武汉大学环境工程学简答题

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1、水部分1、混凝处理原理是什么？完成混凝过程所需要的设备有哪些？混凝原理：A. 压缩双电层机理：扩散层厚度减少，电位减低B. 吸附电中和机理：中和电荷，减少静电斥力C. 吸附架桥机理：两端吸附胶粒，在较远的两胶 粒间架桥D. 网捕机理所需设备：混凝剂的配制和投加设备分为干投和湿投两类； 混合设备（1）水泵混合（2）隔板混合（3）机械混合反应设备（1）隔板反应池（2）机械反应池影响混凝效果的因素：A. 废水水质的影响a）水温无机盐类混凝剂的水解是吸热反应，水温低时，水解困难。且水温低, 粘度大，不利于脱稳胶粒相互絮凝。b）PH值 视混凝剂的品种而异。c）水中杂质的成分、性质、浓度 有些杂 质能促进

2、混凝过程。如除硫、磷化合物 以外的无机金属盐，能压缩扩散层；有 些杂质不利于混凝，如磷酸离子、亚硫 酸离子，高级有机酸离子，氯、水溶性 高分子物质、表面活性物质等。B. 混凝剂的影响a）混凝剂的种类b）混凝剂的投加量c）混凝剂的投加顺序：一般先投加无机混 凝剂，再投加有机混凝剂，但当胶粒在 50 um时，先投加有机混凝剂吸附架桥， 再投加无机混凝剂压缩扩散层使胶体脱 稳。C. 水力条件的影响混凝过程可分为两个阶段：混合和反应。混合 要求快速和剧烈搅拌；而反应阶段要求搅拌强 度或水流速度随着絮凝体的结大而逐渐降低。2、简述活性污泥降解废水中有机物的过程，构成 活性污泥法的基本要素有哪些？各起什么

3、作用？ 活性污泥降解污水中有机污染物的过程：吸附阶段：活性污泥具有很大活性表面（含有多糖 类粘性物质），对污水中的有机污染物具有良好的 吸附作用；稳定阶段：在有氧条件下，活性污泥降吸附的有机 污染物作为营养物，一部分合成新细胞质，另一部 分则分解代谢以提供合成新细胞所需的能量，并最 终形成CO2和H2O等稳定物质。活性污泥法的三个基本要素：A. 活性污泥：吸附和氧化分解有机污染物的微生 物；B. 污水中的有机污染物：活性污泥法的处理对 象，微生物的营养物质；C. 溶解氧：耗氧微生物赖于生存、降解有机污染 物的必要物质。3、水处理中常用膜分离技术有哪些？膜技术在水 处理中大规模使用还需要解决哪些

4、问题？常用膜分离技术：目前有扩散渗析法、电渗析法、 反渗透法、和超过滤法等。尚待解决的问题：（1）分离膜没有足够高的选择透 过性，难以满足处理要求。（2）膜污染和浓差极化问题，导致渗透通量下降。 如食品工业中膜污染可导致微生物繁殖，损害产品 质量。（3）实际分离过程中，膜性能随操作时间延长， 发生很大变化。典型是：透过膜的通量随时间的推 移下降。（4）膜的使用寿命问题。4、画出A2/O生物脱氮除磷工艺流程图，并叙述其 脱氮除磷工作过程。工艺流程图：A2/O工艺脱氮除磷过程：在A/O工艺中增设一个缺氧区，并使好氧区的混合 液回流到缺氧区进行反硝化脱氮；而二沉池的污泥 回流到厌氧区完成放磷过程，然

5、后通过缺氧区到好 氧区完成吸磷过程；从而达到同时脱氮除磷的目 的；污泥交替进入好氧缺氧和有机物浓度高低变化之中，丝状菌少，有利于改善污泥性能；生物脱氮的基本原理： 在微生物的作用下，污水中的 N 通过生物降解氨 化、硝化和反硝化等过程转化为 N2、NOx 溢出；A. 硝化反应：在好氧条件下，污水中的硝化菌将NH4+氧化为N02和N03的过程；B. 反硝化反应：在无氧条件下，污水中反硝化菌将N02和N03 转化为N2的过程；C. 脱氮过程：有机氮一氨氮一硝态氮一单质氮（气态氮氧化物）；生物法除磷机理：A. 污水中的有机物转化：含有过量磷的微生物排 出沉淀池后进入厌氧状态，其携带的污水中的 有机物

