(完整版)水质工程学(上)答案分解

参考答案第1章 水质与水处理概论一、选择题1、 ABDE2、 ABCE3、 ABC第2章 水的处理方法概论一、问答题1、答：CMB 型反应器的假定条件是整个反应器是一个封闭系统，在反应过程中不存在由物质的迁移而导致的物质输入和输出，且恒温操作。

CSTR 反应器假定反应器内的物料完全均匀混合且与输出生产物均相同等温操作。

PF 反应器假定反应器内的物料仅以相同流速平行流动，而无扩散作用。

唯一的质量传递就是平行流动的主流传递。

理想反应器虽不能完全准确地描述反应器内所进行的实际过程，但可以近似反映真实反应器的特征。

而且，由理想反应器模型可进一步推出偏离理想状态的实际反应器模型。

2、答：三种理想反应器的容积和物料停留时间根据反应器内物料衡算求得。

CMB 型 反应级 平均停留时间 0)(10i c c k- 1 ic c Ln k 01 2 )1(100-ic c kc n （n ≠1） ]1)[()1(11010----n i n c c c n k CSTR 型 0 )(10i c c k- 1 )1(10-ic c k 2 )1(10-ii c c kc n （n ≠1） )1(101--i n ic c kc PF 型 0 )(10i c c k- 1 i c c Ln k 012)1(100-ic c kc n （n ≠1） ]1)[()1(11010----n i n c c c n k 其中：c 0为进口物料浓度；C i 为平均停留时间t 时的物料浓度；K 为反应速率常数。

3、解：设原有细菌密度为c 0，t 时后尚存活的细菌密度为c i ，被杀死的细菌密度则为c 0-c i ，根据题意，在t 时刻，%5.990=-c c c i o c i =0.005c 0，细菌被灭速率等于活细胞减少速率，于是，i i i c kc c r 85.0)(-=-=，代入公式，得： 2.6)/005.0(85.010=-=i c c Ln t 所需消毒时间为6.2分钟。

