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水质工程学1离子交换

发布时间:2023-08-17 09:35:11

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《工程流体力学》考试大纲
命题范围和要求
[第一部分 ] 绪论
1. 1. 了解流体的主要物理性质; 理解流体的粘性; 掌握容重,密度及其区别和联系; 掌握牛顿内摩察定律.
2. 2. 理解质量力和表面力, 掌握其表示方法. 理解连续介质, 实际流体,理想流体,不可压宿流体, 可压宿流体. 知道流体的研究方法.
[第二部分]流体静力学
1. 1. 理解和掌握静压强及其特性
2. 2. 会欧拉平衡微分方程的推导,理解欧拉平衡微分方程的物理意义.
3. 3. 掌握流体静压强基本方程, 掌握点压强的计算方法, 掌握压强的计算基准和表示方法, 掌握静压强分布图, 了解压强的量测方法.
4. 4. 掌握计算作用于平面上的液体总压力.
5. 5. 掌握计算作用于曲面上的液体总压力.

[第三部分] 流体运动学
1.了解描述液体运动的两种方法, 掌握迹线,流线的概念及方程, 了解质点加速度表达式.
2掌握描述流体运动的一些基本概念.
3. 3. 掌握流体运动的连续性微分方程, 总流的连续性方程.
4. 4. 理解无旋流和有旋流.
5. 5. 掌握流函数和速度势函数, 了解几种简单的平面势流, 知道势流叠加法解平面势流,的原理.

[第四部分] 理想流体动力学
1. 1. 掌握理想流体元流的伯努利方程的推导,
2. 2. 掌握理想流体元流的伯努利方程的物理意义和几何意义以及应用.

[第五部分] 实际流体动力学基础
1. 1. 了解流体质点的应力状态
2. 2. 掌握实际流体元流伯努利方程的推导, 掌握实际流体元流伯努利方程的物理意义和几何意义.
3. 3. 掌握实际流体总流伯努利方程的推导以及应用.
4. 4. 掌握实际流体的动量方程的推导以及应用.

[ 第六部分] 量纲分析和相似原理
1. 1. 理解量纲和单位的概念, 掌握瑞利法和π定理.
2. 2. 了解流动相似的概念.

[ 第七部分] 流动阻力和能量损失
1. 1. 了解雷诺实验过程, 了解层流与紊流流态的特点, 掌握流态判别标准.
2. 2. 理解流动阻力的两种形式, 掌握沿程损失和局部损失的计算方法.
3. 3. 了解圆管中层流运动的流速分布, 掌握层流沿程损失的计算公式。
4. 4. 理解尼古拉兹实验。

[ 第八部分] 有压管流
1. 1. 掌握简单短管中的恒定有压流计算
2. 2. 掌握简单长管中的恒定有压流计算
3. 3. 掌握复杂长管中的恒定有压流计算
4.了解沿程均匀泄流管道中的恒定有压流
[第九部分] 明渠流
1. 1. 了解明渠的分类,理解棱柱型渠道与非棱柱型渠道,顺坡、平坡、和逆坡渠道的概念。
2. 2. 掌握恒定明渠均匀流的特征和产生条件。
3.掌握谢才公式,曼宁公式
4.掌握水力最优断面和允许流速。
5.掌握渠道输水能力水力计算, 掌握确定渠道底坡和渠道断面尺寸的方法。
6.了解无压圆管均匀流的水力计算方法。
7.了解恒定明渠非均匀流特征及产生条件。
8.理解断面单位能量、临界水深, 掌握急流、缓流、临界流的判别标准。了解水跃的基本方程。
9.了解明渠恒定非均匀渐变流的基本微分方程以及水面曲线定性分析。

[第十部分] 孔口、管嘴、闸孔出流及堰流
1. 1. 掌握恒定薄壁孔口出流流量的计算方法。
2. 2. 了解圆柱形外管嘴出流流量的计算方法。
3. 3. 了解堰流的定义及其分类
4. 4. 了解矩形薄壁堰、三角形薄壁堰的流量公式。
5. 5. 了解实用堰、宽顶堰的水流特征。

[ 第十一部分]渗流
1. 1. 掌握渗流模型的实质, 掌握达西定律.
2. 2. 了解均匀渗流特性, 掌握非均匀渐变渗流断面流速分布,
3. 3. 了解渐变渗流基本微分方程和浸润曲线的概念.
4. 4. 掌握井的渗流计算.

二.参考书
工程流体力学(水力学), (上,下册). 闻德荪主编. 高等教育出版社.

三.考试形式: 闭卷
试卷构成:(1)基本概念部分: 约30分.
(2)计算题部分: 约120分.

《流体力学》考试大纲
一、考试的总体要求
考查学生对流体力学的基本概念、基本原理、基本方法,以及对流体运动的一般规律、分析方法的掌握程度,考查学生的分析问题和解决问题的能力。

二、考试的内容
1、流体力学基本概念:密度,黏度,流速,压强,表面张力,定常流,非定常流,可压缩流体,不可压缩流体,理想流体、牛顿流体,非牛顿流体。连续介质,质点加速度,质点的随体导数,流体微团运动分析。
2、基本方程:连续性方程,运动方程,能量方程,欧拉方程,伯努利方程。
3、势流运动:势流运动控制方程及求解方法。无粘性不可压缩流体无旋运动的速度势函数及其应用,平面定常无旋运动的复势及其应用。
4、流函数求解不可压缩流体的二维定常无旋流动问题。轴对称流动问题,复变函数法,保角映象法。
5、粘性流体运动:基本方程;求解途径;简单流动的解析解。
6、湍流运动:湍流特征;分类;发生过程;湍流结构;湍流方程及求解。

三、考试重点
1、质点加速度公式和质点导数,柯西-亥姆霍兹(Cauchy-Helmholtz)流体微团速度分解定理。
2、用势流叠加原理解偶极流问题。
3、用势流叠加原理解圆柱体绕流问题。
4、两平行平板间的粘性流动
5、无限长直圆管中的粘性流动
6、两同心旋转圆柱间的定常流动

