環(huán)工81301胡凡130009110

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(shù)據(jù)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(jù)經(jīng)驗，活性炭投加量為10-22mg/L，只允許進行四次優(yōu)選且投加量為整數(shù)，實驗結(jié)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：由題意得：實驗可能次數(shù)為m=17,F6-1<17<F7-1,所以在左端加入3個虛點，使其達到F7-1=20可能實驗次序1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 17 20 Fn數(shù)列F0 F1 F2 F3 F4 F5

2、F6 F71 1 2 3 5 8 13 21相應的投加量（mg/L）0 0 0 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28實驗次序 X4 X3 X2 X1所以：實驗的總次數(shù)應該是m=20,20=F7-1第一個試驗點為Fn-1=F6，投藥量為21mg/L，然而第二個試驗點應該是Fn-2=F5（F5=16mg/L）比較后可知比好，符合要求。去掉投藥量為19mg/L的右邊部分。此時，可能實驗次數(shù)m變?yōu)?2次，12=F6-1,第三個實驗點為F5 ,第三個實驗點為F4（F4=11mg/L），經(jīng)比較，比好，再去掉14mg/L右邊部分。符

3、合要求。剩下的實驗次數(shù)為7，第四個試驗點應安排1-7內(nèi)5的對稱點4處，即投藥量為10mg/L,比較得出為好點，所以最佳點為11mg/L 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(shù)據(jù)中是否有離群數(shù)據(jù)。（本題5分）nXnXnX備注1297962639112626表中XX為學號的最后兩位數(shù)23310731081235763276582672133469435069296014270652748103210152810nx平均值xi-x（xi-x）2129793005.6-26.6707.6233103005.6304.492659.432

4、7653005.6-240.657888.4435063005.6500.4250400.2527483005.6-257.666357.8626393005.6-366.6134395.5731083005.6102.410485.8826723005.6-333.6111288.9929603005.6-45.62079.361032103005.6204.441779.41126263005.6-379.6144096.21235763005.6570.4325356.21334693005.6463.4214739.61427063005.6-299.689760.2152810300

5、5.6-195.638259.4平均值3005.6標準差324.6極限誤差973.72031.93979.3答：X平均值±3=（2031.8689,3979.3311）所測數(shù)據(jù)均在范圍內(nèi)，所以無離群數(shù)據(jù)。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、1.114、1.001、0.979、1.206、0.938、0.990、

6、0.702，懸浮物（SS）去除效率（%）分別為71、73、80、71、60、79、61、69、60。試分析實驗結(jié)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）答：（1）排出實驗方案列號 試驗號A加藥體積(mL)B加藥濃度(mg/L)C反應時間（min）111121223133421252236231731383219332這九個實驗代表了全部27個實驗。（2）實驗號因素評價指標（水濁度）XSS去除效率%YABC115201.12271 2110401.11973 3115601.11480 455401.00171 5510600.979 60 6515201.20

7、6 79 795600.938 618910200.99069 9915400.70260指標因素 K值XAXBXCY%AY%BY%CK13.3553.0612.63224207190K23.1863.0882.822203202219K32.633.0223.031195204201K1平均1.1181.0341.10674.676963.33K2平均1.0621.0290.94167.6767.3373K3平均0.8771.0071.010656867R0.2410.0270.1659.671.679.67分析：(1)分指標按極差大小列出因素的影響主次順序，經(jīng)綜合分析后確定主次因素：指標主

8、次順序水濁度A-C-BSs去除效率A-B-C經(jīng)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-C。（2）去除效率越高越好，所以數(shù)值越大越好，所以A選擇A1（K1Y平均=74.67max）；B選擇B1（K1Y平均=69max）；C選擇C2（C2Y平均=73max）由此得出較佳的條件為：A=1，B=5，C=40.即加藥體積為1ml，加藥濃度為5mg/L，反應時間為40min。(題中X為學號的最后兩位數(shù)的前一位，Y為學號的最后兩位數(shù)的后一位)4. SBR生化實驗結(jié)果如下表所示，利用方差分析法，判斷污泥負荷對出水水質(zhì)有無顯著影響。進行回歸分析，求污泥負荷（0.25kg/kg.d）與

9、出水有機物濃度BOD(mg/L)的關(guān)系式。（本題25分）序號污泥負荷123456780.1511.912.112.312.111.811.912.012.20.2516.316.115.715.016.416.316.015.90.3521.521.121.722.021.021.922.021.7(表中X為學號的最后兩位數(shù)的前一位，Y為學號的最后兩位數(shù)的后一位)答：污泥負荷出水水質(zhì)序號A1=0.15A2=0.25A3=0.35111.916.321.5212.116.121.1312.315.721.7412.115.822.0511.816.421.0611.916.321.9712.01

10、6.022.0812.215.921.7 96.3128.5172.9397.7 ()²9273.6916512.2529894.4155680.35 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=1/24x397.7²=6590.22 Q=1/8x55680.35=6960.04 W=6961.75（2） 離差平方和的計算：SA=Q-P=6960.04-6590.22=369.

