(完整版)水污染控制工程期末考试试题附答案

(完整版)水污染控制工程期末考试试题附答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列哪种物质不属于水中的胶体物质（）A.黏土颗粒B.腐殖质C.细菌D.溶解氧2.格栅的作用是（）A.去除污水中的漂浮物和悬浮物B.去除污水中的溶解性有机物C.去除污水中的重金属离子D.去除污水中的氮、磷等营养物质3.沉淀法的基本原理是（）A.利用重力作用使水中的悬浮颗粒沉淀下来B.利用化学反应使水中的污染物沉淀下来C.利用物理吸附作用使水中的污染物沉淀下来D.利用生物作用使水中的污染物沉淀下来4.活性污泥法处理污水的主要微生物是（）A.细菌B.真菌C.藻类D.原生动物5.下列哪种曝气方式属于鼓风曝气（）A.机械曝气B.射流曝气C.微孔曝气D.表面曝气6.生物膜法处理污水时，生物膜的主要组成成分是（）A.细菌、真菌和原生动物B.细菌、藻类和后生动物C.细菌、真菌和藻类D.细菌、原生动物和后生动物7.厌氧消化过程中，产生甲烷的阶段是（）A.水解阶段B.产酸阶段C.产甲烷阶段D.发酵阶段8.下列哪种方法不属于化学处理法（）A.中和法B.氧化还原法C.混凝法D.过滤法9.反渗透膜的孔径一般为（）A.0.1～1μmB.1～10nmC.0.001～0.1μmD.10～100nm10.污水回用的目的不包括（）A.节约水资源B.减少污水排放C.降低污水处理成本D.提高污水的排放标准二、多项选择题（每题3分，共15分）1.水中的杂质按其颗粒大小可分为（）A.悬浮物B.胶体C.溶解物D.沉淀物2.常用的沉淀类型有（）A.自由沉淀B.絮凝沉淀C.区域沉淀D.压缩沉淀3.活性污泥法的运行方式有（）A.传统活性污泥法B.阶段曝气法C.完全混合活性污泥法D.延时曝气法4.生物膜法的主要工艺有（）A.生物滤池B.生物转盘C.生物接触氧化法D.曝气生物滤池5.污水处理厂的污泥处理方法有（）A.污泥浓缩B.污泥消化C.污泥脱水D.污泥焚烧三、判断题（每题1分，共10分）1.格栅的间隙越小，去除悬浮物的效果越好，但水头损失也越大。（）2.沉淀过程中，颗粒的沉淀速度只与颗粒的大小有关。（）3.活性污泥法中，污泥龄越长，处理效果越好。（）4.生物膜法处理污水时，生物膜的厚度越厚，处理效果越好。（）5.厌氧消化过程中，不需要氧气的参与。（）6.化学处理法主要用于去除污水中的溶解性有机物。（）7.反渗透膜可以去除水中的所有杂质。（）8.污水回用可以减少对新鲜水资源的需求。（）9.污泥处理的目的是减少污泥的体积和有害物质的含量。（）10.污水处理厂的出水水质必须达到国家规定的排放标准。（）四、简答题（每题8分，共40分）1.简述格栅的工作原理和作用。2.沉淀法有哪些类型？各有什么特点？3.活性污泥法的基本原理是什么？主要影响因素有哪些？4.生物膜法与活性污泥法相比，有哪些优缺点？5.简述厌氧消化的过程和影响因素。五、计算题（15分）某城市污水处理厂设计流量为Q=20000m³/d，进水BOD₅浓度为C₀=200mg/L，要求出水BOD₅浓度为Cₑ=20mg/L。采用传统活性污泥法处理，污泥回流比R=0.5，曝气池容积V=3000m³，混合液悬浮固体浓度MLSS=3000mg/L。试计算：（1）曝气池的有机负荷F/M；（2）污泥龄θc；（3）每日剩余污泥量ΔX。水污染控制工程期末考试试题答案一、单项选择题1.答案：D解析：溶解氧是溶解在水中的氧气，属于溶解性物质，不属于胶体物质。黏土颗粒、腐殖质和细菌通常以胶体形式存在于水中。2.答案：A解析：格栅是安装在污水处理厂进水口处的一种预处理设备，其作用是去除污水中的漂浮物和悬浮物，防止这些物质进入后续处理单元，造成设备堵塞和损坏。3.答案：A解析：沉淀法是利用重力作用使水中的悬浮颗粒沉淀下来，从而达到固液分离的目的。化学反应、物理吸附和生物作用不是沉淀法的基本原理。4.答案：A解析：活性污泥法处理污水的主要微生物是细菌，细菌能够分解污水中的有机物，将其转化为二氧化碳和水等无害物质。真菌、藻类和原生动物在活性污泥中也存在，但不是主要的微生物。5.答案：C解析：鼓风曝气是将空气通过管道输送到曝气池中，通过曝气装置将空气分散成小气泡，使气泡与污水充分接触，从而达到曝气的目的。微孔曝气属于鼓风曝气的一种，机械曝气、射流曝气和表面曝气不属于鼓风曝气。6.