四、参考书
《流体力学》,张兆顺和崔桂香编著,清华大学出版社,1999年。
《工程流体力学》,归柯庭,汪军,王秋颖编,科学出版社,2003年。

《水质工程学》考试大纲

一、 命题范围与基本要求
(1)水质与水处理概论:了解天然水体中的杂质和水质特点,熟悉水中常见的污染物及其来源,了解水体富营养化的形成原因及其危害,理解水体的自净和氧垂曲线;了解水体的生物化学物质对人体健康的影响;掌握用水水质标准和污水的排放标准。
(2)水的处理方法概论:熟悉水的物化、生化处理方法;了解反应器类型及其物料在反应器内的流动模型,了解物料在反应器内的停留时间及其分布,理解反应器的概念在水处理中的应用,了解水处理工艺流程的概念及其几种典型的给水、污水处理的工艺流程。
(3)凝聚和絮凝:掌握混凝基本的概念和混凝机理,掌握影响混凝效果的主要因素,熟悉混凝剂的种类和选用原则,理解混凝的动力学模型和混凝剂的混合过程,熟悉混凝的设备和混凝实验。
(4)沉淀:掌握杂质颗粒在水中两种沉降的基本原理;理解理想沉淀池与浅池理论的概念;掌握非凝聚性颗粒与凝聚性颗粒的沉淀过程与沉淀效率的计算;掌握平流沉淀池、斜管(斜板)沉淀池的结构与设计;了解澄清池的工作原理和两种主要形式;了解气浮作为一种特殊的沉淀方式与沉淀的区别和联系。
(5)过滤:了解慢滤池和快滤池的不同之处,掌握滤料的选择和级配;理解快滤池的运行特点和滤层的优化,理解过滤的机理和过滤理论;了解滤池的反冲洗和反冲洗最优化理论;掌握滤池的配水系统及与之相关的承托层;熟悉几种常见的滤池类型及特点。
(6)吸附:了解吸附的机理和等温吸附模型,掌握活性炭的制备和活性炭吸附性能的影响因素;熟悉活性炭功能及其吸附动力学过程,了解几种活性炭的应用及其在应用过程中需要考虑的因素;掌握活性炭的再生方法;了解除活性炭外的其他几种常用吸附剂。
(7)氧化还原和消毒:了解氧化剂化学及其消毒作用及灭活模型,掌握氯消毒过程和消毒副产物的控制,理解臭氧消毒的作用机理和臭氧处理工艺;熟悉除氯外的其他氧化和消毒方法,了解高级氧化工艺。
(8)离子交换:了解离子交换的概念,熟悉几种离子交换剂,掌握离子交换树脂的性质;
掌握离子交换反应及固定床离子交换原理,理解离子交换速度及其影响因素;掌握两种离子交换器;掌握离子交换在水的软化和除盐方面的应用。
(9)膜滤技术:了解膜滤的概念和膜滤技术的分类和膜滤过程的性能参数,了解膜污染及其预防方法;掌握微滤和超滤概念、原理和超滤的浓差极化;理解反渗透及其分离机理,熟悉反渗透的装置;掌握电渗析概念、基本原理和电渗析的基本过程,了解离子交换膜的作用机理,掌握极化现象和电渗析器工艺设计计算。
(10)水的冷却:了解水的两种冷却系统和冷却构筑物,掌握水的冷却原理,理解冷却热力学计算,了解冷却水水质和循环冷却水处理。
(11)腐蚀与结垢:了解腐蚀的几种基本类型,了解腐蚀过程和腐蚀的控制方法;掌握影响腐蚀的因素和两种重要的腐蚀形式;掌握LSI饱和指数,RSI稳定指数,了解其他的几种稳定指数,了解水质的几种稳定处理。
(12)水的其他处理方法:掌握中和的基本原理和三种中和的方法、掌握化学沉淀基本原理和三种化学沉淀方法;了解电解的基本原理和几种电解的处理工艺;了解吹脱、汽提基本原理和影响吹脱的主要影响因素;了解萃取的基本原理和萃取的工艺过程。
(13)活性污泥法:熟悉活性污泥法基本概念和基本流程,了解活性污泥的组成和形态,掌握活性污泥的增殖规律;熟悉活性污泥几个性能指标,掌握活性污泥法的设计和运行参数;理解活性污泥反应的动力学和莫诺公式的推广应用。能够熟练掌握活性污泥九种模式及其特点;掌握活性污泥法的曝气氧转移规律和曝气系统及其装置;掌握活性污泥法的脱氮除磷工艺,理解活性污泥法污泥法处理系统的过程控制与运行管理和活性污泥法的几种新工艺。
(14)生物膜法:熟悉生物膜法的基本概念和特征。理解生物膜法的净化机理,掌握生物膜的增长过程,掌握生物膜理论的重要参数;掌握生物膜反应器的重要形式:生物滤池、生物转盘、生物流化床处理工艺的特点,掌握生物膜法运行管理的注意事项。
(15)厌氧生物处理:了解厌氧生物处理发展的过程和趋势;掌握厌氧生物处理的三个阶段的基本原理;了解厌氧微生物的生态学,了解影响两种细菌的主要生态因子;掌握UASB工艺的工作原理和反应器的结构设计原理;了解两相厌氧生物处理原理技术。
(16)自然生物处理系统:掌握稳定塘净化机理和净化过程中的影响因素;熟悉稳定塘处理的技术特点;掌握好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘的特点和应用;掌握污水的土地处理系统工艺和净化作用机理,掌握人工湿地几种类型及其特点。
(17)污泥处理、处置与利用:了解污泥处理的一般原则、污泥处理处置的基本方法和基本流程,掌握污泥的成分和性质,污泥的浓缩、脱水、干化,污泥的综合利用与最终处置。重点污泥厌氧消化的机理、主要工艺以及工艺设计方法。
(18)水处理工艺系统:了解给水处理工艺系统的选择原则和地面水的常规处理工艺系统,了解水的除藻、除臭和除味,了解给水厂废水回用和给水厂污泥的最终处理处置。
(19)特种水源水处理工艺系统:掌握高浊度水处理工艺系统,掌握地下水除铁除锰的原理,了解水的除氟和除砷技术,了解软化、除盐及锅炉水处理工艺系统。
(20)城市污水处理系统:了解城市污水处理工艺系统选择的基本思想与知道原则,掌握污水处理的工艺系统,把握污水深度处理工艺和再生水的利用。
(21)工业废水处理的工艺系统:了解工业废水的分类和几种废水的常用处理系统。
二、 主要参考教材
考试主要参考书目:
《水质工程学》,李圭白,张杰主编,中国建筑工业出版社,2005;
《给水工程》(水处理部分),严煦世、范谨初主编,中国建筑工业出版社;
《排水工程》(下册),张自杰主编,中国建筑工业出版社,2000;
《水污染控制工程》,高建耀,顾国维主编,高等教育出版社,2000。
三、考试形式及试卷构成
1、考试形式:闭卷
2、试卷构成
卷面总分150分,其中:
a.基本概念部分:约60分;
b.分析计算部分:约90分;

