作者：赵素芬 主编
出版社：化学工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
水处理工程例题与习题集试读：
前言
水处理工程是环境工程专业的一门专业主干课程，课程所涉及的知识点和公式很多，为了帮助广大师生和工程技术人员更好地掌握水处理工程的原理及设计内容，编者结合多年的教学实践，并参考相关文献资料，编写了这本习题集，作为学习水处理工程的参考书籍。
本书中包含大量的习题，题型包括填空题、选择题、问答题、计算题，每道题都附有参考答案，有些参考答案还给出了具体的计算过程。
本书实用性强，可作为高等学校环境工程、给水排水工程、城市市政工程等相关专业师生的学习用书，也可作为注册环保工程师、注册公用设备工程师（给水排水）等相关考试的参考用书。
本书第一章～第八章由东华理工大学赵素芬编写，第九章～第十二章由浙江工业大学邓靖编写，东华理工大学王学刚、王光辉老师提供了大量的资料，并参加了部分内容编写工作，全书由赵素芬统稿，并作最后修订。
在本书编写过程中，得到了东华理工大学环境工程专业2011级同学的支持，参与了本书的文字整理工作，在此表示深深的感谢。同时对本书编写过程中参考的文献资料的作者和单位，表示诚挚的谢意。
由于编者时间和水平所限，书中不妥之处在所难免，衷心希望读者给予批评指正。编者2015年5月第一章 水资源与水环境污染第一节 概 述（一）水资源循环与分布特征（1）水资源的特征 水资源的特征包括资源的循环性、 储量的有限性、分布的不均匀性、 利用的多样性、利害的两重性。我国水资源呈现出时间和空间分布不均匀性。（2）水的循环
①自然循环。自然界中的水并不是静止不动的。它们在太阳能的作用下，通过海洋、湖泊、河流等广大水面以及土壤表面、植物茎叶的蒸发和蒸腾形成水汽，上升到空气中凝结为云，在大气环流（风）的推动下运移到各处。在适当的条件下又以雨、雪等形式降落下来。这些降落下来的水分，在陆地上分成两路，一路在地面上汇集成江河湖泊，称为地表径流；另一路渗入地下，称为地下径流。这两路水流有时相互交流转换，最后注入海洋。
②社会循环。由人的社会需要而促成的循环，称为水的社会循环。它是直接为人们的生活和生产服务的。取之自然而直接供生活和生产（特别是工业生产）使用的水，称为给水；使用后因丧失原有使用价值而废弃外排的水，称为废水。为保证给水能满足用户的使用要求（水量、水质和水压）而采取的整套工程设施，称为给水工程。为保证废水（有时也包括部分雨水）能安全排放或再用而采取的整套工程设施，称为排水工程。给水工程和排水工程构成了水的社会循环。（二）水环境污染（1）基本概念 水环境污染是指气态、固态和液态污染物进入水体中，导致水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化，破坏了水体固有的生态平衡和正常功能的现象。（2）水环境污染的危害 水环境污染造成的危害是多方面的，包括对公共事业、工业生产、农业生产、人体健康、水资源、耕地及旅游资源的危害等。其对人类的危害主要表现在对人体健康产生危害、 影响工农业生产和干扰自然界的生态系统三方面。（3）废水的分类与特征 按来源特征，废水大体可分为生活污水、 工业废水、 城市污水。（4）废水中的污染物种类 废水中污染物可分为物理的、化学的及生物的三大类。按污染物的物理形态和物理化学性质，大致可分为固体污染物、有机污染物、有毒污染物、营养性污染物、生物污染物、感官污染物、酸碱污染物、热污染物及其他污染物等。（三）水质指标（1）物理性水质指标 包括感官性水质指标、固体物质及电导率等指标。感官性水质指标包括温度、 色度、浊度、 臭味等； 固体物质包括总固体（TS）、悬浮固体（SS）、 溶解固体（DS）；电导率表征水中溶解性盐类的含量。（2）化学性水质指标 可分为无机物指标和有机物指标。 表征水中无机物组分的性质和指标有pH值、碱度、硬度、氮、磷、硫、氯化物及重金属等； 有机物指标包括生化需氧量（BOD）、化学需氧量（ COD）、总有机碳（TOC）以及总需氧量（TOD）等。（3）生物指标 检测指标有大肠菌群数（或称大肠菌群值）、大肠菌群指数、病毒及细菌总数。第二节 例 题【例题1-1】 三种不同污水水样在20℃下的BOD均为350mg/5-1-1-1L，而它们的k值分别为0.25d、0.36d和0.47d，试求每种水1（20）样的完全生化需氧量。
