《环境工程学》试卷
一、名词解释（每小题2分，共20分）
1．COD；2. 厌氧生物处理法；3. 泥龄；4. 好氧硝化；5. A/A/O法；
6. 反电晕；
7. 二次扬尘；
8. 电场荷电；
9. FGD；10. SCR法。
二、选择题（每小题2分，共20分）
1．BOD是化学性水质指标之一，其含义是（）。
A 溶解氧；
B 化学需氧量；
C 生化需氧量。
2．废水处理方法很多，其中混凝沉淀法可去除废水中的（）。
A 可生物降解有机物；
B 不溶性有机物；C悬浮物质。
3．废水二级处理技术属于（）。
A 生物方法；
B 化学方法；C物理方法。
4．A2/O法产生的污泥量比活性污泥法（）。
A 多；
B 少；
C 一样。
5．下列哪种技术属于废水三级处理技术（）？
A 臭氧氧化；
B 气浮；
C 好氧悬浮处理技术。
6．脱硫技术很多，跳汰选煤脱硫技术属于（）。
A 炉前脱硫技术；
B 炉内脱硫技术；
C 炉后脱硫技术。
7．电除尘器最适宜捕集的粉尘是（）。
A 低比电阻粉尘；
B 中比电阻粉尘；
C 高比电阻粉尘。
8．常被用来作为高效除尘器的前级预除尘器的是（）。
A 机械力除尘器；
B 电除尘器；
C 过滤式除尘器。
9．既能捕集颗粒污染物，又能脱除部分气态污染物的除尘器是（）。
A 机械力除尘器；
B 电除尘器；
C 湿式除尘器。
10．SCR法烟气脱硝的主要机理是（）。
A 催化转化；
B 化学吸收；
C 化学吸附。
三、填空题（每题2分，共10分）
1．MLSS,MLVSS,SVI,SBR分别为、、、。
2．活性污泥法有效运行的基本条件为、、、。
3．SCR法烟气脱硝机理分为、、、。
4．影响湿法脱硫效率的主要因素包
括：、、、。
5．控制颗粒污染物的主要方法包括：、、、。
四、简答题（每小题3分，共30分）
1．什么是废水的一级处理，二级处理和深度处理？
2．厌氧生物处理的基本原理是什么？
3．曝气池在好氧活性污泥法中的作用是什么？
4. 简述污水中的氮在生物处理中的转化过程？
5. 什么是曝气？曝气的作用有哪些？
6．控制废气中气态污染物的方法有哪些？
7. 评价除尘器性能的指标有哪些？
8．实现电除尘的基本条件是什么？
9. 影响SCR法烟气脱硝效率的因素有哪些？
10．影响湿法烟气脱硫效率的主要因素有哪些？
五、计算题（每小题10分，共20分）
1．某水处理厂在沉淀池后设置快砂滤池，滤池的设计负荷率为
32
m d m
。试计算在设计流量0. 53/
200/()
m s下，滤池表面积为多大？若每个滤池表面积限制在552
m以下，共需建多少个滤池？
2．已知某线—板式电除尘器的收尘面积A=6000m2，所处理的烟气量Q=684000m3/h，烟气粘度η=1.8×10－5Pa·s, 对其施加的平均电场强度E=3.0kV/cm, 试计算粉尘的平均粒径dp=0.1μm、1.0μm、10μm时电除尘器的除尘效率？（取K m=1.36，ε0=8.85×10－12F/m, D=2.0）。
《环境工程学》习题集
第一篇 水质净化与水污染控制
一、名词解释题
1.BOD ：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量。
2. COD ： 用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量。
3. 泥龄： 即微生物平均停留时间，是指反应系统内的微生物全部更新一次所需要的时间，工程上是指反应系统内微生物总量与每日排出的剩余微生物量的比值。
4. 好氧硝化： 在好氧条件下，将+4N H 转化成2
N O -和3N O -
的过程。 5. 反硝化： 在无氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原为氮气的过程。
6. 污泥投配率： 日投入污泥与池容积比重。
7. 土地处理： 在人工调控下,微生物,土地,植物形成生态系统净化污水的处理方法。
8. 折点加氯： 折点加氯法是一种化学除氮的方法,在含氨氮的水中加氯时, +-22C l H O H O C l+H C l ++
422
422
422
2223533N H H O C l N H C l H H O N H H O C l N H C l H H O N H H O C l N H
C l H O +
+
+++
+
-
+++++++↑+++
加氯曲线中出现两个折点,加氯脱氯时采用的加氯量应以折点相应的加氯量为准,通过适当控制,可完全去除水中氯气。
9. 氧垂曲线： 在水体受到污染后的自净过程中,水体中溶解氧浓度可随着水中耗氧有机物降解耗氧和大气中复氧双重因素变化,反映水中溶解氧浓度随时间变化的曲线被称为氧垂曲线。
10. 混凝和澄清： 由压缩双电层作用,吸附架桥作用和网捕作用产生的微粒凝结现象-----凝聚和絮凝总称为混凝。
11. 生化反应速度： 生化反应中单位时间里底物的减少量,最终产物的增加量或细胞的增加量。
12. AB 法： 由以吸附作用为主的A 段和以生物降解作用为主的B 段组成的污水
处理工艺。
13. A/A/O 法： 在原来A/O 工艺的基础上,嵌入一个缺氧池,并将好氧池中的混合液回流到缺氧池中,达到反硝化脱氮的目的,这样厌氧-缺氧-好氧相串联的系统能同时除磷脱氮,简称A 2/O 法。
14. 污泥容积指数（SVI ）：曝气池出口处混合液经过30min 静置沉淀后,每千克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积。
15. 污泥回流比： 污泥回流量与曝气池进水量的比值。
16. 自由沉淀： 水中悬浮固体浓度不高,沉淀过程悬浮固体之间互不干扰,颗粒各自单独进行沉淀,颗粒轨迹呈直线,整个沉淀过程中,颗粒物理性质不发生变化,这种沉淀叫做自由沉淀。
17. 絮凝沉淀： 水中悬浮颗粒浓度不高,但沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用,颗粒因相互聚集增大而加快沉降,沉淀的轨迹呈曲线. 颗粒的物理性质也是变化的。
18. 区域沉淀： 悬浮颗粒浓度较高,颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响,颗粒间相对位置保持不变,形成一个整体共同下沉. 与澄清水之间有清晰的泥水界面。 19. 压缩沉淀： 在高浓度悬浮颗粒的沉降过程中,颗粒相互之间已挤成团块结构,互相接触,互相支承,下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出,使污泥得到浓缩。
20. 好氧呼吸： 好氧呼吸是营养物质进入好氧微细胞后,通过一系列氧化还原反应获得能量的过程。
21. 厌氧呼吸： 厌氧呼吸是在无分子氧的情况下进行的生物氧化,厌氧微生物只有脱氢酶系统,没有氧化酶系统,呼吸过程中,第五中的氢被脱氢酶活化,从底物中脱下来的氢经辅酶传递给除氢以外的有机物或无机物,使其还原。
22. 无氧呼吸： 是指以无机氧化物,如22324232,,,,N O N O SO S O C O ----等代替分子氧,作为最终受氢体的生物氧化作用。
23. 污泥负荷： 曝气池内单位重量的活性污泥在单位时间内承受的有机质的数量。
24. 容积负荷： 单位有效曝气体积在单位时间内承受的有机质数量。
25. 厌氧生物处理： 在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，利用厌氧微生物将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等最终产物的过程。
26. 表面水力负荷：沉淀池单位时间内单位面积承受的水量。
27. 好氧生物处理：利用好氧微生物在有氧条件下将污水中复杂的有机物降解，并用释放出来的能量来完成微生物本身的繁殖和运动等功能的方法。
28. 污泥含水率：污泥中所含水分与污泥总质量之比的百分数。
29. 污泥好氧消化：在不投加有机物的条件下，对污泥进行长时间的曝气，使污泥中的微生物处于内源呼吸阶段进行自身氧化。
30. 污泥消化：利用微生物的代谢作用，使污泥中的有机质稳定化。
二、简答题
1. 简答：什么是污泥龄，为什么说可以通过控制排泥来控制活性法污水处理厂的运行？
微生物代谢有机物的同时自身得到增殖，剩余污泥排放量等于新增污泥量，用新增污泥量替换原有系统中所有污泥所需要的时间称为泥龄，如果排放的剩余污泥量少，使系统的泥龄过长，会造成系统去除单位有机物的氧消耗量增加，即能耗升高，二沉池出水的悬浮物含量升高，出水水质变差，如果过量排放剩余污泥，使系统的泥龄过短，活性污泥吸附的有机物后来不及氧化，二沉池出水中有机物含量增大，活性污泥吸附的有机物后来不及氧化，二沉池出水中有机物含量增大，出水的水质也会变差。如果使泥龄小于临界值，即从系统中排出的污泥量大于其增殖量，系统的处理效果会急剧变差。
2. 简述生物滤池构造上分为哪几部分？对滤料有何要求？
典型的生物滤池由滤床，布水设备和排水系统三部分组成。要求滤料有以下特性：①能为微生物的栖息提供较大的比表面积；②能使废水以液膜状均匀分布于其表面；③有足够的孔隙率保证滤池通风良好，并使脱落的生物膜能随水流通过孔隙流到池底；④适合于生物膜的形成和黏附，且既不被微生物分解，有不抑制微生物的生长；⑤具有良好的机械强度，不易变形和破碎。
3. 试述厌氧生物处理法的基本原理？怎样提高厌氧生物处理的效能？
厌氧生物处理就是在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，利用厌氧微生物将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等最终产物。要提高厌氧生物处
理的效能应该控制PH 值在6. 8-7. 2之间。控制温度在3538C C ??-或5255C C ??-。
4. 叙述AO 法的脱氮机理，画出AO 法的工艺流程图。
A/O 法脱氮是在常规的好氧活性污泥法处理系统前增加一段缺氧生物处理过程。在好氧段，好氧微生物氧化分解污水中的BOD 5，同时进行硝化。有机氮和氨氮在好氧段转化为消化氮并回流到缺氧段，其中的反硝化细菌利用氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应，使化合态氮变为分子态氮，获得同时去碳和脱氮的效果。
5. 活性污泥法有效运行的基本条件有哪些？
?污水中含有足够的胶体状和溶解性易生物降解的有机物，作为活性污泥中微生物的营养物质。
?曝气池混合液中有足够的溶解氧。
?活性污泥在曝气池内呈悬浮状态，能够与污水充分接触。
?连续回流活性污泥，及时排除剩余污泥，使曝气池混合液中活性污泥保持一定浓度。
