水污染控制工程考试试题库及答案

水污染控制工程考试试题库及答案一、选择题（每题2分，共30分）1.以下水质指标中，反映水中有机物总量的综合指标是（）。A.浊度B.氨氮C.CODD.总磷2.活性污泥法中，起主要降解作用的微生物是（）。A.真菌B.藻类C.好氧异养菌D.自养硝化菌3.下列属于物理处理法的是（）。A.混凝沉淀B.生物滤池C.反渗透D.臭氧氧化4.厌氧生物处理的最佳温度范围是（）。A.5-15℃B.20-30℃C.35-38℃D.50-55℃5.城镇污水处理厂一级A标准中，COD的最高允许排放浓度是（）。A.50mg/LB.60mg/LC.100mg/LD.150mg/L6.下列混凝剂中，属于高分子无机混凝剂的是（）。A.硫酸铝B.聚合氯化铝（PAC）C.三氯化铁D.聚丙烯酰胺（PAM）7.生物膜法中，微生物主要附着在（）。A.曝气气泡表面B.悬浮载体表面C.沉淀池污泥层D.反应池底部8.反渗透膜分离的驱动力是（）。A.浓度差B.压力差C.电位差D.温度差9.污泥脱水前常用的调理方法是（）。A.加热B.加药（PAC+PAM）C.厌氧消化D.好氧稳定10.下列不属于生物脱氮步骤的是（）。A.硝化B.反硝化C.氨化D.水解酸化11.氧化沟工艺属于（）。A.活性污泥法的变形B.生物膜法C.化学沉淀法D.物理吸附法12.UASB反应器的中文名称是（）。A.上流式厌氧污泥床B.下流式厌氧滤池C.厌氧流化床D.厌氧接触池13.下列关于混凝过程的描述，错误的是（）。A.混合阶段需要快速搅拌B.絮凝阶段需要慢速搅拌C.混凝效果仅与混凝剂种类有关D.pH值会影响混凝效果14.好氧生物处理中，溶解氧（DO）的适宜浓度一般为（）。A.0.5-1.0mg/LB.2-4mg/LC.5-7mg/LD.8-10mg/L15.下列废水处理技术中，属于深度处理的是（）。A.格栅B.沉砂池C.活性炭吸附D.初沉池二、填空题（每空1分，共15分）1.水质指标中，BOD₅指的是______。2.物理处理法的主要目的是去除废水中的______。3.活性污泥的主要组成包括微生物群体、______、吸附的有机物和无机物。4.生物脱氮过程中，硝化反应是将______转化为硝酸盐氮。5.厌氧消化的三个阶段是水解酸化、______和产甲烷阶段。6.混凝过程包括压缩双电层、吸附电中和、______和网捕卷扫四种机理。7.反渗透膜的截留分子量一般小于______。8.污泥的主要特性指标包括含水率、______、有机质含量和重金属含量。9.SBR工艺的运行周期包括进水、反应、沉淀、______和闲置五个阶段。10.城镇污水中，氮的主要存在形式是______。11.生物膜法的典型工艺有生物滤池、______和生物接触氧化池。12.化学沉淀法去除磷的常用药剂是______（举一例）。13.污水再生利用的主要途径包括工业冷却、______和景观用水等。14.好氧堆肥的关键控制参数是温度、______、碳氮比和pH值。15.吸附法中，活性炭的再生方法主要有热再生、______和化学再生。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述混凝的基本原理及影响混凝效果的主要因素。2.活性污泥法正常运行的必要条件有哪些？3.比较生物膜法与活性污泥法的优缺点。4.反渗透技术的原理是什么？其在废水处理中的主要应用场景有哪些？5.厌氧生物处理的主要优点和局限性是什么？四、计算题（每题8分，共32分）1.某城市污水处理厂设计流量为2×10⁴m³/d，进水BOD₅为200mg/L，要求出水BOD₅≤20mg/L，采用活性污泥法，污泥负荷Ns=0.3kgBOD₅/(kgMLSS·d)，MLSS浓度为3000mg/L，计算曝气池的有效容积。2.