解：假定废水有机物含量为L，20℃时的BOD满足下式：05BOD=L［1-］50
而完全生化需氧量BOD=L，所以u0【例题1-2】 一学生测某废水的生化需氧量，星期二将水样放入25℃的培养箱内，到下星期一才作培养后测定，得BOD值为206mg/L。-1已知此废水20℃的k=0.17d，试求它的BOD。1（20）5
解：求25℃时的耗氧速率常数k：1（25）
假定废水有机物含量为L，20℃时的BOD满足下式：05
根据题意，该学生测得的结果为25℃时的6天生化需氧量，满足下式：
故20℃时BOD为：5第三节 习 题答案（一）填空题（1）水的硬度包括 、 、 。（2）天然水包括 和 。（3）天然水中的主要杂质包括 、 和 。（4）水中的 、 总和称为硬度。（5）碱度指水中含有能接受 物质的量。（6）酸度指水中含有能接受 的物质的量。（7）水的循环包括 和 。（8）通常采用 、 、 、 等来表示水质有机物的含量。（二）判断题（1）水中胶体状杂质全部是有机杂质。（ ）（2）水的含盐量越大，则水的硬度越大。（ ）（3）COD是衡量水里有机物含量的指标，COD越小，说明水受有机物污染越严重。（ ）（4）天然水中，碱度主要是由HC盐类构成。（ ）-（5）OH和HC不能在水中同时存在。（ ）（6）pH越高则水的酸度越大。（ ）（7）水的pH值表示水中氢离子的总含量。（ ）（8）非碳酸盐硬度又称暂时硬度。（ ）（9）水的暂时硬度主要由酸式碳酸盐组成，经加热后可去除。（ ）2+2+（10）Ca、Mg和HC所形成的硬度叫永久硬度。（ ）2+2+（11）水中的硬度大小就是指水中Ca、Mg含量的多少。（ ）（12）天然水中的钙、镁离子，主要来源于钙、镁碳酸盐被含 CO水溶解所致。（ ）。2（13）当水的pH≥8.3时，表明天然水中不存在CO。（ ）2（14）水的电导率反映水中的含盐量的多少。（ ）（15）水中污染物按物理形态分为非溶解性物质、胶体物质和溶解性物质。（ ）（16）人工合成的有机物质大多易于被微生物降解。（ ）（17）氮、磷对人类形成直接毒害作用。（ ）（18）污水中pH值表示酸碱度。（ ）（19）天然水中杂质按颗粒大小分为三类，即悬浮物、溶解性物质和气体物质。（ ）（20）COD是指高锰酸钾需氧量。（ ）（21）化学需氧量以氧的毫克/升来表示。（ ）（22）pH值不受水温影响。（ ）（三）单选题（1）杂质在水中的存在状态可分为悬浮物、（ ）和溶解物。
A.藻类
B.胶质
C.金属离子
D.单质（2）非碳酸盐硬度又称（ ）。
A.暂时硬度
B.负硬度
C.永久硬度（3）水中杂质的种类很多，按其性质可分为（ ）。
A.无机物和有机物
B.无机物和有机物
C.有机物和微生物
D.无机物、有机物和微生物3-（4）有一含氰有机废水，最大流量为0.1m/s，CCN=10mg/L，3欲排入一条属于V类水体的河流，河水的最小流量为0.9m/s，则估计废水需处理（ ）。（已知V类水体氰化物质量标准为0.2mg/L，二级排放标准为0.5mg/L，取混合系数α=0.75）
A. 95%
B. 97%
C. 98%
D. 99.5%（5）如果废水中各种有机物的相对组成没有变化，下列说法正确的是（ ）。
A. TOD>COD>BOD>BOD205
B. COD>TOD>BOD>BOD205
C. BOD>TOD>COD>BOD205
D. BOD>BOD>COD>TOD520（6）我国污水排放标准控制形式可分为浓度标准和总量控制标准，下列关于排放控制标准的描述正确的是（ ）。
A.浓度标准可保证受纳水体的环境质量；总量标准指标明确统一，方便执行
B.浓度标准规定了排出口的浓度限值；总量标准规定了与水环境容量相适应的排放总量或可接纳总量
C.浓度标准和总量标准都可以通过稀释来达到相应标准
D.地方标准一般都是浓度标准，便于执行；国家标准一般都是总量标准，便于控制流域水环境质量（7）水环境的污染源有许多方面，但最普遍最重要的污染源为（ ）。
A.排放的各类废水
B.酸雨