?污水中有毒害作用的物质的含量在一定浓度范围内，部队微生物的正常生长繁殖形成威胁。
6. 试叙述好氧生物处理与厌氧生物处理的基本区别及各自的适用场合。 厌氧生物处理是在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，利用厌氧微生物将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等最终产物的过程。好氧生物处理则是利用好氧微生物在有氧条件下将污水中复杂的有机物降解，并用释放出来的能量来完成微生物本身的繁殖和运动等功能的方法。好氧生物处理由于去除率高，一般都作为最终处理，厌氧生物处理适合处理高浓度废水，对高浓度废水几乎不需要稀释，由于出水BOD 5值偏高，因此，厌氧生物处理一般作为预处理。
7. 简述沉淀的基本类型，以及各自的适用场合。
自由沉淀 水中悬浮固体浓度不高,沉淀过程悬浮固体之间互不干扰,颗粒各自单独进行沉淀,颗粒轨迹呈直线,整个沉淀过程中,颗粒物理性质不发生变化,这种沉
淀叫做自由沉淀。颗粒在沉砂池中的沉淀是自由沉淀
絮凝沉淀水中悬浮颗粒浓度不高,但沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用,颗粒因相互聚集增大而加快沉降,沉淀的轨迹呈曲线. 颗粒的物理性质也是变化的. 化学混凝沉淀属于絮凝沉淀
区域沉淀悬浮颗粒浓度较高,颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响,颗粒间相对位置保持不变,形成一个整体共同下沉. 与澄清水之间有清晰的泥水界面。二沉池与污泥浓缩池中的沉淀属于区域沉淀
压缩沉淀在高浓度悬浮颗粒的沉降过程中,颗粒相互之间已挤成团块结构,互相接触,互相支承,下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出,使污泥得到浓缩. 二沉池污泥斗的浓缩过程以及在浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀
8. 试以兼性塘为例说明稳定塘降解污染物的机理。
兼性塘水深较大，通常由上层好氧区，中层兼性区和底部厌氧区组成。在上层的好氧区，藻类的光合作用和大气复氧作用使其有较高的溶解氧，由好氧微生物起净化污水作用，中层溶解氧逐渐减少，由兼性微生物起净化作用，下层塘水无溶解氧，沉淀污泥在塘底进行厌氧分解。
9. 什么是曝气？曝气的作用有哪些？
为了活性污泥法的正常运行，将空气中的氧强制溶解到混合液中的过程称为曝气。曝气的作用有：
?产生并维持空气有效的与水接触，在生物氧化作用不断消耗氧气的情况下保持水中一定的溶解氧浓度。
?在曝气区产生足够的搅拌混合作用，促使水的循环流动，实现活性污泥与废水的充分接触混合。
?维持混合液具有一定的运动速度，使活性污泥在混合液中始终保持悬浮状态。
10. 试以简图表示污泥中水分存在的形式，在污泥处理过程中各是通过哪些途径去除的？
游离水70%左右借助外力
毛细水20%左右物理方法
内部水 10%左右 只有干化（不完全）
11. 常用的沉淀池类型有哪些？各自得优缺点和适用条件是什么？ 略
12. 简述离心分离的机理。为什么有些难以沉淀的悬浮物可用离心法从水中去除？
离心分离处理废水是利用快速旋转所产生的离心力使废水中的悬浮颗粒从废水中分离出去的处理方法。当含有悬浮颗粒的废水快速旋转运动时，质量大的固体颗粒被甩到外围，质量小的留在内圈，从而实现废水与悬浮颗粒的分离。
13. 沉淀法与上浮法的根本区别及适用对象？试述四种类型的沉淀特性对沉淀池设计的主要影响（池深，池型，设计方案，停留时间）。
沉淀法师水处理中最基本的方法之一，它是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。浮上法用于那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。将空气以微小气泡形式通入水中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，密度小于水即浮上水面，从水中分离出去，形成浮渣层。
14. 请写出米—门方程式，并说明该方程式及各个符号的意义。
m ax m ax
m ax v=
:s s
m s
m s
v v K K v ρρρρν=++--式中酶反应速度
最大酶反应速度
s m K ρ--底物浓度
米氏常数
15. 简述污水中的氮在生物处理中的转化过程
污水生物处理脱氮主要是靠一些专门细菌实现氮形式的转化，含氮有机化合物在
微生物的作用下，首先分解转化为氨态氮43N H N H +或，这一过程称为―氨化反应‖。硝化菌把氨氮转化为硝酸盐，这一过程成为―硝化反应‖；反硝化细菌把硝酸盐转化为氮气，这一过程称为―反硝化反应‖。含氮有机化合物最终转化为无害得氮气，从污水中去除。
16. 与好氧生物处理相比，哪些因素对厌氧生物处理的影响更大？如何提高厌氧生物处理的效率？
与好氧生物处理相比，厌氧微生物对温度，PH 等环境因素的变化更为敏感
17. 在混凝中，水力搅拌和机械搅拌促使颗粒相互碰撞聚结的原理有什么不同？如果整个混凝过程均采用同一种搅拌速度为什么不能很好的发挥混凝作用？ 水力搅拌是利用水流断面上流速分布不均匀所造成的速度梯度，促进颗粒相互碰撞进行絮凝，机械搅拌则是利用机械设备的转动进行强烈搅拌。
18. 反渗透与超滤用于水处理的原理是什么？有什么相同和不同之处?
反渗透是借助压力促使水分子反向渗透，以浓缩溶液或废水。超滤法与反渗透法相似，但是超滤的过程并不是单纯的机械截留，物理筛分，而是存在着一下三种作用：①溶质在膜表面和微孔孔壁上发生吸附②溶质的粒径大小与膜孔径相仿，溶质嵌在孔中，引起阻塞③溶质的粒径大于膜孔径，溶质在膜表面被机械截留，实现筛分。
19. 根据双膜理论推导氧的转移速率公式，并说明影响氧转移速率的主要因素。
在废水生物处理的系统中，氧是难溶的气体，它的传递速率通常正比于溶液中的
饱和浓度差。()g sO O dm K A dt ρρ=- 式中：g sO O ;
K A dm dt
ρρ----气体传递速率气体扩散系数;
-气体扩散通过的面积
气体在溶液中的饱和浓度气体在溶液中的浓度
而,:()O O g
sO O d A dm Vd K dt
V
ρρρρ==-则前式可改写成为 通常g A K V
项用K La 来代替，该系数反应了传递气体的扩散性能和曝气的混合条件等因素，对一定气体来讲，混合越强，紊动越剧烈，则气体的传递速率越大。
20. 以简图表示生物滤池的构造，并说明其各部分的功能及设计时要注意的主要问题。
生物滤池由滤床，布水设备和排水系统三部分组成
21. 城市污水厂的污泥为什么要进行消化处理？消化处理的方法有几种，各适用于什么场合？它们有哪些区别？
污泥消化是利用微生物的代谢作用，使污泥中的有机物质稳定化。主要有好氧消化法，氯化氧化法，石灰稳定法和热处理法。好氧消化法在曝气池中进行，依靠有机物的好氧代谢和内源代谢稳定污泥中的有机组成。氯气氧化法在密闭容器中进行，向污泥中投加足量石灰，使污泥的PH高于12，抑制微生物的生长。热处理法即可杀死微生物借以稳定污泥，还能破坏泥粒间的胶状性能，改善污泥的脱水性能。厌氧消化包括水解，酸化，产乙酸，产甲烷等过程。
22. 曝气池在好氧活性污泥法中的作用是什么？
好氧活性污泥法对废水中溶解性和胶体状的有机物去除就是在曝气池内完成的，通过机械，鼓风等曝气形式向曝气混合液通入氧，混合液中通入氧，混合液中的微生物在有溶解氧的情况下，对进水中的有机物进行氧化分解，使之无机化。
23. 试述由传统厌氧法发展出分段厌氧处理法的原理。
分段厌氧处理法是根据消化可分阶段进行的事实，将传统厌氧消化的水解酸化过程和甲烷化过程分开在两个反应器中进行，以使两类微生物都能在各自的最适条件下生长繁殖。第一阶段的功能是：水解和液化固态有机物为有机酸；缓冲和稀释符合冲击与有害物质，并将截留难降解的固态物质。第二阶段的功能是：保持严格的厌氧条件和PH值，以利于厌氧菌的生长；降解，稳定有机物，产生含甲烷较多的消化气，并截留悬浮固体，以改善出水水质。
24. 试述完全混合活性污泥法有哪些优缺点？
优点：①污泥回流比大，对冲击负荷的缓冲作用也较大，因而对冲击负荷适应能力较强，适于处理高浓度的有机污水。②曝气池内各个部位的需氧量相同，能最大限度地节约动力消耗，表面曝气机动力效率较高。③可使曝气池与沉淀池合建，
不用单独设置污泥回流系统，易于管理。
缺点：①连续进出水的条件下，容易产生短流，影响出水水质。②与传统活性污泥法相比，出水水质较差，且不稳定。③合建池构造复杂，运行方式复杂。
25. 试述生物滤池高度的选择对生物滤池设计有哪些影响？
污水首先进入填料层的上部，这个部位填料上的生物膜中微生物营养物质充分，因而微生物繁殖速度较快，种类以细菌为主，因此此处生物膜量大，对有机物的去除量也较大。随着填料层深度的增加，污水中有机物的含量减少，生物膜量也减少，高级的原生动物和后生动物等微生物种类在生物膜中逐渐增多，对有机物的去除量却逐渐降低。因此，生物滤池中有机物的去除效果随填料层深度增加而提高，但去除率却逐渐降低，在达到一定深度时，处理效率就难以有大的提高。滤床的高度同滤料的密度也有密切关系，一方面由于孔隙率低，滤床过高会影响通风；另一方面由于太重，过高将会影响排水系统和滤池基础的结构。
26. 试述由三段生物脱氮工艺发展出Bardenpho生物脱氮工艺的原理
三段生物脱氮工艺是将有机物氧化，硝化及反硝化段独立开来，每一部份都有其自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系统。使除碳，硝化和反硝化在各自的反应器中进行，并分别控制在适宜的条件下运行。Bardenpho生物脱氮工艺取消了三段脱氮工艺的中间沉淀池，该工艺设置了两个缺氧段，第一段利用原水中的有机物为碳源和第一好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应，第二阶段的反硝化反应器中利用内源呼吸碳源进行反硝化，最后的曝气池用于吹脱废水中的氮气，提高污泥的沉降性能，防止在二沉池发生污泥上浮现象。
27. 试述在污泥消化中搅拌的作用。
通过搅拌，使底部的污泥（包括水分）翻动到上部，这样，由于压力降低，原有大多数有害的溶解气体可被释放逸出；其次，由于搅拌时产生的振动也可使得污泥颗粒周围原先附着的小气泡被分离脱出。此外，微生物对温度和PH值的变化也非常敏感，通过搅拌还能使这些环境因素在反应器内保持均匀。
28. 厌氧生物处理的基本原理是什么？与好氧生物处理法相比，厌氧生物处理的
优点体现在哪里?
