水质工程学(下)考试复习资料
1. 解释生化需氧量BOD 在水温为20度的条件下，由于微生物的生活活动，将有机物氧化为无机物所消耗的溶解氧量。
2. 解释化学需氧量COD 用强氧化剂，在酸性条件下，将有机物氧化为CO2与H2O所消耗的氧量。
3. 解释污泥龄曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比，即活性污泥在曝气池内的平均停留时间。
4. 绘图说明有机物耗氧曲线
5. 绘图说明河流的复氧曲线
6. 解释自由沉降当悬浮物质浓度不高时，在沉淀的过程中，颗粒之间互不碰撞，呈单颗粒状态，各自独立地完成沉底过程。
7. 解释成层沉降又称区域沉淀，当悬浮物质浓度大于500mg/L时，在沉淀过程中，相邻颗粒之间相互妨碍、干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，并在聚合力的作用下，颗粒群结合成一个整体向下沉淀，与澄清水之间形成清晰的液——固界面，沉淀显示为界面下沉。
8. 解释沉淀池表面负荷的意义在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量。
9. 写出沉淀池表面负荷q0的计算公式 q=Q/A
10. 理想沉淀池的假定条件及去除率分析 (1)污水在池内沿水平方向做等速流动，水平流速为v，从入到出口的流动时间为t（2）在流入区，颗粒沿截面AB均匀分布并处于自由沉淀状态，颗粒的水平分速等于水平流速v（3）颗粒沉到池底即认为被去除。
去除率η=u/q,仅决定于表面负荷q及颗粒沉速u，而与沉淀时间无关。
11. 曝气沉砂池的优点平流沉砂池主要缺点是沉砂池中夹杂有15%的有机物，使沉砂的后续处理增加难度，故需配洗砂机，把排砂经清洗后，有机物含量低于10%，称为清洁砂，再外运，曝气沉砂池可克服这一缺点。
12. 说明初次沉淀池有几种型式平流式沉淀池、普通辐流式沉淀池、向心辐流式沉淀池、竖流式沉淀池、斜板（管）沉淀池
13. 说明沉淀有几种沉淀类型自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀（成层沉淀）、压缩
14. 说明沉砂池的作用去除比重较大的无机颗粒。
15. 绘图解释辐流沉淀池的工作原理，辐流沉淀池的进水和出水特点普通辐流式沉淀池中心进水，周边出水，中心传动排泥。进水管设穿孔挡板，变速水流，中心流速最大，沉下的颗粒也是中心最大，向四周逐渐减小，出水用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣。
16. 解释向心辐流沉淀池的特点向心辐流式沉淀池周边进水，中心出水。流入槽采用环形平底槽，等距设布水孔导流絮凝区的宽度与配水槽等宽，沉淀池的表面负荷可高于普通辐流式2倍，流水槽，可用锯齿堰出水。
17. 解释竖流沉淀池的特点竖流沉淀池可用圆形或正方形，沉淀区呈圆柱形，污泥斗呈截头倒锥体。污水从中心管自上而下，经反射板折向上流，沉淀水用设在池周的锯齿溢流堰，溢入出水槽。水流速度向上。
18. 解释浅层沉降原理池长为L，池深为H，水平流速v，颗粒沉速为u，理想状态下L/H=v/u，可见L与v不变时池深H越浅，可被除去的悬浮颗粒也越小。
19. 说明二次沉淀池里存在几种沉淀类型、为什么自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀（成层沉淀）、压缩
20. 活性污泥的定义及组成定义：污水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的黄褐色絮凝体，其中含有大量活性微生物，这种污泥就是活性污泥。组成：（1）具有代谢功能活性的微生物群体（2）微生物内源代谢、自身氧化物的残留物（3）由原污水夹入的难为细菌降解的惰性有机物（4）由污水夹入的无机物质
21. 绘图说明活性污泥增长曲线（1）适应期。微生物细胞内各种酶系统对新培养基环境的适应过程，初期微生物不裂殖，数量不增加；后期，细胞开始分裂、增殖。（2）对数增长期。营养物质非常充分，不是微生物增殖的控制因素。增值速度与时间呈直线关系。（3）减速增殖期。微生物大量繁殖，营养物质被大量耗用，营养物质逐步成为微生物增殖的控制因素，微生物增殖速度慢，几乎与细胞衰亡速度相等，微生物活体数达到最高水平，趋于稳定。本期末端，由于微生物增殖数抵不上衰亡数时，曲线开始出现下降趋势。（4）内源呼吸期。营养物质继续下降，开始利用体内物质进行内源代谢。多数细菌进行自身代谢二逐步死亡，只有少数细胞继续裂殖，活菌体数大为下降，曲线呈下降趋势。综述，决定微生物活体数量和增殖曲线上升、下降走向的主要因素是周围环境中营养物质的多寡。
22. 说明生物絮体形成机理当曝气池内有机营养物质降到一定程度，细菌增殖速度低下或停止，处于内源呼吸期或减速增殖期后段，运动性能微弱，动能很低，不能与范德华力相抗衡，并且在布朗运动的作用下，菌体相互碰撞，相互结合，形成菌胶团，同时也吸附了微小颗粒和可溶性有机物。
23. 解释混合液浓度MLSS和MLVSS
MLSS即混合液悬浮固体浓度，表示的是在曝气池单位容积混合液内所有的活性污泥固体物的总重量MLSS=Ma+Me+Mi+Mii MLVSS即混合液挥发性悬浮固体浓度，表示的是混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度。
MLVSS=Ma+Me+Mi
24. 解释污泥沉降比 SV，污泥指数 SVI
污泥沉降比SV，单位mg/L混合液，指混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率，以%表示。它能够反映曝气池运行过程的活性污泥量，可用以控制、调节剩余污泥的排放量，还能通过它及时地发现污泥膨胀等异常现象的发生。
污泥指数SVI，单位ml/g，物理意义是在曝气池出口处的混合液，在经过30min静沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积，以ml计。SVI=SV/MLSS.SVI值过低，说明泥粒细小，无机质含量高，缺乏活性；过高，说明污泥的沉降性不好，并且已有产生膨胀现象的可能。
25. 回流污泥浓度、污泥回流比及计算回流污泥量QR=RQ,R=X/Xr-X X混合液污泥浓度，Xr回流污泥浓度。污泥回流比：回流污泥量与污水流量的比值。
26. 解释BOD污泥负荷率,容积负荷率及计算公式 BOD污泥负荷率表示的是曝气池内单位重量（kg）活性污泥，在单位时间（1d）内能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量。
负荷率Ns=F/M=QSa/XV [kgBOD/(kgMLSS×d)]
Q：污水流量，m3/d,Sa:原污水中有机污染物（BOD）的浓度，mg/L，V曝气池容积，X：混合液悬浮固体（MLSS）浓度，mg/L。
容积负荷Nv=QSa/V [kgBOD/(m3曝气池×d)]，即单位曝气池容积在单位时间内，能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量。
27. 解释活性污泥反应的影响因素营养物质平衡、溶解氧量、pH值、水温、有毒物质
28. 剩余污泥量计算公式剩余污泥量Qs=△X/fXr，△X：挥发性剩余污泥量，f约为0.75，Xr：回流污泥浓度
29. 微生物的总需氧量计算公式包括对有机污染物的氧化分解和自身内源代谢两部分
30. 解释传统活性污泥法的运行方式及优缺点
运行方式：原污水从曝气池首端进入池内，由二次沉淀池回流的回流污泥液同步注入。污水与回流污泥形成的混合液在池内呈推流形式流动至池的末端，流出持外流入二次沉淀池，在这里处理后的污水与活性污泥分离，部分污泥回流曝气池，部分污泥作为剩余污泥排出系统。
优点：传统活性污泥法对污水处理的效果极好，BOD去除率可达90%以上，适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水。
缺点：曝气池首端有机污染物负荷高，耗氧速度高，为了避免由于缺氧形成厌氧状态，进水有机物负荷不宜过高，因此，曝气池容积大，占用土地较多，基建费用高；耗氧速度沿池长是变化的，而供氧速度难于与其吻合适应，在池前段可能出现耗氧速度高与供氧速度的现象，池后又可能出现溶解氧过剩的现象；对进水水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质水量变化的影响。