水质工程学（Ⅰ）例题、思考题、习题参考答案第1章水质与水质标准1.水中杂质按尺寸大小可分为几类？了解各类杂质主要来源、特点及一般去除方法。

水中杂质按尺寸大小分为悬浮物、胶体、溶解物三类。

悬浮物：尺寸较大（1?m-1mm），可下沉或上浮（大颗粒的泥砂、矿碴下沉，大而轻的有机物上浮）。

主要是泥砂类无机物质和动植物生存过程中产生的物质或死亡后的腐败产物等有机物。

这类杂质由于尺寸较大，在水中不稳定，常常悬浮于水流中。

当水静置时，相对密度小的会上浮与水面，相对密度大的会下沉，因此容易去除。

胶体：尺寸很小（10nm-100nm）,具有稳定性，长时静置不沉。

主要是粘土、细菌和病毒、腐殖质和蛋白质等。

胶体通常带负电荷，少量的带正电荷的金属氧化物胶体。

一般可通过加入混凝剂进去去除。

溶解物：主要是呈真溶液状态的离子和分子，如Ca2+、Mg2+、Cl-等离子，HCO3-、SO42-等酸根，O2、CO2、H2S、SO2、NH3等溶解气体分子。

溶解物与水成均相，透明。

但可能产生色、臭、味。

是某些工业用水的去除对象，需要特殊处理。

有毒有害的无机溶解物和有机溶解物也是生活饮用水的去除对象。

2.各种典型水质特点。

（数值可不记）江河水：易受自然条件影响，浊度高于地下水。

江河水年内浊度变化大。

含盐量较低，一般在70～900mg/L之间。

硬度较低，通常在50～400mg/L(以CaCO3计）之间。

江河水易受工业废水和生活污水的污染，色、臭、味变化较大，水温不稳定。

湖泊及水库水：主要由河水补给，水质类似河水，但其流动性较小，浊度较低；湖水含藻类较多，易产生色、臭、味。

湖水容易受污染。

含盐量和硬度比河水高。

湖泊、水库水的富营养化已成为严重的水污染问题。

海水：海水含盐量高，在7.5～43.0g/L之间，以氯化物含量最高，约占83.7%，硫化物次之，再次为碳酸盐，其它盐类含量极少。

海水须淡化后才可饮用。

地下水：悬浮物、胶体杂质在土壤渗流中已大部分被去除，水质清澈，不易受外界污染和气温变化的影响，温度与水质都比较稳定，一般宜作生活饮用水和冷却水。

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第一章水质与水质标准填空题:1、水的循环包括：和。

2、按水中杂质的尺寸，可以将杂质分为、、三种。

3、含磷物质存在形式:、、 ;溶解性的磷：、、；悬浮性的磷：。

4、按处理程度污水处理分为:、、 .5、污水的最终出路：、、。

6、城市污水：包括以下四部分、、、 .7、污水复用分:、。

8、有直接毒害作用的无机物：、、、、、。

9、生活饮用水的水质指标可分为、、、四类。

10、通常采用、、、等水质指标来表示水质耗氧有机物的含量。

名词解释：1、合流制2、分流制3、 BOD4、 COD5、 TOC6、 TOD7、总残渣、总固体或叫蒸发残渣8、水体富营养化（eutrophication ）的定义 9、水环境容量 10、水体自净问答题：1、污水中含氮物质的分类及相互转换2、什么是水体自净？为什么说溶解氧是河流自净中最有力的生态因素之一?3、在研究水体污染问题时，为什么除毒物外，还要考虑溶解氧和生化需氧量这两个问题？在进行水体自净的计算时，关于溶解氧一般是以夏季水体中不低于 4mg/L为根据的,但在北方严寒地区,对于溶解氧的要求往往提高，这是什么原因？4、进行水体污染的调查，主要应采取哪些步骤？5、什么是水体富营养化？富营养化有哪些危害？6、 BOD 的缺点、意义？7、什么是“水华"现象?8、什么是“ 赤潮 " 现象？9、氧垂曲线的意义，使用时应主意哪些问题?10、写出氧垂曲线的公式,并图示说明什么是氧垂点.11、河水：最旱年最旱月平均时流量（保证率 95% ）(水速为0.25m/s)，生化需氧量=3mg/L，亏氧量Da〈10％，水温T=20，耗氧常数，复氧常数。

水质工程学I 考试题得分 ^卷入一、名词解释（每题2分，共16分）1、聚集稳定性2、滤层负水头3、需氯量4、冲洗强度5、树脂全交换容量6、电渗析电流效率7、药剂软化法8、膜分离法二、填空（每空0.5分，共16分）17分为、、。

2、《生活饮用水卫生标准》规定浑浊度_______ ；色度；大肠菌群。

3、混凝作用机理可归纳为、和三个作用。

4、胶体能稳定存于水中的原因是5、为防止絮凝体破碎，在絮凝阶段要求G值，即对机械絮凝池要求，对水力絮凝池要求。

6、澄清池按泥渣的运动状态可分为、两大类。

前者的代表池型有和；后者的代表池型有和。

7、滤池的配水系统有和。

前者的代表池型有，后者的代表池型有。

8、在软化系统中钠罐以漏泄作为运行终点。

在复床除盐系统中阳床以漏泄作为运行终点，阴床以漏泄作为运行终点。

9、在平流式沉淀池中，提高Fr和降低Re的有效措施是10石灰一苏打软化法中石灰的作用是，苏打的作用是，其适用条件为。

三、选择题（每题分，共10分））A.动力学稳定性B.聚集稳定性C.水化膜D.范德化力作用2.异向絮凝是由下列因素造成的颗粒碰撞（）A.布朗运动B.机械C.水力D.水泵3.判断平流式沉淀池稳定性的指标是（）A. ReB.水平流速uC. FrD.水力半径R4.无阀滤池采用的过滤方式是（）A.等速过滤B.变速过滤C.重力过滤D.压力过滤5. V型滤池采用的反冲洗工艺为（）A.高速水流反冲洗B.低速水流反冲洗加表面助冲C.气水反冲洗D.中速水流反冲洗6. c（CaCO）物质的量表达正确的是（） 3A. C CaCQ=| c；CCq）B. C CaCg=242CCq）C.C CCq）=2《2 CCQD. 2C CCQA 2 «； Cg7.逆流再生固定床，树脂全交换容量与工作交换容量的关系为（）A. q=（n r-（1-n s））q0B. q=n r q sq0D.q=（n r+n s）q0E. q=（1-q r-q s）q08.为保证混合床阴阳树脂混合均匀，通常采用的措施是（）A.水力高速反冲混合B.压缩空气混合C.机械搅拌混合D,都可以9.电渗析器的沉淀现象发生在（）A.阴膜浓室一侧B.阳膜浓室一侧C.阴膜淡室一侧D.阳膜淡室一侧10.在一级复床除盐系统中，再生强碱阴床所用再生剂为（）A. NaClB. NaOHC. NaHCOD. HCl得分评卷人四、简答题（每题5分3，共20分）1、试计算下图所示机械搅拌澄清池各部分的流量（已知设计流量Q 及回流比n）。

