招生学院：化工学院 招生专业：环境工程
科目名称：水处理工程
一、考试形式与试卷结构
(一)试卷满分值及考试时间
本试卷满分为150分，考试时间为180分钟。
(二)答题方式
答题方式为闭卷、笔试。试卷由试题和答题纸组成;答案必须写在答题纸(由考点提供)相应的位置上。
(三)试卷内容结构
考试内容主要包括水处理工程总论(20%)，物理、化学、物化法水处理技术(35%)，生化法水处理技术(35%)，废水处理工程设计(10%)。
(四)试卷题型结构
1.填空题(20分)，共20空;
2.简答题(60分)，共5-6题;
3.分析题(30分)，共2-3题;
4.计算题(40分)，共2道。
二、考查目标
课程考试的目的在于测试考生对于水处理工程的基本概念、基本理论、基础知识的掌握情况以及综合运用分析和解决水处理工程现实问题的能力。
三、考查范围或考试内容概要
第一章：总论
1、水的循环：地球上水的分布;我国水资源状况;水的自然循环;水的社会循环;水资源供求矛盾;
2、水体污染：水污染的分类和影响、需氧污染物、营养性污染物、酸碱污染物、有毒污染物、油类污染物、生物污染物、感官性污染物、热污染;
3、水质指标：水质指标(物理性指标、生物学指标、化学性指标);
4、常用水质指标：温度、色度、嗅和味、固体物质、有机物BOD、COD;
5、水质标准和水质要求：饮用水水质标准GB5749-85、地面水环境质量标准GB3838-2002、污水综合排放标准GB8978-96、工业用水水质要求;
6、废水的来源与性质：生活污水、工业废水、农业废水;
7、废水处理方法综述：分离法、转化法;物理法、化学法、物理化学法、生物化学法;一级处理(预处理)、二级处理(生化处理)、三级处理(深度处理);
8、城市污水处理的典型流程;
9、废水处理反应器及动力学基础：水力混合方式、反应器型式;反应速率、物料衡算、间歇反应器、连续搅拌反应器、推流反应器、串联的连续流搅拌反应器。
第二章：预处理
1、水质和水量调节：水量调节池;水质调节池;调节池的设计;
2、筛滤：格栅;格栅设计;筛网;
3、中和：常用中和剂;中和药剂的计算。
第三章：混凝
1、胶体的特性和结构：双电层、滑动面、ζ电位;
2、胶体的脱稳和凝聚：混凝机理(压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕);絮凝动力学;
3、混凝剂与助凝剂：无机盐类、有机高分子类、微生物絮凝剂、助凝剂;
4、影响混凝的因素：废水水质、混凝剂、水力条件;
5、混凝设备：混凝剂配制与投加设备、混合设备、反应设备;
6、澄清设备。
第四章：沉淀与上浮
1、沉淀的基本理论
2、沉淀的类型：自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀、压缩沉淀
3、理想沉淀池、实际运行沉淀池与理想沉淀池差别
4、沉砂池构造及设计;
5、沉淀池：平流沉淀池池型及设计;竖流沉淀池池型及设计;辐流式沉淀池池型及设计;浅池原理;斜板沉淀池池型;
6、隔油池：水平隔油池;斜板隔油池;简易隔油池。
7、气浮的基本原理;
8、气泡的产生方式：电解、分散空气、溶气释放;
9、悬浮物与气泡附着、药剂浮选、气浮设备、设计计算;
10、化学沉淀：原理、氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法。
第五章：深层过滤
1、普通快滤池的构造：滤料层、垫料层、配水系统、排水槽及集水槽;
2、过滤机理：迁移、附着、脱落;
3、影响过滤效率的因素：滤料(粒度、形状、孔隙率、厚度、表面性质);悬浮物(粒度、形状、密度、浓度、温度、表面性质)
4、快滤池的运行：滤速控制;滤池冲洗;滤池常见故障及对策;
