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2018年華僑大學碩士研究生招生考試初試自命題科目考試大綱

招生學院：化工學院 招生專業：環境工程

科目名稱：水處理工程

一、考試形式與試卷結構

(一)試卷滿分值及考試時間

本試卷滿分為150分，考試時間為180分鐘。

(二)答題方式

答題方式為閉卷、筆試。試卷由試題和答題紙組成;答案必須寫在答題紙(由考點提供)相應的位置上。

(三)試卷內容結構

考試內容主要包括水處理工程總論(20%)，物理、化學、物化法水處理技術(35%)，生化法水處理技術(35%)，廢水處理工程設計(10%)。

(四)試卷題型結構

1.填空題(20分)，共20空;

2.簡答題(60分)，共5-6題;

3.分析題(30分)，共2-3題;

4.計算題(40分)，共2道。

二、考查目標

課程考試的目的在于測試考生對于水處理工程的基本概念、基本理論、基礎知識的掌握情況以及綜合運用分析和解決水處理工程現實問題的能力。

三、考查范圍或考試內容概要

第一章：總論

1、水的循環：地球上水的分布;我國水資源狀況;水的自然循環;水的社會循環;水資源供求矛盾;

2、水體污染：水污染的分類和影響、需氧污染物、營養性污染物、酸堿污染物、有毒污染物、油類污染物、生物污染物、感官性污染物、熱污染;

3、水質指標：水質指標(物理性指標、生物學指標、化學性指標);

4、常用水質指標：溫度、色度、嗅和味、固體物質、有機物BOD、COD;

5、水質標準和水質要求：飲用水水質標準GB5749-85、地面水環境質量標準GB3838-2002、污水綜合排放標準GB8978-96、工業用水水質要求;

6、廢水的來源與性質：生活污水、工業廢水、農業廢水;

7、廢水處理方法綜述：分離法、轉化法;物理法、化學法、物理化學法、生物化學法;一級處理(預處理)、二級處理(生化處理)、三級處理(深度處理);

8、城市污水處理的典型流程;

9、廢水處理反應器及動力學基礎：水力混合方式、反應器型式;反應速率、物料衡算、間歇反應器、連續攪拌反應器、推流反應器、串聯的連續流攪拌反應器。

第二章：預處理

1、水質和水量調節：水量調節池;水質調節池;調節池的設計;

2、篩濾：格柵;格柵設計;篩網;

3、中和：常用中和劑;中和藥劑的計算。

第三章：混凝

1、膠體的特性和結構：雙電層、滑動面、ζ電位;

2、膠體的脫穩和凝聚：混凝機理(壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀物網捕);絮凝動力學;

3、混凝劑與助凝劑：無機鹽類、有機高分子類、微生物絮凝劑、助凝劑;

4、影響混凝的因素：廢水水質、混凝劑、水力條件;

5、混凝設備：混凝劑配制與投加設備、混合設備、反應設備;

6、澄清設備。

第四章：沉淀與上浮

1、沉淀的基本理論

2、沉淀的類型：自由沉淀、絮凝沉淀、成層沉淀、壓縮沉淀

3、理想沉淀池、實際運行沉淀池與理想沉淀池差別

4、沉砂池構造及設計;

5、沉淀池：平流沉淀池池型及設計;豎流沉淀池池型及設計;輻流式沉淀池池型及設計;淺池原理;斜板沉淀池池型;

6、隔油池：水平隔油池;斜板隔油池;簡易隔油池。

7、氣浮的基本原理;

8、氣泡的產生方式：電解、分散空氣、溶氣釋放;

9、懸浮物與氣泡附著、藥劑浮選、氣浮設備、設計計算;

10、化學沉淀：原理、氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法。

第五章：深層過濾

1、普通快濾池的構造：濾料層、墊料層、配水系統、排水槽及集水槽;

2、過濾機理：遷移、附著、脫落;

3、影響過濾效率的因素：濾料(粒度、形狀、孔隙率、厚度、表面性質);懸浮物(粒度、形狀、密度、濃度、溫度、表面性質)

4、快濾池的運行：濾速控制;濾池沖洗;濾池常見故障及對策;

5、快濾池的設計：設計濾速及濾池總面積計算;濾池個數及尺寸的確定;管廊的布置

6、其它典型濾池。

第六章：化學氧化還原

1、化學氧化法：氧化劑、空氣氧化法、濕式氧化、臭氧氧化、氯氧化、氯消毒;