『贰』 水质工程学

第1篇基本理论介绍
第1章绪论
1.121世纪水质科学与工程的发展方向
1.1.1高度重视水资源保护
1.1.2水质标准将更加完善
1.1.3水处理技术的发展趋势
1.1.4水质检测技术快速可造
1.1.5水厂和污水厂控制技术日益提高
第2章水质工程学的基本理论
2.1水溶液的基本性质
2.1.1水合、配合与离子对
2.1.2天然水中的溶解固体
2.1.3水的电导率和电阻率
2.1.4水中阴、阳离子间的关系
2.2反应器与化学反应动力学的基本概念
2.2.1物料衡算和质量传递
2.2.2理想反应器与非理想反应器
2.3水微生物学基础知识
2.3.1微生物生态
2.3.2污染物结构与微生物代谢动力学
2.4水质参数和在线检测技术
2.4.1浊度、悬浮物浓度与悬浮微粒浓度
2.4.2有机物的水质替代参数
2.4.3饮用水水质与健康
2.4.4水质参数的光电检测技术概论
2.5水质标准与水质模型
2.5.1国内外饮用水水质标准概述
2.5.2水体水质基本模型
思考题
第2篇物 化 处 理
第3章预处理
3.1格栅的分类与设计
3.1.1格栅的分类
3.1.2格栅的设计
3.2沉砂池的种类与设计
3.2.1平流沉砂池
3.2.2曝气沉砂池
3.2.3钟式沉砂池
3.3沉淀预处理的应用
3.4调节池的分类
3.4.1水量调节池
3.4.2水质调节池
3.5饮用水预处理技术
3.5.1化学预氧化法
3.5.2生物预处理
3.5.3活性炭吸附
思考题
第4章颗粒分析与混凝
4.1双电层的构造和界面电位
4.1.1胶体表面电荷的来源和双电层的构造
4.1.2胶体间的相互作用位能和DLVO理论
4.1.3混凝剂的水解反应与混凝机理
4.2絮凝动力学理论
4.2.1异向絮凝动力学模型
4.2.2同向絮凝动力学模型
4.2.3Camp?Stein公式
4.2.4絮凝特性曲线
4.3混凝剂和助凝剂的种类和应用
4.3.1传统铁盐、铝盐混凝剂的应用
4.3.2无机高分子混凝剂
4.3.3有机高分子混凝剂
4.3.4新型无机?有机高分子复合混凝剂的研究进展
4.3.5助凝剂
4.3.6混凝剂的卫生安全性
4.4混凝工艺的工程实践
4.4.1絮凝剂配制投加设备
4.4.2混合设备的设计与计算
4.4.3絮凝池的设计与计算
4.4.4新型组合式絮凝池的研究进展
4.5颗粒分析方法与絮凝过程的自控技术
4.5.1颗粒分析的基本内容
4.5.2絮凝过程的光电检测技术综述
4.5.3絮凝投药自动控制技术与设备
思考题
第5章沉淀与气浮
5.1颗粒沉降基本理论
5.1.1颗粒的自由沉降速度
5.1.2自由沉降试验
5.1.3分层沉淀
5.1.4沉淀效率的计算
5.2平流式沉淀池的构造和设计
5.2.1平流式沉淀池的进出水布置
5.2.2平流式沉淀池的排泥设施
5.2.3平流式沉淀池的设计与运行管理
5.3其他沉淀池的设计和计算
5.3.1斜板(管)沉淀池的类型和设计
5.3.2辐流式沉淀池的工作原理与设计
5.3.3其他新型沉淀池的应用
5.4澄清池的原理和设计
5.4.1澄清池的一般工作原理
5.4.2机械搅拌澄清池的设计
5.4.3水力循环澄清池的设计
5.4.4脉冲澄清池与悬浮澄清池的运行特点
5.5浓缩池的理论和设计
5.5.1浓缩池的原理和特点
5.5.2浓缩池的设计
5.6气浮池的设计计算
5.6.1气浮原理概述
5.6.2气浮池的设计
5.6.3吹脱和气提
思考题
第6章过滤
6.1过滤理论综述
6.1.1过滤工艺理论的发展历程
6.1.2过滤理论的主要内容
6.1.3迹线分析模型
6.2滤层和承托层
6.2.1滤层综论
6.2.2滤料
6.2.3承托层
6.3滤池的运行方式
6.3.1等速过滤
6.3.2变速过滤
6.3.3滤层负水头
6.4滤池的配水系统
6.4.1配水系统
6.4.2大阻力配水系统
6.4.3小阻力配水系统
6.5滤池的过程控制
6.5.1滤池控制策略
6.5.2液位控制
6.5.3反冲洗控制
6.6普通快滤池的设计计算
6.6.1滤池的面积和滤池的长宽比
6.6.2滤池的深度
6.6.3管廊布置
6.6.4管渠设计流速
6.6.5设计中应注意的问题
6.7其他滤池的特点和应用
6.7.1V型滤池
6.7.2虹吸滤池
6.7.3移动冲洗罩滤池
6.7.4压力滤池
6.7.5多级精细过滤装置
思考题
第7章消毒
7.1消毒的基本理论
7.2液氯消毒
7.2.1氯的性质
7.2.2氯消毒作用机理
7.2.3折点加氯法
7.2.4加氯点的确定
7.2.5消毒副产物
7.3其他消毒方法
7.3.1二氧化氯消毒
7.3.2漂白粉和次氯酸钠消毒
7.3.3氯胺消毒
7.3.4臭氧消毒
7.3.5高锰酸钾消毒
7.3.6物理消毒法
思考题
第8章吸附
8.1吸附的基本理论
8.1.1吸附类型
8.1.2吸附等温线
8.1.3吸附速率
8.1.4影响吸附的因素
8.2活性炭吸附的理论和设计
8.2.1活性炭的制造
8.2.2活性炭的细孔构造和分布
8.2.3活性炭的表面化学性质
8.2.4活性炭吸附在给水处理中的应用
8.2.5活性炭吸附在废水处理中的应用
8.2.6废水活性炭吸附法处理设计实例
8.3吸附塔的设计
8.3.1吸附工艺
8.3.2吸附塔的设计要点
8.3.3吸附塔的设计方法
思考题
第9章其他物化处理方法
9.1萃取
9.1.1基本原理
9.1.2萃取剂的选择与再生
9.1.3萃取工艺过程
9.2蒸馏
9.2.1多效蒸发
9.2.2多级闪蒸
9.3离心分离
9.3.1离心分离原理
9.3.2离心分离设备
9.4氧化还原
9.4.1药剂氧化还原
9.4.2金属还原
9.4.3臭氧氧化
9.4.4空气氧化
9.4.5光氧化
9.5电解
9.5.1概述
9.5.2电解法在水处理中的应用
9.6离子交换
9.6.1离子交换树脂的选择性
9.6.2离子交换法在水处理中的应用
思考题
第3篇生 物 处 理
第10章活性污泥法
10.1活性污泥法的基本原理
10.1.1活性污泥法的基本概念与流程
10.1.2活性污泥的形态与活性污泥微生物
10.1.3活性污泥净化反应过程
10.1.4活性污泥净化反应系统的主要控制目标与设计、运行参数
10.2活性污泥动力学基础
10.2.1概述
10.2.2莫诺方程式
10.2.3劳伦斯?麦卡蒂方程式
10.2.4动力学参数的确定
10.3活性污泥处理系统的运行方式
10.3.1传统活性污泥法处理系统
10.3.2阶段曝气活性污泥法系统
10.3.3再生曝气活性污泥法系统
10.3.4生物吸附活性污泥法系统
10.3.5延时曝气活性污泥法系统
10.3.6完全混合活性污泥法系统
10.3.7高负荷活性污泥法系统
10.4活性污泥处理系统新工艺
10.4.1概述
10.4.2氧化沟
10.4.3间歇式活性污泥处理系统
10.4.4AB法污水处理工艺
10.5活性污泥处理系统的工艺设计
10.5.1曝气池的计算与设计
10.5.2曝气系统的计算与设计
10.5.3污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置
10.5.4二次沉淀池的计算与设计
10.5.5曝气沉淀池的计算与设计
10.5.6处理水的水质
10.6活性污泥处理系统的维护管理
10.6.1活性污泥处理系统的投产与活性污泥的培养驯化
10.6.2活性污泥处理系统运行效果的检测
10.6.3活性污泥处理系统运行中的异常状况与对策
思考题
第11章生物膜法
11.1生物膜法的基本原理
11.1.1生物膜的构造及净化机理
11.1.2生物膜的增长过程
11.1.3生物膜处理法的主要特征
11.2生物滤池的设计计算
11.2.1普通生物滤池
11.2.2高负荷生物滤池
11.2.3塔式生物滤池
11.2.4曝气生物滤池
11.3生物转盘的设计计算
11.3.1生物转盘的构造及净化原理
11.3.2生物转盘系统的特征
11.3.3生物转盘的计算与设计
11.4生物接触氧化
11.4.1概述
11.4.2生物接触氧化池的构造及形式
11.4.3生物接触氧化池的计算
11.5生物流化床
11.5.1概述
11.5.2生物流化床的工艺类型
11.5.3生物流化床技术的特点
思考题
第12章厌氧生物处理法
12.1厌氧生物处理法的基本原理
12.1.1基本原理
12.1.2厌氧生物处理的主要特征
12.1.3厌氧消化的影响因素与控制要求
12.2厌氧过程动力学
12.3厌氧活性污泥法
12.3.1普通厌氧消化池
12.3.2厌氧接触法
12.3.3UASB
12.3.4厌氧折流板式反应器(ABR)
12.4厌氧生物膜法
12.4.1厌氧生物滤池
12.4.2厌氧生物转盘
12.5厌氧生物处理的运行管理
思考题
第13章污泥的处理及资源化
13.1污泥的分类、性质及性质指标
13.1.1污泥的分类与性质
13.1.2污泥的性质指标
13.2污泥的浓缩
13.2.1污泥重力浓缩
13.2.2污泥气浮浓缩
13.2.3污泥的其他浓缩法
13.3污泥的消化
13.3.1污泥的厌氧消化
13.3.2污泥的好氧消化
13.4污泥脱水与干化
13.4.1机械脱水前的预处理
13.4.2机械脱水的基本原理
13.4.3压滤脱水
13.4.4滚压脱水
13.4.5离心脱水
13.4.6污泥干化
13.5污泥的消毒
13.5.1巴氏消毒法(低热消毒法)
13.5.2石灰稳定法
13.5.3加氯消毒法
13.6污泥资源化技术
13.6.1农肥利用与土地处理
13.6.2污泥堆肥
13.6.3其他方式
13.7污泥减量技术
思考题
第14章膜生物反应器
14.1膜生物反应器及其分类
14.1.1膜生物反应器
14.1.2膜生物反应器的分类
14.2膜生物反应器的设计及运行机理
14.2.1膜生物反应器的设计
14.2.2膜生物反应器的运行机理
14.3膜生物反应器特征及膜过滤的影响因素
14.4膜生物反应器处理污水的应用实例
14.4.1膜生物反应器用于处理某石化企业废水实例
14.4.2膜生物反应器处理洗涤、洗浴污水工程实例
第4篇深 度 处 理
第15章污水脱氮除磷技术
15.1污水生物脱氮技术特征
15.1.1生物硝化过程与反硝化过程
15.1.2单级活性污泥脱氮工艺
15.2污水生物除磷技术特征
15.2.1污水生物除磷的机理
15.2.2生物除磷的影响因素
15.3污水生物同步脱氮除磷工艺的选择与设计
15.3.1A?A?O工艺
15.3.2Phoredox工艺
15.3.3UCT工艺
15.3.4VIP工艺
15.3.5其他脱氮除磷工艺
思考题
第16章膜分离处理技术
16.1电渗析法
16.1.1电渗析原理及过程
16.1.2电渗析器的构造与组装
16.1.3电渗析法在废水处理中的应用
16.2反渗透
16.2.1渗透现象与渗透压
16.2.2反渗透
16.2.3反渗透膜及其透过机理
16.2.4反渗透装置、工艺流程与布置系统
16.2.5反渗透法在废水处理中的应用
16.3纳滤、超滤和微滤
16.3.1纳滤
16.3.2微滤和超滤
16.4纯水的制备方法
思考题
第17章其他深度处理方法
17.1地下水除铁除锰方法
17.1.1地下水除铁方法
17.1.2地下水除锰方法
17.2除氟和除砷技术
17.2.1水的除氟
17.2.2水的除砷
17.3高锰酸钾复合药剂对地表水源处理的应用
17.3.1去除有机物
17.3.2除藻及藻臭
17.3.3去除微污染水的色度与浊度
17.3.4高锰酸钾及PPC与其他方法的联用
17.4纳米技术在水处理中的应用
17.4.1纳米微粒的基本理论
17.4.2半导体纳米颗粒的光催化技术
17.4.3纳米材料的磁性吸附技术
17.4.4纳米材料的吸附与强化絮凝
17.5高级氧化技术的联合应用
17.5.1催化臭氧化
17.5.2臭氧?光催化氧化技术
17.5.3超声?臭氧联用
17.5.4超声?电化学联用
17.5.5超声?光催化联用
17.5.6微波强化光催化氧化技术
17.6新型高效催化氧化技术
17.6.1光催化氧化
17.6.2催化湿式氧化
17.6.3超临界水氧化
17.6.4纳米TiO2光电催化技术
17.6.5超声空化氧化
17.6.6微波氧化
思考题
第5篇水厂、污水厂建设与运行管理
第18章水厂的建设和设计
18.1水厂建设的基本内容
18.1.1厂址选择
18.1.2水厂工艺流程选择
18.1.3水处理构筑物类型选择
18.1.4平面布置
18.1.5高程布置
18.2水厂设计和施工基本原则
18.2.1水厂设计原则
18.2.2水厂施工原则
18.3水厂的日常运行管理
18.3.1水厂内控指标
18.3.2水厂生产现场管理
18.3.3水厂现场监测
18.3.4水厂运行控制
18.3.5水量计量设备管理
18.3.6水厂机电设备管理
18.3.7水厂安全生产
18.4给水厂的国内外建设实例
18.4.1狼山水厂平面布置
18.4.2瑞士日内瓦皮约尔水厂
思考题
第19章城市污水处理厂设计
19.1污水处理厂设计的基本原则
19.1.1污水处理厂设计内容及设计原则
19.1.2污水处理厂工艺选择
19.1.3污水处理厂选址原则
19.2污水处理厂的平面布置与高程布置
19.2.1污水处理厂的平面布置
19.2.2污水处理厂的高程布置
19.3污水处理厂的运行管理和自动化控制
19.3.1污水处理厂的运行管理
19.3.2污水处理厂运行的自动控制
19.4污水处理厂的国内外建设实例
19.4.1北京市大兴污水处理厂
19.4.2安徽阜阳市某污水处理厂设计
19.4.3美国加州San Jose污水处理厂

