環(huán)工81301王建新130009122

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10-25mg/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）（第五組）解：由題意得，活性炭的投加量為1025mg/L第一點投加量：X1=10+0.618(25-10)=19.0mg/L第二點投加量：X2=10+0.382(25-10)=16.0mg/L由實驗結果知：比好，則舍去19.025mg/L的部分。第三點投加量：X3=10+0.38

2、2(19.0-10)=13.0mg/L根據比好，所以舍去16.019.0mg/L部分第四點投加量：X4=10+0.382(16.0-10)=12.0mg/L由實驗結果知：比好，所以第三點的投加量X3留下，且第三點為粉末活性炭用量的最佳點。則粉末活性炭的用量為:X3=13.0mg/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，判斷測試數據中是否有離群數據。（本題5分）nXnXnX備注1297962639112626表中22為學號的最后兩位數2332273108123576327658267213346943506929601427065274

3、8103222152822 解：nx平均值xi-x（xi-x）2129793008-2984123322300831498596327653008-24359049435063008498248004527483008-26067600626393008-36913616173108300810010000826723008-336112896929603008-4823041032223008214457961126263008-382145924123576300856832262413346930084612125211427063008-302912041528223008-18634

4、596平均值3008標準差325.38極限誤差976.142031.8639843. 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、1.124、1.021、0.979、1.226、0.938、0.990、0.722，懸浮物（SS）去除效率（%）分別為72、73、80、71、62、79、62、69、62。試分析實驗結果，并找出制革廢水進

5、行混凝沉淀處理時其控制條件的較佳值組合。（本題15分）解：（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%YABC115201.122722110401.11973 3115601.12480 455401.02171 5510600.979 62 6515201.226 79 795600.938 628910200.99069 9915400.72262指標因素 K值XAXBXCY%AY%BY%C

6、K13.3653.0813.338225205220K23.2263.0882.862212204206K32.653.0723.041193221204K1平均1.1221.0271.1137568.3373.33K2平均1.0751.0290.95470.676868.67K3平均0.881.0241.01464.3373.6768R0.2420.0050.15910.675.675.334. 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

7、負荷123456780.1511.912.212.312.211.811.912.212.20.2516.316.215.715.216.416.316.215.90.3521.521.221.722.021.221.922.221.7(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)解：污泥負荷出水水質序號A1=0.15A2=0.25A3=0.35111.916.321.5212.216.221.2312.315.721.7412.215.222.0511.816.421.2611.916.321.9712.216.222.2812.215.921.7 96.7128.217

8、3.4398.3 ()9350.8916435.2430067.5655853.69 1169.112055.563759.366984.03方差來源離差平方和自由度均方F污泥SA371.592185.7961681.41誤差SE2.32210.1105總和ST371.5323（1） 統(tǒng)計量：P=1/n()=1/24*398.3=6610.12 Q=1/8*55853.69=6981.71 W=6984.03（2） 離差平方和：SA=Q-P=371.59 SE=W-Q=2.32（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

9、平均=1681.41查表的=3.47，F=1681.41,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12.087516.02521.675二、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程。（本題15分）答：實驗步驟及實驗操作過程： a.熟悉攪拌機、濁度儀的使用。 b.測原水水溫，濁度，pH值 c.用1000mL量筒量取水樣至12只1000mL燒杯中。設計最小加藥量和最大加藥量，利用均分

10、法確定第一組實驗水樣的混凝劑投加量。 d.設定攪拌機運行程序，快速（如300r/min）運轉30s，達到充分混合的目的，中速運轉（如120r/min）攪拌5min，慢速（如80r/min）攪拌10min。 f.將第一組水樣置于攪拌機中。 g.用移液管分別移取計算投藥量至加藥試管中。 h.啟動攪拌機運行程序，用洗瓶向加藥試管中注入23mL清水進行洗滌，并將洗滌水倒入反應燒杯內。 i.攪拌過程中，注意觀察并記錄實驗現象。攪拌過程結束后，靜沉10min，并觀察記錄反應沉淀的過程。與此同時，再將第二組水樣置于攪拌機下。 j.第一組靜沉10min后用注射器每次吸取水樣杯中上清液約100mL（夠濁度儀、p

11、H計測定即可），置于洗凈的200mL燒杯中，測濁度及pH并記入表中。2. 某類廢水進行了沉淀試驗，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）解：如圖所示3.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

12、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：該大學廢水類型主要有有機廢水和重金屬廢水以及酸堿廢水。（1）、酸堿廢水處理采用投藥中和法，中和劑采用石灰、電石渣、碳酸鈉或氫氧化鈉等。石灰來源廣泛，價格低廉，

13、采用較多。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。流程：酸堿廢水 中和曝氣池 提升泵 一級中和池 絮凝反應室 沉淀池 匯入生活污水調節(jié)池 設施：廢水調節(jié)池(其容積一般為貯存23h廢水量)、藥劑制備與自控投配設施、設機械攪拌裝置的中和反應槽、混凝一沉淀池、污泥濃縮與泥渣脫水設施等。再生液儲槽（2）、重金屬廢水處理（采用離子交換法）廢水 砂率器 集水池 離子交換器 RH ROH 洗脫液罐 集液池由于重金屬廢水中的重金屬大多以離子狀態(tài)存在，所以用離子交換法處理能有效地除去和回收廢水中的重金屬。采用微波輻射促進化學反應技術，引用氧化還原引發(fā)體系，可在纖維素上接枝丙烯酸/丙烯酰胺來合

14、成具有特定功能的吸附樹脂。研究表明:在最佳的合成工藝條件下，樹脂對Cu2+的吸附率為99.2%，吸附容量為49.6 mg/g,用8%NH3H2O作為淋洗液對樹脂洗脫再生，洗脫率在85%以上。大昂吸附樹脂重復使用7次時，對重金屬離子的吸附率仍可保持在90%以上,具有良好的再生使用壽命。超級吸水樹脂 SAPC 也可以脫除廢水中的重金屬離子，SAPC對Cr3+，Co2+離子的富集能力強，對Hg2+，Pb2+，Ni2+富集能力次之。（3）、有機廢水處理因為處理要求是CODCr=500-2000mg/L、NH3-N=5-40mg/L，所以采用AB法處理進水旋流沉砂池 提升泵房粗格柵/進水間細格柵/配水井吸附池中間沉淀池曝氣池 回流污泥 回流污泥出水二沉池實驗設備：粗格柵細格柵，旋流沉沙池，吸附池，曝氣池，活性污泥。工作機理：1：開放式系統(tǒng)原理AB工藝中不設初沉池，從而使污水中的微生物在A段得到充分利用，并連續(xù)不斷的更新，使A段形成一個開放性的、不斷由原污水中生物補充的生物動態(tài)系統(tǒng)。2：微生物的生物相及其特性A段內微生物活性強、世代期短、具有很強的吸附能力。當A段以兼氧的方式運行時，由于供氧較低，高活性微生物為了滿足自身代謝能量的要求，被迫對在好氧條件下不易分解的有機物進行