在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，利用厌氧微生物将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等最终产物的过程。
与好氧生物处理相比，厌氧生物处理的有机负荷是好氧工艺的5-10倍，而合成的生物量仅为好氧工艺的5%-20%，而剩余污泥产量要少得多。厌氧微生物对营养物质的需要量较少，仅为好氧工艺的5%-20%,而且厌氧微生物的活性比好氧微生物要好维持的多。
29. 简述生物法除磷的机理。
生物法除磷是利用微生物在好氧条件下对污水中溶解性磷酸盐的过量吸收作用，然后沉淀分离而除磷。含有过量磷的污泥部分以剩余污泥形式排出系统，大部分和污水一起进入厌氧状态，此时污水中的有机物在厌氧发酵产酸菌的作用下转化为乙酸苷；而活性污泥中的聚磷酸在厌氧的不利状态下，将体内积聚的磷酸分解，分解产生的能量部分供聚磷酸生存，另一部分能量供聚磷菌主动吸收乙酸苷转化为PHB 形态储藏于体内。
30. 污水中所含污染物的物理性指标有哪些？ 温度 色度 嗅和味 固体物质
三、计算题
1. 一降落的雨滴中，最初没有溶解氧存在。雨滴的饱和溶解氧浓度为9. 20mg/L 。假设在降落2s 后雨滴中已经有3. 20mg/L 的溶解氧。试计算雨滴中的溶解氧浓度达到8. 20mg/L 需要多长时间？
解 首先计算降落2s 时溶解氧的未饱和量和溶解氧达到8. 20mg/L 时的未饱和量：
2s 时的未饱和量：（9. 20-3. 20）mg/L=6. 00mg/L ts 时的未饱和量：（9. 20-8. 20）mg/L=1. 00mg/L []
[]
0ln
A kt A =-，速率变化与未饱和量成正比关系，由于[]()s A C C =-，
且[]0A =（9. 20-0. 00）mg/L ，因此得： 6.00ln (2.00)
9.20
k s =-，10.2137k s -= 解得k 值后，即可计算时间t ：(9.208.20)
ln
0.21379.20
10.4t
t s
-=-?=
2. 一水处理厂在沉淀池后设置快砂滤池，滤池的设计负荷率为32200/()m d m ?。试计算在设计流量0. 53/m s 下，滤池表面积为多大？若每个滤池表面积限制在552m 以下，共需建多少个滤池？ 解 3
2
3
2
(0.5/)(86400/)
216200/()
s a
Q m s s d A m
V m d m ==
=?，
2
2
216 3.955m m
=，即4个滤池可满足要
求
3. 某地计划将其一级废水处理厂升级为二级处理厂，以达到30. 0mg/L 5BO D 及30. 0mg/L SS 的出水标准。选择完全混合活性污泥系统。假设SS 中的5BO D 等于SS 浓度的63%，试估算曝气池所需体积。已知该一级处理厂出水特性：
3
0.150/q m s
= 5BO D =84. 0mg/L MLVSS=2000mg/L 。生长系数值为：
100/s K m g L =5
B O D ；1
1
2.5;0.050m d d k d
μ--==；Y=0. 50mgVSS/mg 5BO D 。
解 S=30. 0mg/L-0. 63x30. 0mg/L=11. 1mg/L 11. 1=
()
100.0(10.050)
10.050 5.00c c θθ++?? 5.00c d
θ=
MLVSS=2000=
()
5.000.50(84.011.1)
10.050 5.00θ??-+?
3
31.81.80.150/3600/972h
V
h m s s h v m
θ==
?=
4. 现有一种直径，高均为1cm 的圆柱体颗粒在静水中自由沉淀，已知该种颗粒密度31.8/s g cm ρ=，水的密度31/g cm ρ=水，则这种颗粒在水中自由沉淀时最小
沉速为多少？（重力加速度为9802/cm s
，绕流阻力系数2
D C =
）
22
2
2
1()124
()9.8(1.81)9.80.8
4
4
112242
8
3.3/g S L s
s D L s
g v F G F v g u u F C A u F F m s
π
πππρρρπ=??=
=-=?-=??-=
??=???=??=
==
=浮阻
阻s 当时，颗粒的沉速
u
5. 含水率99. 5%的污泥，当其含水率降为98. 5%时，体积有何变化？
12
V 10098.53V 100-99.5
-=
=
6. 已知某城市生活污水5BO D =200mg/l ，经初沉池后进入曝气池，若曝气池的设计流量为36003/m h 要求出水5BO D ≤30mg/l 。试求曝气池的体积，剩余污泥量及计算供气量。
已知：50.3/s N kgBO D kgM LVSS d =? X=3000mg/l obs Y =0. 3 8%A E = 'a =0. 6 'b =0. 1
3
50360024(20030)360024(20030)
163200.33000(
)()
20030
0.351/1632051832.32/()
21600/0.68
0.68
:21600 1.42832.32=20s x s obs x
x x v S S L V X N V m
d d y dt dt d dt
dt d m g L
d kg d BO D q BO D kg d
ρρρρρρρ??=??-??-==?=-=?