某工业废水处理站需投加PAC（有效成分为Al₂O₃，含量30%）去除悬浮物，已知原水碱度（以CaCO₃计）为150mg/L，PAC投加量为50mg/L（以Al₂O₃计），反应后剩余碱度需≥50mg/L。计算是否需要投加石灰（CaO）补充碱度（已知：1molAl³+消耗1.5molCaCO₃，CaO分子量56，CaCO₃分子量100）。3.某UASB反应器处理高浓度有机废水，进水COD为8000mg/L，流量为500m³/d，有机负荷率（OLR）设计为8kgCOD/(m³·d)，计算反应器的有效容积及水力停留时间（HRT）。4.某反渗透系统处理废水，进水流量为100m³/h，产水流量为75m³/h，浓水流量为25m³/h，计算系统的回收率及脱盐率（已知进水TDS=2000mg/L，产水TDS=50mg/L）。五、论述题（每题11分，共33分）1.结合当前“双碳”目标，论述城镇污水处理厂提标改造中如何平衡污染物去除效率与能耗控制。2.工业废水往往具有成分复杂、毒性高的特点，分析“分质处理”在工业废水治理中的必要性及实施策略。3.农村生活污水具有分散、水量小、管网覆盖率低的特点，提出适合我国农村地区的污水治理技术模式，并说明其技术要点。参考答案一、选择题1.C2.C3.C4.C5.A6.B7.B8.B9.B10.D11.A12.A13.C14.B15.C二、填空题1.五日生化需氧量2.悬浮物质和胶体物质（或颗粒态污染物）3.微生物代谢产物（或胞外聚合物）4.氨氮（NH₃-N）5.产氢产乙酸6.吸附架桥7.1008.挥发性固体（VSS）9.排水10.有机氮和氨氮11.生物转盘12.聚合氯化铝（或硫酸铝、氯化铁等）13.城市杂用（或农业灌溉）14.含水率（或通风量）15.生物再生三、简答题1.混凝原理：通过投加混凝剂，使废水中的胶体和细微悬浮物脱稳，凝聚成大颗粒絮体，以便沉淀分离。机理包括压缩双电层（降低ζ电位）、吸附电中和（异性电荷中和）、吸附架桥（高分子链连接颗粒）、网捕卷扫（金属氢氧化物沉淀网捕颗粒）。影响因素：水温（低温不利）、pH值（影响混凝剂水解形态）、混凝剂种类与投加量（过量可能导致再稳）、水力条件（混合阶段快速，絮凝阶段慢速）、原水水质（悬浮物浓度、有机物含量）。2.必要条件：①足够的微生物量（MLSS）和活性；②充足的溶解氧（DO≥2mg/L）；③适宜的营养比例（BOD₅:N:P≈100:5:1）；④稳定的进水水质（避免有毒物质冲击）；⑤合理的水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）；⑥有效的污泥回流系统（维持反应器内污泥浓度）。3.生物膜法优点：①微生物附着生长，抗冲击负荷能力强；②污泥产量低；③无需污泥回流；④适合低浓度废水处理。缺点：①处理效率受载体比表面积限制；②设备投资较高；③易发生堵塞（如生物滤池）。活性污泥法优点：①处理效率高（尤其对BOD₅）；②运行灵活（可调整工艺参数）；③技术成熟，应用广泛。缺点：①抗冲击负荷能力弱；②污泥产量大；③需污泥回流系统；④能耗较高（需曝气）。4.原理：在高于溶液渗透压的压力作用下，水分子通过半透膜（反渗透膜）从高浓度侧向低浓度侧迁移，而溶解盐类、有机物等被截留，实现水与溶质的分离。应用场景：①废水深度处理（如中水回用）；②高盐废水脱盐（如反渗透浓水再处理）；③饮用水制备（去除重金属、微生物）；④电子、制药等行业高纯水生产。5.优点：①能耗低（无需曝气）；②可回收沼气（清洁能源）；③污泥产量少（仅为好氧的1/10-1/5）；④适合高浓度有机废水处理（COD≥1000mg/L）；⑤耐负荷冲击能力强。局限性：①启动时间长（微生物增殖慢）；②对温度敏感（中温或高温运行）；③出水水质差（需后续好氧处理）；④对有毒物质敏感（如硫化物、重金属）；⑤反应机理复杂，控制难度大。