『叁』 水质工程学

十四章

1、生物滤池有多种工艺形式,如普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池。举出三种可)

2、生物膜法有多种处理系统,如 生物滤池法、生物转盘法、生物接触氧化法、 生物流化床法 。

3、 生物膜法的实质是使细菌类微生物和原生动物、后生动物类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育,并在其上形成膜状生物污泥——生物膜。

4、生物膜的性质:①高度亲水,存在着附着水层;②微生物高度密集:各种细菌以及微型 动物,形成了有机污染物——细菌——原(后)生动物的食物链。

厌氧膜的出现:①生物膜厚度不断增加,氧气不能透入的内部深处将转变为厌氧状态; ②成熟的生物膜由厌氧膜和好氧膜组成;③好氧膜是有机物降解的主要场所,一般厚度 为2mm。

5、生物膜的原理:废水从上向下从滤料空隙间流过,与生物膜充分接触,其中的有机污染 物被微生物吸附并降解。

6、高负荷生物滤池特点:①采用污水回流,增加进水量,稀释进水浓度,冲刷生物膜使其常保活性,且防止滤料堵塞,抑制臭味及滤池蝇的过度滋生;②增加滤料直径,以防止迅速增长的微生物膜堵塞滤料;③水力负荷和BOD负荷大大提高;占底面积小,卫生条件较好。

出水水质水力负荷的关系:由于水力负荷高,大大缩短了污水在滤池中的停留时间,但不发生硝化反应,可是生物膜吸附有机物速度很快,保证了出水水质的要求。

7、生物转盘:又称浸没式生物滤池,由许多平行排列浸没在一个水槽中的塑料圆盘所组成。8、生物转盘的特点:①废水处于半静止状态,而微生物则在转动的盘面上;②转盘40%的面积浸没在废水中,盘面低速转动;③盘面上生物膜的厚度与废水浓度、性质及转速有关,一般0.1~0.5mm。

9、生物接触氧化法:在池内充填一定密度的填料,从池下通入空气进行曝气,污水浸没全部填料并与填料上的生物膜广泛接触,在微生物新陈代谢功能的作用下,污水的有机物得以去除,污水得到净化。

10、基本工艺流程 :原污水—(初沉池——生物接触氧化池——二沉池)排泥——处理水。

11、生物流化床:以砂、活性炭、焦炭一类的较小的惰性颗粒为载体填充在床体内,因载体表面覆盖着生物膜而使其质地变化轻,污水以一定流速从下向上流动,使载体处于流化状态。

12、生物流化床由床体、载体、布水装置和膜脱落装置等组成。

13、生物接触氧化法在工艺、功能及运行方面的主要特征有哪些?

在工艺方面,使用多种型式的填料,填料表面布满生物膜,形成了生物膜的主体结构。在功能方面,生物接触氧化处理技术具有多种净化功能。在运行方面,对冲击负荷有较强的适应能力,在间歇运行条件下,仍能够保持良好的处理效果,对排水不均匀的企业,更具有重要意义,操作简单,运行方便,易于维护管理,勿需污泥回流,不产生污泥膨胀现象,也不产生滤池蝇,污泥生成量少,污泥颗粒较大,易于沉淀。

14、生物膜法污水处理系统,在微生物相方面和处理工艺方面有哪些特征。( 7 分)

①微生物相方面的特征⑴生物膜中的微生物多样化,能够存活世代时间较长的微生物⑵生物的食物链长⑶分段运行与优势菌属② 处理工艺方面的特征⑴耐冲击负荷,对水质,水量变动有较强的适应性⑵微生物量多,处理能力大,净化能力强⑶污泥沉降性能良好,易于沉降分离⑷能够处理低浓度的污水⑸易于运行管理,节能,无污泥膨胀问题

十五章

1、升流式厌氧污泥床系统( UASB )组成:进水配水系统、反应区(悬浮层和污泥层)、三相分离器、出水系统、集气罩。

2、厌氧生物处理的基本原理:

1)水解阶段:固态有机物被细菌的胞外酶水解;

2)第二阶段是酸化:开环、断链,以小分子的有机物作为受氢体,使有机酸增加,pH下降

3)第三阶段是在进入甲烷化阶段之前,代谢中间液态产物都要乙酸化,称乙酸化阶段;

4)第四阶段是甲烷化阶段。(在厌氧消化系统中微生物主要分为两大类:非产甲烷菌和产甲烷细菌。)

3、厌氧生物处理的主要特征

主要优点:(1)能耗低,且还可回收生物能(沼气);(2)污泥产量低;——厌氧微生物的增殖速率低,——产酸菌的产率系数Y为0.15~0.34kgVSS/kgCOD,——产甲烷菌的产率系数Y为0.03kgVSS/kgCOD左右,——好氧微生物的产率系数约为0. 5~0.6kgVSS/kgCOD。(4)厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的某些有机物进行降解或部分降解;

主要缺点:(1)反应过程较为复杂——厌氧消化是由多种不同性质、不同功能的微生物协同工作的一个连续的微生物过程;(2)对温度、pH等环境因素较敏感;(3)出水水质较差,需进一步利用好氧法进行处理;(4)气味较大;(5)对氨氮的去除效果不好;等

3、影响产酸细菌的因子

主要影响因子:pH值(pH3.5-8之内都可生存,最适pH值为6-7)、ORP(氧化还原电位)(最适ORP为-200~-300mV)、碱度、温度35℃、水力停留时间和有机负荷(有机负荷影响不是很大,正常为5~60kgCOD/(m3*d),水力停留时间过短将影响底物的转化程度)

4、影响产甲烷细菌的因子

主要生态因子:pH6.5~ 7.5、氧化还原电位- 300~ - 500mV、有机负荷率(直接反应了底物与微生物之间的平衡关系)、温度(中温区在30~390C之间,高温区在50~600C之间)、污泥浓度、碱度、接触与搅拌、营养(COD∶N ∶P= 500∶5∶1)、抑制剂和激活剂。

5、UASB(升流式厌氧污泥层)工作原理:当反应器运行时,废水自下部进入反应器,并以一定上升流速通过污泥层向上流动。进水底物与厌氧活性污泥充分接触而得到降解,并产生沼气,使污泥膨胀。随着气量增加,这种搅拌混合作用更强,气体从污泥层内不断逸出,引起污泥层呈沸腾流化状态。气、液、固的混合液上升至三相分离器,气体可被收集,污泥和水则进入上部相对静止的沉淀区,在重力作用下,水与污泥分离,上清液从沉淀区上部排出,污泥被截留在三相分离器下部并通过斜壁返回到反应区内。

特点:在反应器上配有气-液-固三相分离装置。在运行时能形成具有良好沉降性能的颗粒污泥,大大提高了反应器的生物量,使厌氧处理效率显著提高。

6、UASB反应器的工艺特征:(1)在反应器的上部设置了气、固、液三相分离器;(2)在反应器底部设置了均匀布水系统;(3)反应器内的污泥能形成颗粒污泥:(直径为0.1~0.5cm,湿比重为1.04~1.08;具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性;污泥浓度可达50gVSS/l以上,污泥龄一般为30天以上;)(4)水力停留时间大大缩短,具有很高的容积负荷;(5)适于处理高、中浓度有机工业废水,也可以处理低浓度城市污水;(6)将生物反应与沉淀分离集中在一个反应器内,结构紧凑;(7)无需设置填料,节省费用,提高容积利用率。

第十六章 自然生物处理系统

填空题:

1、常见的污水土地处理系统工艺有以下几种:稳定塘;好氧塘;兼性塘;厌氧塘;曝气塘与深度处理塘。

3、在污水的稳定塘自然生物处理中,根据塘水中的微生物的优势群体类型和塘水中的溶解氧情况, 将稳定塘分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘。

名词解释:

1、稳定塘 :是人工适当修整或人工修建的设有围堤和防渗层的污水池塘,主要依靠自然生物净化功能。P547

2、污水土地处理 P563污水有节制的投配到土地上,通过土壤-植物系统的物理的、化学的、生物的吸附、过滤与进化作用和自我调控功能,使污水可生物降解的污染物得以降解、净化,氮、磷等营养物质得以再利用,促进绿色植物生长并获得增产。

3、慢速渗滤处理系统 P566 是将污水投配到种有作物的土地表面,污水缓慢地在土地表面流动并向土壤中渗透,一部分污水直接为作物所吸收,一部分则渗入土壤中,从而使污水达到净化目的的一种土地处理工艺。

问答题:

2、稳定塘有哪几种形式?它们的处理效果如何?适用条件如何?P547-548

好氧塘:深度较浅,阳光能透过池底,主要由藻类供氧,全部塘水呈好氧状态,由好氧微生物起有机污染物的降解作用。

兼氧塘:塘水较深,从塘面到一定深度(0.5m)左右,阳光能够透入,其污水净化是由好氧和厌氧微生物协同作用完成的。

厌氧塘:塘水深,有机负荷率高,整个塘水呈厌氧状态。

曝气塘:由表面曝气器供氧,塘水呈好氧状态,污水停留时间短,由于塘水被搅动,藻类的生长与光合作用受到抑制。

4、稳定塘对污水的净化作用有哪些? P550-551

1、稀释作用:污水进入稳定塘后和原塘水进行一定程度的混合,降低了各种污染物的浓度;2、沉淀与絮凝作用:在絮凝作用下,污水中的细小悬浮颗粒聚集成为大颗粒沉淀于塘底;3、微生物的代谢作用 4、浮游生物的作用 5、水生维管束植物的作用。