31. 解释阶段曝气活性污泥法的运行方式及优缺点曝气活性污泥法与传统活性污泥处理系统主要不同点是污水沿曝气池的长度分散的，但均衡的进入。
32. 解释吸附——再生活性污泥法的运行方式及优缺点
运行方式：污水和经过再生池充分再生，活性很强的活性污泥同步进入吸附池，在这里充分接触30-60min，使部分呈悬浮、胶体和溶解性状态的有机污染物为活性污泥所吸附，有机污染物得以去除。混合液继之流入二次沉淀池，进行泥水分离，澄清水排放，污泥则从底部进入再生池，进行第二阶段的分解和合成代谢反应，活性污泥微生物并进入内源呼吸期，使污泥的活性得到恢复，在其进入吸附池与污水接触后，能够充分发挥其吸附的功能。
优点：（1）污水与活性污泥在吸附池内接触时间较短，因此，吸附池的容积一般较小，而再生池接纳的是已排出剩余污泥的回流污泥，因此，再生池的容积也是较小的。吸附池与再生池容积之和，仍低于传统活性污泥法曝气池的容积。（2）对水质水量的冲击负荷具有一定的承受能力。
缺点：处理效果低于传统法和不易处理溶解性有机污染物含量较多的污水。
33．解释完全混合池的运行方式及优缺点
运行方式：污水与回流污泥进入曝气池后，立即与池内混合液充分混合，可以认为池内混合液是已经处理而未经泥水分离的处理水。
优点：对冲击负荷有较强的适应能力，适用于处理工业废水，特别是浓度较高的工业废水；可通过对F:M值的调整，将整个曝气池的工况控制在最佳条件，在处理效果相同的条件下，负荷率较高与推流式曝气池；曝气池内混合液的需氧速度均衡，动力消耗低于推流式曝气池。
缺点：微生物对有机物的降解动力低下，活性污泥易于产生膨胀现象；处理水水质低于采用推流式曝气池的活性污
泥法系统，
34．绘图说明传统活性污泥法、阶段曝气活性污泥法、吸附——再生活性污泥法、完全混合池的各自BOD降解曲线（同81）
35．绘图说明间歇式活性污泥法的运行特点
运行方式：间歇式运行，分为流入，反应，沉淀，排放，待机五步。
工艺特点：（1）不需设污泥回流设备，二次沉淀池，建设费用低（2）一般不设调节池（3）SVI值较低，不产生污泥膨胀（4）可以进行脱氮除磷（5）处理水质优于连续式
36．解释活性污泥曝气池的曝气作用与原理
作用：（1）提供足够的溶解氧(2)使混合液中的活性污泥和污水充分接触
原理：
37．根据氧转移公式解释如何提高氧转移速率 dC/dt=KLa(Cs-C) （1）提高KLa值。需要加强液相主体的紊乱程度，降低液膜厚度，加速气、液界面更新，增大气液接触面积。（2）提高Cs值。提高气相中的氧分压，如采用纯氧曝气、深井曝气。
38．氧转移速率的影响因素并分析（1）污水水质：杂质影响氧的转移，特别是表面活性物质等两亲分子，在水液界面上形成一层分子膜，阻碍氧分子的扩散转移，而且水中溶解氧的饱和度也受水中盐类的影响。（2）水温：影响水的粘滞性，从而影响扩散系数，液膜厚度也随之变化，影响氧转移速率；同时影响溶解氧的饱和度，从而影响氧转移速率。（3）氧分压：影响转移氧的推动力从而影响氧转移速率；影响溶解氧的饱和度，从而影响氧转移速率。（4）气液之间的接触面积和接触时间（5）水流的紊流程度：紊流程度大则气水接触充分，氧转移速率也就提高了。（6）气泡大小：影响气水接触面
39．活性污泥的培养驯化方式异步培驯法、同步培驯法、接种培驯法。
40. 解释活性污泥系统运行中的污泥异常情况（同84）（1）污泥膨胀：污泥变质时，污泥不易沉淀，SVI值增高，污泥的结构松散和体积膨胀，含水率上升，澄清液稀少，颜色也有异变，这就是污泥膨胀。原因：主要是丝状菌大量繁殖引起，也有由污泥中结合水异常增多导致的污泥膨胀。（2）污泥解体：处理水质浑浊，污泥絮凝体微细化，处理效果变坏是污泥解体现象。原因：运行不当，如曝气过量，会使活性污泥生物-营养的平衡遭到破坏，使微生物量减少并失去活性，吸附能力降低，絮凝体缩小质密，一部分则成为不易沉淀的羽毛状污泥，处理水质混浊，SVI 值降低；也可能是由于污水中混入了有毒物质。对策：调整污水量、回流污泥量、排泥状态等指标。（3）污泥腐化：在二次沉淀池有可能由于污泥长期滞留而产生厌气发酵生成气体，从而使大块污泥上浮的现象。对策：安设不使污泥外溢的浮渣清除设备，清除沉淀池的死角地区，加大池底坡度，不使污泥滞留于池底。（4）污泥上浮：由于曝气池内污泥泥龄过长，硝化进度较高，在沉淀池底部产生反硝化，硝酸盐的氧被利用，氮即呈气体脱出附于污泥上，从而使污泥比重降低，整块上浮。对策：增加污泥回流量或及时排除剩余污泥，降低混合液污泥浓度，缩短污泥龄和降低溶解氧。（5）泡沫问题：污水中存在大量合成洗涤剂或其他起泡物质。对策：分段注水以提高混合液浓度，进行喷水或投加除沫剂，用风机机械消泡。
41. 了解莫诺方程及其应用
42. 解释生物膜的构造与净化机理构造：厌氧层、好氧层。净化机理：在生物膜内外，生物膜与水层之间进行着多种物质的传递过程。空气中的氧溶解于流动水层中，从那里通过附着水层传递给生物膜，供微生物用于呼吸；污水中的有机污染物则由流动水层传递给附着水层，然后进入生物膜，并通过细菌的代谢活动而降解。这样就是使污水在流动过程中得到净化。
43. 解释生物膜中的物质迁移在生物膜内外，生物膜与水层之间进行着多种物质的传递过程。空气中的氧溶解于流动水层中，从那里通过附着水层传递给生物膜，共微生物用于呼吸；污水中的有机污染物则由流动水层传递给附着水层，然后进入生物膜，并通过细菌的代谢活动而降解。微生物的代谢产物如H2O通过附着水层进入流动水层，并随其排走，而CO2及厌氧层分解产物如H2S、NH3及CH4等气态代谢产物则从水层溢出进入空气中。
44. 解释生物膜微生物相方面的特征（1）参与净化反应微生物多样化（2）生物的食物链长（3）能够存活时代时间长的微生物（4）分段运行与优占属种，有利于微生物新陈代谢的充分发挥和有污染物的降解。
45．了解生物滤池、生物转盘、接触氧化的工作情况及原理
46. 说明高浓度氮的如何吹脱去除
47. 解释生物脱氮原理
（1）氨化反应：在氨化菌的作用下，将化合态有机氮转变为铵态氮（2）亚硝化、硝化反应：在亚硝化细菌作用下将NH3-N转化为NO2-N，在硝化细菌的作用下，进一步氧化为NO3-N（3）反硝化：在厌氧条件下，在反硝化细菌作用下，将NO3-N、NO2-N还原成N2排出。
48. 解释A/O法生物脱氮工艺
原污水在厌氧反硝化池内，在反硝化细菌作用下，将NO3-N、NO2-N转变成N2排出；在好氧池内，BOD得到降解，同时发生氨化、硝化反应，将各种形态的氮转化为NO3-N、NO2-N。由于反硝化液回流，NO3-N、NO2-N又得到降解。影响因素：（1）温度：要适宜（2）DO：亚硝化、硝化阶段，DO不能太高或太低；反硝化阶段，控制在兼性条件下（3）PH值：最好在中性条件附近，硝化阶段产H，需要加碱（4）有机物浓度：反硝化消耗有机物（5）有毒物质的影响
49. 解释生物除磷机理，了解A/O生物除磷工艺
机理：生物除磷是利用聚磷菌一类的微生物，能够过量的，在数量上超过其生理需要，从外部环境摄取磷，并将磷以聚合的形态贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系统，达到从污水中除磷的效果。基本过程：在好氧条件下，聚磷菌对磷过剩摄取；在厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP水解，放出H3PO4。
工艺特点：（1）在反应器内停留时间较短（2）反应器内污泥浓度在2700—3000mg/L（3）BOD去除率与活性污泥系统相同，磷的去除率较好（4）污泥的肥效好（5）易沉淀，不膨胀
缺点：①除磷率难于进一步提高②在沉淀池内容易产生磷的释放现象。
50. 绘图说明A2/O法同步脱氮除磷工艺
优点：（1）达到同时去除有机物、氮、磷的多重目的，为最简单的同步脱氮除磷工艺（2）水力停留时间少于其他工艺（3）好氧、厌氧交替运行，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀问题（4）污泥中含磷浓度高，肥效高（5）运行中无需投药，两个A段只用轻搅拌，运行费用低。
缺点：（1）除磷效果很难提高，污泥增长不易提高（2）脱氮效果也很难提高（3）进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧
51. 解释生污泥、消化污泥、可消化程度生污泥包括初次沉淀污泥、剩余活性污泥、腐质污泥。生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后，称为消化污泥。可消化程度表示污泥中可被消化降解的有机物数量。
52. 解释污泥含水率污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数V1/V2=W1/W2=(100-p2)/(100-p1)=C2/C1 p1、V1、W1、C1——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度。
53. 说明污泥流动的水力特征污泥在含水率较高的状态下，属于牛顿流体，流动的特性接近水流。随着固体浓度的增高，污泥的流动显示出半塑性或塑性流体的特征，必须克服初始剪力以后才能开始流动，固体浓度越高，初始剪力越大。所以污泥流动特性不同于水流。污泥流动阻力，在层流条件下，由于初始剪力值的存在，阻力很大，因此污泥输送管道的设计，常采用较大流速，使污泥处于紊流状态。污泥流动的下临界速度约为1.1m/s，熵临界速度约为1.4 m/s,。
54. 污泥浓缩的目的：减容
55. 重力浓缩池垂直搅拌栅的作用垂直搅拌栅随着刮泥机转动，每条栅条后面，可形成微小涡流，有助于颗粒之间的絮凝，使颗粒逐渐变大，并可形成空穴，促使污泥颗粒的空隙水与气泡溢出，浓缩效果可提高20%以上。
56. 厌氧消化的影响因素，厌氧消化为什么需要搅拌
影响因素：（1）温度因素，消化反应与温度之间的关系是不连续的。（2）污泥龄与负荷（3）搅拌和混合（4）营养与C/N比（5:1）（5）氮的守恒与转化（6）有毒物质（7）酸碱度、pH值和消化液的缓冲作用
厌氧消化是由细菌体的内酶和外酶与底物进行的接触反应，因此，需要搅拌。
57. 厌氧消化的投配率投配率是每日投加新鲜污泥体积占消化池有效容积的百分数。投配率过高，消化池内脂肪酸可能积累，pH下降，污泥消化不完全，产气率降低；过低，污泥消化较完全，产气率较高，消化池容积大，基建费用增高。
58. 说明污泥的厌氧消化机理第一阶段，是在水解与发酵菌的作用下，是碳水化合物、蛋白质、脂肪水解与发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等。第二阶段，是在产氢产乙酸菌的作用下把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸。第三阶段，是通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组是对乙酸脱羧产生甲烷。
59. 解释两段厌氧消化的机理第一阶段是酸性发酵阶段，有机物在产酸细菌的作用下，分解成脂肪酸及其他产物，并合成新细胞；第二阶段是甲烷发酵阶段，脂肪酸在专性厌氧菌——产甲烷菌的作用下转化成CH4和CO2。
60. 说明厌氧消化的C/N比合成细胞的C/N约为5:1，因此要求C/N达到（10-20）：1为宜。C/N太高，细胞的氮量不足，消化液的缓冲能力低，pH值容易降低；太低，氮量过多，pH值可能上升，铵盐容易积累，会抑制消化过程。
61. 说明厌氧消化产甲烷菌的特点属于绝对厌氧菌，主要代谢产物为甲烷
62.消化污泥的培养与驯化方式逐步培养法、一次培养法
63. 说明消化池异常现象（1）气产量下降原因与解决办法①投加的污泥浓度过低，甲烷菌的底物不足，应设法提高投配污泥浓度。②消化污泥排量过大，使消化池内甲烷菌减少，破坏甲烷菌与营养的平衡。应减少排泥量。③消化池温度降低，可能是由于投配的污泥过多或加热设备发生故障。应减少投配量与排泥量，检查加温设备，保持消化温度。④消化池的容积减少，由于池内浮渣与沉砂量增多，使消化池容积减少，应检查池内搅拌效果及沉砂池的沉砂效果，并及时排除浮渣与沉砂。⑤有机酸积累，碱度不足。应减少投配量，继续加热，观察池内碱度的变化，如不能改善，应投加碱度，如石灰。（2）上清液水质恶化表现在BOD5和SS浓度增加，原因可能是排泥量不够，固体负荷过大，消化程度不够，搅拌过度。（3）沼气的气泡异常三种表现形式①连续喷出像啤酒开盖后出现的气泡，这是消化状态严重恶化的征兆。原因可能是排泥量过大，池内污泥量不足，有机物负荷过高，搅拌不充分。解决办法是减少开排泥，加强搅拌，减少污泥投配②大量气泡剧烈喷出，但产气量正常，池内由于浮渣曾过厚，沼气在层下聚集，一旦沼气穿过浮渣层，就有大量沼气喷出，对策是破碎浮渣层充分搅拌③不起泡，可暂时减少或终止投配污泥。
64. 说明污泥的好氧消化机理污泥好氧消化处于内源呼吸阶段，C5H7NO2+7O2→5CO2+3H2O+H+NO3. 在好氧消化中，氨氮被氧化为NO3，pH值降低，故需要有足够的碱度来调节，以便使好氧消化池内pH值维持在7左右。池内溶解氧不得低于2mg/L，并应使污泥保持悬浮状态，因此必须要有充足的搅拌强度，污泥的含水率在95%左右，以便搅拌。
65. 污泥机械脱水有几种方法真空过滤脱水、压滤脱水、滚压脱水、离心脱水
66. 绘图说明部分回流加压溶气气浮？
1-原水进入，2-加压泵，3-空气进入，4-压力容器罐，5-减压阀，6-气浮池，7-放气阀，8-刮渣机，9-集水系统，10-化学药液
67. 气浮方法中的表面活性剂的作用防止气泡的兼并和破灭，因而增加了泡沫稳定性。
表面活性剂性质：表面活性剂由极性—非极性分子组成，分子一端呈亲水性，另一端呈疏水性，即二亲分子，可以使疏水物质向亲水物质转移。
作用：表面活性剂对于亲水物质有利，亲水性物质转为疏水性；对疏水性物质不利，疏水性物质转为亲水性。
优缺点：①对亲水性物质有利，对疏水性物质不利②投量增加，气液界面张力减小，泡沫稳定③投量增加，ζ增大，疏水性物质严重乳化，影响吸附④投量减少，界面张力增加，使气固吸附牢固。
68. 绘图说明加压溶气气浮
69. 气浮中产生气泡的方法电解法、散气法、溶气法
70. 什么是疏水性, 亲水性物质难为水润湿的物质，即润湿接触角>90。
71. 是否任何物质都能粘附在气泡上，取决于哪些因素？不是，是有一定条件的：（1）界面张力、接触角和体系界面自由能（2）气-粒气浮体的亲水吸附和疏水吸附。
72. 记住费兰德利希与郎格谬吸附等温线公式，解释其应用
朗谬尔公式q=abC/(1+aC)→1/q=1/abC+1/b，可求a、b的值。
费兰德利希公式 q=KC1/n→lgq=lgK+1/nlgC
73. 为什么废水中的乳化油类不易相互粘聚上浮？由于水中含有两亲分子组成的表面活性物质，表面活性物质的非极性端吸附在油粒内，极性端则伸向水中，在水中的极性端进一步电离，从而导致油珠界面被包围了一层负电荷。产生双电层现象。提高了粒子的表面电位。增大了的ζ电位值不仅阻碍细小油珠的相互兼并，而且影响油珠向气泡表面的粘附，使乳化油水成为稳定体系。
74.绘图说明有明显吸附带与没有明显吸附带的穿透曲线，解释其应用
75. 简述厌氧消化过程的三阶段理论，并结合该理论简述在厌氧反应器中维持稳定pH值的重要性。
第一阶段是在水解与发酵细菌作用下，使碳水化合物、蛋白质与脂肪水解与发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等，第二阶段是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化为氢、二氧化碳和乙酸。第三阶段是通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把氢和co2转化为甲烷另一组是对乙酸脱羧产生甲烷。
PH值稳定重要性
76. 简述土地处理过程中的主要净化机理，并给出几种主要的土地处理工艺。
净化机理：（1）物理过滤。土壤颗粒间的孔隙具有截留、滤除水中悬浮颗粒的性能，污水经土壤，悬浮物被截留，污水得到净化。（2）物理吸附与物理化学吸附。（3）化学反应与化学沉淀（4）微生物代谢作用下的有机物分解工艺：慢速渗滤处理系统，快速渗滤处理系统，地表漫流处理系统，湿地处理系统，污水地下渗滤处理系统
77. 简述稳定塘中的主要净化机理，并给出几种主要的稳定塘工艺。
净化机理：经过人工适当休整的土地，设围堤和防渗层的污水池塘，主要靠自然生物净化功能使污水得到净化的一种污水生物处理技术。
稳定糖工艺：好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘、深度处理塘、控制出水塘
