环境工程水处理技术知识梳理与习题

环境工程水处理技术知识梳理与习题姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.环境工程水处理的基本目的是什么？

A.减少污染物

B.恢复和维持生态平衡

C.满足人体健康需求

D.减少水资源消耗

2.水处理工艺中的物理法主要包括哪些？

A.沉淀

B.滤过

C.浮选

D.以上都是

3.化学法在水处理中的应用有哪些？

A.调节pH值

B.沉淀去除重金属

C.消毒杀菌

D.以上都是

4.生物处理法的原理是什么？

A.利用微生物分解有机物

B.通过化学方法转化污染物

C.物理方法分离污染物

D.以上都不对

5.沉淀池的原理是什么？

A.利用重力分离固体颗粒

B.通过化学作用去除污染物

C.生物代谢作用去除污染物

D.以上都不对

6.水解酸化过程主要发生在哪个阶段？

A.预处理阶段

B.污水处理阶段

C.后处理阶段

D.以上都不对

7.活性污泥法的基本原理是什么？

A.利用活性污泥中微生物的吸附作用

B.通过化学沉淀去除污染物

C.物理方法分离污染物

D.以上都不对

8.水处理中的消毒杀菌方法有哪些？

A.臭氧消毒

B.氯消毒

C.紫外线消毒

D.以上都是

答案及解题思路：

1.答案：D

解题思路：环境工程水处理的基本目的是为了满足人体健康需求，保证供水的安全和适宜。

2.答案：D

解题思路：物理法在水处理中包括沉淀、滤过和浮选等，这些方法主要通过物理作用去除水中的悬浮物和颗粒。

3.答案：D

解题思路：化学法在水处理中应用广泛，包括调节pH值、沉淀去除重金属和消毒杀菌等，利用化学反应来处理污染物。

4.答案：A

解题思路：生物处理法主要利用微生物的代谢活动来分解有机物，将其转化为无害或低害的物质。

5.答案：A

解题思路：沉淀池的工作原理是利用重力作用，使悬浮物在池内沉淀下来，从而达到分离的目的。

6.答案：A

解题思路：水解酸化过程是预处理阶段的一部分，通过微生物的分解作用，将复杂有机物转化为易于生物降解的小分子有机物。

7.答案：A

解题思路：活性污泥法的基本原理是利用活性污泥中微生物的吸附作用，去除污水中的有机物。

8.答案：D

解题思路：消毒杀菌方法包括臭氧消毒、氯消毒和紫外线消毒等，这些都是常用的水处理消毒方法。二、填空题1.环境工程水处理工艺主要分为__________、__________和__________三大类。

答案：物理法、化学法、生物处理法

解题思路：环境工程水处理工艺根据作用原理不同，主要分为物理法、化学法和生物处理法三大类，这是水处理基础知识中的基本分类。

2.沉淀法主要去除水中的__________和__________。

答案：悬浮固体、胶体物质

解题思路：沉淀法是通过重力作用，使水中的悬浮固体和胶体物质沉降分离，从而达到净化水质的目的。

3.化学法中的混凝剂主要是通过__________作用，使悬浮物形成絮体。

答案：电荷中和

解题思路：化学法中的混凝剂通过电荷中和作用，改变悬浮物颗粒的表面电荷，使其相互吸附、团聚形成絮体，便于后续的分离处理。

4.生物处理法中，好氧微生物在__________条件下将有机物分解为__________。

答案：有氧、二氧化碳和水

解题思路：好氧生物处理是在有氧条件下，利用好氧微生物的代谢活动将有机物分解为无害的二氧化碳和水。

5.水解酸化过程中，有机物被分解为__________和__________。

答案：小分子有机酸和醇类

解题思路：水解酸化是预处理阶段，通过微生物的酶解作用，将复杂的有机物分解为较简单的小分子有机酸和醇类，便于后续处理。

6.活性污泥法中的__________是主要的反应场所。

答案：曝气池

解题思路：活性污泥法是一种生物处理技术，其中曝气池是微生物进行生物降解的主要场所，提供了微生物生存所需的氧气和反应环境。

7.消毒杀菌方法中的__________主要利用物理方法进行杀菌。

答案：紫外线照射

解题思路：紫外线照射是消毒杀菌方法之一，主要利用紫外线的能量破坏微生物的DNA或RNA，使其失去繁殖能力或死亡。这是一种物理杀菌方法。三、判断题1.环境工程水处理工艺只包括物理法和化学法。（×）

解题思路：环境工程水处理工艺不仅包括物理法和化学法，还包括生物法、电化学法等多种方法。物理法主要利用物理作用去除水中的悬浮物和颗粒物，化学法通过化学反应去除水中的污染物，而生物法则是利用微生物的生物化学作用去除水中的有机污染物。