第十七章污泥处理、处置与利用

填空题:

1、污泥处理的目的是使污泥减量化、稳定化、无害化和资源化。

2、污泥中所含水分大致分为4类:间隙水、毛细水、吸附水、结合水 。

3、污泥 按成分可以分为以下两种:有机污泥和无机污泥 。

4、污泥浓缩的目的在于减容。

5、降低污泥含水率的方法主要有浓缩、自然干化法、机械脱水法、干燥与焚化法。

6、污泥按来源不同可分为沉淀污泥和生物处理污泥;按成分不同可分为有机污泥和无机污泥。

名词解释:

1、消化池的投配率 :是消化池设计的重要参数,是每日投加新鲜污泥体积占消化池污泥总体积的百分数。P591

3、污泥含水率(计算公式)P578污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数。

4、有机物负荷率( S ):指消化池的单位容积在单位时间内能够接受的新鲜污泥中挥发性干污泥量。P592

问答题:

1、污泥稳定的主要目的是什么?P576

答:便于污泥的储存和利用,避免恶臭产生。

3、影响污泥消化的因素有哪些?P519

答:PH值与碱度、温度与消化时间、负荷率、毒性物质、营养与C/N比等。

4、为什么机械脱水前,污泥常须进行预处理?怎样进行预处理?

原因:污水处理厂初沉污泥、活性污泥、腐殖污泥及消化污泥均由亲水性带负电的胶体颗粒组成,挥发性固体物质含量高、比阻大,脱水较困难,因此机械脱水前必须进行污泥调理。

污泥调理就是破坏污泥的胶态结构,减少泥水间的亲和力,改善污泥的脱水性能。方法有化学调理法、热处理法、冷冻溶解法、淘洗法。

8、试述厌氧消化的影响因素。P591

1、PH值和碱度,最佳PH值为7.0~7.3 碱度为2000mg/L;2、温度与消化时间温度是影响厌氧消化的主要因素,温度的高低不但影响产气量,还决定消化过程的快慢;消化时间是指产气量达到总量所需的时间。 3、负荷率:厌氧消化池的容积决定于厌氧消化的负荷率,负荷率的表达方式包括污泥投配率和有机物负荷率两种; 4、有毒有害物质 5、营养与C/N比。

第十八章 常用给水处理工艺系统

问答题:

1、给水处理系统的选择原则是什么? P619

给水处理系统应该在技术上是可行的,在经济上是合理的,在运行上是安全可靠和便于操作的。(技术可行性可以通过实验验证和参考已建的原水水质相近的水处理工艺系统的运行经验;经济合理性是满足处理水质要求前提下,使建设费用和运行费用最低;水处理工艺系统的抗冲击性是其安全性和可靠性的重要内容之一。)

2、举例说明微污染水的处理系统。P620 图

原水——混合装置——絮凝池——沉淀池——过滤池————清水池——出水

混凝剂 Cl2

第十九章 特种水源水处理工艺系统

1、常用的水的药剂软化法有:石灰软化法、石灰-苏打法、磷酸盐法及掩蔽剂法。

2、列举3种除盐的方法:蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子交换法、电子混合床法。

3、常用的除氟方法有:吸附法、药剂法、电渗析法等。

问答题:

1、地下水除铁除锰的主要方法是什么?P643 P646

氧化法,将水中的二价铁氧化成三价铁,将水中的二价锰氧化成四价锰,由于三价铁、四价锰在水中的溶解度极小,故能从水中析出,再用固液分离的方法将其去除。

2、举例说明游泳池水的处理方法。P657 图

平衡水池上部设补充水管,循环水泵由平衡池抽水,水泵吸水管上设毛发过滤器,截留水中的毛发,将混合剂和中和剂(除藻剂)投加到水泵吸水管中,利用水泵叶轮搅拌混合,最后,处理水进入游泳池前要对水进行消毒

3、举例说明高浊水的处理方法。P641图

高浊度水首先进入辐流式沉淀池沉淀,再向水中投加混凝剂,经混合、絮凝、沉淀、过滤、投氯消毒,即可获得合格的处理水。

第二十章 城市污水处理工艺系统

填空题:

1、污水处理的物理法有:沉淀法、过滤法、气浮法、筛滤法、反渗透法和上浮法 等。

2、污水的化学处理法通常有:中和、混凝、电解、氧化还原、吸附、离子交换等。

3、污水的生物处理通常包括好氧氧化法和厌氧还原法两类。

名词解释:

1、 SV(settling velocity)(污泥沉降比):又称30min沉降率。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。

SVI(sludge volume index)(污泥容积指数):本项指标的物理意义是从曝气池出口处取出的混合液,经过30min静沉后,每克干污泥形成的沉淀污泥所占有的容积,以ml计。SVI=SV(mL/L)/MLSS(g/L) 单位:mL/g

SOUR(specific oxygen uptake rate)(活性污泥的比耗氧速率):是衡量活性污泥生物活性的一个指标。是指单位重量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧量,其单位为mgO2/(gMLVSS.h)mgO2/(gMVSS.h)。

8、泥龄(单位d) :在曝气池内,微生物从其生长到排出的平均停留时间,也就是曝气池内的微生物全部更新一次所需要的时间 。从工程上来说,在稳定条件下,污泥龄就是曝气池内活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量之比。

9、污泥回流比 :从二沉池返回到曝气池的回流污泥量QR与污水流量Q之比,常用%表示。

10、BOD—容积负荷率 (标明单位):单位曝气池容积(m3),在单位时间(d)内接受的有机物量。Nv=Q*So/V kgBOD/(m3曝气池.d)

11、污泥解体:当活性污泥处理系统出现处理水质混浊,污泥絮凝体微细化,处理效果变坏等时的现象。

12、污泥膨胀 :是一种丝状菌在絮体中大量生长以致影响沉降的现象。

13、污泥上浮 :是由于曝气池内污泥泥龄过长,硝化进程较高,但却没有很好的反硝化,因而污泥在二沉池底部产生反硝化,硝酸盐成为电子受体被还原,产生的氮气附于污泥上,从而使污泥比重降低,整块上浮。

14、同步驯化法 :在培养开始就加入少量工业废水,并在培养过程中逐渐增加比重,使活性污泥在增长的过程中,逐渐适应工业废水并具有处理它的能力。

『肆』 水质工程学水厂内沉淀效果与哪些因素有关

十四章

1、生物滤池有多种工艺形式,如普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池。举出三种可)

2、生物膜法有多种处理系统,如 生物滤池法、生物转盘法、生物接触氧化法、 生物流化床法 。

3、 生物膜法的实质是使细菌类微生物和原生动物、后生动物类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育,并在其上形成膜状生物污泥——生物膜。

4、生物膜的性质:①高度亲水,存在着附着水层;②微生物高度密集:各种细菌以及微型 动物,形成了有机污染物——细菌——原(后)生动物的食物链。

厌氧膜的出现:①生物膜厚度不断增加,氧气不能透入的内部深处将转变为厌氧状态; ②成熟的生物膜由厌氧膜和好氧膜组成;③好氧膜是有机物降解的主要场所,一般厚度 为2mm。

5、生物膜的原理:废水从上向下从滤料空隙间流过,与生物膜充分接触,其中的有机污染 物被微生物吸附并降解。

6、高负荷生物滤池特点:①采用污水回流,增加进水量,稀释进水浓度,冲刷生物膜使其常保活性,且防止滤料堵塞,抑制臭味及滤池蝇的过度滋生;②增加滤料直径,以防止迅速增长的微生物膜堵塞滤料;③水力负荷和BOD负荷大大提高;占底面积小,卫生条件较好。

出水水质水力负荷的关系:由于水力负荷高,大大缩短了污水在滤池中的停留时间,但不发生硝化反应,可是生物膜吸附有机物速度很快,保证了出水水质的要求。

7、生物转盘:又称浸没式生物滤池,由许多平行排列浸没在一个水槽中的塑料圆盘所组成。8、生物转盘的特点:①废水处于半静止状态,而微生物则在转动的盘面上;②转盘40%的面积浸没在废水中,盘面低速转动;③盘面上生物膜的厚度与废水浓度、性质及转速有关,一般0.1~0.5mm。

9、生物接触氧化法:在池内充填一定密度的填料,从池下通入空气进行曝气,污水浸没全部填料并与填料上的生物膜广泛接触,在微生物新陈代谢功能的作用下,污水的有机物得以去除,污水得到净化。

10、基本工艺流程 :原污水—(初沉池——生物接触氧化池——二沉池)排泥——处理水。

11、生物流化床:以砂、活性炭、焦炭一类的较小的惰性颗粒为载体填充在床体内,因载体表面覆盖着生物膜而使其质地变化轻,污水以一定流速从下向上流动,使载体处于流化状态。

12、生物流化床由床体、载体、布水装置和膜脱落装置等组成。

13、生物接触氧化法在工艺、功能及运行方面的主要特征有哪些?