78．从工艺流程、工艺参数、平面布置等角度简单描述一个你所了解的城市污水处理厂（可以是你所在城市的污水厂，也可以是你曾参观过的污水厂）。
79. 请简述Orbal氧化沟与CARROUSEL氧化沟的基本构造与特点
Orbal氧化沟运行方式：多个呈椭圆形同心沟渠组成，污水首先进入最外环的沟渠，然后依次进入下一层沟渠，最后由位于中心的沟渠流出进入二次沉淀池。
CARROUSEL氧化沟：由多沟串联氧化沟及二次沉淀池、污泥回流系统组成。每组沟渠的转弯处安装一台表面曝气器。靠近曝气器的下游为富氧区，而上游为低氧区，外环可能成为缺氧区，这样的氧化沟能够形成生物脱氮的环境条件。
80. 简述影响废水好氧生物处理的主要因素
81. 普通活性污泥法、吸附再生法和完全混合法各有什么特点？在一般情况下，对于有机废水BOD5的去除率如何？根据活性污泥增长曲线来看，这几种运行方式的基本区别在什么地方？各自的优缺点是什么？
（1）运行特点：传统活性污泥法：①处理效果好②不易污泥膨胀③供氧与需氧不平衡④耐冲击负荷能力差
吸附—再生活性污泥法：①处理质量差②耐冲击负荷强③适合处理胶体物质含量高的工业废水④BOD降解曲线是呈急剧下降、缓慢下降曲线
延时曝气活性污泥法：①由于负荷低，延时曝气池容积大，占地面积较大②对水质水量变动性强③产污泥量少④处理效果好
完全混合法：①耐冲击负荷强②供氧与需氧平衡③易污泥膨胀
（2）对BOD去除率：传统活性污泥法对BOD去除率在90%以上。吸附—再生活性污泥法去除率低于传统活性污泥法。延时曝气活性污泥法去除率高于传统活性污泥法。完全混合污泥法
（3）基本区别:传统活性污泥法中活性污泥由池首至池尾依次经历了对数增长期、减速增长期、内源呼吸期；吸附—再生活性污泥法中在吸附去除阶段利用了活性污泥的内源呼吸期，再生阶段活性污泥则经历了对数增长期、减速增长期、内源呼吸期；延时曝气活性污泥法中活性污泥一直处于内源呼吸期；完全混合污泥法
82. 简述活性污泥膨胀的产生原因、分类、以及相应的对策
原因：主要是丝状菌大量繁殖引起，也有由污泥中结合水异常增多导致的污泥膨胀。超负荷、污泥龄过长或有机物浓度梯度小也会引起，排泥不畅易引起结合水性污泥膨胀。对策：缺氧、水温高等加大曝气量，或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS值，使需氧量减少等，如污泥负荷率过高，可适当提高MLSS值，以调整负荷。如缺氮、磷、铁养料，可投加消化污泥液。如pH值过低，可投加石灰等调节。如污泥大量流失，可投加5-10mg/L氯化铁，帮助凝聚，刺激菌胶团生长；也可投加漂白粉或氯液，抑制丝状菌繁殖。也可投加石棉粉末、硅藻土、粘土等惰性物质，降低污泥指数。
83. 废水可生化性问题的实质是什么？评价废水可生化性的主要方法有那几种？各有何优缺点？
实质是污水中可以被微生物降解的有机污染物含量，用来评价废水是否可以采用生物法处理。
评价方法：水质标准法、微生物好氧速度法、脱氢酶活性法、有机化合物分子结构评价法
84. 解释污泥腐化、污泥解体、污泥上浮、污泥膨胀，并分别给出其形成原因及相应对策。（同40）
85. 请画出氧转移双膜理论的示意图，并对影响氧转移速率的因素进行分析。（同38）
86. 试推导出活性污泥系统出水水质与动力学常数之间的关系式。
87.活性污泥法中的二沉池与初沉池的主要区别是什么？试分别予以简单说明。（1）作用不同，初沉池去除水中悬浮有机物，减少后续处理负荷；二沉池对活性污泥进行泥水分离，澄清出水，凝缩回流污泥。（2）设计参数不同，二沉池设计表面负荷低于初沉池，停留时间大于初沉池。
88. 吸附再生法中的吸附池与A-B法中的A段都是利用微生物的吸附功能，试分析比较其异同之处。
89. 简述好氧生物法与厌氧生物法的主要区别。好氧生物法处理的反应速度较快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小。且处理过程中散发的臭气较少。所以，目前对中、低浓度的有机废水，或者说BOD浓度小于500mg ／L的有机废水，基本上采用好氧生物处理法。厌氧生物法处理过程不需另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少，可回收能量(CH4)等优点。其主要缺点是反应速度较慢，反应时间较长，处理构筑物容积大等。
90. 试结合示意图简述生物除磷的原理，并给出影响生物脱磷的主要因素。
原理：（1）聚磷菌对磷的过量摄取（2）聚磷菌的放磷
主要因素：1）温度2）PH值3）用与除磷的有效有机物4）溶解氧5）污泥龄
91. 为什么对于同样数量基质，细菌的合成量在好氧环境下大于厌氧环境下？因为有氧呼吸是一种较无氧呼吸更具效率的呼吸方式，在有氧条件下，非厌氧细菌的生物活性加大，新陈代谢更旺盛，繁殖加快，不管是自身合成量还是产物合成量都比较多。
92．掌握曝气池的设计计算方法Ns=SaQ/XV=K2Sef/η
93.氧利用率：鼓气曝气中转移到混合液中的氧占供氧量的百分比。
94.比阻：单位面积上单位干重污泥所具有的阻力。
95.废水中常用混凝剂：石灰、碳酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁
96.化学沉淀影响因素：同名离子效应、盐效应、酸效应、络合效应
97.与活性污泥法相比，生物膜法特点体现在哪些方面？
（1）微生物相方面的特征①参与净化反应微生物多样化②生物的食物链长③能够存活世代时间按较长的微生物④分段运行与占优种属
（2）处理工艺方面的特征①对水质、水量变动有较强的适应性②污泥沉降性能良好，易于固液分离③能够处理低浓度的污水④易于维护运行、节能
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化学反应工程试题集及复习题
化学反应工程考试总结 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质 量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升 高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输 入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的 两种最主要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴 向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳 定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无 因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol hr )，该反应为 2 级 反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝ 1：2：2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产 物是中间产物的串联反应。 →+，则其反应速率表达式不能确11.某反应的计量方程为A R S 定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化 50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应 器时主要考虑反应器的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率； 15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一， 并且等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 二.单项选择 10.(2) B 1、气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO与2H以1∶2 δ=__A_。 摩尔比进料，则膨胀因子CO A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S P在间歇式反应器中，则目的产物P C___A____。 的最大浓度= max ,P
反应工程考试复习题..