=?=?=-=
=
=-?剩余活性污泥量：V 所需氧量418kg/d
7. 某厂拟采用鼓风曝气的活性污泥法处理其生产污水，污水设计流量Q=10000米3/日，曝气池进水BOD 5=150毫克/升，要求的去除率为90%，有关的设计参数为：混合液挥发性污泥浓度X=2000毫克/升，溶解氧C=2毫克/升，水温T=25度，有机物中用于产生能量的比值A=0. 5，污泥自身氧化率B=0. 1日-1，氧转移的折算系数d=0. 85，氧溶解度折算系数0.95β=,压力修正系数1ρ=，氧转移效率A E 10%=。曝气池有效容积V=3000米3，扩散器安装在水深4. 5米处，气泡离开水面时氧的百分浓度为19. 3%，求鼓风曝气时的供气量。
r S1S2Sm 1Sm 20.5100000.9150
0.130002000
R =AQ L BV X 1000
1000
1275/20C 9.2/,25C C 8.4/1.48319.3C 9.2()10.8/2.066421.48319.3C 8.4(
)9.88/2.066
42
20C :
1275C ?????+=+
====+==+
=
需氧量:公斤日
清水中时氧的溶解度毫克升时氧的溶解度毫克升毫克升毫克升
时脱氧清水的需氧量为5
3
10.8
1948kg /d 81.2kg /h
0.85(0.9519.882) 1.0241948G 10064933m /d
0.310
?==??-?∴=
?=?供气量
8. 某城市污水设计流量Q=10000m 3/d ，一级处理出水，BOD 5=163mg/L ，COD=250mg/L ，SS=140mg/L ，TN=25mg/L ，TP=5mg/L ，设计水温30摄氏度，要求二级出水水质BOD 5≤20mg/L ，SS ≤30mg/L ，TN ≤5mg/L 。
因
5
C O
D 2508.3>8
T N 30T P 50.03<0.06
BO D 16
===
≈，故采用A 2/O 工艺合适
1. 设计参数的确定 ①水利停留时间6h
②BOD 污泥负荷N S =0. 16kg （BOD 5）/kg （MLSS ）d ③回流污泥浓度 X R =8000mg/L ④回流污泥比 R=60%
⑤曝气池混合液 X=R （1+R ）xR=3000mg/L ⑥混合液回流比R N 因TN 的去除率N o N e
T N N o
T T 25580%
T 25
η--==
=
2. A 2/O 曝气池容积
有效容积 V=Qt=（100000/24）x6=25000m 3
9. 流量为5000m 3/d 的废水，其水质为BOD 5210mg/L ，SS140mg/L ，去除反应为一级，反应常数为K 2=3. 2×10-4，拟用活性污泥法处理，推流式曝气池4h ，污泥回流率25%，MLVSS 为X=2000mg/L ，求BOD 去除率，若要求SS 去除率为90%，问污泥生长量。
23
3
'
'
3
'
10.923(10.25)5000
41041.7BO D 0.645000210100.9230.0851041.7
443.2/500014010
0.9630/1073.2/k xt
r e
V m
x aQ L bVX kg d
x x kg d
x x x kg d
η---=-=+?=
?=?=-=????-?=??=???=∴?=?+?=总池容积24
据去除要求得到污泥增量据悬浮物去除得到污泥增量
10. 废水处理量500m 3/d ，BOD 5浓度400mg/L ，经初沉去除25%，然后进入高负荷生物滤池，滤池出水经混凝沉淀达到排放标准，设计高负荷滤池，取有机负荷为1. 0kgBOD 5/m 3d ，滤料15m/d ，滤池高2. 5m 。
求：滤料体积，池总面积，用几个滤池，滤池直径，回流比
①滤料体积：3
3
3
3
75400500
100
10
10
150/1.0
400(125%)300/300/So v
So Q V m d
N
m g L g m
ρρ--?
?=
?=?==?-==
②滤池深2. 5m ，则滤池总表面积A=150/2. 5=60m 2
③滤池直径8.7D m =
=
=
④
500
15
60
(1)(1)500
150.8
60
F
F
Q
q
A
r Q r
q r
A
==<
∴
++?
===?=
需回流
四、综合题
1. 在水处理工艺中，水中杂质分离常用下面的物理化学方法，使用最简单的一句话或几个字表示去除水中杂质的原理及影响去除效果的决定因素。
①金属筛网隔滤②颗粒滤料接触过滤③超滤④沉淀和气浮⑤化学氧化⑥活性炭吸附⑦离子交换⑧吸收，吹脱⑨水的混凝⑩生物氧化。
2. 废水处理工艺中有哪几种固液分离技术？扼要叙述各种技术实现固液分离的基本原理。
（1）沉淀法：沉淀法师水处理中最基本的方法之一，它是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。
浮上法浮上法用于那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。将空气以微小气泡形式通入水中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，密度小于水即浮上水面，从水中分离出去，形成浮渣层。
混凝法混凝法是由压缩双电层作用,吸附架桥作用和网捕作用产生的微粒凝结现象-----凝聚和絮凝。
（2）离心法：离心分离处理废水是利用快速旋转所产生的离心力是废水中的悬浮颗粒从废水中分离出去的处理方法。当含有悬浮颗粒的废水快速旋转运动时，质量大的固体颗粒被甩到外围，质量小的留在内圈，从而实现废水与悬浮颗粒的分离。
3. 什么是废水的一级处理，二级处理和深度处理？其各自的作用分别是什么？第二篇大气污染控制工程
一、问答题
1．控制废气中气态污染物的方法有哪些？
2. 评价除尘器性能的指标有哪些？
3. 除尘器主要由哪几部分组成？
4. 除尘器主要包括哪几大类？
5. 叙述旋风除尘器的工作原理？
6. 影响袋式除尘器性能的因素有哪些？
7. 湿式除尘器包括哪些类型？
8．实现电除尘的基本条件是什么？
9．湿式除尘器有哪些特点？
10．画出湿式石灰石/石膏法FGD工艺流程图。
11．烟气脱硫的基本方法有哪些？
12. 湿法烟气脱硫有哪些特点？
13. 影响湿法脱硫效率的因素有哪些？
14. 烟气脱硝工艺有哪些？
15. 叙述SCR烟气脱硝工艺的特点？
16. 影响SCR烟气脱硝效率的因素有哪些？
17．控制废气中颗粒污染物的方法有哪些？
18．提高电除尘效率的措施有哪些？
19．影响吸收净化效率的主要因素有哪些？
20．画出喷雾干燥法FGD工艺流程图。
21．是谁何年首次将电除尘技术用于净化工业气体获得成功的？22．电除尘技术在我国的应用经历了哪几个发展阶段？23．电除尘技术的发展趋势是什么？
24．叙述电除尘器的基本工作原理。
25．电除尘器主要由哪几部分组成？
26．叙述电除尘器的除尘过程。
27．实现电除尘的基本条件是什么？
28．电除尘器主要包括哪些类型？
29．电除尘器的主要优缺点是什么？
30．评价电除尘器性能的参数有哪些？
31．在电除尘器中使气尘分离包括哪几个物理过程？
32．在电除尘器中气体导电过程分哪几个阶段？
33．在工业电除尘中为什么都采用阴电晕？
34．影响电除尘器性能的主要因素有哪些？
35．提高电除尘器除尘效率的主要措施是什么？
36．何谓电晕闭塞？防止电晕闭塞的措施是什么？
37．何谓反电晕？防止和减弱反电晕的措施是什么？
38．粉尘二次飞扬与哪些因素有关？防止粉尘二次飞扬的措施有哪些？
39．改善电除尘器气流质量的方法有哪些？
40．设计一台电除尘器需要哪些数据？
41．电除尘器的总体设计包括哪些选择参数和计算参数？
42．电除尘器本体主要由哪几部分组成？各起什么作用？
43．对收尘极板和电晕线的基本要求是什么？
44．电除尘器的供电控制系统主要由哪几部分组成？各起什么作用？
45．电除尘器高压供电设备主要有哪些控制功能？
46．电除尘器振打制度的选取原则是什么？
47．新安装的电除尘器在投运前需做哪些调整和试验？
48．叙述电除尘器的启动、停机操作步骤？
49．电除尘器的运行维护主要包括哪些内容？
50. 电除尘器的检修主要包括哪些内容？
二、证明题
1．已知多级串联除尘系统中各级除尘器的捕集效率为：η1、η2、η3…，试证明该系统的总除尘效率：
ηT=[1-（1-η1）（1-η2）（1-η3）…]
2．利用亨利定律和双膜理论证明被吸收组分A的传质速率为：
N A = K AG（P AG–P*A）= K AL（C*A– C AL）
式中各参数的含义参见《环境工程学》328～331页。
三、计算题
1．某城市计划建立以完全混合曝气池为主体的二级处理厂。已知设计污水流量Q=10000m3/d，经初次沉淀后BOD5浓度S0=200mg/L，要求出水浓度S=10mg/L。试确定曝气池体积、每天排除剩余污泥量和回流比。
设计参数如下：产率系数Y=0.5kg/kg，内源衰减系数kd=0.05d-1；曝气池混合
液浓度X=3000mg/L，排出的污泥流浓度Xu=10000mg/L，污泥龄θc=4d。2．已知某电除尘器的收尘面积A c=6000m2，处理的烟气量Q=720000m3/h，烟气粘度μ=1.8×10－5Pa·s, 真空介电常数ε0=8.85×10－12F/m，与粉尘介电常数相关的系数D=2.0，对电场施加的平均电场强度E=3.0kV/cm,当粉尘的平均粒径d p=0.1μm、1.0μm、10μm时，试计算电除尘器的分级除尘效率ηi（%）？并画出分级除尘效率ηi随粉尘粒径d p的变化曲线。
3．某城市计划建立以完全混合曝气池为主体的二级处理厂。已知设计污水流量Q=10000m3/d，经初次沉淀后BOD5浓度S0=150mg/L，要求出水浓度S=5mg/L。试确定曝气池体积、每天排除剩余污泥量和回流比。
设计参数如下：产率系数Y=0.5kg/kg，内源衰减系数kd=0.05d-1；曝气池混合液浓度X=3000mg/L，排出的污泥流浓度Xu=10000mg/L，污泥龄θc=4d。
4．用一逆流填料塔吸收某混合气体中的有害组分A，已知组分A在塔底进口处的分压P AG2=5066.25Pa，在塔顶出口处的分压P AG1=1013.25Pa，系统总压P=101325Pa。使用这种填料时，k AG·a=0.1mol/m3·h·Pa，k AL·a=2/h，H A=0.00987 mol/m3·Pa, DAL=DBL。用较低浓度的吸收剂B与有害气体组分A进行快速化学反应，吸收剂在塔顶进口处的浓度CBL1=100mol/m3，化学反应计量式为A+2B →C。液体总浓度C T=5000mol/m3,液相和气相的总流量分别为L=5×105mol/m2·h，G=1×105mol/m2·h。试计算吸收塔内填料层的高度H（m）？
5．已知H2O的直径为4.6×10－10m, 试计算该气体分子作无规则运动时平均自由程和平均运动速度？
6．已知某线—管式电除尘器的管径D=400mm，电晕线直径d=4mm，在线管之间施加电压U0=50kV，试计算空间半径r=2mm、10mm、100mm、200mm时的空间静电场强E（r）和空间静电场电位U（r）的数值，并画出E（r）、U（r）的曲线。
7．已知某线—管式电除尘器的管径D=400mm，电晕线直径d=2mm，管长L=100m，气体的离子迁移率K=2.2×10－4m/V·s, 测得其起晕电压U0=15kV，击穿电压U p=60kV，试计算当施加电压U=15kV、25kV、50kV、60kV时，通过电晕线的电流，并画出U—I特性曲线。
8．已知某线—板式电除尘器的板间距2b=480mm，线间距2c=400mm，电晕线直径d=2mm，电晕线粗糙系数f=0.8, 气体的相对密度δ=1.0, 试计算该电除尘器的起晕场强E0（kV/cm）和起晕电压U0（kV）？