2.沉淀法可以去除水中的细菌和病毒。（×）

解题思路：沉淀法主要是利用重力作用使水中的悬浮颗粒物沉降分离，对于细菌和病毒等微小生物体的去除效果有限。通常需要结合其他水处理方法，如过滤、消毒等，才能有效去除水中的细菌和病毒。

3.水解酸化过程可以提高污泥的稳定性。（√）

解题思路：水解酸化过程可以分解污泥中的大分子有机物，将其转化为小分子有机物，增加污泥的稳定性，有利于后续的污泥处理和处置。

4.活性污泥法中的污泥回流比越高，处理效果越好。（×）

解题思路：活性污泥法中的污泥回流比过高，会导致污泥在处理过程中的过度消耗，影响处理效果。适宜的污泥回流比可以提高处理效果，但过高的污泥回流比会降低处理效果。

5.消毒杀菌方法中的臭氧消毒具有较好的选择性和高效性。（√）

解题思路：臭氧消毒具有广谱的杀菌作用，能够有效杀灭水中的细菌、病毒等微生物，同时具有较高的选择性和高效性，是水处理中常用的消毒方法之一。四、简答题1.简述物理法在水处理中的应用。

物理法在水处理中的应用主要包括：沉淀、过滤、吸附、离心、气浮等。这些方法通过物理作用去除水中的悬浮物、胶体、油脂等杂质。例如沉淀法利用重力使悬浮物沉降；过滤法通过过滤介质截留悬浮物；吸附法利用吸附剂吸附水中的有机物和重金属离子。

2.简述化学法在水处理中的应用。

化学法在水处理中的应用主要包括：混凝、氧化还原、消毒、软化等。这些方法通过化学反应去除水中的污染物。例如混凝法利用混凝剂使悬浮物和胶体凝聚成较大的颗粒，便于后续处理；氧化还原法通过氧化还原反应去除水中的污染物；消毒法利用消毒剂杀灭水中的病原微生物；软化法通过离子交换或化学药剂去除水中的钙、镁离子。

3.简述生物处理法的原理及其应用。

生物处理法是利用微生物的代谢活动去除水中的有机污染物。其原理是微生物通过分解有机物，将其转化为无害物质，如二氧化碳、水、硝酸盐、硫酸盐等。生物处理法主要包括好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理适用于去除含有机物较多的废水，如生活污水、工业废水等；厌氧生物处理适用于处理有机浓度较高的废水，如垃圾渗滤液、养殖废水等。

4.简述沉淀池的工作原理。

沉淀池是水处理过程中的一个重要环节，其主要作用是去除水中的悬浮物和胶体。沉淀池的工作原理是利用重力作用使悬浮物和胶体在池内沉降，从而实现固液分离。沉淀池的沉淀效果受多种因素影响，如池体尺寸、水力停留时间、搅拌强度等。

5.简述水解酸化过程的原理及其作用。

水解酸化过程是生物处理法中的一个重要环节，其主要作用是提高废水的可生化性。原理是微生物在无氧条件下，将复杂的有机物分解为简单的有机物，如挥发性脂肪酸、醇类等。这些简单有机物在后续的好氧生物处理中更容易被微生物分解。水解酸化过程对提高废水的处理效果具有重要意义。

答案及解题思路：

1.答案：物理法在水处理中的应用主要包括：沉淀、过滤、吸附、离心、气浮等。解题思路：了解物理法的基本原理，结合实际应用案例进行分析。

2.答案：化学法在水处理中的应用主要包括：混凝、氧化还原、消毒、软化等。解题思路：掌握化学法的基本原理，结合实际应用案例进行分析。

3.答案：生物处理法是利用微生物的代谢活动去除水中的有机污染物。解题思路：了解生物处理法的基本原理，分析好氧生物处理和厌氧生物处理的区别。

4.答案：沉淀池的工作原理是利用重力作用使悬浮物和胶体在池内沉降，从而实现固液分离。解题思路：理解沉淀池的工作原理，分析影响沉淀效果的因素。

5.答案：水解酸化过程是生物处理法中的一个重要环节，其主要作用是提高废水的可生化性。解题思路：了解水解酸化过程的基本原理，分析其对废水处理效果的影响。五、论述题1.阐述水处理工艺中物理法、化学法和生物处理法的优缺点及其适用范围。

