环境工程学期末考试试卷1，环境工程学第三版期末考试

环境工程期末复习1、水循环分为自然循环和人为循环水污染分为自然污染和人为污染。 水污染分类：化学性、物理性、生物性污染2、水质指标和水质标准各种杂质按水中状态可分为悬浮物质、溶解物质、胶体物质。 物理指标：温度、色度、嗅味、浊度、透明度； 全固态、悬浮固态、溶解固态、可沉降固态、电导率等。 化学指标： pH值、碱度、酸度、硬度、各种阳/阴离子、总盐度和一般有机物等； 各种重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等有毒化学指标； DO、COD、BOD、TOD等氧平衡指标。 生物学指标：细菌总数、总大肠杆菌数、各种病原细菌、病毒等。 有机物质的综合指标为COD、BOD、OC。 生化需氧量：在有氧条件下，水中可降解有机物在好氧微生物的作用下氧化降解无机化。 这个过程所需的氧量称为BOD。 测量工序分为两个阶段进行，第一阶段是碳氧化阶段，主要是不含氮有机物的氧化，也包括含氮有机物的氨化，该阶段消耗的氧量称为碳化生化需氧量La或BODu。 第二阶段是硝化阶段，将消耗的氧量称为硝化生化需氧量LN或NOD。 生化需氧量的定义中只规定有机物被氧化分解为无机物质，在第一阶段的生物氧化中，有机物的c变成CO2，n变成NH3，由于他们已经无机化，所以对NH3继续氧化为NO2-和NO3-并不关心， 由于一般有机废水的消化过程会在约5-7天至10天后显著展开，为什么5d的BOD测定要选择5天才能避免硝化细菌好氧的标准BOD测定呢？ 因为5天的BOD消耗值基本达到70%左右，经过一段时间后效果也不大，而且对于没有时效性的大部分有机物，20天生物好氧氧化约达到95%到99%，5天只能达到70%左右。 对于一般有机废水，硝化过程约5~7天至10天后显著展开，因此BOD5的测定通常可以避免硝化细菌的好氧干扰。

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K1=K1 La=La如果同一废水中各种有机物的相对组成不变，三者之间的相应关系为COD

BOD

好的。 化学需氧量可以表示水中有机物质的大部分含量，生化需氧量反映了微生物氧化降解的有机物质含量。 B/C

，这种废水被认为适合用生化方法处理。 3 .水体自净作用和水环境容量水体自净：通过一系列物理、化学、生物学的变化，污染物得以分散、分离或分解，最后水体基本恢复原状，该自然净化过程为水体自净。 主要有物理过程、化学和物理化学过程、生物学和生化过程。 4 )废水处理的基本方法(物理法、化学法和生物法第二章水的物理化学处理方法水中提取的杂质按颗粒大小分为粗大颗粒物质、悬浮物质、溶解物质、胶体物质。 去除水中粗大颗粒物：多采用筛滤截留、重力沉降、离心分离等物理作用的物理处理方法。 去除水中悬浮物质和胶体物质： 1、沉淀类型？ 适用范围？ )自由沉淀水中悬浮物颗粒浓度低，呈离散状态； 互不干扰，分别完成沉淀过程。 粒子下沉的过程中形状、尺寸、密度、不变。 如沉砂池、初沉池初期(2)絮凝沉淀水中悬浮物浓度不高，但具有絮凝性能。 沉淀过程中相互碰撞聚集，其粒径和质量随沉淀距离的增加而增大，沉淀速度加快。 如二沉池初期、混凝沉淀、初沉池后期(3)拥挤沉淀(分层沉淀)水中悬浮物浓度高，颗粒沉降受周围其他颗粒干扰，沉降速度降低，颗粒碰撞相互“混凝”共同沉降，形成明显的泥-水界面。 沉淀过程实质上是泥-水界面下降的过程，沉淀速度为界面下降速度。 如高浑浊度水的沉淀、二沉淀池后期、污泥浓缩池上部4 )压缩沉淀悬浮物浓度高，颗粒相互接触，相互支撑，通过上层颗粒的重力挤出下层颗粒间的水，使颗粒群浓缩。 如沉淀池基质、污泥浓缩池内理想沉淀池应当符合哪些条件？ 根据理想的沉淀条件，沉淀效率与池深、长度和表面积的关系如何？ 理想沉淀池应符合以下三个条件： 1 )颗粒呈自由沉淀状态； 2 )水流沿水平方向流动； 3 )颗粒沉入池底后被认为已被清除。 根据理想的沉淀条件，沉淀效率与池深、长无关，与表面积成反比。 普通沉淀池根据池内水流方向不同，沉淀池形式可分为平流式、纵流式、辐流式。 优缺点，适用条件：