在工艺方面,使用多种型式的填料,填料表面布满生物膜,形成了生物膜的主体结构。在功能方面,生物接触氧化处理技术具有多种净化功能。在运行方面,对冲击负荷有较强的适应能力,在间歇运行条件下,仍能够保持良好的处理效果,对排水不均匀的,更具有重要意义,操作简单,运行方便,易于维护管理,勿需污泥回流,不产生污泥膨胀现象,也不产生滤池蝇,污泥生成量少,污泥颗粒较大,易于沉淀。

14、生物膜法污水处理系统,在微生物相方面和处理工艺方面有哪些特征。( 7 分)

①微生物相方面的特征⑴生物膜中的微生物多样化,能够存活世代时间较长的微生物⑵生物的食物链长⑶分段运行与优势菌属② 处理工艺方面的特征⑴耐冲击负荷,对水质,水量变动有较强的适应性⑵微生物量多,处理能力大,净化能力强⑶污泥沉降性能良好,易于沉降分离⑷能够处理低浓度的污水⑸易于运行管理,节能,无污泥膨胀问题

十五章

1、升流式厌氧污泥床系统( UASB )组成:进水配水系统、反应区(悬浮层和污泥层)、三相分离器、出水系统、集气罩。

2、厌氧生物处理的基本原理:

1)水解阶段:固态有机物被细菌的胞外酶水解;

2)第二阶段是酸化:开环、断链,以小分子的有机物作为受氢体,使有机酸增加,pH下降

3)第三阶段是在进入甲烷化阶段之前,代谢中间液态产物都要乙酸化,称乙酸化阶段;

4)第四阶段是甲烷化阶段。(在厌氧消化系统中微生物主要分为两大类:非产甲烷菌和产甲烷细菌。)

3、厌氧生物处理的主要特征

主要优点:(1)能耗低,且还可回收生物能(沼气);(2)污泥产量低;——厌氧微生物的增殖速率低,——产酸菌的产率系数Y为0.15~0.34kgVSS/kgCOD,——产甲烷菌的产率系数Y为0.03kgVSS/kgCOD左右,——好氧微生物的产率系数约为0. 5~0.6kgVSS/kgCOD。(4)厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的某些有机物进行降解或部分降解;

主要缺点:(1)反应过程较为复杂——厌氧消化是由多种不同性质、不同功能的微生物协同工作的一个连续的微生物过程;(2)对温度、pH等环境因素较敏感;(3)出水水质较差,需进一步利用好氧法进行处理;(4)气味较大;(5)对氨氮的去除效果不好;等

3、影响产酸细菌的因子

主要影响因子:pH值(pH3.5-8之内都可生存,最适pH值为6-7)、ORP(氧化还原电位)(最适ORP为-200~-300mV)、碱度、温度35℃、水力停留时间和有机负荷(有机负荷影响不是很大,正常为5~60kgCOD/(m3*d),水力停留时间过短将影响底物的转化程度)

4、影响产甲烷细菌的因子

主要生态因子:pH6.5~ 7.5、氧化还原电位- 300~ - 500mV、有机负荷率(直接反应了底物与微生物之间的平衡关系)、温度(中温区在30~390C之间,高温区在50~600C之间)、污泥浓度、碱度、接触与搅拌、营养(COD∶N ∶P= 500∶5∶1)、抑制剂和激活剂。

5、UASB(升流式厌氧污泥层)工作原理:当反应器运行时,废水自下部进入反应器,并以一定上升流速通过污泥层向上流动。进水底物与厌氧活性污泥充分接触而得到降解,并产生沼气,使污泥膨胀。随着气量增加,这种搅拌混合作用更强,气体从污泥层内不断逸出,引起污泥层呈沸腾流化状态。气、液、固的混合液上升至三相分离器,气体可被收集,污泥和水则进入上部相对静止的沉淀区,在重力作用下,水与污泥分离,上清液从沉淀区上部排出,污泥被截留在三相分离器下部并通过斜壁返回到反应区内。

特点:在反应器上配有气-液-固三相分离装置。在运行时能形成具有良好沉降性能的颗粒污泥,大大提高了反应器的生物量,使厌氧处理效率显著提高。

6、UASB反应器的工艺特征:(1)在反应器的上部设置了气、固、液三相分离器;(2)在反应器底部设置了均匀布水系统;(3)反应器内的污泥能形成颗粒污泥:(直径为0.1~0.5cm,湿比重为1.04~1.08;具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性;污泥浓度可达50gVSS/l以上,污泥龄一般为30天以上;)(4)水力停留时间大大缩短,具有很高的容积负荷;(5)适于处理高、中浓度有机工业废水,也可以处理低浓度城市污水;(6)将生物反应与沉淀分离集中在一个反应器内,结构紧凑;(7)无需设置填料,节省费用,提高容积利用率。

第十六章 自然生物处理系统

填空题:

1、常见的污水土地处理系统工艺有以下几种:稳定塘;好氧塘;兼性塘;厌氧塘;曝气塘与深度处理塘。

3、在污水的稳定塘自然生物处理中,根据塘水中的微生物的优势群体类型和塘水中的溶解氧情况, 将稳定塘分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘。

名词解释:

1、稳定塘 :是人工适当修整或人工修建的设有围堤和防渗层的污水池塘,主要依靠自然生物净化功能。P547

2、污水土地处理 P563污水有节制的投配到土地上,通过土壤-植物系统的物理的、化学的、生物的吸附、过滤与进化作用和自我调控功能,使污水可生物降解的污染物得以降解、净化,氮、磷等营养物质得以再利用,促进绿色植物生长并获得增产。

3、慢速渗滤处理系统 P566 是将污水投配到种有作物的土地表面,污水缓慢地在土地表面流动并向土壤中渗透,一部分污水直接为作物所吸收,一部分则渗入土壤中,从而使污水达到净化目的的一种土地处理工艺。

问答题:

2、稳定塘有哪几种形式?它们的处理效果如何?适用条件如何?P547-548

好氧塘:深度较浅,阳光能透过池底,主要由藻类供氧,全部塘水呈好氧状态,由好氧微生物起有机污染物的降解作用。

兼氧塘:塘水较深,从塘面到一定深度(0.5m)左右,阳光能够透入,其污水净化是由好氧和厌氧微生物协同作用完成的。

厌氧塘:塘水深,有机负荷率高,整个塘水呈厌氧状态。

曝气塘:由表面曝气器供氧,塘水呈好氧状态,污水停留时间短,由于塘水被搅动,藻类的生长与光合作用受到抑制。

4、稳定塘对污水的净化作用有哪些? P550-551

1、稀释作用:污水进入稳定塘后和原塘水进行一定程度的混合,降低了各种污染物的浓度;2、沉淀与絮凝作用:在絮凝作用下,污水中的细小悬浮颗粒聚集成为大颗粒沉淀于塘底;3、微生物的代谢作用 4、浮游生物的作用 5、水生维管束植物的作用。

第十七章污泥处理、处置与利用

填空题:

1、污泥处理的目的是使污泥减量化、稳定化、无害化和资源化。

2、污泥中所含水分大致分为4类:间隙水、毛细水、吸附水、结合水 。

3、污泥 按成分可以分为以下两种:有机污泥和无机污泥 。

4、污泥浓缩的目的在于减容。

5、降低污泥含水率的方法主要有浓缩、自然干化法、机械脱水法、干燥与焚化法。

6、污泥按来源不同可分为沉淀污泥和生物处理污泥;按成分不同可分为有机污泥和无机污泥。

名词解释:

1、消化池的投配率 :是消化池设计的重要参数,是每日投加新鲜污泥体积占消化池污泥总体积的百分数。P591

3、污泥含水率(计算公式)P578污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数。

4、有机物负荷率( S ):指消化池的单位容积在单位时间内能够接受的新鲜污泥中挥发性干污泥量。P592

问答题:

1、污泥稳定的主要目的是什么?P576

便于污泥的储存和利用,避免恶臭产生。

3、影响污泥消化的因素有哪些?P519

PH值与碱度、温度与消化时间、负荷率、毒性物质、营养与C/N比等。

4、为什么机械脱水前,污泥常须进行预处理?怎样进行预处理?

