环境工程学作业一：（14题）
1、名词解释：水环境容量
水环境容量:是指某水体在特定的环境目标下所能容纳污染物的量。
2、 环境工程学的主要内容有哪些 （1）水质净化与水污染控制工程； （2）大气污染控制工程；
（3）固体废弃物控制及噪音、振动与其他公害防治工程； （4）清洁生产、污染预防与全过程污染控制工程； （5）环境规划、管理和环境系统工程； （6）环境监测与环境质量评价。
3、名词解释：COD、BOD
化学需氧量(COD) ：是指在高温、有催化剂以及强酸环境等条件下,强氧化剂氧化有机物所消耗的氧的量，结果用氧的mg/L数来表示。
生化需氧量(BOD) ： 是指在好气条件下,微生物分解水体中有机物质的生物化学过程中所需溶解氧的量，结果用氧的mg/L数来表示。
4、高锰酸钾耗氧量、化学需氧量有何区别
高锰酸钾耗氧量，习惯上称为耗氧量，测定快速，但不代表水中有机物质的全部总量。一般来说，在测定条件下水中不含氮的有机物质易被高锰酸钾氧化，而含氮的有机物就较难分解。因此，耗氧量适用于测定天然水或含容易被氧化的有机物的一般废水，而成分复杂的有机工业废水则常测定化学需氧量。
重铬酸钾耗氧量，习惯上称为化学需氧量，是水样在强酸性条件下，加热回流2h（有时还加入催化剂），使有机物质与重铬酸钾充分作用被氧化的情况下测定的。它能将水中绝大多数的有机物氧化，但对于苯、甲苯等芳烃类化合物则较难氧化。严格说来，化学需氧量也包括了水中存在的无机性还原物质。通常因废水中有机物的数量大大多于无机还原物质的量，一般用化学需氧量代表废水中有机物质的总量。
5、名词解释：水体自净
水体自净：是指水体在一定程度下能自身调节和降低污染的能力。
6、自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀与压缩沉淀各有什么特点
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。
7、试叙述脱稳和凝聚的原理
不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳。使胶体脱稳的机理可归结为以下四种：
（1）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。
（2）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。
（3） 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。
（4）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。
在实际水处理过程中，往往是上述四种机理综合在一起发挥作用，只不过在某些条件下以某种作用为主而已。
8、试述离子交换工艺的操作程序
离子交换的运行操作包括四个步骤：交换、反洗、再生、清洗。
（1）交换：离子交换剂上的可交换离子与溶液中其他同性离子间的交换反应。主要与树脂性能、树脂层高度、水流速度、原水浓度以及再生程度有关。
（2）反洗：目的在于松动树脂层，以便再生时再生液分布均匀，同时还及时清除积存的杂质、碎粒和气泡。
（3）再生：交换反应的逆过程，用较高浓度的再生液恢复树脂的交换能力。 （4）清洗：将树脂层中残余的再生废液清洗掉，直至符合出水水质要求。
9、试述加氯消毒的原理
1、氯气溶于水后发生水解反应，生成的次氯酸HOCl是弱酸，又发生离解反应。平衡受水中氢离子浓度的影响。当pH＞4时，溶于水的Cl2几乎以HOCl和OCl－的形式存在，极少以Cl2的形式存在。当pH＝7时，HOCl约占80％，OCl－约占20％。一般认为，Cl2、HOCl、OCl－均具有氧化能力，而不少研究表明Cl2、HOCl、OCl－三者中，HOCl的杀菌能力最强。
2、当水中有氨存在时，氯和次氯酸极易与氨化合成各种氯胺。各种氯胺水解后，又会生成HOCl，因此它们也具有消毒杀菌能力，但不及HOCl强，而且杀菌作用进行得比较缓慢。
3、氯还可以与水中其他杂质特别是还原性物质起化学作用，如Fe2+、Mn2+、NO2－、S－等无机性还原物质以及一些有机性还原物质。
10、 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（La）？什么是完全生化需氧量（BODu）？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？
在有氧的情况下，废水中有机物质的分解是分两个阶段进行的。第一阶段称为碳氧化阶段，主要是不含氮有机物的氧化，也包括含氮有机物的氨化，以及氨化后生成的不含氮有机物的继续氧化。碳氧化阶段所消耗的氧量称为碳化生化需氧量（BOD）。总的碳化生化需氧量常称为第一阶段生化需氧量或完全生化需氧量，常以La或BODu表示。
水中的硝化细菌可氧化水中原有的氨和含氮有机物氨化分解出来的氨，最终转化成硝酸盐。由于硝化作用所消耗的氧量成为硝化生化需氧量，即第二阶段生化需氧量，常以LN或NOD表示。
通常所说的生化需氧量只是指碳化生化需氧量，即第一阶段生化需氧量La，不包括硝化过程所消耗的氧量LN。这是因为生化需氧量的定义只规定：有机物被氧化分解为无机物质。在第一阶段生物氧化中，有机物中的C变为CO2，N变为NH3，均已无机化。因此并不关心继续氧化成NO2－、NO3－。同时，对于一般的有机废水，硝化过程大约在5～7天甚至10天后才能显著展开，所以5天的BOD测定通常是可以避免硝化细菌耗氧的干扰的。
11、解决废水问题的基本原则有哪些
在解决废水问题时，应当考虑下面一些主要原则：
（1）改革生产工艺，大力推进清洁生产，减少废水排放量； （2）重复利用废水； （3）回收有用物质； （4）对废水进行妥善处理；
（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。
12、混合和絮凝反应主要作用是什么？对搅拌各有什么要求
混合的目的是迅速均匀地将药剂扩散于水中，溶解并形成胶体，使之与水中的悬浮微粒等接触，生成微小的矾花。这一过程的要求：搅拌强度大，产生激烈湍流，混合时的流速应在1.5m/s以上，混合时间短（不超过2分钟），一般为10～30s。
反应设备的任务是使细小的矾花逐渐絮凝成较大颗粒，以便于沉淀除去。反应设备要求水流有适宜的搅拌强度，既要为细小絮体的逐渐长大创造良好的碰撞