11、82 SE=W-Q=6961.75-65960.04=1.71（3） 自由度運算：ft=24-1=23 fa=3-1=2 fe=3x（8-1）=23 （4）F值運算：SA平均/SE平均=2271.62書中表得=3.47，F(xiàn)=2271.62>,得95%的置信度F污泥負荷對實驗成果有顯著影響，因著重考慮，是一重要因素。污泥負荷0.150.250.35BOD濃度12.037516.062521.6125二、綜合實驗（共50分）1. 欲對一類工業(yè)廢水進行加藥沉淀實驗室小試（主要考察最佳pH值、混凝劑選型、加藥量、反應沉淀水力條件等），試參照本學期所做的混凝實驗過程，編寫出主要實驗步驟及實驗操作過

12、程。（本題15分，偶數(shù)學號者答題） 答：實驗設計： 在考慮最佳ph值、混凝劑選型、加藥量、反應沉淀水利條件等情況下，選擇智能型六聯(lián)攪拌機一臺，1L燒杯6只。200mL燒杯6只?；炷齽┎捎?%三氯化鐵溶液。 整理好實驗設備材料后測原水水溫、濁度及ph值。再用量筒取1000毫升水樣移至1L燒杯中攪拌均勻后投加6種不同量的混凝劑。按照設定好的程序進行攪拌。經(jīng)過快速，中速，慢速攪拌后觀察礬花的形成過程、外觀大小和密實程度等。攪拌過程完成后，停機靜沉10min，并觀察記錄礬花的沉淀過程。取礬花較多、較密、較大等區(qū)間在分為幾個較密集的混凝劑添加濃度，進行第二組重復實驗。并記錄。3. 某類廢水進行了沉淀試驗

13、，得到殘余顆粒比例與沉降速度間的關(guān)系曲線如圖所示，作去除率-沉速（-u）關(guān)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(nóng)、醫(yī)、藥學院的實驗室在教學和科研中產(chǎn)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(zhì)量與效果，損害實驗室科研人員的身體健康。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(jù)現(xiàn)場調(diào)查，各實驗室排放的綜合污（廢）水水質(zhì)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（

14、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(jù)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）有機廢水處理1.設計方案：本方案采用混凝預處理、光化學催化氧化專利技術(shù)相結(jié)合處理工藝。物化預處理采用高效絮凝劑，利用高效絮凝劑使廢水中的懸浮顆粒、大分子難溶物通過沉淀除去；光催化氧化專利技術(shù)是利用光激發(fā)催化劑和氧化劑使水中的有色有機污染物迅速氧化分解，達到脫色和降低C

15、ODCr的目的。2.工藝流程圖：酸堿廢水1設計方案： 酸堿廢水一般均采用中和法處理。學校的堿性廢水量一般均較小，且大多來源于同時有酸性廢水排出的實驗室，常采用直接排入酸性廢水系統(tǒng)內(nèi)相互中和的方法，混合后的余酸則進一步用堿性物質(zhì)中和。酸性廢水常用的中和處理方法有：酸堿廢水相互中和法、過濾中和法、投藥中和法等，根據(jù)廢水水質(zhì)情況進行選用。酸堿廢水相互中和法   廢水按一定的酸堿當量關(guān)系進行中和反應，當酸堿廢水量和濃度波動較大或酸堿當量不平衡時，設調(diào)節(jié)池均化或加中和劑進行補充中和處理。過濾中和法   酸性廢水通過石灰石、白云石等堿性濾料層，使廢水與中和劑充分接觸進行中和反應，適用于處理較潔凈的單純酸性廢水，中和后的出水含有CO2，pH值一般為45，達不到排放標準，需進行曝氣以除去CO2提高pH值，當廢水含懸浮雜質(zhì)較多時，在過濾中和前要經(jīng)過沉淀預處理。過濾中和法一般有普通過濾中和法、升流式膨脹過濾中和法、滾筒過濾中和法等。2. 工藝流程：重金屬廢水處理 1設計方案：氫氧化物沉淀法 ： 往重金屬廢水中加入堿性溶液，利用OH一與重金屬離子反應生成難溶的金屬氫氧化物沉淀，通過過濾予以分離。氫氧化物沉淀法包括分步沉淀法和一次沉淀法兩種。分步沉淀法是分段加入石灰乳，利用不同的金屬氫氧化