環(huán)工81301周卓濤130009131

1、環(huán)境工程實驗綜合考核題 （環(huán)工81301班適用）一、實驗設計及數據處理（共50分）1. 某水廠突發(fā)事件應急預案中需要對粉末活性炭用量進行優(yōu)選。根據經驗，活性炭投加量為10-28mg/L，只允許進行四次優(yōu)選且投加量為整數，實驗結果：比好，比好，比好，作為粉末活性炭用量最佳點。寫出優(yōu)選步驟及確定粉末活性炭用量。（本題5分） 解：用0.618法，在試驗范圍內的0.618處做第一個點。 =10+0.618（28-10）21mg/L再在0.382處做第二實驗點mg/L，第二點優(yōu)于第一點，去掉高于21mg/L部分。mg/L，在該點做第三次實驗，結果優(yōu)于第二點，則去掉高于17mg/L部分。mg/L,在該點做

2、第四次試驗，比較，第三點效果最佳則確定加投活性炭14mg/L。(題中X為答題人所在組號)2. 在生化實驗中，生化處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定后測定各項指標。連續(xù)15天對污泥濃度的測定值如下表所示，判斷測試數據中是否有離群數據。（本題5分）nXnXnX備注1297962639112626表中XX為學號的最后兩位數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標準差326.3極限誤差978.9X平均值±3=（2030.9,3988.7）所測數據均在范圍內，所以無離群數據。 3 . 為了解制革廢水物理化學處理的控制條件，對其加藥混凝沉淀影響進行實驗。選因素、水平如下表： 因 素水平A加藥體積 (mL)B加藥濃度 (mg/L)C反應時間 (min)12315951015204060問：(1) 試排出實驗方案。(2) 假設進行了9次實驗，測得出水濁度 (NTU)分別為1.122、1.119、1.134、1.011、0.979、1.216、0.938、0.990、0.712，懸浮物（SS）去除效率（%）分別為7

5、3、73、80、71、61、79、63、69、61。試分析實驗結果，并找出制革廢水進行混凝沉淀處理時其控制條件的較佳值組合。（本題15分）列號 試驗號A加藥體積(mL)B加藥濃度(mg/L)C反應時間（min）111121223133421252236231731383219332實驗號因素評價指標（水濁度）XSS去除效率%YABC115201.122732110401.11973 3115601.13480 455401.01171 5510600.979 61 6515201.216 79 795600.938 638910200.99069 9915400.71261指標因素 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)分指標按極差大小列出因素的影響主次順序，經綜合分析后確定主次因素：指標主次順序水濁度A-C-BSs去除效率A-B-C經分析ss去除效率比水濁度更有價值指標，故影響因素主次可以定為A-B-

7、C。（2）去除效率越高越好，所以數值越大越好，所以A選擇A1（K1Y平均=75.3max）；B選擇B3（K3Y平均=73.3max）；C選擇C1（C1Y平均=73.7max）由此得出較佳的條件為：A=1，B=15，C=20.即加藥體積為1ml，加藥濃度為15mg/L，反應時間為20min。(題中X為學號的最后兩位數的前一位，Y為學號的最后兩位數的后一位)4. SBR生化實驗結果如下表所示，利用方差分析法，判斷污泥負荷對出水水質有無顯著影響。進行回歸分析，求污泥負荷（0.25kg/kg.d）與出水有機物濃度BOD(mg/L)的關系式。（本題25分）序號污泥負荷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為學號的最后兩位數的前一位，Y為學號的最后兩位數的后一位)污泥負荷出水水質序號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方差來源離差平方和自由度均方F污泥SA369.822184.911320.8誤差SE1.71210.0814總和ST371.5323（1） 統(tǒng)計量：P=1/n()²=1/24*398.2²=6606.8 Q=1/8*55812.74=6976.59 W=6979.08（2） 離差平方和：SA=Q-P=369.82 SE=W-Q=2.49（3） 自由度計算：ft=24-1=23 fa=3-1=2 fe=3*（8-1）=23 （4）F值計算：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污泥負荷對實驗成果有顯著影響，是一重要因素。污泥負荷0.150.250.35BOD濃度12.116.0121.66二，綜合實驗（共50分）2. 根據城市污水處理流程演示實驗，畫出城市污水處理流程框圖，并簡述各處理構筑物的主要功能。（本題15分，奇數學號者答題） 格柵：主要去除較大的懸浮物和飄浮物，對后繼構筑物和設備起保護作用。沉砂池：去除較重的無機顆粒（比重2.65以上的砂粒），起保護沉淀池的作用。曝氣池：利用活性污泥法進行污水處理的構筑物。池內提供一定污水停留時間，滿足好氧微生物所需要的氧量以及污水與活性污泥