C.固体废物渗滤液
D.大气中的有害沉降物（8）按来源分类，下列选项中不属于污水范畴的是（ ）。
A.降水
B.工业废水
C.生活污水
D.回用中水（9）我国的水资源状况是以下的何种情况（ ）。
A.总量不少，地表水远多于地下水，人均资源量低于世界水平
B.总量不少，地下水远多于地表水，人均资源量低于世界水平
C.总量不少，地表水远多于地下水，人均资源量与世界水平持平，但河川径流量具有时空分布极不均匀的特点
D.总量不少，地下水远多于地表水，人均资源量与世界水平持平，但河川径流量具有时空分布极不均匀的特点（10）城市可被利用的水资源可概括为3种，以下何项表述是正确的（ ）。
A. 地下水、地表水、海水
B. 淡水、海水、地表水
C. 地下水、淡水、废水
D. 淡水、海水、废水（11）污水中污染物按自然组成分为（ ）两类。
A.重金属、非金属
B.非金属、有机物
C.无机物和非金属
D.有机物和无机物（12）污水pH=8，污水呈（ ）性。
A.酸
B.碱
C.中
D.阳（13）耗氧物质的污染指标为（ ）。
A. BOD、SS、TOD
B. SS、COD、BOD
C. COD、BOD、TOD
D. TOD、SS、BOD（14）非重金属的无机毒性物质为（ ）。
A.氰化物、砷化物
B.砷化物、酚
C.酚、汞
D.汞、砷化物（15）COD是指（ ）。
A.生物化学需氧量
B.化学需氧量
C.总需氧量
D.高锰酸钾需氧量（16）酸碱的危害包括（ ）。
A.毒害作用
B.腐蚀设备、管道
C.使生物中毒
D.没有危害（17）污水呈酸碱性，一般都用（ ）表示。
A. pH值
B. COD
C. SS
D. TOC（18）氮磷等物质对人类（ ）直接毒害作用。
A.有
B.无
C.无定论
D.氮无、磷有（19）引起富营养化的物质是（ ）。
A.硫化物、氮
B.氮、磷
C.磷、有机物
D.有机物、硫化物（20）感官性污染指（ ）。
A.颜色
B.嗅、颜色
C.嗅、颜色、味
D.颜色、嗅、味、水温（21）COD的测定是用（ ）。
A.氧化还原法
B.沉淀法
C.重量法
D.其他（22）溶解氧的测定用（ ）。
A.氧化还原法
B.沉淀法
C.重量法
D.其他（23）水中杂质按尺寸大小通常可以分为（ ）。
A. 1类
B. 2类
C. 3类
D. 4类（24）（ ）指标采用散射原理测定。
A.溶解性总固体
B.浊度
C.有机物
D.悬浮物（25）《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）中反映水中有机物含量的综合指标为（ ）。
A. COD
B. BOD5
C. CODMn
D. TOC（26）《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中的（ ）水体适合集中式生活饮用水地表水源地二级保护区。
A. Ⅰ类
B. Ⅱ类
C. Ⅲ类
D. Ⅳ类（27）下列关于城镇污水组成的说法中，正确的是（ ）。
A.城镇污水由居民生活污水、工业废水和入渗地下水组成，在合流制排水中还包括被截流的雨水
B.城镇污水由综合生活污水、工业废水组成，在合流制排水中还包括被截流的雨水
C.城镇污水由综合生活污水、工业废水和入渗地下水组成，在合流制排水中还包括被截流的雨水
D.城镇污水由居民生活污水、工业废水组成，在合流制排水中还包括被截流的雨水（28）5日生化需氧量（BOD）约为第一阶段生化需氧量的（ 5 ）。
A. 70%～80%
B. 5%
C. 20%～30%
D. 95%（29）一般认为，当废水中的BOD/COD为（ ）时，适宜5Cr采用生化处理
A.<0.25
B.<0.3
C.>0.3
D.>1.0（30）一般情况下，生活污水的有机物综合指标之间的关系是（ ）。
A. COD>TOD>BOD>TOC>BODCr520
B. COD>TOD>BOD>BOD>TOCCr205
C. TOD>TOC>COD>BOD>BODCr205
D. TOD>COD>BOD>BOD>TOCCr205（31）下列关于工业废水的分类方法中，不正确的是（ ）。
A.按废水中所含污染物的主要成分分类
B.按废水中所含污染物的性质分类