斜板斜管沉淀池浅池沉降原理： u0=Q/A，t=H/u0。 假设斜管沉淀池池长为L，池中水平流速为V，颗粒沉降速度为u0，则在理想情况下，L/H=V/u0时，发现l和v值不变，池身越浅越能缩短沉淀时间，可去除的悬浮物颗粒越小沉淀效率越高。 2、混凝后处理(混凝沉淀、过滤、气浮去除对象)水中微悬浮物质和胶体物质混凝的四种机理(1.压缩双电层2 )吸附电中和作用3 )吸附交联作用4 )网捕作用混凝剂)铝盐和铁盐混凝剂、有机高分子混凝剂聚丙烯酰胺重力沉降、接触阻凝：原水自上而下通过粒状滤料层时，粒径较大的悬浮颗粒首先被表层滤料的孔隙阻止，该层滤料之间的孔隙越来越小，去污能力越来越高，从而逐渐形成以被阻止的固体颗粒为主的过滤膜重力沉降：原水通过滤材层时，许多滤材表面提供了巨大的沉降面积。 滤料接触絮凝：滤料由于具有巨大的表面积，与悬浮物之间有明显的物理吸附作用。 另外，磨粒在水中表面总是带负电荷，吸附带正电荷的铁、铝等胶体，在滤材表面形成带正电荷的薄膜，进而吸附带负电荷的粘土和很多有机物等胶体，使磨粒发生接触凝聚。 另外，过滤材料表面对尚未凝聚的胶体起接触碰撞的媒介作用，促进凝聚过程。 快速滤池：恒水头变速滤过大阻力配水水头等速过滤小阻力配水：虹吸滤池、重力式无阀滤池过滤流程两个基本阶段：过滤和反冲洗。 过滤截留污染物，反冲洗从滤层中冲洗污染物。 5、气浮原理：是以高度分散的微小气泡为载体附着水中的悬浮粒子，随气泡上浮至水面分离去除的方法。 气浮分离的对象：疏水性微细固体或液体浮游物质。 药剂浮选法：投加浮选药剂，选择性将亲水性污染物转化为疏水性物质。 浮选分离对象为亲水性固体悬浮物及重金属离子在气中的悬浮应用：1.替代给水处理、澄清技术，适用于低浊、含藻类及浮游生物的给水处理。 2 .废物中悬浮物、油粒、纤维、活性污泥及藻类的去除。 3 .原溶于水，混凝处理后变成不溶的悬浮物。 4 .污泥浓缩。 5 .可以替代二沉池，对容易发生污泥膨胀的工艺提高稳定性。 气浮投加化学药剂：絮凝剂、浮选剂气浮设备：加压溶气设备、叶轮气浮、曝气气浮和射流气浮加压溶气设备特点：部分回流加压溶气浮四部分：溶解气系统、溶解气水减压释放系统、气压混合系统、 气浮分离设备的进水和混凝剂在混合器1中混合均匀后，进入反应室2，反应后进入气浮池的流入室3，循环水由泵5加压至3*105~4*105Pa后，送入气罐8，同时从泵出水管引出一起被加压送入气罐8，使空气充分溶解于水中后，经过释放装置9，进入气浮池流入室3。 由于突然减少到常压，溶解在水中的过饱和空气形成许多微细气泡逃逸，分离室4内形成的浮渣被刮板11刮出浮渣槽10内的排出池外。 水中溶解物质的去除1、软化和除盐：一般采用软化水中出现的钙、镁离子，加热软化法、药剂软化法、离子交换法。 2、离子交换法原理：离子交换的本质是不溶性离子化合物上的可交换离子与溶液中其他同性离子之间的交换。 在废水处理中主要用于废水中金属离子的去除。

离子交换剂(供水处理常用的离子交换剂有磺化煤和离子交换树脂，用于废水处理的主要是离子交换树脂离子交换树脂)1.物理指标)粒径、密度、含水率、溶胀性、耐热性、机械强度2 .化学指标)树脂交联度(8%-8 % 离子交换选择性。 水中的离子所带的电荷越多，越容易被树脂交换。 等效离子的原子序数越大，越容易被树脂交换。 agknh4nahb a2 Zn 2c u2m N2 ca2mg2po 43-so42-cl-I-NO3-br-cl-oh-f-HCO3- HSI O3–.h和OH-的交换位置随树脂上活性基团的性质而变化，基团、h和h H Fe3 Al3 Ca2 Mg2 Na弱碱性树脂对OH-亲和力强，选择顺序为OH-SO42-NO3-Cl-HCO3- 交换容量：描述树脂交换能力大小的指标