11、充分接觸的混合條件。初沉池：在生物處理前，作為預處理，去除可沉固體，同時去除部分BOD5，改善生物處理構筑物運行條件 。二沉池：分離生物處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曝氣池中沉池A曝氣池排砂沉砂池進水格柵3. 某類廢進行了沉淀試驗，得到殘余顆粒比例與沉降速度間的關系曲線如圖所示，作去除率-沉速（-u）關系曲線。（本題15分，全部）4. 高等院校擁有多種類型的實驗室，特別是理、工、農、醫(yī)、藥學院的實驗室在教學和科研中產生廢氣、廢水、廢渣、噪聲、射線、等環(huán)境污染，不僅給社會環(huán)境造成危害，而且還會影響實驗室的學習和工作環(huán)境，影響實驗和科研的質量與效果，損害實驗室科

12、研人員的身體健康。某大學綜合實驗樓共八層，占地面積15000m2，擁有化學、微生物、環(huán)境科學與工程等五大類34個實驗室，學校擬對實驗室排放廢水進行處理。根據現場調查，各實驗室排放的綜合污（廢）水水質的情況大致如下。主要污染物種類污（廢）水排放量酸堿廢水及重金屬廢水（pH2-13、Hg、Cl-、SO42-、PO4+、Cu2+、Pb2+、Ag+、Zn2+、NH4+等離子）有機廢水（CODCr=500-2000mg/L、NH3-N=5-40mg/L）30T/d20T/d根據上述資料試擬定一個實驗方案以幫助確定廢水處理工藝。給出實驗裝置簡圖，列出主要的儀器設備，簡述實驗操作過程。（本題20分，全部）答

13、：有機廢水處理工藝流程圖：進水粗格柵提升泵細格柵沉砂池初沉池A2/O反應池二沉池消毒池出水實驗儀器：粗格柵、提升泵、細格柵、旋流沉砂池、幅流式初沉池、接觸式消毒池、污泥濃縮池；厭氧區(qū)容積113L，配厭氧攪拌器（調速）；缺氧區(qū)容積169L，配缺氧攪拌器（調速）；好氧區(qū)容積960L，配增氧泵、布氣管網一套、空氣流量計、液體流量計、污泥回流泵、混合液回流泵。在生物處理中，廢水中的有機物作為微生物的營養(yǎng)源被微生物利用，最終分解為穩(wěn)定的無機物或合成細胞物質而以污泥物態(tài)由水中分離，從而使廢水得到凈化。整個厭氧過程分為水解、發(fā)酵、產乙酸產氫階段、產甲烷階段。1.水解階段高分子有機物因相對分子量巨大，不能透過

14、細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。因此它們在第一階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被蛋白酶分解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解于水并透過細胞膜為細菌所利用。2.發(fā)酵（或酸化）階段在這一階段，上述小分子的化合物在發(fā)酵細菌（即酸化菌）的細胞內轉化為更為簡單的化合物并分泌到細胞外。這一階段的主要產物有揮發(fā)性脂肪酸（簡寫為VFA）、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等。與此同時，酸化細菌也利用部分物質合成新的細胞物質，因此未經酸化廢水厭氧處理時會產生更多的剩余污泥。酸化菌對pH有很大的容忍性，產酸可在pH到

15、4的條件下進行，產甲烷菌則有它自己的最佳pH：6.57.5，超出這個范圍則轉化速度將減慢。3.產乙酸產氫階段在此階段，上一階段的產物被進一步降解為乙酸（又稱醋酸）、氫和二氧化碳，這是最終產甲烷反應的反應底物。4.產甲烷階段（最高的階段）產甲烷菌是一種嚴格的厭氧微生物，與其它厭氧菌比較，其氧化還原電位非常低（<-330mV）重金屬廢水處理：進水粗格柵提升泵細格柵沉砂池初沉池A2/O反應池二沉池消毒池出水步驟：1. 廢水通過砂濾池去除機械雜質，然后進入離子交換罐去除機械雜質2. 廢水進入離子交換罐，進行脫鹽處理3. 樹脂在再生液儲槽內再生，洗脫，重復利用4. 處理后的廢水經地溝排往污水處理廠中處理后排放主要裝置：集水池，砂濾池，離子交換罐，再生液儲槽，洗脫液罐，集液池酸堿廢水處理工藝流程圖：投藥中和法對化學成分不同的含酸廢水，采用不同的處理工藝流程。 藥劑制備 藥劑制備 加酸 石灰乳 絮凝劑 酸性廢水調節(jié)池中和反應槽混凝槽沉淀池PH調節(jié)池出水排放 （機械攪拌）回水 污泥濃縮泥渣脫水脫水