5、快滤池的设计：设计滤速及滤池总面积计算;滤池个数及尺寸的确定;管廊的布置
6、其它典型滤池。
第六章：化学氧化还原
1、化学氧化法：氧化剂、空气氧化法、湿式氧化、臭氧氧化、氯氧化、氯消毒;
2、化学还原法：原理、还原剂、应用;
3、电解法：电解氧化还原、电解凝聚与电解浮上。
第七章：吸附
1、吸附的基本理论：吸附机理;吸附平衡和吸附等温式(平衡吸附量、Langmuir等温式、BET等温式、Freundlich等温式、等温线常数图解法、多组分体系的吸附);
2、影响吸附的因素：吸附剂结构、吸附质的性质、操作条件;
3、吸附剂及再生：活性炭、树脂吸附剂、吸附剂再生方法;
4、吸附工艺和设计：吸附的操作方式;吸附工艺与设计;
5、吸附法的应用：处理对象、处理流程、优缺点。
第八章：离子交换
1、离子交换剂：分类、组成、结构;
2、离子交换树脂：特点、命名、型号、性能、选择、保存、使用、鉴别;
3、离子交换工艺：工艺、应用、离子交换过程;
4、离子交换设备及其设计计算：设备分类、逆流再生固定床、进水装置;交换树脂的选择;工艺系统的确定;设备尺寸;再生计算;水力阻力核算。
第九章：膜分离
1、扩散渗析：原理、应用;
2、电渗析：原理和反应过程、离子交换膜性能指标、电渗析器构造、操作控制(电能消耗、极限电流密度和浓差极化、电流密度控制、电流效率);
3、反渗透：原理、反渗透膜(分类、CA膜)、反渗透膜透过机理、反渗透装置(板框式、管式、螺旋卷式、中空纤维式)、膜的污染和清洗、应用;
4、超滤和纳滤：超滤机理和应用、纳滤机理、超滤和纳滤以及反渗透比较、纳滤应用;
5、液膜法：组成、分类、分离机理、液膜材料的选择、液膜分离载体、液膜分离操作步骤、液膜法的应用。
第十一章：循环冷却水处理
1、冷却水系统、循环冷却水系统;
2、水垢及其控制：水垢的种类和特点、水垢是否生成的判断指数、水垢的控制(阻垢分散剂);
3、腐蚀及其控制：腐蚀机理及其影响因素、腐蚀的控制、形成电化学腐蚀的条件、缓蚀剂(种类、作用机理);
4、微生物危害及其控制：微生物的来源、金属的微生物腐蚀、冷却水系统的微生物控制、冷却水杀生剂。
第十二章：废水生化处理理论基础
1、废水生物处理及其特点;
2、废水处理中的微生物：细菌起主要作用、真菌、原生动物、后生动物;
3、微生物的新陈代谢：分解代谢、合成代谢;
4、微生物生长的营养：好氧菌C：N：P=100:5:1;厌氧菌C：N=10~20:1;
5、微生物分类：据碳源化学形式;所需能源(光营养、化能营养);
6、微生物生长的影响因素：营养条件、温度、pH值、溶解氧、有毒物质;
7、酶及其特点：催化效率高、专属性、对环境敏感、常温常压中性条件下进行催化;
8、酶促反应速度、米-门方程、米氏常数的物理意义、酶制剂、酶在水处理中的应用;
9、微生物生长动力学：微生物生长规律(适应期、对数期、平衡期、衰老期);微生物的增长速度、Monod方程、微生物生长与底物利用速度的关系;
10、废水的可生化性及其可生化性的评价方法;
11、废水生物处理方法总论。
第十三章：活性污泥法
1、活性污泥、活性污泥的组成、活性污泥的物理性能;
2、基本流程：废水→初沉池→活性污泥池→二沉池(部分污泥回流至曝气池)→排水;
3、活性污泥法有效运行基本条件：有机物、溶解氧、悬浮状态、剩余污泥、有毒物质;
4、活性污泥性能指标：污泥沉降比、污泥浓度、污泥容积指数、生物相指示;
5、活性污泥的分类：曝气方式(完全混合、推流)、供氧方式(鼓风曝气、机械曝气);
6、污泥负荷：定义、污泥负荷与处理效率的关系、污泥负荷对活性污泥特性的影响、水温对污泥负荷的影响、污泥负荷对污泥生产量的影响、污泥负荷对需氧量的影响、污泥负荷对营养比要求的影响;
