（5）选择处理工艺和方法时，必须经济合理，并尽量采用先进技术。

1-21 什么是“末端治理”？为什么要积极推进“清洁生产”工艺？你怎样认识“清洁生产”与“末端治理”的关系？

水处理中的“末端治理”是指排什么废水就处理什么废水。在解决工业废水问题时应当首先深入工业生产工艺中，与工艺人员相结合，力求革新生产工艺，尽量不用水或少用水，使用清洁的原料，采用先进的设备及生产方法，以减少废水的排放量和废水的浓度，减轻处理构筑物的负担和节省处理费用。

1-22 举例说明废水处理与利用的物理法、化学法和生物法三者之间的主要区别。

废水处理方法中的物理法是利用物理作用来分离废水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。如：沉淀法不仅可除去废水中相对密度大于1的悬浮颗粒，同时也是回收这些物质的有效方法。

化学法利用化学反应的作用来处理水中的溶解性污染物质或胶体物质。如：离子交换法可用于水的软化（去除Ca2＋、Mg2＋）和除盐（去除水中全部或部分的阴阳离子）。

生物法主要利用微生物的作用，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害的物质。如：好氧生物处理主要是利用好氧微生物降解水中溶解和胶体状态的有机污染物。

1-23 一废水流量q=0.15m3/s，钠离子浓度ρ1=2 500mg/L，今排入某河流。排入口上游处河水流量Q=20m3/s，流速v=0.3m/s，钠离子浓度ρ0=12mg/L。求河流下游B点处的钠离子浓度。

解：35mg/L。

1-24 一污水厂出水排入某一河流。排入口以前河流的流量Q=1.20=5.0 =80

，，

=3.0 =10

；污水厂出水的流量q=8 640

,，

=4.1

，

=20 mg/L ，

。假定排入口下游不远某点处出水与河水得到完全混合，求该

点处的河水水质。

解：BOD55.3mg/L；

10.8mg/L；

3.5mg/L。

1-25 某生活污水经沉淀处理后的出水排入附近河流。各项参数如表1-17所示。试求： （1）2天后河流中的溶解氧量。

（2）临界亏氧量及其发生的时间。 习题1-25附表 参数 污水厂出水 河水 混合 流量/m3s-1 0.2 5.0 5.2 水温/℃ 15 20 19.8 DO/mgL-1 1.0 6.0 5.8 BOD5(20)/mgL-1 100 3.0 6.7 k1(20)/d-1 0.2 —— k2(20)/d-1 —— 0.3 解：D23.1mg/L；Dc3.7mg/L；tc0.6d。 1-26 一城市污水处理厂出水流量为q=20 000

，

=30

，DO=2

，水温20℃，

=0.17。将此处水排入某河流，排放口上游处河水流量为Q=0.65

可取0.25

，。

=5.0 mg/L，

DO=7.5 mg/L，水温23℃，混合后水流速度v=0.5 m/s，

试求混合后溶解氧最低值及其发生在距排放口多远处？ 解：Dc5.5mg/L；64800m。

1-27 一奶制品工厂废水欲排入某河流，各项参数如表1-18所示。问： 1. 如果废水不做任何处理，排入河流后，最低溶解氧量是多少？ 2. 如果该河流规定Ⅲ类水体，要求溶解最低值不得低于5.0 mg/L，工厂应该将废水的BOD5(20)处理到不超过多少浓度时才能排放？

习题1-27附表 参数 废水 河水 流量/m3d-1 1 000 19 000 水温/℃ 50 10 DO/mgL-1 0 7.0 BOD5(20)/mgL-1 1 250 3.0 k1(20)/d-1 0.35 —— k2(20)/d-1 —— 0.5 解：18.7mg/L；20 mg/L。 1-28 有一含氰有机废水，最大流量为100

，

=10 mg/L，

=300 mg/L，DO=0mg/L，

，最小流量时流

欲排入附近某河流。该河流属于Ⅲ类水体，河水最小流量（95%保证率）为3速为0.2

，夏季 DO=7mg/L，河水中原先没有氰化物。假定夏季废水和河水水温均为20℃。估

计此废水需要的处理程度。 解：95%。

第二章 水的物理化学处理方法

2-1 自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀与压缩沉淀各有什么特点？说明它们的内在区别和特点。 悬浮颗粒在水中的沉降，根据其浓度及特性，可分为四种基本类型：

自由沉淀：颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰。 絮凝沉淀：沉降过程中各颗粒之间相互粘结，其尺寸、质量会随深度增加而逐渐增大，沉速亦随深度而增加。

拥挤沉淀：颗粒在水中的浓度较大，颗粒间相互靠得很近，在下沉过程中彼此受到周围颗粒作用力的干扰，但颗粒间相对位置不变，作为一个整体而成层下降。清水与浑水间形成明显的界面，沉降过程实际上就是该界面下沉过程。

