9.2 课后习题详解
1．简述水质污染指标在水体污染控制、污水处理工程设计中的作用。
答：水质污染指标包括物理性质污染指标，化学性质污染指标和生物性质污染指标，是评价水质污染程度、进行污水处理工程设计、反映污水处理厂处理效果、开展水污染控制的基本依据。
2．分析总固体、溶解性固体、悬浮固体及挥发性固体、固定性固体指标之间的相互关系，画出这些指标的关系图。
答：水中所有残渣的总和称为总固体（TS），总固体包括溶解性固体（DS）和悬浮性固体（SS）。水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体（DS），滤渣脱水烘干后即是悬浮固体（SS）。固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体（VS）和固定性固体（FS）。将固体在600℃的温度下灼烧，挥发掉的即是挥发性固体（VS），灼烧残渣则是固定性固体（FS）。溶解性固体一般表示盐类的含量，悬浮固体表示水中不溶解的固态物质含量，挥发性固体反映固体的有机成分含量。
关系图：总固体（TS）＝溶解性固体（DS）＋悬浮性固体（SS）＝挥发性固体（VS）＋固定性固体（FS）
3．生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义是什么？分析这些指标之间的联系与区别。
答：（1）生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义
①生化需氧量（BOD）是指水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量（以mg/L为单位）。
②化学需氧量（COD）是用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量（以mg/L为单位）。
③总有机碳（TOC）包括水样中所有有机污染物的含碳量，也是评价水样中有机污染物的一个综合参数。
④总需氧量（TOD），有机物中除含有碳外，还含有氧、氮、硫等元素，当有机物全都被氧化时，碳被氧化为二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水、一氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为总需氧量（TOD）。
（2）四者之间的联系与区别
这些指标都是用来评价水样中有机污染物的参数。
①BOD间接反映了水中可生物降解的有机物量，COD不能表示可被微生物氧化的有机物量。TOC、TOD的耗氧过程与BOD的耗氧过程有本质不同，而且由于各种水样中有机物质的成分不同，生化过程差别也大。
②各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定关系。在水质条件基本相同的条件下，BOD与TOD或TOC之间存在一定的相关关系。它们之间的相互关系为：TOD＞COD＞BOD20＞BOD5＞OC。
③BOD反映出微生物氧化有机物、直接地从卫生学角度阐明被污染的程度。COD的优点是快速而比较精确地表示污水中有机物的含量，并且不受水质的影响。
④污水中存在的还原性无机物（如硫化物）被氧化也需要消耗氧，以COD表示存在一定的误差。
⑤BOD5/COD的比值可作为该污水是否适宜于采用生物处理判别标准，比值越大，越容易被生物处理。
4．水体自净有哪几种类型？氧垂曲线的特点和适用范围是什么？
答：（1）污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分地或完全地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化。水体自净根据净化机制进行分类，可分为物理净化、化学净化以及生物净化。
①物理净化，是指由于污染物质的稀释、扩散、沉淀或挥发等作用而使河水污染物浓度降低的过程。其中稀释作用是一项重要的物理净化过程。
②化学净化，是指由于污染物质的氧化、还原、分解等作用而使河水污染物质浓度降低的过程。
③生物净化，是指由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的氧化分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程。