水质工程学作业及参考答案思考題和作業1水循環定義1：水循環是指水由地球不同の地方透過吸收太陽帶來の能量轉變存在の模式到地球另一些地方。

定義2：在太陽能和地球表面熱能の作用下，地球上の水不斷被蒸發成為水蒸氣，進入大氣。

水蒸氣遇冷又凝聚成水，在重力の作用下，以降水の形式落到地面，這個周而複始の過程，稱為水循環。

定義3：水循環是指大自然の水通過蒸發，植物蒸騰，水汽輸送，降水，地表徑流，下滲，地下徑流等環節，在水圈，大氣圈，岩石圈，生物圈中進行連續運動の過程。

水循環分為海陸間循環（大循環）以及陸上內循環和海上內循環（小循環）。

從海洋蒸發出來の水蒸氣，被氣流帶到陸地上空，凝結為雨、雪、雹等落到地面，一部分被蒸發返回大氣，其餘部分成為地面徑流或地下徑流等，最終回歸海洋。

這種海洋和陸地之間水の往複運動過程，稱為水の大循環。

僅在局部地區(陸地或海洋)進行の水循環稱為水の小循環。

環境中水の循環是大、小循環交織在一起の，並在全球範圍內和在地球上各個地區內不停地進行著。

水の社會循環：由於人類生產與生活活動の作用與影響，自然水循環徑流部分參與の水循環。

水の社會循環對水量和水質有較為突出の影響，近年來，河流、湖泊來水量大幅度減少，甚至幹涸，地下水位大面積下降，徑流條件發生重大改變，不可複原水量所占比例愈大，對自然水文循環の擾動愈劇烈，天然徑流量の降低將十分顯著，引起一系列の環境與生態災害。

簡述水質汙染指標在水體汙染控制、汙水處理工程設計中の作用。

水質指標是水中某一種或某一類雜質の含量，直接用其濃度表示，如某種重金屬和揮發酚；有些是利用某類雜質の共同特性來間接反映其含量の，如BOD 、COD 等；還有一些指標是與測定方法直接聯系の，常有人為任意性，如渾濁度、色度等。

水質指標是判斷和綜合評價水體質量並對水質進行界定分類の重要參數，是通過對汙染物質做出定性、定量の檢測以反映汙水の水質，能綜合表示水中雜質の種類和含量。

通過水質汙染指標能指導水體汙染控制和汙水處理工程設計の進行與發展。

1.污水生物脱氮原理。

答：脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和NH3-N转化为N2和NxO气体的过程。

废水中存在着有机氮、NH3-N、NxO--N等形式的氮，而其中以NH3-N和有机氮为主要形式。

在生物处理过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过氨化作用转化为成NH3-N，而后经硝化过程转化变为NxO--N，最后通过反硝化作用使NxO--N转化成N2，而逸入大气。

2. 绘出ANO脱氮工艺的流程图，并说明该工艺的优缺点。

答：优点：a)同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物和设备少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，节省基建费用。

b)反硝化缺氧池不需外加有机碳源，降低了运行费用。

c)因为好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留的有机物得到进一步去除，提高了出水水质（残留有机物进一步去除）。

d)缺氧池中污水的有机物被反硝化菌所利用，减轻了其它好氧池的有机物负荷，同时缺氧池中反硝化产生的碱度（产生碱度3.75mg碱度/mgNO3—N）可弥补好氧池中硝化需要碱度的一半。

（减轻了好氧池的有机物负荷，碱度可弥补需要的一半）缺点：a）脱氮效率不高，一般ηN=（70～80）%；b）好氧池出水含有一定浓度的硝酸盐，如二沉池运行不当，则会发生反硝化反应，造成污泥上浮，使处理水水质恶化。

