广陵13《环境工程实验》综合考核题201605环工唐莉莉

《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10-25mg/L，只允许进行四次优选且投加量为整数，实验结果：②比①好，③比②好，③比④好，③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：由题意可知，活性炭的投加量为10~25mg/L。第一点投加量：X1=10+0.618×(25-10)=19.0mg/L第二点投加量：X2=10+0.382×(25-10)=16.0mg/L由实验结果知：②比①好，则舍去19.0~25mg/L的部分。第三点投加量：X3=10+0.382×(19.0-10)=13.0mg/L根据③比②好，所以舍去16.0~19.0mg/L部分第四点投加量：X4=10+0.382×(16.0-10)=12.0mg/L由实验结果知：③比④好，所以第三点的投加量X3留下，且第三点为粉末活性炭用量的最佳点。则粉末活性炭的用量为:X3=13.0mg/L。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23321731081235763276582672133469435069296014270652748103221152821解：nX平均值X-Xi(X-Xi)²129793007.8-28.8829.44233213007.8313.298094.24327653007.8-242.858951.84435063007.8498.2248203.24527483007.8-259.867496.04626393007.8-368.8136013.44731083007.8100.210040.04826723007.8-335.8112761.64929603007.8-317.8100996.841032213007.8213.245454.241126263007.8-381.8145771.241235763007.8568.2322851.241334693007.8461.2212705.441427063007.8-301.891083.241528213007.8-186.834894.24平均值3007.8标准差347.043极限误差1041.1291966.6714048.929X平均值±3δ=（1966.671，4048.929）所测数据都在这个范围内，所以没有离群数据。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、1.124、1.011、0.979、1.216、0.938、0.990、0.712，悬浮物（SS）去除效率（%）分别为72、73、80、71、61、79、62、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）(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)解：（1）实验方案实验序号A加药体积（mL）B加药体积（mL）C加药体积（mL)111121223133421252236231731383219332由上表所得，这九个实验代表全部的27各实验。序号污泥负荷123456780.1511.912.212.312.211.811.912.112.20.2516.316.215.715.116.416.316.215.90.3521.521.221.722.021.121.922.121.7(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)解：污泥负荷出水水质序号A1=0.15A2=0.25A3=0.35111.916.321.5212.216.221.2312.315.721.7412.215.122.0511.816.421.1611.916.321.9712.116.222.1812.215.921.7∑∑96.6128.1173.2397.9(∑)²9331.5616409.6129998.2455739.41∑²1166.682052.533750.706969.91方差来源离差平方和自由度均方F污泥SA370.582185.29误差SE2.48210.1181总和ST373.0623统计量：=1/24×(397.9)²=6596.851/8×55739.41=6967.43W=6969.91离差平方和：SA=Q-P=6967.43-6596.85=370.58SE=W-Q=6969.91-6967.43=2.48自由度的计算：ft=24-1=23fa=3-1=2fe=3×（8-1）=21F值得计算：SA平均/SE平均=1568.92查表得=3.47，F=1568.92＞3.47，所以95％的置信度F污泥负荷对实验成果有显著影响，是一项重要的因素。污泥负荷（kg/kg·d)0.150.250.35BOD浓度(mg/L)12.07516.012521.65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）解：城市污水处理工艺流程图：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3.某类废水进行了沉淀试验，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（η-u）关系曲线。（本题15分，全部）解：依题意，可得知颗粒去除率=1-剩余去除率。由上图大致得出下表：颗粒去除比例％91.561.55042.438.835.133.5颗粒沉降速度u/(10²mm/s)0.511.522.533.54.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）解：酸碱、有机废水处理工艺（SBR工艺）实验仪器：粗格栅、提升泵、细格栅、曝气沉砂池、辐流式圆形沉淀池、接触式消毒池、污泥浓缩池SBR是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。SBR反应器，一般按基本上运行模式的5各阶段：进水、反应、沉淀、排水及闲置即所谓一个运行周期进行运行的。步骤：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废水进入离子交换罐，进行脱盐处理树脂在再生液储槽内再生，洗脱，重复利用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