1.1物理法

优点：操作简单，能耗低，对污染物去除效果明显。

缺点：对部分有机污染物去除效果有限，二次污染风险较高。

适用范围：适用于悬浮物、油脂、砂石等物质的去除，如沉淀、过滤、离心等。

1.2化学法

优点：对有机污染物去除效果显著，反应速度快。

缺点：药剂成本高，处理过程中可能产生二次污染。

适用范围：适用于重金属、有机污染物、氮磷等物质的去除，如混凝、氧化还原、吸附等。

1.3生物处理法

优点：处理效果好，运行成本低，环境友好。

缺点：处理时间长，受环境因素影响较大。

适用范围：适用于有机污染物、氮磷等物质的去除，如活性污泥法、生物膜法等。

2.分析水解酸化过程对污水处理的影响。

水解酸化过程是污水处理中预处理阶段的重要环节，对后续处理过程有显著影响：

有助于提高后续处理阶段的处理效果，如降低BOD/COD比值。

可增加污水中有机物的可生物降解性，提高生物处理效率。

减少污泥产量，降低处理成本。

3.讨论活性污泥法在实际应用中可能存在的问题及解决方案。

3.1可能存在的问题

污泥膨胀：污泥中微生物大量繁殖，导致污泥体积增大。

污泥解体：污泥中微生物代谢产物积累，导致污泥结构破坏。

污泥老化：污泥中微生物活性降低，处理效果下降。

3.2解决方案

优化运行参数：调整曝气量、污泥回流比等，保持污泥稳定。

定期清洗污泥：通过污泥回流、污泥膨胀处理等方法，减少污泥膨胀。

增加污泥龄：延长污泥在反应器中的停留时间，提高污泥处理效果。

4.分析消毒杀菌方法在不同水质条件下的选择和适用性。

4.1消毒杀菌方法

物理消毒：如紫外线、臭氧等。

化学消毒：如氯、臭氧、二氧化氯等。

生物消毒：如生物膜法等。

4.2选择和适用性

对于有机物含量高的水质，化学消毒效果较好。

对于悬浮物含量高的水质，物理消毒效果较好。

对于水质要求较高的场合，生物消毒效果较好。

5.探讨水处理工艺的发展趋势。

5.1发展趋势

集成化处理：将多种处理方法集成，提高处理效果和降低运行成本。

智能化控制：利用物联网、大数据等技术，实现水处理过程的智能化控制。

节能减排：采用新型节能设备和技术，降低水处理过程中的能耗和污染物排放。

答案及解题思路：

答案：

1.物理法、化学法和生物处理法各有优缺点和适用范围，应根据具体水质和处理目标选择合适的方法。

2.水解酸化过程对污水处理有积极影响，如提高后续处理效果、增加有机物的可生物降解性等。

3.活性污泥法在实际应用中可能存在的问题有污泥膨胀、污泥解体和污泥老化，可通过优化运行参数、定期清洗污泥和增加污泥龄等方法解决。

4.消毒杀菌方法的选择应根据水质条件，如有机物含量、悬浮物含量等，选择合适的消毒方法。

5.水处理工艺的发展趋势包括集成化处理、智能化控制和节能减排。

解题思路：

1.分析各类水处理方法的优缺点和适用范围，结合具体问题进行选择。

2.了解水解酸化过程对污水处理的影响，从提高处理效果和降低成本的角度进行分析。

3.针对活性污泥法可能存在的问题，提出相应的解决方案，并分析其可行性和效果。

4.根据水质条件，分析不同消毒杀菌方法的适用性，选择合适的消毒方法。

5.结合当前技术发展趋势，探讨水处理工艺的未来发展方向。六、计算题1.混凝剂用量计算

题目内容：设某水处理站设计处理水量为5000m³/d，进水悬浮物浓度为500mg/L，要求出水悬浮物浓度不大于30mg/L，求所需的混凝剂用量。

解题思路：

1.计算进水中的悬浮物总量：\[\text{悬浮物总量}=\text{处理水量}\times\text{进水悬浮物浓度}\]

2.计算需要去除的悬浮物总量：\[\text{需去除的悬浮物总量}=\text{悬浮物总量}\text{出水悬浮物浓度}\times\text{处理水量}\]

3.混凝剂用量通常以悬浮物去除效率及混凝剂本身的纯度和使用比例来确定，此处假设混凝剂去除效率为80%，则：

\[\text{混凝剂用量}=\frac{\text{需去除的悬浮物总量}}{\text{去除效率}}\]

2.活性污泥法反应池容积计算

题目内容：计算某活性污泥法反应池的容积，假设反应池的污泥负荷为0.5kgCOD/(kgMLSS·d)，反应池内的MLSS浓度为2000mg/L。

解题思路：

1.将MLSS浓度从mg/L转换为g/L：\[\text{MLSS浓度}=2000\text{mg/L}=2\text{g/L}\]

2.根据污泥负荷计算每天所需的COD量：\[\text{每天所需COD量}=\text{污泥负荷}\times\text{MLSS浓度}\]

3.假设反应池运行24小时，则反应池容积为：\[\text{反应池容积}=\frac{\text{每天所需COD量}}{\text{处理水量}}\]