（2）有机物排入河流后，经微生物降解而大量消耗水中的溶解氧，使河水亏氧；另一方面，空气中的氧通过河流水面不断地溶入水中，使溶解氧逐步得到恢复。耗氧与亏氧是同时存在的，氧垂曲线的特点是在污染河流中DO曲线呈下垂状。适用于一维河流和不考虑扩散的情况下。
5．试论述排放标准、水环境质量标准、环境容量之间的关系。
答：环境容量是水环境质量标准制定的基本依据，而水环境质量标准则是排放标准制定的依据。具体分析如下：
排放标准是指最高允许的排放浓度，污水的排放标准分为一、二、三级标准，而水环境质量标准是用来评估水体的质量和污染情况的，有地表水环境质量标准、海洋水质标准、生活饮用水卫生标准等。环境容量则是指环境在其自净范围类所能容纳的污染物的最大量。
排放标准是根据自然界对于污染物自净能力而定的，和环境容量有很大关系，环境质量标准是根据纯生态环境为参照，根据各地情况不同而制定的。排水标准是排到环境中的污染物浓度、速率的控制标准；环境质量标准是水环境本身要求达到的指标。水环境容量越大，环境质量标准越低，排放标准越松，反之越严格。各类标准一般都是以浓度来衡量的，即某一时间取样时符合标准则认为合格达标，而环境容量是就某一区域内一定时间内可以容纳的污染物总量而言的，它们是两个相对独立的评价方法，某些时候，虽然达到了环境质量标准或是排水等标准，但可能事实上已经超过了该区域的环境容量。
6．我国现行的排放标准有哪几种？各种标准的适用范围及相互关系是什么？
答：（1）我国现行的污水排放标准根据控制形式可分为浓度标准和总量控制标准，根据地域管理权限可分为国家排放标准、行业排放标准、地方排放标准。
（2）各种标准的适用范围及相互关系
①浓度标准规定了排出口向水体排放污染物的浓度限值，我国现有的国家标准和地方标准都是浓度标准。
②总量控制标准是以水环境质量标准相适应的水环境容量为依据而设定的，水体的环境质量要求高，则环境容量小。
③国家排放标准按照污水去向，规定了水污染物最高允许排放浓度，适用于排污单位水污染物的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收以及投产后的排放管理。
④行业排放标准是根据各行业排放废水的特点和治理技术水平制定的国家行业排放标准。
⑤地方标准是各省直辖市根据经济发展水平和管辖地水体污染控制需要制定的标准，地方标准可以增加污染物控制指标数，但不能减少，可以提高对污染物排放标准的要求，但不能降低标准。
⑥地方排放标准优先于国家标准和行业排放标准执行。地方污染物排放标准不仅仅是综合型污染物排放标准，也可以是行业型污染物排放标准。地方污染物排放标准中如果有行业污染物排放标准的，其制定时，其具体的标准应严于或等于行业排放标准。
7．污水的主要处理方法有哪些？各有什么特点？
答：污水的主要处理方法有物理处理法、化学及物理化学处理法、生物法三类。
（1）物理处理法，利用物理原理和方法，分离污水中的污染物，在处理过程中一般不改变水的化学性质；包括筛滤法、沉淀法、浮上法、过滤法和膜处理法等。
（2）化学及物理化学处理法，利用化学反应的原理和方法，分离回收污水中的污染物，使其转化为无害或可再生利用的物质。这些处理方法更多地用于工业废水处理和污水的深度处理；包括中和、混凝、氧化还原、萃取、吸附、离子交换、电渗析等。
（3）生物法，利用微生物的新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害物质。按微生物对氧的需求，可分为好氧处理法和厌氧处理法两类，按微生物存在的形式，可分为活性污泥法、生物膜法等类型。
8．污水的处理程度有哪几个？各在什么场合使用？
答：污水处理程度一般可分为一级处理、二级处理和三级处理（深度处理）。
（1）一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物，主要技术为物理法。城镇污水处理厂中，一级处理对BOD5去除率一般为20%～30%，故一级处理一般作为二级处理的前处理。
（2）二级处理，污水经过一级处理后，再用生物方法进一步去除污水中的胶体和溶解性污染物的过程，其BOD5去除率在90%以上，主要采用生物法。
（3）三级处理，又称深度处理，一般以更高的处理与排放要求，或以污水的回用为目的，在一、二级处理后增加的处理过程。其技术方法更多地采用物理法、化学法及物理化学法等，与前面的处理技术形成组合处理工艺。一般三级处理指二级处理后以达到排放标准为目标增加的工艺过程，而深度处理更多地指以污水的再生回用为目标。