南京工业大学水处理实验技术-考试提要 4页

《水处理实验技术》考试提纲、答题要点一、名词解释（每小题2分，共10分）1、优化实验设计：根据实验中不同问题，在实验前利用数学原理科学合理编排实验的过程，以求迅速找到最佳实验条件，揭示出事物内在规律，达到节省人力、财力的目的。2、指标：在实验设计中用来衡量实验效果好坏所采用的标准。3、因素：影响实验指标的条件。4、水平：因素在实验中所处的不同状态，可能引起指标的变化，因素变化的各种状态叫做因素的水平5、系统误差：指在同一条件下多次测量同一量时，误差的数值保持不变或按某一规律变化的误差，可人为控制。6、偶然误差：由测量过程中的随机因素的共同作用造成，不可人为控制。7、相关系数：描述变量x与y线性相关的密切程度，判断建立的经验式是否合理。8、可疑数据：可能影响实验结果，但尚未证明确定的离群数据的测量数据。9、时间混合水样：同一采样点、不同时间采集的瞬时样品的混合水样，最宜观察平均浓度，可代表一天、一个班、或较长时间周期的平均情况。样品混合时，各水样按流量大小按比例（体积比）混合。三、简答题（每小题4分，共24分）1、精密度概念及其表示方法？（参考课件）答：在控制条件下用一个均匀试样反复试验，所测得数据之间重复的（一致的）程度。反映分析方法或分析测量系统的偶然误差的大小。精密度常用极差、平均偏差和相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差表示2、正交实验设计中正交表L9(34)的各附号、数字及其实验中的具体含义是什么？答：L—正交表符号；9—正交表的横行数（实验次数）；4—正交表的直列数（最多的因素数）3—每列中的字码数（因素的水平数）3、简述用于一组测量值的离群数据的检验方法——3σ法则。答：实验数据的总体是正态分布（一般实验数据多为此分布）时，先计算出数列标准误差，求其极限误差Kσ=3σ，此时测量数据落于x±3σ范围内的可能性为99.7%，也就是说，落于此区间外的数据只有0.3%的可能性，这在一般测量次数不多的实验中是不易出现的，若出现了这种情况则可认为是由于某种错误造成的，因此这些特殊点的误差超过极限误差后，可以舍弃。一般把依次进行可疑数据取舍的方法称为3σ法则。4、简述单次测量值误差分析的简单计算?答：实验中有些量都是一次测量读数的：1）仪器上没有说明误差范围的，则按其最小刻度的1/2作为误差。2）仪器上有误差范围，则按给定的误差范围计算。5、如何应用误差分析理论正确选择仪器的精度？（参考课件）答：误差分析理论应用：正确选择所使用仪器的精度，以保证实验成果有足够精度。工程中要求间接测量理论真值 N 的相对误差为σN/N ≦A 时,常用等分配方案将其误差分配给各直接测量值 xi , 即：σxi / xi ≦ A/n         （σN  间接绝对误差值，σxi 直接绝对误差，n待测值数目）据 A/n 的大小可选定测量 xi 时所用仪器的精度 = A/(n xi)注意：在仪器精度能满足测试要求前提下，尽量使用精度低的仪器；否则由于仪器对周围环境、操作等要求过高，使用不当，反而加速仪器的损坏。6、简述最小二乘法？答：最小二乘法——要求n个数据的绝对误差的平方和达到最小。即选择适当的a与b值，使Q为最小值，即用求极值的方法求出a与b的估计值a、b，并建立方程。b称回归系数，a称截距。\n7、简述水样保存的一般方法有哪些？（参考课件）（提要：模拟南方地区天然地表原水浊度形成的过程及浊度值范围）答：①现场立即分析最理想；②低温贮存是最好的办法——冰箱；③用化学保存剂，应在灌瓶前加入水样瓶中；④按具体项目选择保存方法。