化工分离过程试题库(复习重点) 第一部分填空题 1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 2、分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。它与实际分离因子的差别用（板效率）来表示。 3、汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。 4、精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。 9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。 10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。 12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。 14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。 15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 16、分离剂可以是（能量）和（物质）。 17、Lewis 提出了等价于化学位的物理量（逸度）。 18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示( Ni=Nv-Nc即设计变量数=独立变量数-约束关系 ) 19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。 20、温度越高对吸收越（不利） 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V = SL）。 23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递），（通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合）。 25、通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的（理论板数），为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。 27、常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。
弹性力学复习资料 一、简答题 1．试写出弹性力学平面问题的基本方程，它们揭示的是那些物理量之间的相互关系在应用这些方程时，应注意些什么问题 答：平面问题中的平衡微分方程：揭示的是应力分量与体力分量间的相互关系。应注意两个微分方程中包含着三个未知函数σx、σy、τxy=τyx ，因此，决定应力分量的问题是超静定的，还必须考虑形变和位移，才能解决问题。 平面问题的几何方程: 揭示的是形变分量与位移分量间的相互关系。应注意当物体的位移分量完全确定时，形变量即完全确定。反之，当形变分量完全确定时，位移分量却不能完全确定。 平面问题中的物理方程：揭示的是形变分量与应力分量间的相互关系。应注意平面应力问题和平面应变问题物理方程的转换关系。 2．按照边界条件的不同，弹性力学问题分为那几类边界问题试作简要说明。 答：按照边界条件的不同，弹性力学问题分为位移边界问题、应力边界问题和
混合边界问题。 位移边界问题是指物体在全部边界上的位移分量是已知的，也就是位移的边界值是边界上坐标的已知函数。 应力边界问题中，物体在全部边界上所受的面力是已知的，即面力分量在边界上所有各点都是坐标的已知函数。 混合边界问题中，物体的一部分边界具有已知位移，因而具有位移边界条件;另一部分边界则具有应力边界条件。 3．弹性体任意一点的应力状态由几个应力分量决定试将它们写出。如何确定它们的正负号 答：弹性体任意一点的应力状态由6个应力分量决定，它们是：x 、y 、z 、xy 、yz 、、zx 。正面上的应力以沿坐标轴正方向为正，沿坐标轴负方向为负。负面上的应力以沿坐标轴负方向为正，沿坐标轴正方向为负。 4．在推导弹性力学基本方程时，采用了那些基本假定什么是“理想弹性体”试举例说明。 答：答：在推导弹性力学基本方程时，采用了以下基本假定： （1）假定物体是连续的。 （2）假定物体是完全弹性的。 （3）假定物体是均匀的。 （4）假定物体是各向同性的。 （5）假定位移和变形是微小的。 符合（1）~（4）条假定的物体称为“理想弹性体”。一般混凝土构件、一般土质地基可近似视为“理想弹性体”。 5．什么叫平面应力问题什么叫平面应变问题各举一个工程中的实例。 答：平面应力问题是指很薄的等厚度薄板只在板边上受有平行于板面并且不沿厚度变化的 面力，同时体力也平行于板面并且不沿厚度变化。如工程中的深梁以及平板坝的平板 支墩就属于此类。 平面应变问题是指很长的柱型体，它的横截面在柱面上受有平行于横截面而且不沿长 度变化的面力，同时体力也平行于横截面而且也不沿长度变化，即内在因素和外来作 用都不沿长度而变化。 6．在弹性力学里分析问题，要从几方面考虑各方面反映的是那些变量间的关系 答：在弹性力学利分析问题，要从3方面来考虑：静力学方面、几何学方面、物理学方面。 平面问题的静力学方面主要考虑的是应力分量和体力分量之间的关系也就是平面问 题的平衡微分方程。平面问题的几何学方面主要考虑的是形变分量与位移分量之间的 关系，也就是平面问题中的几何方程。平面问题的物理学方面主要反映的是形变分量与应力分量之 间的关系，也就是平面问题中的物理方程。 7．按照边界条件的不同，弹性力学平面问题分为那几类试作简要说明 答：按照边界条件的不同，弹性力学平面问题可分为两类： （1）平面应力问题 ： 很薄的等厚度板，只在板边上受有平行于板面并且不沿厚度变化的面力。这一类问题可以简化为平面应力问题。例如深梁在横向力作用下的受力分析问题。在该种问题中只存在 yx xy y x ττσσ=、、三个应力分量。 （2）平面应变问题 ： 很长的柱形体，在柱面上受有平行于横截面并且不沿长度变化的面力，而且体力
［例2-3］ 求含正丁烷（1）0.15、正戊烷（2）0.4、和正已烷（3）0.45（摩尔分数）之烃类混合物在0.2MPa 压力下的泡点温度。B. 露点温度 a. 解：因各组分都是烷烃，所以汽、液相均可看成理想溶液， K i 只取决于温度和压力。如计算要求不高，可使用烃类的 p －T －K 图（见图 2-1）。 假设 T ＝ 50℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ， 组分 xi Ki yi=Kixi 正丁烷 0.15 2.5 0.375 正戊烷 0.40 0.76 0.304 正已烷 0.45 0.28 0.126 说明所设温度偏低,选正丁烷为K G ,95.0805 .076 .03==∑=i G y K K 。查p-t-k 图t 为58.7, 再设 T ＝ 58.7℃，重复上述计算得 故泡点温度为 58.7℃。 解：B. 露点温度, 假设 T ＝ 80℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ， 组分 xi Ki yi/Ki=xi 正丁烷 0.15 4.2 0.036 正戊烷 0.40 1.6 0.25 正已烷 0.45 0.65 0.692 1978.0≠=∑=∑∴i i i K y x 选正戊烷为参考组分，则 56.1978.06.14=?=∑?=i G x K K 由56.14=K ,查图2-1a 得t=78℃ K 1=4，K 2=1.56， K 3=0.6， 1053.175.0267.00375.0≈=++=∑ =∑∴i i i K y x
故混合物在78℃。 ［例2-7］ 进料流率为 1000kmol/ h的轻烃混合物，其组成为：丙烷 (1)30% ；正丁烷 (2)10% ；正戊烷 (3)15% ；正已烷 (4)45%( 摩尔 ) 。求在50 ℃和 200kPa 条件下闪蒸的汽、液相组成及流率。 解：该物系为轻烃混合物，可按理想溶液处理。由给定的T 和p ，从p - T - K 图查K i ，再采用上述顺序解法求解。 (1)核实闪蒸温度 假设50℃为进料泡点温度，则 假设50℃为进料的露点温度，则 说明进料的实际泡点和露点温度分别低于和高于规定的闪蒸温度，闪蒸问题成立。 (2)求Ψ ，令Ψ 1 =0.1(最不利的初值) =0.8785 因f (0.1)>0，应增大Ψ 值。因为每一项的分母中仅有一项变化，所以可以写出仅含未知数Ψ 的一个方程: 计算R - R 方程导数公式为：
MESH方程。 一、填空(每空2分,共20分) 1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等于 设计变量，设计才有结果。 2. 在最小回流比条件下，若只有重组分是非分 配组分，轻组分为分配组分，存在着两个 恒浓区，出现在精镏段和进料板 位置。 3. 在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大时， 加入溶剂后，溶剂与组分1形成具有较强正 偏差的非理想溶液，与组分2形成 负偏差或理想溶液，可提高组分1对2的 相对挥发度。 4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质 速率的增强程度，增强因子E的定义是化学吸 收的液相分传质系数（k L）/无化学吸收的液相 分传质系数（k0L）。 5. 对普通的N级逆流装置进行变量分析，若组 分数为C个，建立的MESH方程在全塔有 NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。 η； 6. 热力学效率定义为= 实际的分离过程是不可逆的，所以热力学效 率必定于1。 7. 反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过 溶剂的性质，对溶液施加压力，克服溶 剂的渗透压，是一种用来浓缩溶液的膜 分离过程。 二、推导(20分) 1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1单 级分离基本关系式。 ——相平衡常数； 式中： K i ψ——气相分 率（气体量/进料量）。 2. 精馏塔第j级进出物料如图1，建立
三、简答(每题5分,共25分) 1.什么叫相平衡相平衡常数的定义是什么 由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。 K i =y i /x i 。 2.关键组分的定义是什么；在精馏操作中， 一般关键组分与非关键组分在顶、釜的 分配情况如何 由设计者指定浓度或提出回收率的组分。 LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制； HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制； LNK全部或接近全部在塔顶出现； HNK全部或接近全部在塔釜出现。 3.在吸收过程中，塔中每级汽、液流量为 什么不能视为恒摩尔流 吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。 4.在精馏塔中设中间换热器为什么会提高 热力学效率 在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔 底加入热量的温度，在中间冷凝器所引出的 热量其温度高于塔顶引出热量的温度，相对 于无中间换热器的精馏塔传热温差小，热力 学效率高。 5.反应精馏的主要优点有那些 （1）产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高，生产能力大；（3）反应热可由精馏过程利用；（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。 四、计算(1、2题10分，3题15分，共35分) 1. 将含苯（mol分数）的苯（1）—甲苯（2）混合物在下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94℃，用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求 已知：94℃时P 1 0= P 2 0= 2. 已知甲醇（1）和醋酸甲酯（2）在常压、54℃ 下形成共沸物，共沸组成X 2 =(mol分率), 在此条件下：kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = =求 该系统的活度系数。 3. 气体混合物含乙烷、丙烷、丁烷（均为摩尔分数），用不挥发的烃类进行吸收，已知吸收后丙烷的吸收率为81%，取丙烷在全塔的平均吸收因子A=，求所需理论板数；若其它条件不变，提高平均液汽比到原来的2倍，此时丙烷的吸 收率可达到多少。