6、在产酸菌的作用下转化为乙酸苷；B. 污泥中的聚磷菌厌氧放磷：活性污泥中的聚磷 菌在厌氧条件下分解体内的聚磷为无机磷重 新溶入污水中，产生的能量供自身生存和吸收 污水中的乙酸酐并转化为聚B羟基丁酸（PHB）贮存于体内；C. 污泥中的聚磷菌好氧吸磷：聚磷菌在好氧条件 下将体内的聚B羟基丁酸（PHB）好氧分解， 释放的能量供聚磷菌增殖和吸收污水中的磷 酸盐以聚磷的形式积聚于体内；D. 过量增殖的聚磷菌以剩余污泥的形式（含有过 量吸收的磷）排出系统，达到污水除磷的目的。5、以海水淡化为例，简述电渗析法的基本原理。 电渗析原理：以电位差为推动力，把电解质从溶液 中分离出来的膜过程 在用于海水淡化的电渗析

7、槽阴极和阳极之间交替 地平行排列着一系列阴离子交换膜和阳离子交换 膜。加电压后，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极 迁移。但由于离子交换膜的选择透过性，结果使一 些隔室离子浓度降低而成为淡水室，相邻的隔室则 因富集离子成为浓水室。6、简述有机物的厌氧发酵过程。A. 水解发酵：大分子有机物在细菌的胞外酶作用 下水解为溶解态有机物；B. 酸化：溶解态有机物在产酸细菌作用下转化为 有机酸、醇、醛和 CO2、H2、NH3、H2S 等 气体；C. 乙酸化：有机酸、醇、醛在乙酸菌作用下转化 为乙酸；D. 甲烷化：乙酸在乙酸型甲烷菌作用下转化为CH4和CO2 ; H2和CO2在嗜氢甲烷菌作用下 转化为 CH4

8、。7、厌氧处理一般用来处理什么样的污水？控制反 应进行的是哪个阶段？为什么在厌氧处理中酸化 细菌和甲烷细菌能够共存？ 厌氧处理目前一般用来处理污泥的消化、高浓度有 机废水和温度较高的有机工业废水。控制步骤是甲烷化阶段（甲烷菌对温度、pH、有毒 物质敏感）；污水和泥液中的碱度有缓冲作用，如果有足够的碱 度中和有机酸，其 PH 值有可能维持在 6.8 之上， 酸化和甲烷化两大类细菌就有可能共存，从而消除 分阶段现象。8、目前在污水处理中除磷的方法主要有哪些？ 除磷的方法主要分为物理法、化学法及生物法三大 类。A. 物理法因成本过高、技术复杂而很少应用。B. 化学法是以磷酸盐能和某些化学物质如铝盐、

9、铁盐、石灰等反应生成不溶的沉淀物为基础进 行的。这些反应常有伴生反应，产物常具絮凝 作用，有助于磷酸盐的分离。C. 生物法是利用微生物在好氧条件下对污水中溶解性磷酸盐的过量吸收作用，然后沉淀分离 而除磷。9、试述加压溶气浮上法的基本原理，并画出该方 法的工艺流程图。加压溶气浮上法：空气在加压条件下溶解，常压下 使过饱和空气以微小气泡形式释放出来 需要溶气罐、空压机或射流器、水泵等设备。A. 空气在水中的溶解度与压力的关系空气在水中的溶解度与温度、压力有关。在一 定范围内，温度越低、压力越大，其溶解度越大。 一定温度下，溶解度与压力成正比。B.气泡与悬浮颗粒的粘附形式C.“颗粒-气泡”复合体的上

10、浮速度D.化学药剂的投加对气浮效果的影响工艺流程见 P47.10、气浮分离主要是去除废水中哪些污染物质，需要满足哪些条件？ 应用方面： 石油、化工及机械制造业中的含油污水的油水 分离; 工业废水处理; 污水中有用物质的回收; 取代二次沉淀池，特别是用于易产生活性污泥 膨胀的情况; 剩余活性污泥的浓缩。必须满足下述基本条件： 必须向水中提供足够量的细微气泡； 必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态； 必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。11、什么是水体自净？有哪些自净过程？ 河流的自净作用是指河水中的污染物质在河水向 下游流动中浓度自然降低的现象。根据净化机制分为三类： 物理净化：稀释、扩散、沉淀