2、化學還原法：原理、還原劑、應用;

3、電解法：電解氧化還原、電解凝聚與電解浮上。

第七章：吸附

1、吸附的基本理論：吸附機理;吸附平衡和吸附等溫式(平衡吸附量、Langmuir等溫式、BET等溫式、Freundlich等溫式、等溫線常數圖解法、多組分體系的吸附);

2、影響吸附的因素：吸附劑結構、吸附質的性質、操作條件;

3、吸附劑及再生：活性炭、樹脂吸附劑、吸附劑再生方法;

4、吸附工藝和設計：吸附的操作方式;吸附工藝與設計;

5、吸附法的應用：處理對象、處理流程、優缺點。

第八章：離子交換

1、離子交換劑：分類、組成、結構;

2、離子交換樹脂：特點、命名、型號、性能、選擇、保存、使用、鑒別;

3、離子交換工藝：工藝、應用、離子交換過程;

4、離子交換設備及其設計計算：設備分類、逆流再生固定床、進水裝置;交換樹脂的選擇;工藝系統的確定;設備尺寸;再生計算;水力阻力核算。

第九章：膜分離

1、擴散滲析：原理、應用;

2、電滲析：原理和反應過程、離子交換膜性能指標、電滲析器構造、操作控制(電能消耗、極限電流密度和濃差極化、電流密度控制、電流效率);

3、反滲透：原理、反滲透膜(分類、CA膜)、反滲透膜透過機理、反滲透裝置(板框式、管式、螺旋卷式、中空纖維式)、膜的污染和清洗、應用;

4、超濾和納濾：超濾機理和應用、納濾機理、超濾和納濾以及反滲透比較、納濾應用;

5、液膜法：組成、分類、分離機理、液膜材料的選擇、液膜分離載體、液膜分離操作步驟、液膜法的應用。

第十一章：循環冷卻水處理

1、冷卻水系統、循環冷卻水系統;

2、水垢及其控制：水垢的種類和特點、水垢是否生成的判斷指數、水垢的控制(阻垢分散劑);

3、腐蝕及其控制：腐蝕機理及其影響因素、腐蝕的控制、形成電化學腐蝕的條件、緩蝕劑(種類、作用機理);

4、微生物危害及其控制：微生物的來源、金屬的微生物腐蝕、冷卻水系統的微生物控制、冷卻水殺生劑。

第十二章：廢水生化處理理論基礎

1、廢水生物處理及其特點;

2、廢水處理中的微生物：細菌起主要作用、真菌、原生動物、后生動物;

3、微生物的新陳代謝：分解代謝、合成代謝;

4、微生物生長的營養：好氧菌C：N：P=100:5:1;厭氧菌C：N=10~20:1;

5、微生物分類：據碳源化學形式;所需能源(光營養、化能營養);

6、微生物生長的影響因素：營養條件、溫度、pH值、溶解氧、有毒物質;

7、酶及其特點：催化效率高、專屬性、對環境敏感、常溫常壓中性條件下進行催化;

8、酶促反應速度、米-門方程、米氏常數的物理意義、酶制劑、酶在水處理中的應用;

9、微生物生長動力學：微生物生長規律(適應期、對數期、平衡期、衰老期);微生物的增長速度、Monod方程、微生物生長與底物利用速度的關系;

10、廢水的可生化性及其可生化性的評價方法;

11、廢水生物處理方法總論。

第十三章：活性污泥法

1、活性污泥、活性污泥的組成、活性污泥的物理性能;

2、基本流程：廢水→初沉池→活性污泥池→二沉池(部分污泥回流至曝氣池)→排水;

3、活性污泥法有效運行基本條件：有機物、溶解氧、懸浮狀態、剩余污泥、有毒物質;

4、活性污泥性能指標：污泥沉降比、污泥濃度、污泥容積指數、生物相指示;

5、活性污泥的分類：曝氣方式(完全混合、推流)、供氧方式(鼓風曝氣、機械曝氣);

6、污泥負荷：定義、污泥負荷與處理效率的關系、污泥負荷對活性污泥特性的影響、水溫對污泥負荷的影響、污泥負荷對污泥生產量的影響、污泥負荷對需氧量的影響、污泥負荷對營養比要求的影響;