弹性力学与有限元分析复习题及其答案 一、填空题 1、弹性力学研究弹性体由于受外力作用、边界约束或温度改变等原因而发生的应力、形变和位移。 2、在弹性力学中规定，线应变以伸长时为正，缩短时为负，与正应力的正负号规定相适应。 3、在弹性力学中规定，切应变以直角变小时为正，变大时为负，与切应力的正负号规定相适应。 4、物体受外力以后，其内部将发生内力，它的集度称为应力。与物体的形变和材料强度直接有关的，是应力在其作用截面的法线方向和切线方向的分量，也就是正应力和切应力。应力及其分量的量纲是L -1MT -2。 5、弹性力学的基本假定为连续性、完全弹性、均匀性、各向同性。 6、平面问题分为平面应力问题和平面应变问题。 7、已知一点处的应力分量100=x σMPa ，50=y σMPa ，5010=xy τ MPa ，则主应力=1σ150MPa ，=2σ0MPa ，=1α6135'ο。 8、已知一点处的应力分量， 200=x σMPa ，0=y σMPa ，400-=xy τ MPa ，则主应力=1σ512 MPa ，=2σ-312 MPa ，=1α-37°57′。 9、已知一点处的应力分量，2000-=x σMPa ，1000=y σMPa ，400-=xy τ MPa ，则主应力=1σ1052 MPa ，=2σ-2052 MPa ，=1α-82°32′。 10、在弹性力学里分析问题，要考虑静力学、几何学和物理学三方面条件，分别建立三套方程。 11、表示应力分量与体力分量之间关系的方程为平衡微分方程。 12、边界条件表示边界上位移与约束，或应力与面力之间的关系式。分为位移边界条件、应力边界条件和混合边界条件。 13、按应力求解平面问题时常采用逆解法和半逆解法。 14、有限单元法首先将连续体变换成为离散化结构，然后再用结构力学位移法进行求解。其具体步骤分为单元分析和整体分析两部分。 15、每个单元的位移一般总是包含着两部分：一部分是由本单元的形变引起的，另一部分是由于其他单元发生了形变而连带引起的。 16、每个单元的应变一般总是包含着两部分：一部分是与该单元中各点的位置坐标有关的，是各点不相同的，即所谓变量应变；另一部分是与位置坐标无关的，是各点相同的，即所谓常量应变。 17、为了能从有限单元法得出正确的解答，位移模式必须能反映单元的刚体位移和常量应变，还应当尽可能反映相邻单元的位移连续性。 18、为了使得单元内部的位移保持连续，必须把位移模式取为坐标的单值连续函数，为了使得相邻单元的位移保持连续，就不仅要使它们在公共结点处具有相同的位移时，也能在整个公共边界上具有相同的位移。 19、在有限单元法中，单元的形函数N i 在i 结点N i =1；在其他结点N i =0及∑N i =1。 20、为了提高有限单元法分析的精度，一般可以采用两种方法：一是将单元的尺寸减小，以便较好地反映位移和应力变化情况；二是采用包含更高次项的位移模式，使位移和应力的精度提高。
一、 填空 1、当混合物在一定的温度、压力下，满足（ ∑K i Z i>1且 ∑K i / Z i>1）条件即处于两相区，可通过（ 等温闪蒸 ）计算求出其平衡汽液相组成。 2、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（ 溶剂回收段 ）。 3、吸收因子为（ A=L /KV ），其值可反应吸收过程的（ 难易程度 ）。 4、吸收剂的再生常采用的是（ 用蒸汽或惰性气体的真空塔 ），（ 用再沸器的解吸塔 ），（ 用蒸馏塔解吸 ）。 5。多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（ 设计型 ）型计算和（ 操作型 ）型计算。 6。在塔顶和塔釜同时出现的组分为（ 分配组分 ）。 7、吸收有（ 1 ）关键组分，这是因为（ 单向传质 ）的缘故。 8、精馏有（ 2 ）个关键组分，这是由于（ 双向传质 ）的缘故。 9、对宽沸程的闪蒸过程，其各板的温度变化由（ 进料热焓 ）决定，故可由（ 热量衡算式 ）计算各板的温度。 10、流量加合法在求得ij x 后，由（ S ）方程求j V ，由（ H ）方程求j T 。 11、超临界流体具有类似液体的（ 溶解能力 ）和类似气体的（ 扩散能力 ）。 12、常用吸附剂有（ 活性炭 ），（ 硅胶 ），（ 沸石分子筛 ），（ 活性氧化铝 ）。 13、分离过程分为( 机械分离 )和( 传质分离 )两大类。 14、传质分离过程分为（ 平衡分离过程 ）和（ 速率分离过程 ）两大类。 15、分离剂可以是（ 物质媒介 ）和（ 能量媒介 ）。 16、露点方程的表达式为( ∑Y i / K i =1 )。 17、泡点方程的表达式为( ∑K i X i=1 )。 18、泡点温度计算时若 ∑K i x i >1，温度应调（ 低 ）。 19、泡点压力计算时若 ∑K i x i >1，压力应调（ 高 ）。 20若组成为Z i 的物系, 11c i i i K Z =>∑, 且1(/)1c i i i Z K =>∑时， 其相态为（ 气液两相 ） 。 21若组成为Z i 的物系, 11c i i i K Z = <∑ 时其相态为（ 过冷液体 ）。 22若组成为Z i 的物系, 1(/)1c i i i Z K =<∑时，其相态为（ 过热液体 ）。 23设计变量分为（ 固定设计变量 ）与（ 可调设计变量 ）。 24透过曲线是以（ 吸附时间 ）为横坐标绘制而成。 25透过曲线是以（ 床出口流体中溶质的相对浓度 ）为纵坐标绘制而成。 26透过曲线是分析（ 床出口流出物的溶质的相对浓度与吸附时间的关系 ）得到的。 27、溶液结晶的推动力是（ 过饱和度 ）熔融结晶的推动力是（ 过冷度 ）。 28、液膜组成中流动载体的作用是（ 是指定的溶质或离子进行选择性迁移 ）。 29、根据微滤过程中微粒被膜截留在膜的表面层或膜深层的现象，可将微滤分成（ 表面过
工程制图试题一及答案 一、填空题：（每空0.5分，共15分） 1、制图中的图线分___________线，___________线两大类，不可见轮廓线用 __________线表示，可见轮廓线用___________线表示。当点画线、虚线等与粗实线重叠时，图线均画成___________ 线。 2、字体的号数即字体的__________，图样中汉字高度不应低于__________mm， 相邻两号字体之间的倍增关系为___________倍，汉字应写成___________体字。 3、完整的尺寸标注应包括_____________，____________，___________和 ____________。 4、标注线性几何要素的尺寸时，尺寸线的方向应与轮廓线，圆或大 于1/2圆的圆弧的尺寸应标注径尺寸，小于1/2圆的圆弧的尺寸应标注径尺寸。 5、半径分别为R1、R2（R1>R2）的两圆弧相外切时，圆心距为___________， 相内切时，圆心距应为_____________。 6、比例表示____________与____________相应要素的线性尺寸之比，1:5是 ________（放大、缩小）的比例。 7、三视图的三等关系是指_____________，_____________，_____________。 8、投影法分__________法和__________法两大类。___________投影按投射线是 否与投影面垂直又分为___________和__________两种，工程制图中所说的投影均指____________。 二、选择题：（每小题2分，共10分） 1、国家标准对绘图比例做了规定，规定中确定了“优先选择系列”，以下选项中 （）比例处于优先系列中。 A .3∶1 B. 4∶1 C. 5∶1 D. 6∶1
《生物分离工程》题库 一、填充题 1. 生物产品的分离包括R 不溶物的去除 ，I 产物分离 ，P 纯化 和P 精 制 ； 2. 发酵液常用的固液分离方法有 过滤 和 离心 等； 3. 离心设备从形式上可分为 管式 ， 套筒式 ， 碟片式 等型式； 4. 膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为 微滤膜 ， 超滤膜 ， 纳滤膜 和 反渗透膜 ； 5. 多糖基离子交换剂包括 离子交换纤维素 和 葡聚糖凝胶离子交换剂 两大类； 6. 工业上常用的超滤装置有 板式 ， 管式 ， 螺旋式和 中空纤维式 ； 7. 影响吸附的主要因素有 吸附质的性质 ， 温度 ， 溶液pH 值 ， 盐的浓度 和 吸附物的浓度与吸附剂的用量 ； 8. 离子交换树脂由 网络骨架 （载体） ， 联结骨架上的功能基团 （活性基） 和 可 交换离子 组成。 9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是 引发剂（ 提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚 合所必需的自由基） ； 甲叉双丙烯酰胺的作用是 交联剂（丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作 用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链） ； TEMED 的作用是 增速剂 （催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的 聚合 ）； 10 影响盐析的因素有 溶质种类 ， 溶质浓度 ， pH 和 温度 ； 11.在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有 自然起晶法 ， 刺激起晶法 和 晶种起晶法 ； 12.简单地说离子交换过程实际上只有 外部扩散 、内部扩散 和化学交换反应 三步； 13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循Langmuir 吸附方程，其形式为c K c q q 0+= 14.反相高效液相色谱的固定相是 疏水性强 的，而流动相是 极性强 的；常用的固定相有C 8 辛烷基 和 十八烷基C 18 ；常用的流动相有 乙腈 和 异丙醇 ； 15.超临界流体的特点是与气体有相似的 粘度和扩散系数 ，与液体有相似的 密度 ； 16.离子交换树脂的合成方法有 加聚法 和 逐步共聚法 两大类；