四、计算题1.曝气池容积计算：进水BOD₅负荷=Q×S₀=2×10⁴m³/d×200g/m³=4×10⁶g/d=4000kg/d出水BOD₅负荷=Q×Sₑ=2×10⁴×20=4×10⁵g/d=400kg/d去除的BOD₅负荷=4000-400=3600kg/d污泥负荷Ns=去除的BOD₅负荷/(MLSS×V)→V=3600/(0.3×3000×10⁻³)=3600/(0.9)=4000m³答案：曝气池有效容积为4000m³。2.碱度补充计算：PAC投加量（以Al³+计）=50mg/L×(2×27)/(2×27+3×16×3)=50×54/102≈26.47mg/L（Al³+）Al³+的物质的量=26.47mg/L÷27g/mol≈0.98mmol/L消耗的CaCO₃量=0.98mmol/L×1.5=1.47mmol/L=1.47×100mg/L=147mg/L（以CaCO₃计）原水碱度150mg/L，剩余碱度=150-147=3mg/L＜50mg/L，需补充碱度。需补充的CaCO₃量=50-3=47mg/L转换为CaO量=47mg/L×(56/100)=26.32mg/L结论：需投加石灰，投加量约为26.32mg/L。3.UASB反应器计算：进水COD负荷=Q×S₀=500m³/d×8000g/m³=4×10⁶g/d=4000kg/d有效容积V=COD负荷/OLR=4000kg/d÷8kg/(m³·d)=500m³HRT=V/Q=500m³÷500m³/d=1d=24h答案：有效容积500m³，HRT为24h。4.反渗透系统计算：回收率=（产水流量/进水流量）×100%=75/100×100%=75%脱盐率=（进水TDS-产水TDS）/进水TDS×100%=(2000-50)/2000×100%=97.5%答案：回收率75%，脱盐率97.5%。五、论述题1.要点：①提标需求：城镇污水排放标准趋严（如从一级B到一级A，甚至准Ⅳ类），需强化氮磷去除（如增加深度处理单元：反硝化滤池、MBR、化学除磷）。②能耗挑战：深度处理（如膜过滤、臭氧氧化）、曝气（硝化需氧）、污泥处理（厌氧消化加热）等高能耗环节。③双碳策略：-优化工艺：采用低能耗技术（如厌氧氨氧化替代传统硝化反硝化，减少曝气能耗）；-能量回收：利用厌氧消化产生沼气发电（替代部分电耗），污泥干化焚烧回收热能；-智能控制：通过在线监测（DO、NH₃-N）和PLC系统动态调整曝气量、回流比，降低冗余能耗；-碳汇利用：人工湿地等生态工艺可固碳，同时辅助脱氮除磷。④平衡路径：在满足出水标准的前提下，优先选择“节能+产能”工艺组合（如A²/O+MBR+厌氧消化），通过技术优化和管理升级降低单位污染物去除能耗。2.要点：①必要性：-成分复杂：不同工业废水（如电镀、化工、印染）含特征污染物（重金属、难降解有机物、高盐），混合后处理难度大；-毒性抑制：某些污染物（如硫化物、酚类）对微生物有抑制作用，混合后影响生化系统稳定性；-资源回收：分质可针对性回收有价物质（如电镀废水中的重金属、印染废水中的染料），降低处理成本。②实施策略：-分类收集：企业内部按水质特征（如高盐、高COD、含重金属）设置独立收集管网；-预处理单元：对高毒性废水（如含氰废水）先进行化学氧化（次氯酸钠破氰），高盐废水先蒸发结晶脱盐；-分质处理：高浓度有机废水采用厌氧（UASB）+好氧（MBR），含重金属废水采用化学沉淀+过滤，低浓度废水直接进入生化系统；-协同处置：与园区污水处理厂合作，明确进水水质标准，避免冲击公共系统。3.要点：①适用技术模式：-分散式生态处理：如人工湿地（表面流/潜流）、生物滤池（土壤渗滤）、稳定塘（氧化塘+兼性塘）；-小型一体化设备：如A/O一体化装置（缺氧+好氧+沉淀）、SBR一体化设备（间歇运行，适合水量波动）；