7、污泥齡：定義、污泥齡與污泥負荷、污泥濃度之間的相關關系;污泥齡與污泥回流比之間的關系推導;

8、出水底物濃度和污泥回流比之間的關系推導;

9、曝氣：氧傳遞原理、曝氣設備(鼓風、機械);曝氣設備的性能評價;鼓風曝氣和機械曝氣的比較;

10、曝氣池的構造與設計：推流曝氣池、完全混合曝氣池、兩種池型的結合;曝氣池的設計計算;

11、曝氣池的運行方式及特點：普通曝氣法、漸減曝氣法、階段曝氣法、吸附再生法、吸附-生物降解工藝、純氧曝氣法、間歇活性污泥法、延時曝氣法、氧化溝、膜生物反應器;

12、活性污泥法培養與馴化：接種培養馴化、靜態培養馴化、動態培養馴化;

13、活性污泥法日常管理：活性污泥生長條件控制、工藝的穩定運行、正常指標的監測;

14、活性污泥法的異常現象與控制措施：污泥腐化、污泥上浮、污泥解體、泥水界面不清、污泥膨脹、泡沫問題。

第十四章：生物膜法

1、生物膜法基本原理：生物膜形成及特點、生物膜中的物質傳遞、底物利用基本方程;

2、生物濾池構造：濾料、池壁、排水及通風系統、布水裝置;

3、生物過濾法的基本流程和分類：普通生物濾池、塔式生物濾池;高負荷、低負荷;

4、影響因素：負荷、處理水回流、供氧;

5、生物濾池系統的設計計算：布水設備的設計、排水系統的設計、濾料的選擇;

6、塔式生物濾池：污水、空氣、生物膜三者接觸充分;F/M分層差別大，膜結構豐富;

7、生物轉盤：構造和原理、優缺點、設計計算(轉盤總面積、氧化槽容積、停留時間、容積水力負荷、盤面面積有機負荷)

8、生物膜法的運行管理：生物膜的培養和馴化(閉路循環法、連續法)、日常管理(進水水量、濃度、溫度及營養、布水裝置是否堵塞、停產狀態下保持膜的生物活性);

9、其它型式的生物膜法處理設備：充分利用生物膜法的優點、生物接觸氧化、生物流化床)

第十五章：厭氧生化法

1、厭氧法的基本原理、特性(與好氧法的對比、厭氧分解三階段);

2、厭氧法的影響因素：溫度、pH值、氧化還原電位、有機負荷、厭氧活性污泥、攪拌和混合、廢水的營養比、有毒物質;

3、厭氧工藝與設備：普通厭氧消化池、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床反應器、厭氧濾池、厭氧流化床、厭氧轉盤和擋板反應器、兩步厭氧法和復合厭氧法、膨脹顆粒污泥床、厭氧內循環反應器;

4、厭氧設備的運行管理：啟動、厭氧欠平衡、安全要求

第十六章：生物脫氮除磷

1、水體中氮、磷的危害;

2、生物脫氮原理及影響因素;

3、生物除磷原理及影響因素;

4、生物脫氮除磷組合工藝：phoredox 工藝、A2/O工藝、UCT工藝及改進型UCT工藝。

第十七章：穩定塘和土地處理系統

1、穩定塘：好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘、穩定塘處理系統的工藝流程;

2、污水土地處理系統：凈化機理、基本工藝、工藝參數。

第十八章：廢水處理后的排放和再利用

1、水體自凈：水體混合稀釋、水體的生化自凈;

2、廢水處理程度的確定、計算;

3、廢水處理后的再利用

第十九章：污泥處理與處置

1、污泥的來源與特性;

2、污泥調理：化學調理、熱調理、淘洗;

3、濃縮：重力濃縮、氣浮濃縮、離心濃縮;

4、污泥穩定：生物穩定、化學穩定、熱穩定;

5、脫水：真空過濾、壓濾、離心、焚燒;

6、綜合利用：農業、建筑材料、污泥氣利用、填埋、投海。

第二十章：廢水處理廠設計

1、設計程序：設計前期工作;擴初設計;施工圖設計;

2、流程選擇：流程選擇影響因素;

3、廢水處理廠平面及高程布置。

四、參考教材或主要參考書：

《廢水處理工程》(第二版)，唐受印、戴友芝、汪大翚，化學工業出版社，2004.2.