11、 化学净化：氧化、还原、分解 生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作 用12、臭氧氧化法是一种较为新型的废水处理方法， 影响臭氧处理效果的主要因素主要有哪些？ 传质速率：臭氧加入水中后，水为吸收剂，臭 氧为吸收质，气液两相进行传质。 化学反应速率：同时臭氧与水中的杂质进行化 学反应，属于化学吸收。它不仅和相间的传质 速率有关，还和化学反应速率有关。臭氧与水中杂质的化学反应有快有慢。当水中杂 质，如酚、氰、亲水性染料等与臭氧的化学反应很 快时，吸收速率受传质速率的控制；化学反应速率 很慢时，其吸收速率受化学反应速率控制。 固体废物部分13、为什么要对固体废弃物进行破碎处理？简述破 碎比、破碎段

12、的含义。总破碎比如何计算？ 原来不均匀的固体废物经破碎和粉磨后容易均匀一致，可以提高焚烧、热解、熔融、压缩 等作业的稳定性和处理效率。 固体废物粉碎后堆积密度减小，体积减小，便 于压缩、运输、贮存和高密度填埋和加速复土 还原。 固体废物粉碎后，原来联生在一起的矿物或联 结在一起的异种材料等单体分离，便于从中分 选、拣选回收有价物质和材料。 防止粗大、锋利废物损坏分选、焚烧、热解等 设备或炉腔。 为固体废物的下一步加工和资源化做准备。 在破碎过程中，原废物粒度与破碎后产物粒度的比 值称为破碎比，用来表示废物粒度在破碎过程中减 小的倍数，即表示废物被破碎的程度。固体废物每经过一次破碎机或磨碎机称为

13、一个破 碎段。破碎段数是决定破碎工艺流程的基本指标， 它主要决定破碎废物的原始粒度和最终粒度。总破碎比是各段破碎比（ii2，,in）的乘积。14、固体废弃物的焚烧和热解有何区别？ 固体废物焚烧是指在高温焚烧炉内，垃圾中的可燃 成分与空气中的氧发生剧烈的化学反应，转化为高 温的燃烧气和性质稳定的固体残渣，并放出热量的 过程。固体废物热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧 或缺氧条件下受热分解的过程。热解法与焚烧法相比是完全不同的两个过程：（1）焚烧是放热的，热解是吸热的；（2）焚烧的产物主要是二氧化碳和水，而热解的 产物主要是可燃的低分子化合物；（3）焚烧产生的热能能就近利用，而热解产物是 燃料油

14、及燃料气，便于贮藏及原距离输送。（4）焚烧二次污染大，热解二次污染少。附 热解技术特点： 可以将固体废物中的有机物转化为燃料气、燃料油 和炭黑为主的贮存性能源，能源回收性好； 由于是缺氧分解，排气量少，有利于减轻对大气环 境的二次污染； 废物中的硫、重金属的有害成分大部分被固定在炭 黑中；八、I ,由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+；NOx 的产生量少。15、污泥脱水和污泥浓缩各有哪些主要方法，两者 的作用有何区别？污泥浓缩是指减少污泥的游离水，降低含水率，减 少污泥体积，为后续处理创造有利条件，节省设备 投资，降低运行费用，是常用的前处理工艺。常用 的方法有：重力浓缩、气浮浓缩、离

15、心浓缩和水力 旋流浓缩等。污泥浓缩主要是分离污泥中绝大部分空隙水，但污 泥经浓缩之后，其含水率仍在 90以上，呈流动状 态，体积依然很大，对后续处理带来相当大的困难， 因此需要进行脱水。污泥脱水是将污泥中的毛细水分离出来，经过脱水 以后，污泥呈固体状态，体积减少为原来的 1/10 以下，大大降低了后续处理的难度。污泥脱水的方法有：自然脱水，真空脱水，加压脱 水、离心分离法脱水和湿法造粒法等。16、简述好氧堆肥的主要影响因素。 影响堆肥化过程的因素很多，主要包括：（1）有机物的含量。堆肥物料适宜的有机物含量 为 20-80。 有机物含量过低，不能提供足够的热能，影响嗜热 菌增殖，难以维持高温发酵过程。有机物含量大于 80时，堆制过程要求大量供氧， 实践中常因供氧不足而发生部分厌氧过程。(2) 含水率。按重量计，50%60%的含水率最适 宜。堆肥中水分的主要作用在于：溶解有机物，参 与微生物的新陈代谢； 水分蒸发时带走热量，调 节堆肥温度。(3) 通风供氧量。宜将氧浓度维持在 10-18， 堆肥过程中