一、填空题（本大题共14小题，每空1分，共20分） 请在每小题的空格上，填入正确的答案 1.固体催化剂的主要组成有主催化剂（活性成份），___助催化剂_和____载体____。 2.化学反应过程按操作方法分为__连续操作、分批式操作(或间隙操作)、半分批式（半间隙）操作。 3.均相反应是指 参与反应的物质均处于同一相 。 4.关键反应组分K 的转化率的定义式为0 0k k k k n n n x -=(或用相应的文字表述)_。 5.生成目的产物的反应称为____主反应 _，其它的均称为____副反应__。 6.平行反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应均为一级不可逆反应，若主E ＞ 副E ，选择性S p 与浓度无关，仅是__温度_ 的函数。 7.链反应的三个阶段为链的引发、_链增长 、链终长。 8.对于气—固相催化反应，要测定真实的反应速率，必须首先排除_内扩散__和__外扩散_的影响。 9.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由分子间碰撞所致，这种扩散通常称为__分子扩散（或容积扩散）_。 10. 实际反应器中停留时间分布密度E(t)的方差2 θσ为_____0~1___。 11.具有良好搅拌装置的釜式反应器按___理想混合(或全混流)___反应器处理。 12.对于恒容的平推流管式反应器___平均停留时间(或-t ) 、__空时(或τ)_、反应时间一致。 13.对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选用___全混流(或完全混合）_反应器为宜。 14.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_ 微观流体_。 1.工业催化剂所必备的三个主要条件是：__活性好__、___选择性高___、寿命长。 2. 平行反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应均为一级不可逆反应，若主 E ＞副E ，提高选择性P S 应____提高温度____。
水质工程学上期末试卷A 同济大学浙江学院
同济大学浙江学院课程考核试卷（A卷） 2012——2013学年第二学期 课名：给水处理考试考查：考试 此卷选为：期中考试（）期终考试（√）补考（）重修（） 年级专业学号________姓名___________任课教师得分（注意：本试卷共大题，大张，满分100分．考试时间为120分钟。） 一、概念题（每题2分，共20分） 1．混凝 2．GT值 3．自由沉淀 4．表面负菏（沉淀池） 5．滤速 6．滤料K 80 7．等速过滤 8．直接过滤 9．自由氯 10．氯氨 二、简答题（共50分） 1.目前我国饮用水水质指标包括哪几大类？（3分） 2.水中杂质按其尺寸大小，可分为几类？（3分） 3.我国常用的混凝剂有哪几种？各有何优缺点？（4分） 4.影响混凝效果的主要因素有哪几种？怎么影响混凝效果的？（4分） 5.费劳德数（Fr）可以反映哪些水力特性，设计沉淀池时一般采用哪些措施控制此指标？（4分）
6.何为浅池理论？（4分） 7.何为澄清池？简述其特点。（4分） 8.什么叫做“负水头”？如何避免滤层中产生负水头？（4分） 9.何谓大阻力配水系统？（4分） 10.何谓气-水反冲洗？（4分） 11.简述V型滤池的工作原理和主要工艺特点。（4分）12.改善滤池过滤过程的途径有哪些？（4分） 13.画图说明普通快滤池的结构，试说明如何计算冲洗水塔高度。（4分） 三、论述题（每题10，共30分） 1.试述胶体稳定的原因？
2.试分析理想沉淀池中某沉速为ui 的颗粒去除率公式（参见下式）的意义？ A Q u E i / 3.试绘出折点氯化曲线，说明每一区域氯的主要形态和消毒能力，并说明其消毒特点和副产 物情况。
《化学反应工程》期末考试试题及答案..