一、填空(每空2分,共20分) 1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等于 设计变量 ，设计才有结果。 2. 在最小回流比条件下，若只有重组分是非分配组分，轻组分为分配 组分，存在着两个恒浓区，出现在 精镏段和进料板 位置。 3. 在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大时，加入溶剂后，溶剂与组分 1形成具有较强 正 偏差的非理想溶液，与组分2形成 负偏差或理想 溶液 ，可提高组分1对2的相对挥发度。 4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质速率的增强程度，增强因子E 的定义是 化学吸收的液相分传质系数（k L ）/无化学吸收的液相分传质系数（k 0L ） 。 5. 对普通的N 级逆流装置进行变量分析，若组分数为C 个，建立的MESH 方程在全塔有 NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。 6. 热力学效率定义为=η ； 实际的分离过程是不可逆的，所以热力学效率必定 于1。 7. 反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过 溶剂 的性质，对溶液施加 压力，克服 溶剂的渗透压 ，是一种用来浓缩溶液的膜分离过程。 二、推导(20分) 1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1单级分离基本关系式。 1(1) 0(1) 1c i i i i z K K ψ=-=-+∑ 式中： K i ——相平衡常数； ψ——气相分率（气体量/进料量） 。 2. 精馏塔第j 级进出物料如图1，建立MESH 方程。
— 三、简答(每题5分,共25分) 1.什么叫相平衡？相平衡常数的定义是什么？ 由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。 热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。 K i =y i /x i 。 2.关键组分的定义是什么；在精馏操作中，一般关键组分与非关键 组分在顶、釜的分配情况如何？ 由设计者指定浓度或提出回收率的组分。 LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制； HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制； LNK全部或接近全部在塔顶出现； HNK全部或接近全部在塔釜出现。 3.在吸收过程中，塔中每级汽、液流量为什么不能视为恒摩尔流？ 吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。 4.在精馏塔中设中间换热器为什么会提高热力学效率？ 在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔底加入热量的温度，在中间冷凝器所引出的热量其温度高于塔顶引出热量的温度，相对于无中间换热器的精馏塔传热温差小，热力学效率高。 5.反应精馏的主要优点有那些？ （1）产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高，生产能力大；（3）反应热可由精馏过程利用；（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。 四、计算(1、2题10分，3题15分，共35分) 1. 将含苯0.6（mol分数）的苯（1）—甲苯（2）混合物在101.3kPa下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94℃，用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求？ 已知：94℃时P10=152.56kPa P20=61.59kPa 2. 已知甲醇（1）和醋酸甲酯（2）在常压、54℃下形成共沸物，共沸组成X2=0.65(mol分率), 在此条件下：kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = = 求该系统的活度系数。 3. 气体混合物含乙烷0.50、丙烷0.4、丁烷0.1（均为摩尔分数），用不挥发的烃类进行吸收，已知吸收后丙烷的吸收率为81%，取丙烷在全塔的平均吸收因子A=1.26，求所需理论板数；若其它条件不变，提高平均液汽比到原来的2倍，此时丙烷的吸收率可达到多少。
分离工程习题集
目录 第一部分填空题 (1) 第二部分选择题 (6) 第三部分名词解释及参考答案 (12) 第四部分问答题及参考答案 (14) 第五部分计算题及参考答案 (18) 第一、第二部分参考答案 (49)
第一部分填空题 1.分离作用是由于加入（）而引起的，因为分离过程是（）的逆过程。 2.衡量分离的程度用（）表示，处于相平衡状态的分离程度是（）。 3.分离过程是（）的逆过程，因此需加入（）来达到分离目的。 4.工业上常用（）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又 称为（）。 5.固有分离因子是根据（）来计算的。它与实际分离因子的差别用（）来 表示。 6.汽液相平衡是处理（）过程的基础。相平衡的条件是（）。 7.当混合物在一定的温度、压力下，满足（）条件即处于两相区，可通过（） 计算求出其平衡汽液相组成。 8.萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（）。 9.最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（）的组分增加。 10.吸收因子为（），其值可反应吸收过程的（）。 11.对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（）合成的。 12.吸收剂的再生常采用的是（），（），（）。 13.精馏塔计算中每块板由于（）改变而引起的温度变化，可用（）确定。 14.用于吸收过程的相平衡关系可表示为（）。 15.多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（）型计算和（）型计算。 16.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。 17.吸收过程在塔釜的限度为（），它决定了吸收液的（）。 18.吸收过程在塔顶的限度为（），它决定了吸收剂中（）。 19.吸收的相平衡表达式为（），在（）操作下有利于吸收，吸收操作的限度 是（）。 20.若为最高沸点恒沸物，则组分的无限稀释活度系数与饱和蒸汽压的关系式为 （）。 21.解吸收因子定义为（），由于吸收过程的相平衡关系为（）。 22.吸收过程主要在（）完成的。 23.吸收有（）关键组分，这是因为（）的缘故。 24.图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数，假定条件为（），因此可得出 （）的结论。 25.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。 26.恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点（）以上。 27.吸收过程只有在（）的条件下，才能视为恒摩尔流。
2019分离工程考试题库及答案 一、填空 1 、当混合物在一定的温度、压力下，满足（∑ K i Z i> 1 且∑ K i / Z i> 1 ）条 件即处于两相区，可通过（等温闪蒸）计算求出其平衡汽液相组成。 2 、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（溶剂回收段）。 3 、吸收因子为（ A=L / KV ），其值可反应吸收过程的（难易程度）。 4 、吸收剂的再生常采用的是（用蒸汽或惰性气体的真空塔），（用再沸器的 解吸塔），（用蒸馏塔解吸）。 5 。多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计型）型计算和（操作型）型计算。 6 。在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7 、吸收有（ 1 ）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8 、精馏有（ 2 ）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 9 、对宽沸程的闪蒸过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由 （热量衡算式）计算各板的温度。 10 、流量加合法在求得后，由（ S ）方程求，由（ H ）方程求。 11 、超临界流体具有类似液体的（溶解能力）和类似气体的（扩散能力）。 12 、常用吸附剂有（活性炭），（硅胶），（沸石分子筛），（活性氧化铝）。 13 、分离过程分为 ( 机械分离 ) 和 ( 传质分离 ) 两大类。 14 、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 15 、分离剂可以是（物质媒介）和（能量媒介）。 16 、露点方程的表达式为( ∑ Y i / K i = 1 ) 。 17 、泡点方程的表达式为( ∑ K i X i = 1 ) 。 18 、泡点温度计算时若∑ K i x i >1 ，温度应调（低）。 19 、泡点压力计算时若∑ K i x i >1 ，压力应调（高）。
工程制图复习题及答案The final revision was on November 23, 2020
工程制图复习题参考答案 一、填空题： 1.根据投射线的类型，投影法可分为中心投影法和平行投影法。 2.根据投射线与投影面是否垂直，平行投影法又可分为正投影法和斜投影法。 3．多面正投影图是工程中应用最广泛的一种图示方法。 4..点的三面投影规律是：①点的正面投影与点的水平投影的连线垂直于OX轴。②点的正面投影与点的侧面投影的连线垂直于OZ轴。③点的水平投影到OX轴的距离等于点的侧面投影到OZ轴的距离。 5. .在三投影面体系中直线与投影面的相对位置可分一般位置直线、投影面平行线和_ 投影面垂直线。 6空间两直线的相对位置可分为平行、相交、交叉和 垂直四种。 7. 空间两直线互相平行，则它们的同面投影也一定平行。 8. 空间两直线相交，则它们的同面投影也一定相交，而且各同 面投影的交点就是两直线空间交点的同面投影。 9.互相垂直的两直线中有一条平行某一投影面时，它们在该投影 面上的投影也反映直角。 10.在三投影面体系中平面与投影面的相对位置可分一般位置平面、投影面垂直面和投影面平行面。
11.在平面内取点和取线的关系是：欲在平面内取点，须先在平 面内取线，而欲在平面内取线，又须先在平面内取点。 12.直线与平面的相对位置有_平行__、相交_和_垂直___。 13.直线与平面相交求交点的方法有积聚性法和辅助线法。 14.平面与平面的相对位置有_平行__、相交_和_垂直。 15.平面与平面相交求交线的方法有积聚性法线面交点法和辅助平面法。 16在换面法中，新投影面的设立要符合下面两个基本条件 ①新的投影面必须与空间几何元素处于有利于解题的位置。 ②__新的投影面必须垂直于原有的一个投影面 __ 。 17将一般位置直线变换为投影面的垂直线要经过_二__ 次变换，先将一般位置直线变换为投影面平行线__，再将投影面平行线_ 变换为投影面垂直线。 18.将一般位置平面变换为投影面平行面要经过___二__ 次变换， 先将一般位置平面变换为_投影面垂直面__，再将投影面垂直面变换为投影面平行面。 19.在一般情况下，平面体的相贯线是封闭的空间折线。 20.相贯线可见性判定原则是：_当两立体的相交表面都可见时，交线才可见____。
