工业水处理试题及答案

工业水处理试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.工业循环冷却水系统中，最常见的结垢离子是A.Na⁺ B.Cl⁻ C.Ca²⁺ D.SO₄²⁻答案：C2.下列药剂中，属于典型非氧化型杀菌剂的是A.次氯酸钠 B.二氧化氯 C.异噻唑啉酮 D.臭氧答案：C3.在石灰软化法中，首先被去除的硬度类型是A.永久硬度 B.负硬度 C.碳酸盐硬度 D.非碳酸盐硬度答案：C4.反渗透膜对下列哪种溶质截留率最低A.NaCl B.葡萄糖 C.二氧化硅胶体 D.苯酚答案：D5.某厂循环水浓缩倍率从3.5提至5.0，若原水Cl⁻为60mg/L，则提高后循环水Cl⁻理论值约为A.210mg/L B.300mg/L C.420mg/L D.175mg/L答案：B6.采用聚合氯化铝（PAC）混凝时，最佳pH区间通常为A.4.0～5.0 B.5.5～6.5 C.6.8～8.2 D.9.0～10.0答案：C7.下列监测指标中，最能直接反映循环水系统腐蚀倾向的是A.电导率 B.饱和指数 C.氧化还原电位 D.浊度答案：B8.EDI（电去离子）模块中，阴离子交换膜允许通过的离子是A.Na⁺ B.Cl⁻ C.Ca²⁺ D.HCO₃⁻答案：B9.在敞开式循环冷却水系统中，造成生物粘泥快速增殖的首要环境因子是A.高Cl⁻ B.高COD C.高温度 D.高余氯答案：B10.某厂使用硫酸调节pH，若循环水碱度为120mg/L（以CaCO₃计），欲将pH从8.3降至7.6，理论上每升需投加98%硫酸约A.8mg B.15mg C.25mg D.40mg答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分，多选少选均不得分）11.可导致反渗透膜出现物理损伤的因素有A.水锤 B.游离氯超限 C.背压 D.结垢答案：A、C12.下列属于循环水系统常见在线仪表的是A.pH计 B.浊度仪 C.余氯仪 D.溶解氧仪答案：A、B、C、D13.关于生物分散剂的作用，描述正确的有A.破坏生物膜基质 B.增强杀菌剂渗透 C.提高缓蚀率 D.降低表面张力答案：A、B、D14.采用“零排污”技术的循环水系统，通常需配套A.高效软化 B.高浓缩倍率 C.旁流过滤 D.末端蒸发结晶答案：A、B、C、D15.影响臭氧氧化效率的主要因素有A.pH B.温度 C.臭氧投加量 D.接触时间答案：A、B、C、D三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）16.聚合硅酸铝铁（PAFSC）兼具电中和与吸附架桥双重作用。答案：√17.在高盐废水蒸发结晶单元中，强制循环型蒸发器比降膜型更易结垢。答案：√18.循环水系统出现“红水”现象一定是由铁细菌引起。答案：×19.对于RO进水，SDI15值低于3即可完全避免膜污染。答案：×20.紫外透光率（UVT）越低，所需紫外剂量越高。答案：√21.氯酚类杀菌剂对水生生物毒性高，目前已列入优先淘汰清单。答案：√22.电化学除垢技术可通过析氧反应在阴极表面形成局部高pH，促使CaCO₃析出。答案：√23.采用硫酸调节pH会同步增加循环水含盐量，而CO₂则不会。答案：√24.在敞开式冷却水系统中，蒸发损失量与循环水量成正比，与温差无关。答案：×25.对于同一水源，提高浓缩倍率必然导致缓蚀剂用量线性增加。答案：×四、填空题（每空1分，共15分）26.循环冷却水系统三要素控制是指________、________、________。答案：腐蚀控制、结垢控制、微生物控制27.表征水中胶体稳定性的Zeta电位绝对值越________，颗粒越不易脱稳。答案：大28.在RO预处理中，保安过滤器孔径通常为________μm。答案：529.石灰软化反应中，1mmol/L的CO₂需消耗________mmol/L的Ca(OH)₂。答案：130.循环水系统蒸发损失水量计算公式为E=________×R×Δt×c，其中c为蒸发系数。答案：0.00131.臭氧与有机物反应途径分为________反应和________反应两类。答案：直接臭氧、羟基自由基32.常用的缓蚀阻垢剂PBTCA的化学名称是________。答案：2膦酸丁烷1,2,4三羧酸33.在电渗析过程中，阳极室常伴随________气体析出。答案：氧气34.高盐废水进入蒸发器前，通常需加入________以抑制泡沫。答案：消泡剂35.循环水系统发生点蚀时，其自催化酸化模型称为________电池。答案：闭塞五、简答题（每题8分，共24分）36.