压缩沉淀：颗粒在水中的浓度很高时会相互接触。上层颗粒的重力作用可将下层颗粒间的水挤压出界面，使颗粒群被压缩。

2-2 水中颗粒的密度

=2.6

，粒径d=0.1 mm，求它在水温10 ℃情况下的单颗粒沉降

速度。

解：6.7×10-3m/s。

2-3 非絮凝性悬浮颗粒在静止条件下的沉降数据列于表2-22中。试确定理想式沉淀池过流率为1.8m3/m2h时的悬浮颗粒去除率。试验用的沉淀柱取样口离水面120cm和240cm。ρ表示在时间t时由各个取样口取出的水样中悬浮物的浓度，ρ0代表初始的悬浮物浓度。

习题2-3附表 时间 0 15 30 45 60 90 180 120cm处的ρ/ρ0 1 0.96 0.81 0.62 0.46 0.23 0.06 240cm处的ρ/ρ0 1 0.99 0.97 0.93 0.86 0.70 0.32 解： （1）H=1.2m，69.6%；（2）H=2.4m，61.9%。 2-4 生活污水悬浮物浓度300mg/L，静置沉淀试验所得资料如表2-23所示。求沉淀效率为65%时的颗粒截留速度。

习题2-4附表 在下列时间（min）测定的悬浮物去除率/% 取样口离水面高度/m 5 10 20 40 60 90 120 0.6 41 55 60 67 72 73 76 1.2 19 33 45 58 62 70 74 1.8 15 31 38 54 59 63 71 解： 不同水深下的E～U 0.6m 5 0.12 41 10 0.06 55 20 0.03 60 40 0.015 67 60 90 120 0.01 0.0067 0.005 72 73 76 1.2m 1.8m 0.24 35.5 0.12 49.5 0.18 0.06 56.3 0.09 0.03 64.8 0.045 0.02 69.5 0.03 0.013 72.3 0.02 0.01 75.5 0.015 0.36 29.3 43.7 51.3 61.8 66.5 70.3 74.5 根据上表数据绘制不同水深条件下的E～U曲线，结合曲线求解。 2-5 污水性质及沉淀试验资料同习题2-4，污水流量1 000m3/h，试求： （1）采用平流式、竖流式、辐流式沉淀池所需的池数及澄清区的有效尺寸； （2）污泥的含水率为96%时的每日污泥容积。

解：以平流式沉淀池为例：6座池子，长24m，宽5m，有效水深1.8m。 污泥的含水率为96%时的每日污泥容积19.5m3。

2-6 已知平流式沉淀池的长度L=20m，池宽B=4m，池深 H=2m。今欲改装成斜板沉淀池，斜板水平间距10cm，斜板长度=1 m，倾角60°。如不考虑斜板厚度，当废水中悬浮颗粒的截留速度

时，改装后沉淀池的处理能力与原池相比提高多少倍？

解：提高了5倍。

2-7 试叙述脱稳和凝聚的原理。 胶体脱稳的机理可归结为以下四种：

A 压缩双电层：带同号电荷的胶粒之间存在着范德华引力和由ζ电位引起的静电斥力。这两种力抗衡的结果决定胶体的稳定性。一般当两胶体颗粒表面距离大于3nm时，两个颗粒总处于相斥状态（对憎水胶体颗粒而言，两胶核之间存在两个滑动面内的离子层，使颗粒保持稳定的相斥状态；对于亲水胶体颗粒而言，其表面吸附了大量的水分子构成水壳，使彼此不能靠近而保持稳定。）

在水处理中使两胶体颗粒间距减少，发生凝聚的主要方法是在水中投加电解质。电解质在水中电离产生的离子可与胶粒的反离子交换或挤入吸附层，使胶粒带电荷数减少，降低ζ电位，并使扩散层厚度减小。

B 吸附电中和：胶粒表面对异号离子、异号胶粒或链状高分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，使得胶粒表面的部位或全部电荷得以中和，减少静电斥力，致使颗粒间易于接近而相互吸附。

C 吸附架桥：如果投加的化学药剂是能吸附胶粒的链状高分子聚合物，或者两个同号胶粒吸附在同一异号胶粒上，胶粒就能连结、团聚成絮凝体而被除去。

D 网捕作用：含金属离子的化学药剂投入水中后，金属离子会发生水解和聚合，并以水中的胶粒为晶核形成胶体状沉淀物，或者沉淀物析出时吸附和网捕胶粒与之共同沉降下来。

2-8 铝盐的混凝作用表现在哪些方面？ 铝盐/铁盐在水处理中发挥的三大作用：

A pH值偏低，胶体及悬浮物浓度高，投药量尚不足的反应初期，以Al3+或Fe3+和低聚合度高电荷的多核羟基配合物的脱稳凝聚作用为主；

B pH值和投药量适中时，以高聚合度羟基配合物的桥连絮凝作用为主； C pH值较高，胶体及悬浮物浓度较低，投药充分时，以氢氧化物沉淀形式存在的网捕絮凝作用为主。

=1