4 .离子交换四个步骤：交换、反冲洗、再生、清洗

3、吸附法：去除溶解性有机物，可去除合成洗涤剂、微生物、病毒测定重金属等，脱色、除臭。

根据固体表面吸附力的性质，可分为以下几类

物理吸附：又称范德华吸附，是以吸附质和吸附剂分子间力为主的吸附

化学吸附：是以吸附质和吸附剂分子间化学键为主的吸附

吸附剂：活性炭、磺化煤、沸石、木炭、木屑等常见。

活性炭的吸附特性不仅与孔结构和分布情况有关，还与活性炭的表面化学性质有关。

吸附指数1/n在水处理中一般在0.1-0.5，容易吸附； 如果大于2，则难以吸附。

吸附剂再生：反离子交换过程、高温加热是水处理中粒状活性炭最常用的再生方法。

再生过程分为干燥阶段、碳化阶段、活化阶段三个阶段。

4、膜分离法：电渗析、反渗透、微滤、超滤、纳滤

水中有害微生物的去除3354氯消毒——分加氯法

所需氯量=氯添加量-余氯量

加氯曲线出现两个折点，加氯脱氯采用的加氯量以折点对应的加氯量为准，通过适当控制可以完全去除水中的氯气。

( 1区)无余氯，消毒效果不可靠； ( 2区)氯与氨反应，存在余氯，有一定的消毒效果，但主要是化合氯，主要是NH2Cl； (区) 2NH2Cl HOCl

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N2

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HCl H2O、有效氯减少，NH2Cl被氧化为无消毒作用的化合物，最后到达折点b； (区域4 )胺与HOCl反应完成，自由性余氯增加。

折点添加氯的原因是水中存在氨和氮的化合物

折点加氯的利弊：原水污染严重，一般加氯量不能解决问题时，采用折点加氯可以取得明显效果，降低水色度，消除恶臭，降低水中有机物含量，提高混凝效果。 但发现水中有机物会产生氯、三氯甲烷、氯乙酸后，担心折点加氯处理水源水，需要去除有机物的预处理和深度处理方法，以及其他消毒方法。

水的其他物理化学处理方法：中和法、高级氧化法、化学还原法、化学沉淀法、电化学法、磁分离法、溶液萃取、吹脱和汽提、蒸发结晶和冷冻。

废水处理工艺有几种固液分离技术？ 简述各技术实现固液分离的基本原理。

答：废水处理工艺中的固液分离技术有浮法、沉淀法、膜分离法。

浮法通过某种方法产生大量的微泡，使其与废水中密度接近水的固体或液体污染物微粒附着，形成密度小于水的气浮体，通过浮力浮在水面上形成浮渣，进行固液分离。

沉淀法是指通过重力作用使污水中的悬浮物沉淀去除。 根据悬浮物性质、浓度和絮凝性能，沉淀可分为自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀和压缩。

膜分离法是利用隔膜分离水和溶质或微粒的固液分离技术。 根据溶质或溶剂透过膜的推动力，膜分离法分为3类。 1 )电动势作为推动力的方法有电渗析、电渗； 2 )以浓度差为推动力的方法有扩散透析、自然渗透； 3 )压力差作为推动力的方法有压浸、反渗透、超滤、微孔过滤。

第三章水的生化处理方法

好氧悬浮生长处理技术——活性污泥法

原理：以水中漂浮的活性污泥为主体，在有利于微生物生长的环境条件下与污水充分接触，净化污水

基本流程：

污泥处理阶段：吸附氧化絮凝物形成和凝聚沉淀阶段

影响因素：溶解氧、营养物、PH、温度

评价活性污泥的指标：

1 .混合液悬浮固体：指在曝气池中将污水与活性污泥混合后的混合液悬浮固体数，又称混合液污泥浓度、mg/L，是衡量曝气池中活性污泥数的指标。

2 .混合液挥发性悬浮固体：混合液悬浮固体中有机物的数量。

3 .污泥沉降比：曝气池混合液静置1000ml量筒30min后，沉淀污泥占混合液的体积分数。 能反映曝气池正常运行时的污泥量，控制剩余污泥排放，及时反映污泥膨胀等异常情况。

4 )污泥指数)污泥容积指数的简称是指混合液在曝气池出口30min沉淀后，干燥污泥1g所占容积，ml。 能很好地反应活性污泥的松散与絮凝、沉淀性能。 一般城市污水： 50-150。 SVI=SV/MLSS。

5.