一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明(A ) A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应 (2) C ．反应(1)的活化能小于反应(2) D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( B ) A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2
反应工程期末考试试题
化学反应过程 简答填空名词解释 1.任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料预处理，化学反应过程和产物的后处理三个 组成部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。 2.工业反应器中对反应结果产生影响的主要物理过程是：1，由物料的不均匀混合和停留时间 不同引起的传质过程；2，由化学反应的热效应产生的传热过程；3，多相催化反应中在催化剂微孔内的扩散与传热过程。 3.化学反应和反应器的分类：1.按反应系统设计的相态分类分为：○1均相反应，包括气相均相 反应和液相均相反应；○2非均相反应，包括气-固相、气-液相、液-固相、气-液-固相反应。 2.按操作方式分类分为：间歇操作，连续操作和半连续操作。 3.按反应器型式来分类分为： 管式反应器，槽式反应器和塔式反应器。4.按传热条件分为：等温反应器，绝热反应器和非等温绝热反应器。化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。 4.反应速率：单位反应体系内反应程度随时间的变化率。 5.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式。 6.半衰期：反应转化率从0变成50%所需时间称为该反应的半衰期。 7.建立动力学方程的方法有：积分法、微分法、最小方差分析法。 8.反应器开发的三个任务：○1根据化学反应动力学特性来选择合适的反应器型式；○2结合动力 学和反应器两方面特性来确定操作方式和优化操作条件；○3根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行评价。 9.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、物料衡算方程式和热量衡算方程式。 10.停留时间分布：在反应器中，由于流动状况不同，物料微元体在反应器中的停留时间可能是 各不相同的，存在一个分布，称为停留时间分布 11.平均停留时间：各流体微元从反应器入口到出口所经历的平均时间称为平均停留时间。 12.充分混合：指反应器内的物料在机械搅拌的作用下参数各处均一。 13.间歇反应器特性：○1由于剧烈搅拌、混合，反应器内有效空间中各未知的物料温度、浓度都 相同；○2由于一次加料，一次出料，反应过程中没有加料、出料，所有物理在反应器中停留时间相同，无返混现象；○3出料组成与反应器内物理的最终组成相同；○4为间歇操作，有辅助生产时间。 14.平推流反应器：指通过反应器的物料沿着同意方向以相同速度向前流动，像活塞一样在反应 器中向前平推。 15.理想置换反应器的特性：○1物料无返混，所有物料通过反应器时间相同。○2在垂直于流动方 向上的同一截面，不同径向未知的流体特性是一致的。○3在定常态下操作，反应器内的状态只随轴向位置改变，不随时间改变。 16.全混流反应器特性：○1物料在反应器内充分返混；○2反应器内各处物料参数均一；○3反应器 的出口组成与内物料组成相同；○4反应过程中连续进料与出料，是一定常态过程。 17.循环反应器的基本假设：反应器内为理想活塞流动；管线内不发生化学反应;整个体系处于 定常态操作。 18.PFR和CSTR的选择：转化率低的自催化反应，CSTR优于PFR；转化率高的PFR较适宜。 19.可逆反应速率总是随转化率升高而降低。可逆吸热反应速率总是随温度升高而加快，而可逆 放热反应按最佳温度曲线操作时速率最大。 20.平行反应：反应物能同时进行两个或两个以上的反应。称之为平行反映 21.连串反应：指反应产物能进一步反应成其他副产物的过程。 22.连串反应中，为了提高目的产物的收率，应尽可能使k1/k2比值增加，使c A度增加，c P浓度
水质工程学试卷2 含答案
水质工程学考试2 给水112 王雷一：填空题 1. 常用无机混凝剂有硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁等。 2. 根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分为自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀、干扰沉淀等。 3. 过滤技术中，工程中常用的滤池有粗滤料滤池、无阀滤池、生物滤池等。 4.莫诺特公式表示为： 5. 需氧量与底物降解关系公式表示为： 6. 活性污泥对有机物的降解可分为两个阶段吸附阶段和微生物降解阶段 7. 按照工作原理，稳定塘可分为4种类型，分别是好氧塘、兼性塘、厌氧塘和曝气塘 8. 污泥干化与脱水的方法主主要有：自然干化和机械脱水. 二：判断题 1.无阀滤池自动反冲洗是由于滤池中水头损失超过一定的数值造成的。（√） 2.活性污泥SVI超过多少的时候沉降性能好与差解释：SVI值低，沉降性能 好！SVI 3.曝气池需氧量包括 BOD需氧量。（√） 三：名词解释 1.异向絮凝：由布朗运动所引起的胶体颗粒碰撞聚集称为“异向絮凝”。 2.同向絮凝：由外力推动所引起的胶体颗粒碰撞聚集称为“同向絮凝”。 3.表面负荷：单位面积上承受的水流量。 4.污泥膨胀：污泥变质，含水率上升，澄清液减少，体积膨胀，不易沉降的现 象。 5.污水生物处理：利用微生物的分解作用把污水中的有机物转化为简单无机物， 使水得到净化的污水处理方法。 6.厌氧氨氧化：在缺氧的条件下将氨氮转化为氮气，以亚硝酸盐作为电子接受
体的生物反应过程。 四：简答题 1.解释“胶体颗粒稳定性”的概念，并分析水中胶体稳定性的原因。 胶体稳定性是指胶体颗粒在水中长期保持分散状态的特性。 胶体稳定性的原因：①胶体动力稳定性由于胶体颗粒尺寸很小，强烈的布朗运动使其克服重力作用而不下沉，能够均匀的分散在水溶液中。 ②胶体的带电稳定性静电斥力使胶体颗粒保持分散状态而稳定。 ③胶体的溶剂化作用稳定性 2.简述滤池大阻力和小阻力配水系统的原理及其优缺点,试举例说明两种配水 系统所使用的物质形式和常用材料。 大阻力配水系统原理：穿孔管上总的开孔率很低，产生较大的水头损失，孔口水头损失远高于配水系统中各孔口处沿程损失的差别，实现了配水均匀。 优点：能定量地控制反冲洗水分布的均匀程度，工作比较可靠。缺点：水头损失较大 小阻力配水系统：优点：反冲洗时，消耗的水头损失很小，为滤池反冲洗提供便利条件。缺点：分布水的均匀程度较差 穿孔管配水系统是滤池中常用的一种大阻力配水系统。由干管和支管组成，在管道网上铺设数层砾石承托层，承托层上铺滤层。 孔板是一种常用的小阻力配水系统。 3.生物脱氮的机理是什么。 同化作用→氨化作用→硝化作用→反硝化作用 4. 试述Monod方程在污水处理中应用的意义。 莫诺特方程： 莫诺特公式描述的是微生物比增殖速率或底物比例用速度与底物浓度之间的函数关系。 完全混合曝气内的活性污泥一般处于减衰增殖期。
化学反应工程期末考试试题及答案(整理)
4?从反应器停留时间分布测定中 ，求得无因次方差「二 _ 0.98 ，反应器可视为 XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷 （答案）2011 — 2012学年第一学 期 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1.反应器中等温进行着 A T P （1）和A T R （2）两个反应，当降低 A 的浓度后，发现反 应生成P 的量显著降低，而 R 的生成量略降低，表明 （） A .反应（1）对A 的反应级数大于反应 （2） B .反应（1）对A 的反应级数小于反应 C .反应（1）的活化能小于反应 （2） D .反应（1）的反应速率常数大于反应 2 一为（） 2?四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值 A . 1.0 B. 0.25 C . 0.50 A （1） > A ⑶ > D . 0 P —-(2)， Q 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大， A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作， 与第二釜的反应速率-広2之间的关系为（ A . -r Ai > -r A2 B . -r Ai 则最佳操作温度序列为（ ,P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 专业资料 一、填空题（本大题共14小题，每空1分，共20分） 请在每小题的空格上，填入正确的答案 1.固体催化剂的主要组成有主催化剂（活性成份），___助催化剂_和____载体____。 2.化学反应过程按操作法分为__连续操作、分批式操作(或间隙操作)、半分批式（半间隙） 操作。 3.均相反应是指 参与反应的物质均处于同一相 。 4.关键反应组分K 的转化率的定义式为0 0k k k k n n n x -=(或用相应的文字表述)_。 5.生成目的产物的反应称为____主反应 _，其它的均称为____副反应__。 6.平行反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应均为一级不可逆反应，若主E ＞ 副E ，选择性S p 与浓度无关，仅是__温度_ 的函数。 7.链反应的三个阶段为链的引发、_链增长 、链终长。 8.对于气—固相催化反应，要测定真实的反应速率，必须首先排除_扩散__和__外扩散_的 影响。 9.对于多性的催化剂，分子扩散很复杂，当径较大时，扩散阻力是由分子间碰撞所致，这 种扩散通常称为__分子扩散（或容积扩散）_。 10. 实际反应器中停留时间分布密度E(t)的差2θσ为_____0~1___。 11.具有良好搅拌装置的釜式反应器按___理想混合(或全混流)___反应器处理。 12.对于恒容的平推流管式反应器___平均停留时间(或-t ) 、__空时(或τ)_、反应时间一致。 13.对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选用___全混流(或完全混合）_反 应器为宜。 14.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_ 微观流体_。 1.工业催化剂所必备的三个主要条件是：__活性好__、___选择性高___、寿命长。 2. 平行反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应均为一级不可逆反应，若主E ＞ 副E ，提高选择性P S 应____提高温度____。 水质工程学期末试卷C 一填空 1天然水体中杂质按尺寸可分为：悬浮物，胶体和溶解物三种 2水的单元处理法中物理化学处理方法有混凝，沉淀，澄清，过滤，离子交换，膜分离及吸附等 3常规混合设备有哪些，水力混合，水泵混合，管式混合和机械混合 4沉淀池表面负荷率的含义是其单位面积上产生的水量，QA与U0在数值上相等。 