第一章绪论 1、何为生化分离技术？其主要研究那些容？ 生化分离技术是指从动植物组织培养液和微生物发酵液中分离、纯化生物产品的过程中所采用的方法和手段的总称。 2、生化分离的一般步骤包括哪些环节及技术？ 一般说来，生化分离过程主要包括4个方面：①原料液的预处理和固液分离，常用加热、调PH、凝聚和絮凝等方法；②初步纯化(提取)，常用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作；③高度纯化(精制)，常选用色谱分离技术；④成品加工，有浓缩、结晶和干燥等技术。 3、生化分离工程有那些特点，及其重要性？ 特点：1、目的产物在初始物料（发酵液）中的含量低；2、培养液是多组分的混合物，除少量产物外，还有大量的细胞及碎片、其他代物（几百上千种）、培养基成分、无机盐等；3、生化产物的稳定性低，易变质、易失活、易变性，对温度、pH值、重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面力等非常敏感；4、对最终产品的质量要求高 重要性：生物技术产品一般存在于一个复杂的多相体系中。唯有经过分离和纯化等下游加工过程，才能制得符合使用要求的产品。因此产品的分离纯化是生物技术工业化的必需手段。在生物产品的开发研究中，分离过程的费用占全部研究费用的50％以上；在产品的成本构成中，分离与纯化部分占总成本的40～80％；精细、药用产品的比例更高达70～90％。显然开发新的分离和纯化工艺是提高经济效益或减少投资的重要途径。 4、生物技术下游工程与上游工程之间是否有联系？
它们之间有联系。①生物工程作为一个整体，上游工程和下游工程要相互配合，为了利于目的产物的分离与纯化，上游的工艺设计应尽量为下游的分离纯化创造条件，例如，对于发酵工程产品，在加工过程中如果采用液体培养基，不用酵母膏、玉米浆等有色物质为原料，会使下游加工工程更方便、经济；②通常生物技术上游工程与下游工程相耦合。发酵-分离耦合过程的优点是可以解除终产物的反馈抑制效应，同时简化产物提取过程，缩短生产周期，收到一举数得的效果。 5、为何生物技术领域中往往出现“丰产不丰收”的现象？ 第二章预处理、过滤和细胞破碎 1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？ 目的：改变发酵液的物理性质，加快悬浮液中固形物沉降的速率；出去大部分可溶性杂质，并尽可能使产物转入便于以后处理的相中(多数是液相)，以便于固液分离及后提取工序的顺利进行。 方法：①加热法。升高温度可有效降低液体粘度，从而提高过滤速率，常用于粘度随温度变化较大的流体。控制适当温度和受热时间，能使蛋白质凝聚形成较大颗粒，进一步改善发酵液的过滤特性。使用加热法时必须注意加热温度必须控制在不影响目的产物活性的围，对于发酵液，温度过高或时间过长可能造成细胞溶解，胞物质外溢，而增加发酵液的复杂性，影响其后的产物分离与纯化； ②调节悬浮液的pH值，pH直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质，适当调节pH可以改善其过滤特性；③凝聚和絮凝；④使用惰性助滤剂。 2、何谓絮凝？何谓凝聚？何谓混凝？各自作用机理是什么？ 3、常用的凝聚剂有哪些？常用的絮凝剂有哪些？
分离工程习题 第一章 1.列出5种使用ESA和5种使用MSA的分离操作。 答: 属于ESA分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。 属于MSA分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取( 双溶剂) 、吸收、吸附。 5.海水的渗透压由下式近似计算: π=RTC/M, 式中C为溶解盐的浓度, g/cm3; M为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm3的海水中制取纯水, M=31.5, 操作温度为298K。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答: 渗透压π=RTC/M＝8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa。 因此反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa。 9.假定有一绝热平衡闪蒸过程, 所有变量表示在所附简图中。求: （1）总变更量数Nv; （2）有关变更量的独立方程数Nc; （3）设计变量数Ni; （4）固定和可调设计变量数Nx , Na; （5）对典型的绝热闪蒸过程, 你将推荐规定哪些 变量? F zi T F P F V , yi ,Tv , Pv L , x i , T L , P L 习题5附图
思路1: 3股物流均视为单相物流, 总变量数Nv=3(C+2)=3c+6 独立方程数Nc 物料衡算式C个 热量衡算式1个 相平衡组成关系式C个 1个平衡温度等式 1个平衡压力等式共2C+3个 故设计变量Ni =Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3 固定设计变量Nx＝C+2,加上节流后的压力, 共C+3个可调设计变量Na＝0 解: （1）Nv = 3 ( c+2 ) （2）Nc 物c 能1 相c 内在(P, T) 2 Nc = 2c+3 （3）Ni = Nv – Nc = c+3 （4）Nxu = ( c+2 )+1 = c+3
《弹性力学》试题参考答案（答题时间：100分钟） 一、填空题（每小题4分） 1．最小势能原理等价于弹性力学基本方程中： 平衡微分方程 ， 应力边界条件 。 2．一组可能的应力分量应满足： 平衡微分方程 ，相容方程（变形协调条件） 。 3．等截面直杆扭转问题中， M dxdy D =?? 2?的物理意义是 杆端截面上剪应力对转轴的矩等于杆 截面内的扭矩M 。 4．平面问题的应力函数解法中，Airy 应力函数?在边界上值的物理意义为 边界上某一点（基准点）到任一点外力的矩 。 5．弹性力学平衡微分方程、几何方程的张量表示为： 0,=+i j ij X σ ，)(2 1,,i j j i ij u u +=ε。 二、简述题（每小题6分） 1．试简述力学中的圣维南原理，并说明它在弹性力学分析中的作用。 圣维南原理：如果物体的一小部分边界上的面力变换为分布不同但静力等效的面力（主矢与主矩相同），则近处的应力分布将有显著的改变，但远处的应力所受影响可以忽略不计。 作用：（1）将次要边界上复杂的面力（集中力、集中力偶等）作分布的面力代替。 （2）将次要的位移边界条件转化为应力边界条件处理。 2．图示两楔形体，试分别用直角坐标和极坐标写出其应力函数?的分离变量形式。 题二（2）图 （a ）???=++= )(),(),(222θθ??f r r cy bxy ax y x （b ）? ??=+++= )(),(),(3 3223θθ??f r r dy cxy y bx ax y x 3．图示矩形弹性薄板，沿对角线方向作用一对拉力P ，板的几何尺寸如图，材料的弹性模量E 、泊松比 μ 已知。试求薄板面积的改变量S ?。
分离工程复习题库 第一部分填空题 1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 2、分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。它与实际分离因子的差别用（板效率）来表示。 3、汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。 4、精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。 9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。 10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。 12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。 14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。 15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 16、分离剂可以是（能量）和（物质）。 17、Lewis 提出了等价于化学位的物理量（逸度）。 18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示( Ni=Nv-Nc即设计变量数=独立变量数-约束关系 ) 19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。 20、温度越高对吸收越（不利） 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V = SL）。 23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递），（通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合）。 25、通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的（理论板数），为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。 27、常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。 29、分离要求越高，精馏过程所需的最少理论板数（越多）。 30、回流比是（可调）设计变量。
分离工程题库和答案
第一部分填空题 1.分离作用是由于加入（）而引起的，因为分离过程是（）的逆过程。 2.衡量分离的程度用（）表示，处于相平衡状态的分离程度是（）。 3.分离过程是（）的逆过程，因此需加入（）来达到分离目的。 4.工业上常用（）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又 称为（）。 5.固有分离因子是根据（）来计算的。它与实际分离因子的差别用（）来表 示。 6.汽液相平衡是处理（）过程的基础。相平衡的条件是（）。 7.当混合物在一定的温度、压力下，满足（）条件即处于两相区，可通过 （）计算求出其平衡汽液相组成。 8.萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（）。 9.最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（）的组分增加。 10.吸收因子为（），其值可反应吸收过程的（）。 11.对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（）合成的。 12.吸收剂的再生常采用的是（），（），（）。 13.精馏塔计算中每块板由于（）改变而引起的温度变化，可用（）确定。 14.用于吸收过程的相平衡关系可表示为（）。 15.多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（）型计算和（）型计算。 16.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。 17.吸收过程在塔釜的限度为（），它决定了吸收液的（）。 18.吸收过程在塔顶的限度为（），它决定了吸收剂中（）。 19.吸收的相平衡表达式为（），在（）操作下有利于吸收，吸收操作的限度 是（）。 20.若为最高沸点恒沸物，则组分的无限稀释活度系数与饱和蒸汽压的关系式为 （）。 21.解吸收因子定义为（），由于吸收过程的相平衡关系为（）。