C.按废水中所含污染物的适用的处理方法分类
D.按废水中所含污染物处理的难易程度分类（32）污水中含氮化合物有四种形态，是指（ ）。
A.总氮、有机氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮
B.有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮
C.有机氮、凯氏氮、氨氮、硝酸盐氮
D.总氮、氨氮、凯氏氮、硝酸盐氮（33）下列关于污水中固体物质的叙述中，不正确的是（ ）。
A.固体物质浓度是主要的污染指标之一
B.固体污染物只分为有机、无机和生物固体
C.总固体指标是悬浮固体和胶体态固体的总和
D.悬浮固体中含有挥发性和灰分成分（四）多选题（1）下列关于水资源的论述中，正确的是（ ）。
A.淡水是一种有限的资源
B.地球水圈中的淡水仅占2.53%
C.在一定的技术经济条件下可以为人们所用的淡水不足地球总水量的1%
D.很多国家和地区存在水资源紧缺问题（2）我国水资源的特点是（ ）。
A.总量较丰富
B.人均水资源占有量较少
C.时间分布极不均匀
D.水源污染严重（3）污水中含氮化合物的形态有（ ）。
A.总氮
B.凯氏氮
C.有机氮和氨氮
D.亚硝酸盐氮和硝酸盐氮（4）表征污水中有机物浓度的综合指标主要有（ ）。
A. COD和BOD
B. TOC和TOD
C.蛋白质、脂肪、碳水化合物
D.悬浮有机物、胶体有机物、溶解性有机物（5）污水生物性质的检测指标主要有（ ）。
A.霍乱菌
B.细菌总数
C.总大肠菌群氮
D.病毒（6）水体是指（ ）。
A.蓄积在天然洼地中或人工池塘中的水
B.被水覆盖地域的自然综合体
C.包括水中悬浮物、底物及水生生物
D.被人类活动破坏的河流、湖泊、池塘等（7）水体物理性污染是指（ ）。
A.腐殖质、泥土和浮游生物造成的污染
B.水温、色度、臭味造成的污染
C.悬浮物及泡沫等造成的污染
D.颜料及铁、锰等金属离子造成的污染（8）水体中的无机污染是指哪几项（ ）
A.酸碱及无机盐污染
B.氮、磷的污染
C.固体物质的污染
D.重金属的污染（五）问答题（1）水中的碱度和硬度有怎样的关系？（2）水的暂时硬度主要由酸式碳酸盐组成，经加热后可去除，其原理是什么？（3）简述水资源的定义及特征。（4）什么是水的自然循环和社会循环？（5）什么是水环境污染？其造成的危害有哪些？（6）废水中污染物的种类有哪些？（7）BOD、COD两者的优缺点如何？ BOD和COD的差值与比值表示什么意义？其大小对水处理有何指导作用？（8）试讨论有机物好氧生物氧化的两个阶段。什么是第一阶段生化需氧量？什么是完全生化需氧量？为什么通常所说的生化需氧量不包括硝化阶段对氧的消耗量？（9）与废水处理后排放有关的国家水质标准有哪些？（10）《地表水环境质量标准》将地表水分为几类？（六）计算题（1）某工业区生产废水和生活污水的混合废水的BOD为300mg/5-1L（20℃），它的第一阶段生化需氧量是多少？（假定k=0.23d）1（2）某废水的BOD=210mg/L，试求此废水的BOD5（20）10（20）-1以及第一阶段生化需氧量，假定k=0.17d。假设上述废水改放1（20）在30℃条件下培养测定，试问5d的BOD应该是多少mg/L？第二章 水体自净与水环境保护第一节 概 述（一）水体的自净作用
污染物随污水排入水体后，经过物理、化学与生物化学作用，使污染物的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分地或完全地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化。水体所具备的这种能力称为水体自净能力或自净容量。
水体自净按净化机理可分为：①物理净化作用，包括稀释、混合、沉淀与挥发；②化学净化作用，如氧化还原、酸碱反应、吸附与凝聚；③生物化学净化作用。（二）水体水质模型（1）零维水质模型 适用条件为：①河流充分混合段；②持久性污染物；③河流为恒定流动；④废水连续稳定排放。
①通用的点源稀释混合模型：
式中 C——污染物浓度，mg/L；3
Q——废水排放量，m/s；P