5变速过滤是指水量逐渐减小，滤速减小，水头不变，空隙速度不变 6何谓小阻力配水系统进水和配水速度很小，水头损失忽略不计。 7吸附剂是指具有吸附能力的物质。 8影响离子交换速度的因素为交联度，粒径，孔隙率，水中离子浓度，水流速度和温度 9冷却塔淋水填料的作用为形成水膜，增大接触面，影响接触时间‘ 二简答题 1比较多级串联恒流搅拌反应器与一级恒流反应器的不同点？ 多级串联反应时间接近于推流池反应器（2分），反应时间短（2分） 2试说明机械絮凝池为何分成3~4档，且各档之间用隔分开？ 速度由大到小（2分），G值由大到小（1分），分开是防止短流（1分） 3试根据沉淀池的去除效率，分析浅层理论的意义及应用？ 表面积越大，去除效率越高（1分），与池长，池深无关（1分），如斜板斜管沉淀池（2分） 4试说明滤池过滤机理？ 截留（1分），迁移（惯性，水动力，重力，沉淀，扩散）（2分），絮凝（1分） 5试给出无阀滤池的工作原理图，并说明其工作原理？ 画出简图2分，从正常过滤和反冲洗两方面加以说明各1分 6臭氧消毒有什么特点？在饮用水的消毒中能否以O2作为唯一的消毒剂?为什么？ 臭氧能氧化水中溶解性物质如有机污染物，并能消毒，产生的有害副产物极少，优于氯（2分）但不能代替氯（1分），因为管网中保持余氯才能保证水质量，而臭氧保持时间较短（1分） 7何谓复床除盐系统，举例表达复床除盐系统制备纯水？ 酸性树脂与碱性树脂串联组成的系统（2分），如强酸-脱气-弱碱-强碱系统（2分） 8什么是超滤过程中的浓差极化现象? 在膜分离过程中，大分子溶质被膜所截留并不断累积在膜表面上（2分），使溶质在膜面处浓度高于主体溶液中的浓度，从而形成浓度差（1分）并促使溶质的反向扩散（1分），这种现象称为浓差极化 三综合分析题 1在设计沉淀池时，给水沉淀池与污水沉淀池有何不同点，污水沉淀池主要设计参数有哪些（8分） 设计参数选择不同（1分），表面负荷率不同（1分），污水要固体通量计算污泥浓缩，并设计考虑缓冲区（1分），排泥要重力排泥（1分），而给水可虹排泥等方面说面（1分）G值=重力通量+排泥通量（2分），根据实验确定极限固体通量，作为设计参数（1分） 2试说明H- Na 串联系统与并联系统区别及共同点，为何H- Na 串联系统与并联系统即可去除硬度又又可去除碱度 H-Na并联适用于碱度高的原水。因为只有一部分水过RNa 。投资省（2分），H- Na 串联适用于硬度高的原水，出水水质能保证。运行安全可靠（2分）。均可除硬度与碱度（2分），Ca 、Mg等离子去除（1分）HCO4—CO2放出（1分） 四计算题（24分） 1某平流沉淀池，设计水量为60000m2/d,停留时间为90分钟，表面负荷 q=0.6mm/s,v=10mm/s,设计沉淀池长度、深度、有效沉淀面积及有效水深（12分） L=3.6*10*1.5=54m（3分），H=1.5*3.6*0.6=3.24m（3分），加排泥高（3分）A=50000/24/(3.6/0.6)=964m2 2虹吸滤池设计流量为15000m3/d，滤池自用水量6%，滤池分为6格，设计滤速 10m/h计算其滤池单格面积，最大反冲洗强度和反冲洗流速 《化学反应工程》试题 XXX大学化学反应工程试题B（开）卷 （答案）2011—2012学年第一学期 一、单项选择题：（每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明(A ) A．反应(1)对A的反应级数大于反应(2) B．反应(1) 对A的反应级数小于反应(2) C．反应(1)的活化能小于反应(2) D．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值为( B ) A． 1.0 B. 0.25 C．0.50 D．0 3．对一平行—连串反应，P为目的产物，若活化能次序为：E2 反应工程期末考试试题集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 化学反应过程 简答填空名词解释 1.任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料预处理，化学反应过程和产物 的后处理三个组成部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。 2.工业反应器中对反应结果产生影响的主要物理过程是：1，由物料的不均匀混合 和停留时间不同引起的传质过程；2，由化学反应的热效应产生的传热过程； 3，多相催化反应中在催化剂微孔内的扩散与传热过程。 3.化学反应和反应器的分类：1.按反应系统设计的相态分类分为：○1均相反应， 包括气相均相反应和液相均相反应；○2非均相反应，包括气-固相、气-液相、液-固相、气-液-固相反应。2.按操作方式分类分为：间歇操作，连续操作和半连续操作。3.按反应器型式来分类分为：管式反应器，槽式反应器和塔式反应器。4.按传热条件分为：等温反应器，绝热反应器和非等温绝热反应器。化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。 4.反应速率：单位反应体系内反应程度随时间的变化率。 5.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式。 6.半衰期：反应转化率从0变成50%所需时间称为该反应的半衰期。 7.建立动力学方程的方法有：积分法、微分法、最小方差分析法。 8.反应器开发的三个任务：○1根据化学反应动力学特性来选择合适的反应器型 式；○2结合动力学和反应器两方面特性来确定操作方式和优化操作条件；○3根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行评价。 9.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、物料衡算方程式和热 量衡算方程式。 《水质工程学》 考试时间：120分钟 考试总分：100分 遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。 1、给水工程的规划应在服从城市总体规划的前提下，近远期结合，以近期为主进行设计。近期设计年限宜采用（）年，远期规划年限宜采用（）年。（ ） A.5～10；10～20 B.5～10；15～20 C.5～10；10～15 D.10～20；20～30 2、 设计供水量应根据下列各种用水确定（）。 4、设计沉淀池和澄清池时应考虑（）的配水和集水。（） A.均匀 B.对称 C.慢速 D.平均 5、设计隔板絮凝池时，絮凝池廊道的流速，应按由大到小的渐变流速进行设计，起端流速一般宜为（）m／s，末端流速一般宜为0.2～0.3m／s。（）A.0.2～0.3 B.0.5～0.6 C.0.6～0.8 D.0.8～1.0 6、异向流斜管沉淀池，斜管沉淀池的清水区保护高度一般不宜小于（）m；底部配水区高度不宜小于1.5m。（） A.1.0 B.1.2 C.1.5 D.0.8 7、快滤池宜采用大阻力或中阻力配水系统。大阻力配水系统孔眼总面积与滤池面积之比为（）。（） A.1.0％～1.5％ B.1.5％～2.0％ C.0.20％～0.28％ D.0.6％～0.8％ 8、地下水除铁一般采用接触氧化法或曝气氧化法。当受到硅酸盐影响时，应采用（）氧化法。（） A.接触 B.曝气 C.自然 D.药剂 9、当采用氯胺消毒时，氯和氨的投加比例应通过（）确定，一般可采用重量比为3：1～6：1。（） 化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应 CO + 3H 2 CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料， 则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S K 1 K 2 P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。 A. 1 22 )(210K K K A K K C - B. 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 2 2/1210]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 0 A P P n n n - C. 0 0S S P P n n n n -- D. 0 0R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大而单调下降，则最适合的反应器为 ____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用____A___。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 7 、一级不可逆液相反应 A 2R ，3 0/30.2m kmol C A =， 出口转化率 7.0=A x ，每批操作时间 h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3 m 。 A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ， s l mol C r A A ?=-/01.0，当l mol C A /10=时，求反应至 l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时 = opt τ_____D__。 A. 1 212) /ln(K K K K - B. 1 221)/ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 2 11K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项____B___。 1、简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？ 答：空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速只比，所以三者相等。 2、简述非理想流动向扩散模型的特点 答：①在管内径向截面上流体具有均一的流速。②在流动方向上流体存在扩散过程，该过程类似于分子扩散，符合Fick定律。③轴向混合系数在管内为定值。④径向不存在扩散。⑤管内不存在死区或短路流 3、简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？ 答：阶跃示踪发是对于定是常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体，同时保持系统内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。对应的曲线为F（t），F(t)=C t /C 0。 4、简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？ 答：脉冲示踪法是对于常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入体系的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体，同时保持体系内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。