7、污泥龄：定义、污泥龄与污泥负荷、污泥浓度之间的相关关系;污泥龄与污泥回流比之间的关系推导;
8、出水底物浓度和污泥回流比之间的关系推导;
9、曝气：氧传递原理、曝气设备(鼓风、机械);曝气设备的性能评价;鼓风曝气和机械曝气的比较;
10、曝气池的构造与设计：推流曝气池、完全混合曝气池、两种池型的结合;曝气池的设计计算;
11、曝气池的运行方式及特点：普通曝气法、渐减曝气法、阶段曝气法、吸附再生法、吸附-生物降解工艺、纯氧曝气法、间歇活性污泥法、延时曝气法、氧化沟、膜生物反应器;
12、活性污泥法培养与驯化：接种培养驯化、静态培养驯化、动态培养驯化;
13、活性污泥法日常管理：活性污泥生长条件控制、工艺的稳定运行、正常指标的监测;
14、活性污泥法的异常现象与控制措施：污泥腐化、污泥上浮、污泥解体、泥水界面不清、污泥膨胀、泡沫问题。
第十四章：生物膜法
1、生物膜法基本原理：生物膜形成及特点、生物膜中的物质传递、底物利用基本方程;
2、生物滤池构造：滤料、池壁、排水及通风系统、布水装置;
3、生物过滤法的基本流程和分类：普通生物滤池、塔式生物滤池;高负荷、低负荷;
4、影响因素：负荷、处理水回流、供氧;
5、生物滤池系统的设计计算：布水设备的设计、排水系统的设计、滤料的选择;
6、塔式生物滤池：污水、空气、生物膜三者接触充分;F/M分层差别大，膜结构丰富;
7、生物转盘：构造和原理、优缺点、设计计算(转盘总面积、氧化槽容积、停留时间、容积水力负荷、盘面面积有机负荷)
8、生物膜法的运行管理：生物膜的培养和驯化(闭路循环法、连续法)、日常管理(进水水量、浓度、温度及营养、布水装置是否堵塞、停产状态下保持膜的生物活性);
9、其它型式的生物膜法处理设备：充分利用生物膜法的优点、生物接触氧化、生物流化床)
第十五章：厌氧生化法
1、厌氧法的基本原理、特性(与好氧法的对比、厌氧分解三阶段);
2、厌氧法的影响因素：温度、pH值、氧化还原电位、有机负荷、厌氧活性污泥、搅拌和混合、废水的营养比、有毒物质;
3、厌氧工艺与设备：普通厌氧消化池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反应器、厌氧滤池、厌氧流化床、厌氧转盘和挡板反应器、两步厌氧法和复合厌氧法、膨胀颗粒污泥床、厌氧内循环反应器;
4、厌氧设备的运行管理：启动、厌氧欠平衡、安全要求
第十六章：生物脱氮除磷
1、水体中氮、磷的危害;
2、生物脱氮原理及影响因素;
3、生物除磷原理及影响因素;
4、生物脱氮除磷组合工艺：phoredox 工艺、A2/O工艺、UCT工艺及改进型UCT工艺。
第十七章：稳定塘和土地处理系统
1、稳定塘：好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘、稳定塘处理系统的工艺流程;
2、污水土地处理系统：净化机理、基本工艺、工艺参数。
第十八章：废水处理后的排放和再利用
1、水体自净：水体混合稀释、水体的生化自净;
2、废水处理程度的确定、计算;
3、废水处理后的再利用
第十九章：污泥处理与处置
1、污泥的来源与特性;
2、污泥调理：化学调理、热调理、淘洗;
3、浓缩：重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩;
4、污泥稳定：生物稳定、化学稳定、热稳定;
5、脱水：真空过滤、压滤、离心、焚烧;
6、综合利用：农业、建筑材料、污泥气利用、填埋、投海。
第二十章：废水处理厂设计
1、设计程序：设计前期工作;扩初设计;施工图设计;
2、流程选择：流程选择影响因素;
3、废水处理厂平面及高程布置。
四、参考教材或主要参考书：
《废水处理工程》(第二版)，唐受印、戴友芝、汪大翚，化学工业出版社，2004.2.
