Y平均=75.3max）；B选择B3（K3Y平均=73.3max）；C选择C1（C1Y平均=73.7max）由此得出较佳的条件为：A=1，B=15，C=20.即加药体积为1ml，加药浓度为15mg/L，反应时间为20min。(题中X为学号的最后两位数的前一位，Y为学号的最后两位数的后一位)4. SBR生化实验结果如下表所示，利用方差分析法，判断污泥负荷对出水水质有无显著影响。进行回归分析，求污泥负荷（0.25kg/kg.d）与出水有机物浓度BOD(mg/L)的关系式。（本题25分）序号污泥负荷123456780.1511.912

8、.X12.312.X11.811.912.Y12.20.2516.316.X15.715.Y16.416.316.Y15.90.3521.521.X21.722.021.Y21.922.Y21.7(表中X为学号的最后两位数的前一位，Y为学号的最后两位数的后一位)污泥负荷出水水质序号A1=0.15A2=0.25A3=0.35111.916.321.5212.316.321.3312.315.721.7412.315.122.0511.816.421.1611.916.321.9712.116.122.1812.215.921.7 96.8128.5172.9397.7 ()²9273.

9、6916512.2529894.4155680.35 ²1159.412064.493737.856961.75方差来源离差平方和自由度均方F污泥SA369.822184.911320.8误差SE1.71210.0814总和ST371.5323（1） 统计量：P=1/n()²=1/24*398.2²=6606.8 Q=1/8*55812.74=6976.59 W=6979.08（2） 离差平方和：SA=Q-P=369.82 SE=W-Q=2.49（3） 自由度计算：ft=24-1=23 fa=3-1=2 fe=3*（8-1）=23 （4）F值计算：SA平均/SE平

10、均=2271.62查表的=3.47，F=2271.62>,所以95%的置信度F污泥负荷对实验成果有显著影响，是一重要因素。污泥负荷0.150.250.35BOD浓度12.116.0121.66二，综合实验（共50分）2. 根据城市污水处理流程演示实验，画出城市污水处理流程框图，并简述各处理构筑物的主要功能。（本题15分，奇数学号者答题） 格栅：主要去除较大的悬浮物和飘浮物，对后继构筑物和设备起保护作用。沉砂池：去除较重的无机颗粒（比重2.65以上的砂粒），起保护沉淀池的作用。曝气池：利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥

11、充分接触的混合条件。初沉池：在生物处理前，作为预处理，去除可沉固体，同时去除部分BOD5，改善生物处理构筑物运行条件 。二沉池：分离生物处理中的活性污泥或生物膜清渣污泥回流污泥回流出水二沉池B曝气池中沉池A曝气池排砂沉砂池进水格栅3. 某类废进行了沉淀试验，得到残余颗粒比例与沉降速度间的关系曲线如图所示，作去除率-沉速（-u）关系曲线。（本题15分，全部）4. 高等院校拥有多种类型的实验室，特别是理、工、农、医、药学院的实验室在教学和科研中产生废气、废水、废渣、噪声、射线、等环境污染，不仅给社会环境造成危害，而且还会影响实验室的学习和工作环境，影响实验和科研的质量与效果，损害实验室科

12、研人员的身体健康。某大学综合实验楼共八层，占地面积15000m2，拥有化学、微生物、环境科学与工程等五大类34个实验室，学校拟对实验室排放废水进行处理。根据现场调查，各实验室排放的综合污（废）水水质的情况大致如下。主要污染物种类污（废）水排放量酸碱废水及重金属废水（pH2-13、Hg、Cl-、SO42-、PO4+、Cu2+、Pb2+、Ag+、Zn2+、NH4+等离子）有机废水（CODCr=500-2000mg/L、NH3-N=5-40mg/L）30T/d20T/d根据上述资料试拟定一个实验方案以帮助确定废水处理工艺。给出实验装置简图，列出主要的仪器设备，简述实验操作过程。（本题20分，全部）答

13、：有机废水处理工艺流程图：进水粗格栅提升泵细格栅沉砂池初沉池A2/O反应池二沉池消毒池出水实验仪器：粗格栅、提升泵、细格栅、旋流沉砂池、幅流式初沉池、接触式消毒池、污泥浓缩池；厌氧区容积113L，配厌氧搅拌器（调速）；缺氧区容积169L，配缺氧搅拌器（调速）；好氧区容积960L，配增氧泵、布气管网一套、空气流量计、液体流量计、污泥回流泵、混合液回流泵。在生物处理中，废水中的有机物作为微生物的营养源被微生物利用，最终分解为稳定的无机物或合成细胞物质而以污泥物态由水中分离，从而使废水得到净化。整个厌氧过程分为水解、发酵、产乙酸产氢阶段、产甲烷阶段。1.水解阶段高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过

14、细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。因此它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶分解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。2.发酵（或酸化）阶段在这一阶段，上述小分子的化合物在发酵细菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸（简写为VFA）、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时，酸化细菌也利用部分物质合成新的细胞物质，因此未经酸化废水厌氧处理时会产生更多的剩余污泥。酸化菌对pH有很大的容忍性，产酸可在pH到

15、4的条件下进行，产甲烷菌则有它自己的最佳pH：6.57.5，超出这个范围则转化速度将减慢。3.产乙酸产氢阶段在此阶段，上一阶段的产物被进一步降解为乙酸（又称醋酸）、氢和二氧化碳，这是最终产甲烷反应的反应底物。4.产甲烷阶段（最高的阶段）产甲烷菌是一种严格的厌氧微生物，与其它厌氧菌比较，其氧化还原电位非常低（<-330mV）重金属废水处理：进水粗格栅提升泵细格栅沉砂池初沉池A2/O反应池二沉池消毒池出水步骤：1. 废水通过砂滤池去除机械杂质，然后进入离子交换罐去除机械杂质2. 废水进入离子交换罐，进行脱盐处理3. 树脂在再生液储槽内再生，洗脱，重复利用4. 处理后的废水经地沟排往污水处理厂中处理后排放主要装置：集水池，砂滤池，离子交换罐，再生液储槽，洗脱液罐，集液池酸碱废水处理工艺流程图：投药中和法对化学成分不同的含酸废水，采用不同的处理工艺流程。 药剂制备 药剂制备 加酸 石灰乳 絮凝剂 酸性废水调节池中和反应槽混凝槽沉淀池PH调节池出水排放 （机械搅拌）回水 污泥浓缩泥渣脱水脱水