3.生物处理单元容积计算

题目内容：设某水处理站的进水COD浓度为500mg/L，出水COD浓度为150mg/L，要求COD去除率为75%，求所需的生物处理单元的容积。

解题思路：

1.计算去除的COD量：\[\text{去除的COD量}=(\text{进水COD浓度}\text{出水COD浓度})\times\text{处理水量}\]

2.根据去除率计算生物处理单元的COD去除能力：\[\text{去除能力}=\frac{\text{去除的COD量}}{\text{去除率}}\]

3.假设生物处理单元连续运行24小时，则容积为：\[\text{生物处理单元容积}=\frac{\text{去除能力}}{\text{处理水量}}\]

4.沉淀池面积计算

题目内容：计算某沉淀池的面积，假设沉淀池的出水悬浮物浓度为30mg/L，进水悬浮物浓度为500mg/L，池底负荷为5kg/(m²·d)。

解题思路：

1.计算单位时间内需要处理的悬浮物总量：\[\text{悬浮物总量}=\text{处理水量}\times(\text{进水悬浮物浓度}\text{出水悬浮物浓度})\]

2.根据池底负荷计算沉淀池所需面积：\[\text{沉淀池面积}=\frac{\text{悬浮物总量}}{\text{池底负荷}}\]

5.反硝化反应器容积计算

题目内容：设某水处理站的进水氨氮浓度为10mg/L，出水氨氮浓度为3mg/L，要求氨氮去除率为70%，求所需的反硝化反应器的容积。

解题思路：

1.计算去除的氨氮量：\[\text{去除的氨氮量}=(\text{进水氨氮浓度}\text{出水氨氮浓度})\times\text{处理水量}\]

2.根据去除率计算反硝化反应器的氨氮去除能力：\[\text{去除能力}=\frac{\text{去除的氨氮量}}{\text{去除率}}\]

3.假设反硝化反应器连续运行24小时，则容积为：\[\text{反硝化反应器容积}=\frac{\text{去除能力}}{\text{处理水量}}\]

答案及解题思路：

1.答案：根据进水悬浮物总量和去除效率，计算所需的混凝剂用量。

解题思路：先计算进水悬浮物总量和需去除的悬浮物总量，然后根据混凝剂的去除效率计算用量。

2.答案：计算反应池容积，使用污泥负荷和MLSS浓度。

解题思路：将MLSS浓度转换为g/L，然后根据污泥负荷计算所需COD量，最终得出反应池容积。

3.答案：计算生物处理单元的容积，使用进、出水COD浓度和处理水量。

解题思路：计算去除的COD量和去除能力，最终得出生物处理单元的容积。

4.答案：计算沉淀池面积，使用处理水量和池底负荷。

解题思路：计算悬浮物总量，然后根据池底负荷得出沉淀池面积。

5.答案：计算反硝化反应器的容积，使用进、出水氨氮浓度和处理水量。

解题思路：计算去除的氨氮量和去除能力，最终得出反硝化反应器的容积。七、问答题1.简述水处理工艺中物理法、化学法和生物处理法的适用范围及优缺点。

解答：

物理法：适用于去除悬浮物、沉淀物和颗粒物等，如过滤、沉淀、离心等。

适用范围：地表水、工业废水预处理。

优点：操作简单，能耗低。

缺点：对有机污染物去除效果有限，可能产生二次污染。

化学法：通过化学反应去除污染物，如混凝、氧化还原、吸附等。

适用范围：工业废水、某些有机污染物的去除。

优点：处理效果稳定，适用范围广。

缺点：药剂成本高，可能产生有害副产物。

生物处理法：利用微生物降解有机污染物，如活性污泥法、生物膜法等。

适用范围：生活污水、有机污染物含量较高的工业废水。

优点：处理效果好，能耗低。

缺点：处理时间长，对水质和温度等条件敏感。

2.分析水解酸化过程在水处理中的作用。

解答：

水解酸化过程是水处理中预处理的重要步骤，其作用包括：

提高有机物可生物降解性：将难降解有机物转化为易降解的小分子有机物。

降低污染物毒性：部分有毒物质在酸性条件下转化为低毒性物质。

改善污泥沉降功能：促进污泥中有机物的分解，提高污泥的稳定性和沉降功能。

3.讨论活性污泥法在实际应用中可能存在的问题及解决方案。

解答：

问题：污泥膨胀、处理效果不稳定、剩余污泥量过多等。

解决方案：

污泥膨胀：调整污泥龄、优化运行参数、添加絮凝剂等。

处理效果不稳定：监测进水水质，及时调整运行参数，优化曝气量等。

剩余污泥量过多：增加污泥浓缩设施，优化污泥排放策略等。

4.分析消毒杀菌方法在不同水质条件下的选择和适用性。

解答：

氯消毒：适用于有机物含量较低的水质。

臭氧消毒：适用于有机物含量较高、需深度处理的水质。

紫外线消毒：适用于要求水质无菌或对有机物含量要求不高的情