3.影响生物脱氮的主要因素有哪些？（1）碱度和pH值,硝化反应需要消耗碱度，反硝化细菌会产生碱度。

亚硝化菌在pH为7.7-8.1，硝化菌在pH为7.0-7.8时活性最强,反硝化细菌适宜的pH为7.0～7.5。

（2）温度, 硝化反应可在4～45℃进行，最适温度:30℃左右；反硝化最适温度:20～40℃。

l <30℃，硝酸化速率>>亚硝酸化速率，污水中NO2基本上没积累；>35℃，硝酸菌所比亚硝酸细菌更受抑制，常会观察到污水中NO2积累的现象。

（3）溶解氧硝化反应的适宜DO值为1.0～2.0mg/L。

（4）碳源有机物，一般认为处理系统的BOD负荷小于0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)时，处理系统的硝化反应才能正常进行。

2011山建水质工程学1复习题（14-17）+答案第14章给水处理概论1. 水中杂质按其尺寸分为几类、各自特点水中杂质按尺寸大小分为悬浮物、胶体、溶解物三类。

悬浮物：尺寸较大，易于下沉或上浮，当水流较慢时可去除。

胶体：尺寸很小，长期静置也难下沉，水处理解决的主要对象。

溶解物：包括有机物和无机物两大类。

无机物是工业用水的主要去除对象，有害有毒的则是生活饮用水的去除对象。

有机物会产生色、臭、味及毒性，主要来自污染，是目前研究的重点对象之一。

2. 水处理中常用的物理化学方法混凝：通过投加化学药剂，使水中的悬浮固体和胶体聚集成易于沉淀的絮凝体。

沉淀和澄清：通过重力作用，使水中的悬浮颗粒、絮凝体等物质被分离去除。

浮选：利用固体或液滴与它们在其中悬浮的液体之间的密度差，实现固-液或液-液分离的方法。

过滤：使固-液混合物通过多孔材料（过滤介质），从而截留固体并使液体（滤液）通过的过程。

膜分离：利用膜的孔径或半渗透性质实现物质的分离。

吸附：通常在水处理中指固相材料浸在液相或气相中，液相或气相物质固着到固相表面的传质现象。

离子交换：在分子结构上具有可交换的酸性或碱性基团的不容性颗粒物质，固着在这些基团上的正、负离子能和基团所接触的液体中的同符号离子交换为对物质的物理外观毫无明显的改变，也不引起变质或增溶作用的过程。

中和：把水的pH调整到接近中性或是调整到平衡pH值的任何处理。

氧化与还原：改变某些金属或化合物的状态，使他们变成不溶解的或无毒的。

3. 三种理想反应器（CMB、CSRT、PF）定义、特点完全混合间歇式反应器（CMB型）反应物投入容器后，通过搅拌使物质均匀混合，同时发生反应，直到反应物到预期要求时，停止操作，排出反应产物。