原因:污水处理厂初沉污泥、活性污泥、腐殖污泥及消化污泥均由亲水性带负电的胶体颗粒组成,挥发性固体物质含量高、比阻大,脱水较困难,因此机械脱水前必须进行污泥调理。

污泥调理就是破坏污泥的胶态结构,减少泥水间的亲和力,改善污泥的脱水性能。方法有化学调理法、热处理法、冷冻溶解法、淘洗法。

8、试述厌氧消化的影响因素。P591

1、PH值和碱度,最佳PH值为7.0~7.3 碱度为2000mg/L;2、温度与消化时间温度是影响厌氧消化的主要因素,温度的高低不但影响产气量,还决定消化过程的快慢;消化时间是指产气量达到总量所需的时间。 3、负荷率:厌氧消化池的容积决定于厌氧消化的负荷率,负荷率的表达方式包括污泥投配率和有机物负荷率两种; 4、有毒有害物质 5、营养与C/N比。

第十八章 常用给水处理工艺系统

问答题:

1、给水处理系统的选择原则是什么? P619

给水处理系统应该在技术上是可行的,在经济上是合理的,在运行上是安全可靠和便于操作的。(技术可行性可以通过实验验证和参考已建的原水水质相近的水处理工艺系统的运行经验;经济合理性是满足处理水质要求前提下,使建设费用和运行费用最低;水处理工艺系统的抗冲击性是其安全性和可靠性的重要内容之一。)

2、举例说明微污染水的处理系统。P620 图

原水——混合装置——絮凝池——沉淀池——过滤池————清水池——出水

混凝剂 Cl2

第十九章 特种水源水处理工艺系统

1、常用的水的剂软化法有:石灰软化法、石灰-苏打法、磷酸盐法及掩蔽剂法。

2、列举3种除盐的方法:蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子交换法、电子混合床法。

3、常用的除氟方法有:吸附法、剂法、电渗析法等。

问答题:

1、地下水除铁除锰的主要方法是什么?P643 P646

氧化法,将水中的二价铁氧化成三价铁,将水中的二价锰氧化成四价锰,由于三价铁、四价锰在水中的溶解度极小,故能从水中析出,再用固液分离的方法将其去除。

2、举例说明游泳池水的处理方法。P657 图

平衡水池上部设补充水管,循环水泵由平衡池抽水,水泵吸水管上设毛发过滤器,截留水中的毛发,将混合剂和中和剂(除藻剂)投加到水泵吸水管中,利用水泵叶轮搅拌混合,最后,处理水进入游泳池前要对水进行消毒

3、举例说明高浊水的处理方法。P641图

高浊度水首先进入辐流式沉淀池沉淀,再向水中投加混凝剂,经混合、絮凝、沉淀、过滤、投氯消毒,即可获得合格的处理水。

第二十章 城市污水处理工艺系统

填空题:

1、污水处理的物理法有:沉淀法、过滤法、气浮法、筛滤法、反渗透法和上浮法 等。

2、污水的化学处理法通常有:中和、混凝、电解、氧化还原、吸附、离子交换等。

3、污水的生物处理通常包括好氧氧化法和厌氧还原法两类。

名词解释:

1、 SV(settling velocity)(污泥沉降比):又称30min沉降率。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。

SVI(sludge volume index)(污泥容积指数):本项指标的物理意义是从曝气池出口处取出的混合液,经过30min静沉后,每克干污泥形成的沉淀污泥所占有的容积,以ml计。SVI=SV(mL/L)/MLSS(g/L) 单位:mL/g

SOUR(specific oxygen uptake rate)(活性污泥的比耗氧速率):是衡量活性污泥生物活性的一个指标。是指单位重量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧量,其单位为mgO2/(gMLVSS.h)mgO2/(gMVSS.h)。

8、泥龄(单位d) :在曝气池内,微生物从其生长到排出的平均停留时间,也就是曝气池内的微生物全部更新一次所需要的时间 。从工程上来说,在稳定条件下,污泥龄就是曝气池内活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量之比。

9、污泥回流比 :从二沉池返回到曝气池的回流污泥量QR与污水流量Q之比,常用%表示。

10、BOD—容积负荷率 (标明单位):单位曝气池容积(m3),在单位时间(d)内接受的有机物量。Nv=Q*So/V kgBOD/(m3曝气池.d)

11、污泥解体:当活性污泥处理系统出现处理水质混浊,污泥絮凝体微细化,处理效果变坏等时的现象。

12、污泥膨胀 :是一种丝状菌在絮体中大量生长以致影响沉降的现象。

13、污泥上浮 :是由于曝气池内污泥泥龄过长,硝化进程较高,但却没有很好的反硝化,因而污泥在二沉池底部产生反硝化,硝酸盐成为电子受体被还原,产生的氮气附于污泥上,从而使污泥比重降低,整块上浮。