时间混合水样（同一采点、不同时间），观察平均浓度最宜，可代表一天、一个班、或较长时间周期的平均情况。8、简述混凝沉淀实验中搅拌、静沉的一般步骤有哪些？（联系具体所做的实验）答：①中速运转数分钟②搅拌机快速运转300r/min，30s③迅速将转速调到中速运转100r/min，5min④调至慢速50r/min，10min⑤静置15min。四、问答题（每小题8分，共32分）2、用六联搅拌机做混凝沉淀实验求最佳投药量时，如何用均分法进行实验设计？当野外实验无六联搅拌机时，如何以单头搅拌机用0.618法安排该实验？（联系具体所做的实验）（提要：参考《水处理实验技术》教材，“均分法”“0.618”法等展开）答：1.取200mL水样慢速搅拌（转速约50r/min）,并每次增加1mL投药量，直至形成矾花为止。这时的投药量取1/4为最小量，两倍为最大量。用均分法求出其他4个水样的投药量；2.搅拌机快速运转（转速约300r/min）,稳定后加入已经配好的药液，开始计时，快速搅拌30s；3.迅速将搅拌机调至中速。用少量蒸馏水冲洗加药试管，余液加入烧杯。5分钟后，迅速调至慢速，搅拌10min；4.观察矾花形成过程，矾花外形，密实程度；5.停机，取出水样，静置15min，观察记录矾花沉淀过程。同时将第二组水样置于搅拌机下；6.第一组6个水样，静沉15min，吸取上清液130ml，直至6个洗净的200ml烧杯中，快速测其浊度；7.比较第一周测试结果。根据6个水样所分别测得的剩余浊度，以及沉淀时间内所观察到的现象，判断两个最佳投药量。野外：1.取200mL水样慢速搅拌用清洁的搅拌棒慢慢搅拌，并每次增加1mL投药量，直至形成矾花为止。这时的投药量取1/4为最小量，两倍为最大量；2.取0.618X（上限+下限）为第三个水样的投药量；3.向3个水样中分别加入药剂，并用混合器使水样与药剂充分混合；4.用清洁的搅拌棒快速搅拌1min，慢速搅拌2min，记录时间；5.水样静止沉淀15min，吸上上清液130ml，直至3个洗净的200ml的烧杯中，快速测其浊度；6.比较试验结果，根据3个水样所分别测得的剩余浊度，以及沉淀时间内所观察的现象，判断2个最佳投药量。3、混凝沉淀及过滤实验中使用光电式浊度仪的调零、校正方法？（提要：“两点法”展开）答：两点法：1）先预热20min，使仪器工作稳定后开始调零；2）使用零浊度水清洗水样槽，镜头纸擦拭，再把零浊度水加入水样槽，进行读数，调节调零旋钮，使浊度仪的读数显示0.00（三次以上）。3）进行校正，用仪器配套标准表替换水样槽插入盖板里，将浊度仪的显示数字用一字起调节校正旋钮，使它与读数与校正板上相同（交替三次）。4、混凝沉淀实验求最佳投药量时,如何估算最初加药量范围？又如何缩小加药量范围？（联系具体所做的实验）（提要：参考实验室展板，同济大学《水污染控制工程实验》、孙丽欣主编《水处理工程应用实验》、严子春编著《水处理实验与技术》及网上兄弟院校相关《水处理实验技术实验指导书》及教材，如武汉理工大学《水处理实验技术实验指导书》等）答：开始取20ml原水放入烧杯，搅拌机慢速（50转/分）让其搅拌取10g/L的FeCl3\n的缓凝剂，每次增加1ml,慢慢搅拌产出矾花，记录此投药量，以此投药量的1/4为最小投药量，2倍为最大投药量，算出加药范围，正式实验时间，分别扩大5倍。用均分法算出实验结果后，取剩余浊度最小的两个投药量作下一次实验的最大和最小投药量。6、酸度计使用前应如何进行标定和校正？（联系具体所做的实验）（提要：“两点法”展开。