C——污染物排放浓度，mg/L；P3
Q——河流流量，m/s；E
C——河流来水中的污染物浓度，mg/L。E
②盒模型的基本方程为：3
式中 V——湖泊中水的体积，m；3
Q——平衡时流入与流出湖泊的流量，m/s；
C——流入湖泊的水量中水质组分浓度，mg/L；e
C——流出湖泊的水量中水质组分浓度，mg/L；
S——流入、流出湖泊的其他污染源中的污染物量，mg/d；c-1
k——水质组分在湖泊中的反应速率常数，d。（2）一维水质模型
①对于河流而言，如对水体管理精度要求不严，且河段长度大于下式的计算结果，可以采用一维水质模型进行模拟。具体方程为：
式中 L——混合过程河段极限长度，m；
B——河流宽度，m；
l——排放口距近岸水边的距离，m；
u——河流断面平均流速，m/s；
H——河流断面平均水深，m；2
g——重力加速度，m/s；
I——河段坡度。
②在离散作用时，描述河流污染物一维衰减规律的微分方程为：
积分得：
式中 x——沿程距离，km；
K——综合降解系数，1/d；
C——沿程污染物浓度，mg/L；
C——前一个节点后污染物浓度，mg/L。0（3）二维水质模型 平直河道，当稳定点源的排放速率是M（单位时间排放量），排放口在无限水域中的平直河道解析解为：（4）三维水质模型
式中 u，u，u——x、y、z方向的水流速度，m/s；xyz3
D，D，D——x、y、z方向的紊动扩散系数，m/s；xyz
∑S——意义同前。（三）河流氧垂曲线
河流中BOD和DO的变化曲线见图2-1。5图2-1 河流中BOD和DO的变化曲线5（1）有机物耗氧动力学L=Lexp（-Kt）t01或 L=Lt0
式中 L——有机物总量，即氧化全部有机物所需要的氧量，0也即河水在允许亏氧的条件下，可以氧化的最大有机物量；
L——t时刻水中残存的有机物量；t
t——时间，d；
k，K——耗氧速率常数，k=0.434K。1111
耗氧速率常数K或k因污水性质不同而异，须经实验确定。生活11污水排入河流后，k值见表2-1。1表2-1 生活污水耗氧速率常数k值1
表2-1中，不同水温时的耗氧速率常数k可用下式互相换算：1
式中 k、k'、k——分别为温度为T、T℃时的耗氧速率常122012数，k=0.1；20
θ——温度系数，θ=1.047。（2）溶解氧变化过程动力学
式中 k——复氧速率常数，与水温、水文条件有关，其数值列2于表2-2中。表2-2 复氧速率常数k值2
积分解为：
式中 D——废水排入河流t时刻后，河水与废水混合水中的亏t氧量；
D——废水排入点处河水与废水混合水中的亏氧量；0
k，k——分别为耗氧速率常数和复氧速率常数。12
氧垂点的时间t：c
式中 t——从排污点到氧垂点所需的时间，d；c
D——临界点的亏氧值，mg/L。c（四）水环境保护（1）水体水质评价
①综合污染指数（K）法
式中 C——地面水体各种污染物的统一最高允许指标，水库Kk为0.1；
C——各种污染物的地面水环境质量标准，mg/L；oi
C——各种污染物的实测浓度，mg/L。i
②水质质量系数（P）法（2）水环境容量 水环境容量是指在满足水环境质量标准的条件下，水体所能接纳的最大允许污染物负荷量，又称水体纳污能力。
河流的水环境容量函数关系表达：W=f（C，C，x，Q，q，t）0N
式中 W——水环境容量，用污染物浓度乘以水量表示，也可用污染物总量表示；
C——河水中污染物的原有浓度，mg/L；0
C——地面水环境质量标准，mg/L；N
x，Q，q，t——分别表示距离、河流流量、排放污水量和时间。（五）废水处理基本方法与系统（1）基本方法 现代废水处理新工艺的基本单元，采用物理方法、化学方法、物理化学方法和生物方法。（2）废水处理系统
①城市污水处理系统。城市污水处理系统目前应用的有一级处理、二级处理、三级处理以及污泥的处理与处置，典型的二级处理工艺流程如图2-2所示。图2-2 城市污水处理工艺流程
②工业废水处理系统。按工艺流程的程序，也可分为预处理、主处理和后处理（深度处理）以及污泥处理系统，见图2-3。图2-3 工业废水处理工艺流程
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]