在反应过程中不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出，且假定在恒温下操作。

CMB型反应器通常用于实验室实验或少量的水处理。

完全混合连续式反应器（CSTR型）当反应物投入反应器后，经搅拌立即与反应器内的料液达到完全均匀混合，新的反应物连续输入，反应产物也连续输出。

⽔质⼯程学作业及参考答案思考题和作业1⽔循环定义1：⽔循环是指⽔由地球不同的地⽅透过吸收太阳带来的能量转变存在的模式到地球另⼀些地⽅。

定义2：在太阳能和地球表⾯热能的作⽤下，地球上的⽔不断被蒸发成为⽔蒸⽓，进⼊⼤⽓。

⽔蒸⽓遇冷⼜凝聚成⽔，在重⼒的作⽤下，以降⽔的形式落到地⾯，这个周⽽复始的过程，称为⽔循环。

定义3：⽔循环是指⼤⾃然的⽔通过蒸发，植物蒸腾，⽔汽输送，降⽔，地表径流，下渗，地下径流等环节，在⽔圈，⼤⽓圈，岩⽯圈，⽣物圈中进⾏连续运动的过程。

⽔循环分为海陆间循环（⼤循环）以及陆上内循环和海上内循环（⼩循环）。

从海洋蒸发出来的⽔蒸⽓，被⽓流带到陆地上空，凝结为⾬、雪、雹等落到地⾯，⼀部分被蒸发返回⼤⽓，其余部分成为地⾯径流或地下径流等，最终回归海洋。

这种海洋和陆地之间⽔的往复运动过程，称为⽔的⼤循环。

仅在局部地区(陆地或海洋)进⾏的⽔循环称为⽔的⼩循环。

环境中⽔的循环是⼤、⼩循环交织在⼀起的，并在全球范围内和在地球上各个地区内不停地进⾏着。

⽔的社会循环：由于⼈类⽣产与⽣活活动的作⽤与影响，⾃然⽔循环径流部分参与的⽔循环。

⽔的社会循环对⽔量和⽔质有较为突出的影响，近年来，河流、湖泊来⽔量⼤幅度减少，甚⾄⼲涸，地下⽔位⼤⾯积下降，径流条件发⽣重⼤改变，不可复原⽔量所占⽐例愈⼤，对⾃然⽔⽂循环的扰动愈剧烈，天然径流量的降低将⼗分显著，引起⼀系列的环境与⽣态灾害。

类别危害污染指标物理性污染热污染(1) ⽔温升⾼饱和溶解氧降低，⽔体复氧速率减慢，⽔⽣⽣物的耗氧速率加快，⽔中溶解氧迅速消耗，造成鱼类和⽔⽣⽣物的窒息死亡，⽔质迅速恶化；(2) ⽔体中化学反应速率加快，可引发⽔体物理化学性质，如电导率、溶解氧、离⼦浓度和腐蚀性的变化，臭味加剧；(3) 使⽔体中的细菌加速繁殖，增⾼该⽔体的处理成本；(4) 加速藻类的繁殖，加快⽔体富营养化进程。

⽔温病原微⽣物数量多、分布⼴、存活时间长、繁殖速度快，随⽔流传播疾病⼤肠菌群指数、病毒、细菌总数简述⽔质污染指标在⽔体污染控制、污⽔处理⼯程设计中的作⽤。

⽔质⼯程学（上）答案14章4．反应器原理⽤于⽔处理有何作⽤和特点？答：作⽤：推动了⽔处理⼯艺发展；特点：在化⼯⽣产中，反应器都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、⽣物化学反应以⾄纯物理过程等。

例：沉淀池。

5.试举出3种质量传递机理的实例。

答：质量传递包括主流传递、分⼦扩散传递、紊流扩散传递。

1、主流传递：在平流池中，物质将随⽔流作⽔平迁移。

物质在⽔平⽅向的浓度变化，是由主流迁移和化学引起的。

2、分⼦扩散传递：在静⽌或作层流运动的液体中，存在浓度梯度的话，⾼浓度区内的组分总是向低浓度区迁移，最终趋于平均分布状态，浓度梯度消失。

如平流池等。

3、紊流扩散传递：在绝⼤多数情况下，⽔流往往处于紊流状态。

⽔处理构筑物中绝⼤部分都是紊流扩散。

6.（1）完全混合间歇式反应器（CMB）不存在由物质迁移⽽导致的物质输⼊和输出，且假定是在恒温下操作（2）完全混合连续式反应器（CSTR）反应物投⼊反应器后，经搅拌⽴即与反应器内的料液达到完全均匀混合，输出的产物其浓度和成分与反应器内的物料相同(3)推流型反应器（PF）反应器内的物料仅以相同流速平⾏流动，⽽⽆扩散作⽤，这种流型唯⼀的质量传递就是平⾏流动的主流传递答: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。

例如，氯化消毒池，除铁、除锰滤池、⽣物滤池、絮凝池、沉淀池等等，甚⾄⼀段河流⾃净过程都可应⽤反应器原理和⽅法进⾏分析、研究。

介绍反应器概念，⽬的就是提供⼀种分析研究⽔处理⼯艺设备的⽅法和思路。

7.为什么串联的CSTR型反应器⽐同容积的单个CSTR型反应器效果好？答：因为使⽤多个体积相等的CSTR型反应器串联，则第⼆只反应器的输⼊物料浓度即为第⼀只反应器的输出物料浓度，串联的反应器数愈多，所需反应时间愈短，理论上，当串联的反应器数N趋近⽆穷时，所需反应时间将趋近于CMB型和PF型的反应时间。