并参考酸度计及所配玻璃电极使用说明书，《水处理实验技术》教材第5章“实验仪器设备使用说明”等）答：连接好仪器，打开电源，通电20min，使其稳定。按“PH/mV”按钮，使仪器进入PH测量状态；按“温度”按钮，是其显示为溶液温度值（此时温度指示灯亮），然后按“确认”键仪器确定溶液温度后回到PH测量状态；把用蒸馏水清洗过的电极插入PH=6.86的标准缓冲溶液中，待读数温度后按“定位”键（此时PH指示灯缓慢闪烁，表明仪器在地位标定状态）使读数为该溶液当时温度下的PH值，如何按“确认”键，仪器进入PH测量状态，PH指示灯停止闪烁；把蒸馏水清洗过的电极插入PH=9.18的标准缓冲溶液中，待读数稳定后按“斜率”键（此时PH指示灯快闪烁，表明仪器在斜率标定状态）使读数为该溶液当时温度下的PH值，如何按“确认”键，仪器进入PH测量状态，PH指示灯停止闪烁，标定完成；用蒸馏水清洗电极后可对被测溶液进行测量。二、判断题（每小题2分，共20分）1、实验分析得到的因素的主次、水平的优劣，都是相对于某具体条件而言的，本次试验中是主要因素，下次实验也可能是次要条件。（√）2、正交实验中，如用直观分析法计算分析结果与按正交表安排实验所得结果不符，则应将各自所得好的操作条件再各做几次实验加以验证，最后确定哪组操作条件最好。（√）3、精密度Precisionofmeasurement反映分析方法或分析测量系统的偶然误差（随机误差）的大小。（√）4、准确度（习惯也称精确度、精度)Accuracyofmeasurement是分析方法或分析测量系统的偶然误差和系统误差的综合反映，决定着分析结果的可靠性。（√）5、准确度常用绝对误差或相对误差或精度等级表示。（√）6、精密度常用极差、平均偏差和相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差表示，较常用的是标准偏差。（√）7、评定观测数据的好坏，首先考察准确度，然后考察精密度。（×）8、相对误差多用在不同测量结果的可靠性对比中，而绝对误差仅可表示一个测量结果的可靠程度。（√）9、在仪器精度能满足测试要求前提下，尽量使用精度高的仪器，以保证实验成果有足够精度。（×）10、显著性水平α为统计检验中给定的概率α,表示有多大把握去否定一个假设。（√）11、方差分析是分析实验数据的一种方法：通过实验数据分析，搞清与实验研究有关各个因素（可定量或定性表示的因素）对实验结果的影响及影响的程度、性质。（√）12、方差分析的基本思想，关键是寻找误差范围。数理统计中的F检验法是常用的方差分析方法。（\n√）13、、自由度是数理统计方差分析中为去掉组内、组间差方和中求和项数的影响而引入的概念，反映一组数据中真正独立数据的个数。（√）14、回归方程的求解即曲线拟合，实质是采用某一已知函数的图线去逼近所有的观测数据，但不通过所有点，而要求拟合误差达到最小，从而建立一个确定的函数关系。（√）15、回归线精度判定中，需计算标准差σ的估计值σ∧，称为剩余标准差，公式中的自由度与标准差σ一样，都取n–1。【为n-2】（×）16、光电式浊度仪调零时，如没有零浊度水，可用空气测量代替。（×）17、PH计使用完毕，应使用短路器接入背面的复合电极输入孔，可起养护作用。（√）18、PH计复合电极平时应浸泡在蒸馏水中养护，首次使用前应浸泡24小时以上。（×）19、采集含余氯的水样做细菌学检测时，在瓶未消毒前加硫代硫酸钠（1升水加4ml的1.5%硫代硫酸钠），可消除余氯。（√）20、水样采集时，所有溶解性气体、可溶性硫化物、剩余氯、温度、PH都不宜采用混合水样。（√）