2025年水处理实验试题及答案

2025年水处理实验试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.水处理中，混凝剂的主要作用是：

A.杀灭水中的微生物

B.去除水中的悬浮物和胶体物质

C.降低水的硬度

D.去除水中的有机物

2.在水处理过程中，沉淀池的主要功能是：

A.去除水中的溶解性物质

B.去除水中的悬浮物

C.杀灭水中的病原微生物

D.去除水中的异味

3.活性炭吸附法主要用于去除水中的：

A.悬浮物

B.重金属离子

C.有机物和异味

D.细菌和病毒

4.水的pH值在什么范围内时，氯消毒效果最佳？

A.4.0-6.0

B.6.0-7.0

C.7.0-8.0

D.6.5-7.5

5.反渗透膜能够去除水中的：

A.悬浮物

B.胶体物质

C.溶解性盐类和有机物

D.所有杂质

6.在水处理中，常用的混凝剂不包括：

A.聚合氯化铝

B.硫酸亚铁

C.活性炭

D.聚合硫酸铁

7.水处理中，砂滤池的主要作用是：

A.去除水中的溶解性物质

B.去除水中的悬浮物

C.去除水中的颜色和异味

D.杀灭水中的微生物

8.水的硬度主要是由什么离子引起的？

A.钠离子和钾离子

B.钙离子和镁离子

C.铁离子和锰离子

D.氯离子和硫酸根离子

9.在水处理中，常用的消毒方法不包括：

A.氯消毒

B.臭氧消毒

C.紫外线消毒

D.活性炭吸附

10.水处理中，生物处理法主要用于去除：

A.悬浮物

B.胶体物质

C.有机物

D.重金属离子

二、填空题（每题2分，共10分）

1.水处理工艺中，通常包括预处理、__________和深度处理三个阶段。

2.混凝剂投加量过少会导致__________，过多则会导致__________。

3.水中溶解氧的测定通常采用__________法。

4.水处理中，常用的过滤介质有石英砂、__________和__________等。

5.水中余氯的测定通常采用__________法。

三、判断题（每题2分，共10分）

1.水的pH值越高，氯消毒效果越好。（）

2.活性炭可以去除水中的所有污染物。（）

3.沉淀池中，颗粒物的沉降速度与颗粒大小成正比。（）

4.反渗透膜可以去除水中的所有离子和分子。（）

5.水处理中，生物处理法主要适用于去除水中的有机物。（）

四、多项选择题（每题2分，共4分）

1.下列哪些因素会影响混凝效果？（）

A.水温

B.pH值

C.水中杂质浓度

D.搅拌强度

2.下列哪些属于水处理中的物理处理方法？（）

A.沉淀

B.过滤

C.混凝

D.吸附

五、简答题（每题5分，共10分）

1.简述水处理中混凝的基本原理。

2.简述反渗透在水处理中的应用原理及优缺点。

参考答案及解析

一、单项选择题

1.答案：B

解析：混凝剂的主要作用是通过中和胶体颗粒表面的电荷，使胶体颗粒脱稳并聚集成较大的絮体，从而通过沉淀或过滤等方式从水中分离出去，达到去除水中悬浮物和胶体物质的目的。选项A是消毒剂的作用，选项C是软化剂的作用，选项D是活性炭或氧化剂的作用。

2.答案：B

解析：沉淀池是水处理中常用的构筑物，其主要功能是通过重力作用使水中的悬浮物沉降下来，从而去除水中的悬浮物。选项A中的溶解性物质需要通过其他方法如吸附、离子交换等去除；选项C是消毒工艺的功能；选项D通常需要活性炭等吸附剂去除。

3.答案：C

解析：活性炭具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，能够有效吸附水中的有机物和异味物质，但对悬浮物和重金属离子的去除效果有限。选项A主要通过沉淀和过滤去除；选项B需要专门的化学沉淀或离子交换方法；选项D需要消毒工艺处理。

4.答案：D

解析：氯消毒效果受pH值影响较大，当pH值在6.5-7.5范围内时，HClO的浓度较高，消毒效果最佳。pH值过高或过低都会影响氯的消毒效果，pH值过高时，次氯酸根离子(HClO-)增多，消毒效果减弱；pH值过低时，虽然HClO增多，但会产生较多的氯代有机物，且腐蚀性增强。

5.答案：C

解析：反渗透是一种膜分离技术，利用半透膜的选择性透过性，在压力驱动下，水分子可以通过膜，而溶解性盐类、有机物等较大分子则被截留。选项A和B可以通过常规的沉淀和过滤去除；选项D过于绝对，反渗透膜不能去除所有杂质，如某些小分子有机物和气体。

6.答案：C

解析：混凝剂是用于去除水中悬浮物和胶体物质的化学药剂，常用的混凝剂包括聚合氯化铝、硫酸亚铁、聚合硫酸铁等。活性炭是一种吸附剂，主要用于去除水中的有机物和异味，不是混凝剂。

7.答案：B

解析：砂滤池是水处理中常用的过滤设备，其主要作用是通过石英砂等滤料截留水中的悬浮物，使水变得澄清。选项A中的溶解性物质需要通过其他方法去除；选项C需要活性炭等吸附剂；选项D需要专门的消毒工艺。

8.答案：B

解析：水的硬度主要是指水中钙离子(Ca²⁺)和镁离子(Mg²⁺)的含量，这些离子能与肥皂反应生成沉淀，与碳酸氢盐反应生成水垢。选项A中的钠离子和钾离子不会引起水的硬度；选项C中的铁离子和锰离子会引起水的色度问题；选项D中的氯离子和硫酸根离子是主要的阴离子，但不直接导致水的硬度。