答案：A解析：生物膜法处理污水时，生物膜的主要组成成分是细菌、真菌和原生动物。细菌是生物膜中最主要的微生物，能够分解污水中的有机物；真菌可以分解一些难降解的有机物；原生动物可以捕食细菌和其他微生物，起到净化水质的作用。7.答案：C解析：厌氧消化过程分为水解阶段、产酸阶段和产甲烷阶段。产甲烷阶段是厌氧消化的最后一个阶段，在这个阶段，产甲烷菌将有机酸和氢气等转化为甲烷和二氧化碳。8.答案：D解析：化学处理法是利用化学反应的原理去除污水中的污染物，包括中和法、氧化还原法和混凝法等。过滤法是利用物理方法去除污水中的悬浮物，不属于化学处理法。9.答案：B解析：反渗透膜的孔径一般为1～10nm，能够截留水中的溶解盐类、胶体、微生物和有机物等杂质。10.答案：D解析：污水回用的目的是节约水资源、减少污水排放和降低污水处理成本，而不是提高污水的排放标准。二、多项选择题1.答案：ABC解析：水中的杂质按其颗粒大小可分为悬浮物、胶体和溶解物。沉淀物是经过沉淀处理后形成的固体物质，不属于水中杂质的分类。2.答案：ABCD解析：常用的沉淀类型有自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀和压缩沉淀。自由沉淀是指颗粒在沉淀过程中不受其他颗粒的干扰，单独进行沉淀；絮凝沉淀是指颗粒在沉淀过程中相互碰撞、凝聚，形成较大的絮体后沉淀；区域沉淀是指颗粒在沉淀过程中相互干扰，形成一个整体的沉淀区域；压缩沉淀是指颗粒在沉淀过程中受到重力和上层颗粒的压力，发生压缩变形后沉淀。3.答案：ABCD解析：活性污泥法的运行方式有传统活性污泥法、阶段曝气法、完全混合活性污泥法和延时曝气法等。不同的运行方式具有不同的特点和适用范围。4.答案：ABCD解析：生物膜法的主要工艺有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和曝气生物滤池等。这些工艺都是利用生物膜来处理污水，具有处理效果好、运行稳定等优点。5.答案：ABCD解析：污水处理厂的污泥处理方法有污泥浓缩、污泥消化、污泥脱水和污泥焚烧等。污泥浓缩可以减少污泥的体积，便于后续处理；污泥消化可以分解污泥中的有机物，降低污泥的含水率；污泥脱水可以进一步降低污泥的含水率，便于污泥的运输和处置；污泥焚烧可以将污泥中的有机物完全燃烧，实现污泥的减量化和无害化。三、判断题1.答案：√解析：格栅的间隙越小，能够去除的悬浮物颗粒越小，去除效果越好。但间隙越小，水流通过格栅时的阻力越大，水头损失也越大。2.答案：×解析：沉淀过程中，颗粒的沉淀速度不仅与颗粒的大小有关，还与颗粒的密度、形状、水温等因素有关。3.答案：×解析：活性污泥法中，污泥龄并不是越长越好。污泥龄过长，会导致污泥老化，处理效果下降；污泥龄过短，会导致污泥流失，处理效果也会受到影响。4.答案：×解析：生物膜法处理污水时，生物膜的厚度并不是越厚越好。生物膜过厚，会导致生物膜内部的微生物缺氧，影响处理效果。5.答案：√解析：厌氧消化是在无氧的条件下进行的，不需要氧气的参与。在厌氧消化过程中，微生物利用有机物中的碳、氢、氧等元素进行代谢，产生甲烷和二氧化碳等气体。6.答案：×解析：化学处理法主要用于去除污水中的溶解性无机物和一些难降解的有机物，而不是溶解性有机物。7.答案：×解析：反渗透膜虽然可以去除水中的大部分杂质，但不能去除水中的所有杂质。例如，反渗透膜对一些小分子的有机物和离子的去除效果较差。8.答案：√解析：污水回用可以将处理后的污水再次利用，减少对新鲜水资源的需求，从而达到节约水资源的目的。9.答案：√解析：污泥处理的目的是减少污泥的体积和有害物质的含量，便于污泥的运输和处置，同时降低污泥对环境的污染。10.答案：√解析：污水处理厂的出水水质必须达到国家规定的排放标准，否则会对环境造成污染。四、简答题1.答：格栅的工作原理是利用格栅的间隙拦截污水中的漂浮物和悬浮物，使这些物质不能通过格栅，从而达到去除的目的。格栅的作用主要有以下几点：（1）保护后续处理设备：防止漂浮物和悬浮物进入后续处理单元，造成设备堵塞和损坏。（2）减轻后续处理负荷：去除污水中的大颗粒物质，减轻后续处理单元的处理负荷。（3）提高处理效果：保证后续处理单元的正常运行，提高污水处理效果。2.答：沉淀法的类型及特点如下：（1）自由沉淀：颗粒在沉淀过程中不受其他颗粒的干扰，单独进行沉淀。其特点是沉淀过程中颗粒的形状、大小和密度不变，沉淀速度恒定。