对应的曲线为F(t)，F（t）= C A /C A0 5、气-固相催化反应的动力学步骤？ 答：①反应物从气流主题向催化剂的外表面和内孔扩散。②反应物在催化剂表面上吸附。 ③吸附的反应物转化成反应的生成物。④反应生成物从催化剂表面上脱附下来。⑤脱附下来的生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散。 6、简述双膜理论 答：该模型设想在气-液两相流的相界面处存在着呈滞留状态的气膜和液膜，而把气液两相阻力集中在这两个流体膜内，而假定气相主体和液相主题内组成均一，不存在传质阻力。组分是通过在气膜和液膜内稳定的分子扩散过程来进行传质的，通过气膜传递到相界面的溶质组分瞬间的溶于液体且达到平衡。因此，把复杂的相间传质过程模拟成串联的稳定的双模分子扩散过程的叠加，相间传质总阻力等于传质阻力的加和。 7、简述固定床反应器的优缺点？ 答：①催化剂在床层内不易磨损②床层内流体的流动接近于平推流，与返混式反应器相比，用较少的催化剂和较小的反应器③容积来获得较大的生产能力④固定床中传热较差⑤催化剂的更换必须停产进行 8、简述理想反应器的种类及其特点？ 答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。 9、气固催化测定本征动力学的基本要求，及其原因和采取的措施？ 答：测定气固催化本征动力学时，必须消除内、外扩散的影响，使过程属于动力学控制。 原因：仅在这种情况下的宏观动力学与本征动力学相同。措施：增大外扩散传质系数（增强对流）及催化剂颗粒的外表面积；减小催化剂颗粒体积。 10、简述建立非理想流动的流动模型的步骤？ 答：通过冷态模型实验测定实验装置的停留时间分布；根据所得的有关E（t）或F(t)的结果通过合理的简化提出可能的流动模型，并根据停留时间分布的实验数据来确定所提出的模型中所引入的模型参数；结合反应动力学数据通过模拟计算来预测反应结果;通过一定规模的热模实验来验证模型的准确性。 11、简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？ 答：脉冲示踪法是在定常态操作的连续流动系统的入口处在t=0的瞬间输入一定量M克的示踪剂A，并同时在出口处记录出口物料中示踪剂的浓度随时间的变化。对应的曲线E(t)，E(t)=C t V/M 12、简述气-液反应的宏观过程：A（g）+bB（l）→产物（l）？ 答：①反应物气相组分从气相主体传递到液相界面，在界面上假定达到气液相平衡；②反应物气相组成A从气液相界面扩散入液相，并在液相内反应；③液相内的反应产物想浓度下降方向扩散，气相产物则向界面扩散 ④气相产物向气相主题扩散 13、简述气固相催化反应固定床反应器非均相模型和拟均相一维模型的特点？ 答：凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。非均相模型考虑了粒子与流体间温度与浓度的差别。拟均相一维模型是忽略床层中粒子与流体的温度与浓度的差别，考虑在流体流动的方向（轴向）上有温度和浓度的变化，而在与流向垂直的截面上（径向）则是等温和等浓度的。 14、对于可逆放热反应如何选择操作温度？ 答：①对于放热反应，要使反应速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应降低温度②这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净反应速率出现一极大值③而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。15、停留时间分布函数F(t)的含义？ 答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体，在出口流体中停留时间小于 （注：参加重修考试者请在重修标识框内打钩） 班级 姓名 学号 ………………………………………装……………………………订……………………………线……………………………………… 班级 姓名 学号 ………………………………………装……………………………订……………………………线……………………………………… 班级 姓名 学号 ………………………………………装……………………………订……………………………线……………………………………… 5、简述厌氧发酵的“三阶段”理论（7分） 答：厌氧发酵依次分为水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段、产甲烷阶段三个阶段（1分）。（1）水解发酵阶段：复杂有机物被发酵细菌分泌的水解酶（胞外酶）分解为可溶于水的简单化合物。这些简单的有机物再被产酸菌转化为乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇（2分）。（2）产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌把挥发性脂肪酸（如丙酸、丁酸和等），还有醇、酮、醛转化为乙酸和H2 、CO2等（2分）。（3）产甲烷阶段：产甲烷菌将上一阶段的产物降解为CH4和CO2，也利用上一阶段产生的H2将部分CO2转化为CH4（2分）。 四、计算题（10分） 1、解：（1）、100mL混和液对应的污泥容积为30mL 则1L混和液对应的污泥容积为300mL（1分） 又1L混合液中含泥2500mg＝2.5g （2分） 故SVI＝300/2.5＝120mL/g干泥（2分） （2）、1mL该活性污泥含干泥1/SVI＝1/120＝0.008g（2分） 因活性污泥密度为1g/mL，故1mL活性污泥质量为1g（1分） 则含水率为[（1－0.008）/1]×100%＝99.2%（2分） 2、解：（1）X＝3000mg/l＝3g/l Xv＝0.75X＝2.25g/l（2分） 污泥负荷Ls＝L0Q/VXv＝（300×10－3×25000）/（8000×2.25）＝0.42 （KgBOD5/MLSS.d）（3分） （2）剩余污泥△Xv＝V Xv /θc＝2.25×8000/6.5＝2769（KgVSS/d）（3分） 对应的MLSS量为2769/0.75＝3692Kg/d（2分） 1.化学反应工程是一门研究______________的科学。 2.化学反应速率式为β α B A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数 P K ，则C K =_______P K 。 3. 平行反应 A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。 4.对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。 5.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。 6.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_______。 7.流体的混合程度常用_______、_______来描述。 8.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。 9.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_______时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。 10.绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。 11.对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt T 和平衡温度eq T ，二者的关系为______________。 12.描述流化床的气泡两相模型，以0U 的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化 速度mf U 通过，而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。 13.描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为_______相为平推流，而对_______相则有种种不同的流型。 14.多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。 II.1.一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优 空时 = opt τ_______。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 211K K 2.全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A χ的增大而减小，此时该反应的反应级数n_______。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 3.当反应级数n_______时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。 A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1 4.轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与_______无关。 A. 示踪剂的种类 B. 示踪剂的输入方式 C. 管内的流动状态 D. 检测位置 5.对于气-液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用_______装置。A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜 6.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为d m i d C k dt d ψψ =- ，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，d 为_______。反应工程考试复习题
水质工程学期末试卷C
化学反应工程期末考试试题及答案
反应工程期末考试试题
水质工程学水质工程学考试卷模拟考试题.docx
（1）综合生活用水
（2）工业企业生产用水和工作人员生活用水
（3）消防用水
（4）浇洒道路和绿地用水
（5）未预见用水量及管网漏失水量。
（6）公共建筑用水 （ ） A.全部 B.（1）、（2）、（4） C.（1）、（2）、（3）、（4）、（5） D.（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6） 3、药剂仓库的固定储备量，应按当地供应、运输等条件确定，一般可按最大投药量的（）天用量计算。其周转储备量应根据当地具体条件确定。（ ） A.5～10 B.7～15 C.15～30 D.10～20 姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________ --------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线---------------------- ---化学反应工程期末考试真题
反应工程考试复习资料
水质工程学A卷试题及答案
化学反应工程期末试卷试题(附答案)