污泥龄：曝气池红活污泥总量与每日排放剩余污泥量之比，D。 表示新生长的污泥在曝气池中的平均滞留时间。 c=VX/QwXu平均细胞滞留时间=V/Q0水力滞留时间

好氧附着生长处理技术

生物膜

生物滤池——曝气生物滤池

特点：集生物氧化和悬浮固体于一体，节约了后续沉淀池

优点：容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基础设施投资少，出水水质高

分类：上、下向曝气生物滤池

同时对磷进行脱氮

A2/O过程

厌氧段：1-2h，去除部分BOD，将部分含氮氧化物转化为N2释放，污泥中的聚磷微生物回流释放磷，满足细菌需求

缺：脱氮菌利用分解的含碳有机物作为碳源，将好氧槽内循环回流的NO3-还原为N2并释放

( NO3-N硝化反应生成NO3-，有机物被氧化分解，供给吸收磷的微生物提供能量，吸收p，p进入细胞组织，在沉淀池被分离排出

固废

分类：工业固体废物和城市垃圾

三化原则：减量化、资源化、无害化

固体法确定全过程管理固废的原则

危险废物的定义：不排除具有国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的可燃性、腐蚀性、毒性、反应性和感染性等一种或一种以上危害特征，且具有以上危险特征的固体废物。

鉴别标准：腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、易燃性、反应性、毒性物质含量，6种。

城市垃圾堆肥过程的基本原理：在一定人工控制条件下，通过生化作用将垃圾中的有机成分分解转化为相对稳定的腐植肥的过程，其本质是发酵过程。

厌氧堆肥：分为酸性发酵和碱性发酵两个阶段。 10个月以上，环境恶劣，只适合小规模或农户堆肥，是我国农村传统的堆肥方式。

好氧堆肥：降解速度快，5-6周即可完成，环境条件好，适合大规模生产。

城市垃圾焚烧与热转化：焚烧是高电极电位条件下氧化放热分解反应过程，热分解是低电极电位下吸热分解过程。

含碳固体有机物相对分子质量高有机液体相对分子质量低的有机液体多种有机酸碳渣CO CH4 H2 CO2 NH3 HCN H2O

固废的最终处理途径：陆地处理和海洋处理。 陆地填埋处理是最经济有效的方法，多出于环境卫生的考虑，故又称“卫生填埋”

焚烧效果三大原则：减量比、热灼效率、燃烧效率

第五章

1、大气污染按其存在状态可分为气溶胶传播态污染物、气态污染物

2、气溶胶传播状态污染物：粉尘、烟气、飞灰、黑烟、多云或多云、雾

气态污染物：硫氧化物、碳氧化物、氮氧化物、有机化合物、硫酸烟雾、光化学烟雾

3、粉尘包括总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、细颗粒物

4、有机化合物：挥发性有机化合物、非石蜡多环芳烃

5、VOCs是光化学氧化剂臭氧和PAN的主要贡献者，也是温室效应的主要贡献者

6 .我国城市群大气污染中常见的煤烟污染与机动车排气污染共存的大气复合污染

7、大气污染综合防治含义：大气污染综合防治是指为实质性实现区域环境空气质量目标，对多种大气污染控制方案的技术可行性、经济合理性、区域适应性和可行性等进行优化选择和评价。 结果得到最佳的控制技术方案和工程措施。

8、SOx、NOx是总量控制的问题，不仅仅是酸雨，还有PM2.5的问题。

9、与以前的《环境空间质量标准》相比，新标准强调以保护人体健康为首要标准，调整环境空气功能区分类，调整污染物项目和限值，严格PM10等污染物浓度限值。

10、环境空气污染指数API、环境控制质量指数AQI

11 .大气污染物综合排放标准规定了33种大气污染物的排放限值，其指标体系为最高允许排放浓度、最高允许排放速度和无组织排放监测浓度限值。 该指标要求任意汽缸同时遵守最高允许排放浓度、最高允许排放速度两个指标，超过一个指标即为违章排放。