14、同步驯化法 :在培养开始就加入少量工业废水,并在培养过程中逐渐增加比重,使活性污泥在增长的过程中,逐渐适应工业废水并具有处理它的能力。

『伍』 水质工程学的目录

第1篇基本理论介绍
第1章绪论
1.121世纪水质科学与工程的发展方向
1.1.1高度重视水资源保护
1.1.2水质标准将更加完善
1.1.3水处理技术的发展趋势
1.1.4水质检测技术快速可造
1.1.5水厂和污水厂控制技术日益提高
第2章水质工程学的基本理论
2.1水溶液的基本性质
2.1.1水合、配合与离子对
2.1.2天然水中的溶解固体
2.1.3水的电导率和电阻率
2.1.4水中阴、阳离子间的关系
2.2反应器与化学反应动力学的基本概念
2.2.1物料衡算和质量传递
2.2.2理想反应器与非理想反应器
2.3水微生物学基础知识
2.3.1微生物生态
2.3.2污染物结构与微生物代谢动力学
2.4水质参数和在线检测技术
2.4.1浊度、悬浮物浓度与悬浮微粒浓度
2.4.2有机物的水质替代参数
2.4.3饮用水水质与健康
2.4.4水质参数的光电检测技术概论
2.5水质标准与水质模型
2.5.1国内外饮用水水质标准概述
2.5.2水体水质基本模型
思考题
第2篇物 化 处 理
第3章预处理
3.1格栅的分类与设计
3.1.1格栅的分类
3.1.2格栅的设计
3.2沉砂池的种类与设计
3.2.1平流沉砂池
3.2.2曝气沉砂池
3.2.3钟式沉砂池
3.3沉淀预处理的应用
3.4调节池的分类
3.4.1水量调节池
3.4.2水质调节池
3.5饮用水预处理技术
3.5.1化学预氧化法
3.5.2生物预处理
3.5.3活性炭吸附
思考题
第4章颗粒分析与混凝
4.1双电层的构造和界面电位
4.1.1胶体表面电荷的来源和双电层的构造
4.1.2胶体间的相互作用位能和DLVO理论
4.1.3混凝剂的水解反应与混凝机理
4.2絮凝动力学理论
4.2.1异向絮凝动力学模型
4.2.2同向絮凝动力学模型
4.2.3Camp?Stein公式
4.2.4絮凝特性曲线
4.3混凝剂和助凝剂的种类和应用
4.3.1传统铁盐、铝盐混凝剂的应用
4.3.2无机高分子混凝剂
4.3.3有机高分子混凝剂
4.3.4新型无机?有机高分子复合混凝剂的研究进展
4.3.5助凝剂
4.3.6混凝剂的卫生安全性
4.4混凝工艺的工程实践
4.4.1絮凝剂配制投加设备
4.4.2混合设备的设计与计算
4.4.3絮凝池的设计与计算
4.4.4新型组合式絮凝池的研究进展
4.5颗粒分析方法与絮凝过程的自控技术
4.5.1颗粒分析的基本内容
4.5.2絮凝过程的光电检测技术综述
4.5.3絮凝投药自动控制技术与设备
思考题
第5章沉淀与气浮
5.1颗粒沉降基本理论
5.1.1颗粒的自由沉降速度
5.1.2自由沉降试验
5.1.3分层沉淀
5.1.4沉淀效率的计算
5.2平流式沉淀池的构造和设计
5.2.1平流式沉淀池的进出水布置
5.2.2平流式沉淀池的排泥设施
5.2.3平流式沉淀池的设计与运行管理
5.3其他沉淀池的设计和计算
5.3.1斜板(管)沉淀池的类型和设计
5.3.2辐流式沉淀池的工作原理与设计
5.3.3其他新型沉淀池的应用
5.4澄清池的原理和设计
5.4.1澄清池的一般工作原理
5.4.2机械搅拌澄清池的设计
5.4.3水力循环澄清池的设计
5.4.4脉冲澄清池与悬浮澄清池的运行特点
5.5浓缩池的理论和设计
5.5.1浓缩池的原理和特点
5.5.2浓缩池的设计
5.6气浮池的设计计算
5.6.1气浮原理概述
5.6.2气浮池的设计
5.6.3吹脱和气提
思考题
第6章过滤
6.1过滤理论综述
6.1.1过滤工艺理论的发展历程
6.1.2过滤理论的主要内容
6.1.3迹线分析模型
6.2滤层和承托层
6.2.1滤层综论
6.2.2滤料
6.2.3承托层
6.3滤池的运行方式
6.3.1等速过滤
6.3.2变速过滤
6.3.3滤层负水头
6.4滤池的配水系统
6.4.1配水系统
6.4.2大阻力配水系统
6.4.3小阻力配水系统
6.5滤池的过程控制
6.5.1滤池控制策略
6.5.2液位控制
6.5.3反冲洗控制
6.6普通快滤池的设计计算
6.6.1滤池的面积和滤池的长宽比
6.6.2滤池的深度
6.6.3管廊布置
6.6.4管渠设计流速
6.6.5设计中应注意的问题
6.7其他滤池的特点和应用
6.7.1V型滤池
6.7.2虹吸滤池
6.7.3移动冲洗罩滤池
6.7.4压力滤池
6.7.5多级精细过滤装置
思考题
第7章消毒
7.1消毒的基本理论
7.2液氯消毒
7.2.1氯的性质
7.2.2氯消毒作用机理
7.2.3折点加氯法
7.2.4加氯点的确定
7.2.5消毒副产物
7.3其他消毒方法
7.3.1二氧化氯消毒
7.3.2漂白粉和次氯酸钠消毒
7.3.3氯胺消毒
7.3.4臭氧消毒
7.3.5高锰酸钾消毒
7.3.6物理消毒法
思考题
第8章吸附
8.1吸附的基本理论
8.1.1吸附类型
8.1.2吸附等温线
8.1.3吸附速率
8.1.4影响吸附的因素
8.2活性炭吸附的理论和设计
8.2.1活性炭的制造
8.2.2活性炭的细孔构造和分布
8.2.3活性炭的表面化学性质
8.2.4活性炭吸附在给水处理中的应用
8.2.5活性炭吸附在废水处理中的应用
8.2.6废水活性炭吸附法处理设计实例
8.3吸附塔的设计
8.3.1吸附工艺
8.3.2吸附塔的设计要点
8.3.3吸附塔的设计方法
思考题
第9章其他物化处理方法
9.1萃取
9.1.1基本原理
9.1.2萃取剂的选择与再生
9.1.3萃取工艺过程
9.2蒸馏
9.2.1多效蒸发
9.2.2多级闪蒸
9.3离心分离
9.3.1离心分离原理
9.3.2离心分离设备
9.4氧化还原
9.4.1药剂氧化还原
9.4.2金属还原
9.4.3臭氧氧化
9.4.4空气氧化
9.4.5光氧化
9.5电解
9.5.1概述
9.5.2电解法在水处理中的应用
9.6离子交换
9.6.1离子交换树脂的选择性
9.6.2离子交换法在水处理中的应用
思考题
第3篇生 物 处 理
第10章活性污泥法
10.1活性污泥法的基本原理
10.1.1活性污泥法的基本概念与流程
10.1.2活性污泥的形态与活性污泥微生物
10.1.3活性污泥净化反应过程
10.1.4活性污泥净化反应系统的主要控制目标与设计、运行参数
10.2活性污泥动力学基础
10.2.1概述
10.2.2莫诺方程式
10.2.3劳伦斯?麦卡蒂方程式
10.2.4动力学参数的确定
10.3活性污泥处理系统的运行方式
10.3.1传统活性污泥法处理系统
10.3.2阶段曝气活性污泥法系统
10.3.3再生曝气活性污泥法系统
10.3.4生物吸附活性污泥法系统
10.3.5延时曝气活性污泥法系统
10.3.6完全混合活性污泥法系统
10.3.7高负荷活性污泥法系统
10.4活性污泥处理系统新工艺
10.4.1概述
10.4.2氧化沟
10.4.3间歇式活性污泥处理系统
10.4.4AB法污水处理工艺
10.5活性污泥处理系统的工艺设计
10.5.1曝气池的计算与设计
10.5.2曝气系统的计算与设计
10.5.3污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置
10.5.4二次沉淀池的计算与设计
10.5.5曝气沉淀池的计算与设计
10.5.6处理水的水质
10.6活性污泥处理系统的维护管理
10.6.1活性污泥处理系统的投产与活性污泥的培养驯化
10.6.2活性污泥处理系统运行效果的检测
10.6.3活性污泥处理系统运行中的异常状况与对策
思考题
第11章生物膜法
11.1生物膜法的基本原理
11.1.1生物膜的构造及净化机理
11.1.2生物膜的增长过程
11.1.3生物膜处理法的主要特征
11.2生物滤池的设计计算
11.2.1普通生物滤池
11.2.2高负荷生物滤池
11.2.3塔式生物滤池
11.2.4曝气生物滤池
11.3生物转盘的设计计算
11.3.1生物转盘的构造及净化原理
11.3.2生物转盘系统的特征
11.3.3生物转盘的计算与设计
11.4生物接触氧化
11.4.1概述
11.4.2生物接触氧化池的构造及形式
11.4.3生物接触氧化池的计算
11.5生物流化床
11.5.1概述
11.5.2生物流化床的工艺类型
11.5.3生物流化床技术的特点
思考题
第12章厌氧生物处理法
12.1厌氧生物处理法的基本原理
12.1.1基本原理
12.1.2厌氧生物处理的主要特征
12.1.3厌氧消化的影响因素与控制要求
12.2厌氧过程动力学
12.3厌氧活性污泥法
12.3.1普通厌氧消化池
12.3.2厌氧接触法
12.3.3UASB
12.3.4厌氧折流板式反应器(ABR)
12.4厌氧生物膜法
12.4.1厌氧生物滤池
12.4.2厌氧生物转盘
12.5厌氧生物处理的运行管理
思考题
第13章污泥的处理及资源化
13.1污泥的分类、性质及性质指标
13.1.1污泥的分类与性质
13.1.2污泥的性质指标
13.2污泥的浓缩
13.2.1污泥重力浓缩
13.2.2污泥气浮浓缩
13.2.3污泥的其他浓缩法
13.3污泥的消化
13.3.1污泥的厌氧消化
13.3.2污泥的好氧消化
13.4污泥脱水与干化
13.4.1机械脱水前的预处理
13.4.2机械脱水的基本原理
13.4.3压滤脱水
13.4.4滚压脱水
13.4.5离心脱水
13.4.6污泥干化
13.5污泥的消毒
13.5.1巴氏消毒法(低热消毒法)
13.5.2石灰稳定法
13.5.3加氯消毒法
13.6污泥资源化技术
13.6.1农肥利用与土地处理
13.6.2污泥堆肥
13.6.3其他方式
13.7污泥减量技术
思考题
第14章膜生物反应器
14.1膜生物反应器及其分类
14.1.1膜生物反应器
14.1.2膜生物反应器的分类
14.2膜生物反应器的设计及运行机理
14.2.1膜生物反应器的设计
14.2.2膜生物反应器的运行机理
14.3膜生物反应器特征及膜过滤的影响因素
14.4膜生物反应器处理污水的应用实例
14.4.1膜生物反应器用于处理某石化企业废水实例
14.4.2膜生物反应器处理洗涤、洗浴污水工程实例
第4篇深 度 处 理
第15章污水脱氮除磷技术
15.1污水生物脱氮技术特征
15.1.1生物硝化过程与反硝化过程
15.1.2单级活性污泥脱氮工艺
15.2污水生物除磷技术特征
15.2.1污水生物除磷的机理
15.2.2生物除磷的影响因素
15.3污水生物同步脱氮除磷工艺的选择与设计
15.3.1A?A?O工艺
15.3.2Phoredox工艺
15.3.3UCT工艺
15.3.4VIP工艺
15.3.5其他脱氮除磷工艺
思考题
第16章膜分离处理技术
16.1电渗析法
16.1.1电渗析原理及过程
16.1.2电渗析器的构造与组装
16.1.3电渗析法在废水处理中的应用
16.2反渗透
16.2.1渗透现象与渗透压
16.2.2反渗透
16.2.3反渗透膜及其透过机理
16.2.4反渗透装置、工艺流程与布置系统
16.2.5反渗透法在废水处理中的应用
16.3纳滤、超滤和微滤
16.3.1纳滤
16.3.2微滤和超滤
16.4纯水的制备方法
思考题
第17章其他深度处理方法
17.1地下水除铁除锰方法
17.1.1地下水除铁方法
17.1.2地下水除锰方法
17.2除氟和除砷技术
17.2.1水的除氟
17.2.2水的除砷
17.3高锰酸钾复合药剂对地表水源处理的应用
17.3.1去除有机物
17.3.2除藻及藻臭
17.3.3去除微污染水的色度与浊度
17.3.4高锰酸钾及PPC与其他方法的联用
17.4纳米技术在水处理中的应用
17.4.1纳米微粒的基本理论
17.4.2半导体纳米颗粒的光催化技术
17.4.3纳米材料的磁性吸附技术
17.4.4纳米材料的吸附与强化絮凝
17.5高级氧化技术的联合应用
17.5.1催化臭氧化
17.5.2臭氧?光催化氧化技术
17.5.3超声?臭氧联用
17.5.4超声?电化学联用
17.5.5超声?光催化联用
17.5.6微波强化光催化氧化技术
17.6新型高效催化氧化技术
17.6.1光催化氧化
17.6.2催化湿式氧化
17.6.3超临界水氧化
17.6.4纳米TiO2光电催化技术
17.6.5超声空化氧化
17.6.6微波氧化
思考题
第5篇水厂、污水厂建设与运行管理
第18章水厂的建设和设计
18.1水厂建设的基本内容
18.1.1厂址选择
18.1.2水厂工艺流程选择
18.1.3水处理构筑物类型选择
18.1.4平面布置
18.1.5高程布置
18.2水厂设计和施工基本原则
18.2.1水厂设计原则
18.2.2水厂施工原则
18.3水厂的日常运行管理
18.3.1水厂内控指标
18.3.2水厂生产现场管理
18.3.3水厂现场监测
18.3.4水厂运行控制
18.3.5水量计量设备管理
18.3.6水厂机电设备管理
18.3.7水厂安全生产
18.4给水厂的国内外建设实例
18.4.1狼山水厂平面布置
18.4.2瑞士日内瓦皮约尔水厂
思考题
第19章城市污水处理厂设计
19.1污水处理厂设计的基本原则
19.1.1污水处理厂设计内容及设计原则
19.1.2污水处理厂工艺选择
19.1.3污水处理厂选址原则
19.2污水处理厂的平面布置与高程布置
19.2.1污水处理厂的平面布置
19.2.2污水处理厂的高程布置
19.3污水处理厂的运行管理和自动化控制
19.3.1污水处理厂的运行管理
19.3.2污水处理厂运行的自动控制
19.4污水处理厂的国内外建设实例
19.4.1北京市大兴污水处理厂
19.4.2安徽阜阳市某污水处理厂设计
19.4.3美国加州San Jose污水处理厂
思考题
参考文献

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