简述循环冷却水高浓缩倍率运行的利与弊，并给出三条关键控制措施。答案：利：节水减排、药剂单耗下降、热排放减少；弊：盐度升高致腐蚀结垢倾向加剧、微生物更难控制、药剂配伍要求提高。控制措施：（1）高效旁流软化+侧滤，持续脱除Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₂；（2）采用高耐盐缓蚀阻垢剂（如HEDP/PBTCA/锌盐复配），并在线监测饱和指数；（3）强化杀菌策略，交替使用氧化型与非氧化型杀菌剂，配套生物分散剂。37.说明反渗透膜生物污染的形成机理，并列举四种可量化监测的预警指标。答案：形成机理：进水微生物在膜面附着→分泌胞外聚合物（EPS）→形成生物膜→膜通量下降、压差升高。预警指标：（1）标准化压差月增幅＞15%；（2）浓水端细菌计数＞10⁴CFU/mL；（3）ATP（三磷酸腺苷）＞100pg/cm²；（4）膜面黏度或生物膜厚度在线探头＞20μm。38.某厂采用“臭氧生物活性炭”深度处理工艺，出水COD仍偶发超标，请分析三种可能原因并提出改进对策。答案：原因1：臭氧投加量不足，部分难降解有机物未开环；对策：优化臭氧剂量，控制O₃/COD质量比2.0～2.5。原因2：生物活性炭层长期未反洗，生物膜老化失活；对策：定期气水联合反洗，补充新鲜炭（年补炭率5%～10%）。原因3：进水B/C比过低，微生物营养失衡；对策：投加微量磷源、氮源，维持BOD:N:P=100:5:1，或引入耐盐菌剂。六、计算题（共16分）39.（8分）某敞开式循环冷却水系统循环量R=10000m³/h，温差Δt=10℃，蒸发系数取0.001，风吹损失W=0.1%R，浓缩倍率N=4.0。求：（1）蒸发损失E（m³/h）；（2）排污水量B（m³/h）；（3）补水率M（%）。答案：（1）E=0.001×10000×10=100m³/h（2）由N=E/(B+W)得4=100/(B+0.001×10000)→B=15m³/h（3）M=(E+B+W)/R×100%=(100+15+10)/10000×100%=1.25%40.（8分）某RO系统进水含Ca²⁺80mg/L、HCO₃⁻220mg/L、SO₄²⁻96mg/L、Mg²⁺24mg/L，pH=7.8，水温25℃。已知LSI计算公式：LSI=pH−pHs，pHs=(9.3+A+B)−(C+D)，其中A=(lg[Ca²⁺]−0.4)/1.5，B=−13.12×lg(℃+273)+34.55，C=lg[Alk]，D=lg[Ca²⁺]。离子均以mg/LCaCO₃计。求浓水侧LSI（N=1.5），并判断是否需加酸。答案：（1）换算Ca²⁺=80×2.5=200mg/LCaCO₃，HCO₃⁻=220×0.82=180mg/LCaCO₃，Mg²⁺=24×4.1=98mg/LCaCO₃；（2）浓水侧：Ca²⁺=200×1.5=300，Alk=180×1.5=270；（3）A=(lg300−0.4)/1.5=1.76；B=−13.12×lg298+34.55=2.18；C=lg270=2.43；D=lg300=2.48；（4）pHs=(9.3+1.76+2.18)−(2.43+2.48)=8.33；（5）浓水pH估算：pH=pHfeed+lg(N)=7.8+lg1.5=7.98；（6）LSI=7.98−8.33=−0.35＜0，故暂不加酸。七、综合案例分析题（共25分）41.背景：某煤化工企业建设规模2400m³/h的循环冷却水系统，原水为地表水，TDS450mg/L，Ca²⁺60mg/L，Mg²⁺18mg/L，HCO₃⁻180mg/L，SiO₂15mg/L，CODMn4mg/L，细菌1×10³CFU/mL。设计浓缩倍率5.0，要求出水氯离子≤700mg/L，碳钢腐蚀速率≤0.075mm/a，铜合金≤0.005mm/a，无可见结垢。问题：（1）制定预处理+主流程工艺路线（文字描述，附框图）；（2）给出阻垢缓蚀剂配方思路（含主剂、辅剂、剂量）；（3）设计杀菌方案（氧化+非氧化交替），并给出投加周期；（4）计算年节水量（对比浓缩倍率3.0基准）。答案：（1）工艺路线：原水→管道混合器→投加PAC+PAM→高效澄清池→pH回调→变孔隙滤池→清水池→UF→RO（30%产水作补水）→RO浓水→软化→蒸发结晶；主循环：清水池→冷却塔→旁滤（砂滤+活性炭）→循环水池。（2）配方思路：高盐低硬体系，选用PBTCA8mg/L+HEDP4mg/L+Zn²⁺2mg/L+PESA6mg/L+铜缓蚀剂BTA1mg/L，维持pH7.8～8.2。（3）杀菌方案：氧化型次氯酸钠冲击投加，自由余氯0.5～1.0m