第六章颗粒污染物控制技术

1、物理当量直径：斯托克斯直径、空气动力学当量直径圆球直径。

2、粒径分布：不同粒径范围内颗粒个数/质量/表面积所占比例

个数度数/个数筛下累积度数/个数频度密度：直径、中值直径

3、粉尘物理性质：密度、含水率和吸湿性、附着特性、流动特性、粉尘的荷电和导电特性。

袋式除尘器的新东西比旧的东西除尘效率高吗？

错了。 部分粉尘在滤料上形成粉尘初层，初层形成后成为袋式除尘器的主要过滤层，大大提高除尘效率。

表面过滤材料：表面过滤材料是指大部分粉尘停留在其表面，不会渗透到其内部的过滤材料

第七章气态污染物控制技术

气态污染物的净化原理

1、吸收法

物理吸收—亨利定律：总压不高，在一定温度下，稀溶液中溶质的溶解度与气相中的平衡分压成正比。

化学吸收—逆流操作CA=HA*PA*，PA*=EA*XA

气态污染物总净化量由液相物理吸收量和化学反应消耗量两部分组成。

吸收设备：填料塔、板式塔、喷淋塔、文丘里吸收器

2、吸附法

吸附方法能有效去除普通方法难以分离的低浓度有害物质，净化效率高，可回收有用成分，设备简单。 设备简单，容易实现自动控制等优点。

吸附过程的物质传递：外扩散、内扩散、吸附

吸附设备：固定床、移动床、流化床吸附器

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吸附工艺分类：间歇吸附工艺、半连续吸附工艺、连续吸附工艺

半连续吸附工艺：当一种吸附剂达到饱和时，切换到另一种吸附器进行吸附。 达到饱和的吸附床进行再生和干燥、冷却，准备再次使用。

半连续式固定床吸附工艺：吸附、再生、冷却

固定床吸附器内浓度分布：未吸附区、饱和区、吸附传质区、穿透点和穿透曲线、饱和时间和饱和度

穿透点：吸附床使用一定时间后，污染物浓度达到cb，此时已经穿透。

透过时间：含污染物气流开始通过吸附床到“透过点”的时间，也称为保护作用时间。

赫洛夫方程(=KL-0，K=ab/v0

3、催化法

催化剂通常由主活性成分、助催化剂、载体组成

影响催化剂寿命的因素主要有老化和中毒两个方面

老化是指催化剂在正常工作条件下逐渐失去活性的过程

中毒是反应物中少量杂质迅速降低催化剂活性的现象

二氧化硫污染控制技术

1、石灰石/石灰湿法烟气脱硫

原理：用石灰石或石灰浆吸收烟气中的二氧化硫，老师变成亚硫酸钙，然后被氧化变成硫酸钙。

2、氧化镁湿法烟气脱硫技术

特点：氧化镁法脱硫效率高，有可回收硫，可避免固体废弃物的产生

原理：氧化镁浆料的制备、二氧化硫的吸收、氧化、氧化镁再生

过程：烟气预处理系统

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4、湿法烟气脱硫技术：以氨水为吸收剂，该方法既可脱硫又可脱硝

氮氧化物污染控制技术

1、低氮燃烧技术

2、选择性催化还原烟气脱硝：用氨作催化剂，将NOX还原为N2。 320~400

选择性非催化还原法脱硝的基本原理：尿素或氨基化合物在高反应温度下注入烟气，将NOX还原为N2。

3、湿法烟气脱硝技术：用液体吸收剂溶解NOX的原理净化烟气。

挥发性有机物VOCs的控制

VOCs的定义：指室温下饱和蒸气压超过70.91Pa、常压下沸点低于260的有机化合物，是一类化合物的总称。

VOCs判定标准：有机物蒸气压

VOCs类型：烷烃类、芳烃类、烯烃类、卤代烃类、酯类、醛类和其他有机物。

如何控制VOCs :

1、燃烧法为：1.可燃性高温下可降解有害物质2 .高浓度3 .经济价值低

分类：直接燃烧法热燃烧法、催化燃烧法

2、吸收法：用低挥发或不挥发溶剂吸收。

适用于VOCS浓度高、温度低、压力高的场合

3、冷凝法：利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压的性质，采用降温提高压力的方法。

适用于废气体积分数在10-2以上的有机蒸汽的处理，不适合低浓度有机气体的处理，常用于降低有机负荷、回收有机物等其他方法净化高浓度废气的预处理。

冷凝器分类：接触冷凝器、表面冷凝器

4、生物法：滤料中附着的微生物在适宜的环境条件下，利用废气中的有机成分作为碳源和能源，维持其生命活动，使有机物与CO2/H20和细胞质同化的过程