（2）絮凝沉淀：颗粒在沉淀过程中相互碰撞、凝聚，形成较大的絮体后沉淀。其特点是沉淀速度随絮体的增大而增大。（3）区域沉淀：颗粒在沉淀过程中相互干扰，形成一个整体的沉淀区域。其特点是沉淀过程中颗粒的浓度基本不变，沉淀速度也基本恒定。（4）压缩沉淀：颗粒在沉淀过程中受到重力和上层颗粒的压力，发生压缩变形后沉淀。其特点是沉淀速度随颗粒的压缩而减小。3.答：活性污泥法的基本原理是利用活性污泥中的微生物分解污水中的有机物，将其转化为二氧化碳和水等无害物质。主要影响因素有以下几点：（1）有机负荷：有机负荷是指单位时间内单位体积曝气池中进入的有机物量。有机负荷过高，会导致微生物代谢异常，处理效果下降；有机负荷过低，会导致微生物生长缓慢，处理效率降低。（2）污泥龄：污泥龄是指活性污泥在曝气池中的平均停留时间。污泥龄过长，会导致污泥老化，处理效果下降；污泥龄过短，会导致污泥流失，处理效果也会受到影响。（3）溶解氧：溶解氧是活性污泥中微生物生存和代谢的必要条件。溶解氧过低，会导致微生物缺氧，处理效果下降；溶解氧过高，会浪费能源。（4）温度：温度对活性污泥中微生物的生长和代谢有很大影响。一般来说，活性污泥法的适宜温度为15～30℃。（5）pH值：pH值对活性污泥中微生物的生长和代谢也有很大影响。一般来说，活性污泥法的适宜pH值为6.5～8.5。4.答：生物膜法与活性污泥法相比，具有以下优缺点：优点：（1）对水质和水量的变化适应性强：生物膜法中的微生物附着在填料表面生长，形成生物膜，对水质和水量的变化有较强的适应性。（2）剩余污泥量少：生物膜法中的微生物生长速度较慢，剩余污泥量较少，降低了污泥处理的成本。（3）运行管理方便：生物膜法不需要污泥回流系统，运行管理相对方便。（4）处理效果好：生物膜法中的微生物种类丰富，能够分解一些难降解的有机物，处理效果较好。缺点：（1）占地面积大：生物膜法需要设置填料，占地面积较大。（2）投资成本高：生物膜法需要购买填料和曝气设备等，投资成本较高。（3）易堵塞：生物膜法中的填料容易被堵塞，需要定期进行清洗和更换。5.答：厌氧消化的过程分为水解阶段、产酸阶段和产甲烷阶段：（1）水解阶段：在这个阶段，厌氧微生物将复杂的有机物分解为简单的有机物，如糖类、氨基酸和脂肪酸等。（2）产酸阶段：在这个阶段，产酸菌将水解阶段产生的简单有机物进一步分解为有机酸和氢气等。（3）产甲烷阶段：在这个阶段，产甲烷菌将有机酸和氢气等转化为甲烷和二氧化碳。影响厌氧消化的因素有以下几点：（1）温度：温度对厌氧消化的影响很大，一般来说，厌氧消化的适宜温度为35～55℃。（2）pH值：pH值对厌氧消化的影响也很大，一般来说，厌氧消化的适宜pH值为6.5～7.5。（3）有机负荷：有机负荷过高，会导致厌氧消化过程中产生过多的有机酸，使pH值下降，影响产甲烷菌的生长和代谢；有机负荷过低，会导致厌氧消化效率降低。（4）停留时间：停留时间过短，会导致有机物分解不完全；停留时间过长，会浪费能源和设备投资。（5）有毒物质：一些有毒物质，如重金属、抗生素和消毒剂等，会对厌氧消化过程产生抑制作用。五、计算题（1）计算曝气池的有机负荷F/M首先，计算每日进入曝气池的有机物量：$Q=20000m³/d$，$C₀=200mg/L=0.2kg/m³$每日进入曝气池的有机物量$W=Q\timesC₀=20000\times0.2=4000kg/d$曝气池容积$V=3000m³$，混合液悬浮固体浓度$MLSS=3000mg/L=3kg/m³$$F/M=\frac{Q\timesC₀}{V\timesMLSS}=\frac{4000}{3000\times3}=\frac{4}{9}kgBOD₅/(kgMLSS\cdotd)\approx0.44kgBOD₅/(kgMLSS\cdotd)$（2）计算污泥龄$\theta_c$根据公式$\theta_c=\frac{V\timesMLSS}{\DeltaX}$，需要先求出污泥产率系数$Y$和衰减系数$K_d$。对于传统活性污泥法，一般取$Y=0.5kgVSS/kgBOD₅$，$K_d=0.05d^{1}$$F/M=0.44kgBOD₅/(kgMLSS\cdotd)$$\theta_c=\frac{1+K_d\times\theta_c}{Y\timesF/M}$设$\theta_c=x$，则$\x=\frac{1+0.05x}{0.5\times0.44}$$0.5\time