9.答案：D

解析：水处理中常用的消毒方法包括氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒等，这些方法能有效杀灭水中的病原微生物。活性炭吸附是一种物理处理方法，主要用于去除水中的有机物和异味，不能作为消毒方法使用。

10.答案：C

解析：生物处理法是利用微生物的代谢作用，将水中的有机物分解为简单的无机物，从而达到去除水中有机物的目的。选项A和B主要通过物理方法去除；选项D需要专门的化学沉淀或离子交换方法。

二、填空题

1.答案：常规处理

解析：水处理工艺通常包括三个阶段：预处理（如格栅、沉砂等）、常规处理（如混凝、沉淀、过滤、消毒等）和深度处理（如活性炭吸附、膜处理等）。预处理主要去除大颗粒物质和泥沙；常规处理主要去除悬浮物、胶体物质和病原微生物；深度处理主要去除溶解性有机物、重金属离子等难去除物质。

2.答案：混凝效果不佳；药剂浪费和出水水质恶化

解析：混凝剂投加量是影响混凝效果的关键因素之一。投加量过少，不足以中和水中胶体颗粒的电荷，导致混凝效果不佳，絮体形成不充分；投加量过多，不仅会造成药剂浪费，增加处理成本，还可能导致水中残留过多的铝盐或铁盐，影响出水水质，甚至对人体健康造成危害。

3.答案：碘量

解析：水中溶解氧的测定通常采用碘量法，也称为温克勒法。该方法基于溶解氧化化锰，然后在酸性条件下，高价锰氧化碘化钾释放出碘，最后用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘，根据消耗的硫代硫酸钠的量计算溶解氧的含量。碘量法是测定溶解氧的经典方法，准确可靠。

4.答案：无烟煤、活性炭

解析：水处理中常用的过滤介质包括石英砂、无烟煤、活性炭、石榴石、磁铁矿等。石英砂是最常用的过滤介质，价格低廉，机械强度高；无烟煤的密度比石英砂小，常与石英砂组成双层滤料；活性炭具有吸附性能，不仅能过滤悬浮物，还能去除有机物和异味；其他滤料则用于特定场合或作为辅助滤料。

5.答案：DPD比色

解析：水中余氯的测定通常采用DPD比色法，该方法基于N,N-二乙基-1,4-苯二胺(DPD)与余氯反应生成红色化合物，通过比色测定其含量。DPD比色法操作简便，灵敏度高，适用于现场快速测定。此外，余氯的测定还可以采用碘量法、邻联甲苯胺比色法等。

三、判断题

1.答案：×

解析：水的pH值对氯消毒效果有显著影响。氯在水中以次氯酸(HClO)和次氯酸根离子(HClO-)的形式存在，其中HClO的消毒效果远高于HClO-。当pH值较低时，HClO的比例较高，消毒效果较好；当pH值较高时，HClO-的比例较高，消毒效果较差。因此，pH值越高，氯消毒效果越差，而非越好。

2.答案：×

解析：活性炭虽然具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，能够有效吸附水中的多种污染物，如有机物、异味物质、部分重金属离子等，但它不能去除水中的所有污染物。例如，活性炭对无机盐、硬度离子、部分小分子有机物等的去除效果有限，且活性炭本身也会饱和失效，需要定期更换或再生。

3.答案：√

解析：沉淀池中，颗粒物的沉降速度遵循斯托克斯定律，即沉降速度与颗粒直径的平方成正比。颗粒越大，沉降速度越快；颗粒越小，沉降速度越慢。此外，沉降速度还与颗粒密度、水的粘度等因素有关，但颗粒大小是最主要的影响因素之一。

4.答案：×

解析：反渗透膜是一种半透膜，能够截留大多数溶解性盐类、有机物、胶体物质和细菌等，但不能去除所有离子和分子。例如，某些小分子有机物（如甲醇、乙醇等）、气体（如氧气、二氧化碳等）以及一价离子（如钠离子、氯离子等）的去除率相对较低。此外，反渗透膜也不能去除非溶解性物质，如悬浮物和胶体，这些物质需要在进入反渗透系统前通过预处理去除。

5.答案：√

解析：生物处理法是利用微生物的代谢作用，将水中的有机物分解为简单的无机物（如二氧化碳、水等）和新的微生物细胞，从而达到去除水中有机物的目的。生物处理法主要适用于处理含有较高浓度有机物的废水，如生活污水、食品工业废水等，对于处理低浓度有机物或无机物污染的水效果有限。

四、多项选择题

1.答案：ABCD

解析：混凝效果受多种因素影响：A.水温：水温影响混凝剂的水解速度和絮体的形成速度，水温过低时，混凝剂水解缓慢，絮体形成困难；B.pH值：pH值影响混凝剂的水解形态和胶体颗粒的表面电荷，不同的混凝剂有其最佳pH范围；C.水中杂质浓度：杂质浓度影响混凝剂的投加量和混凝效果，浓度过高或过低都会影响混凝；D.搅拌强度：搅拌影响混凝剂与水中颗粒的混合程度和絮体的形成过程，搅拌不足或过度都会影响混凝效果。

2.答案：ABD

解析：水处理中的物理处理方法是指不改变污染物化学性质的处理方法，主要包括：A.沉淀：利用重力作用使悬浮物沉降；B.过滤：通过滤料截留水中的悬浮物；D.吸附：利用吸附剂（如活性炭）的表面吸附作用去除水中污染物。选项C.混凝是通过投加化学药剂改变水中颗粒的表面性质，属于化学处理方法，而非物理处理方法。

五、简答题

1.答案：水处理中混凝的基本原理是通过投加混凝剂，中和水中胶体颗粒表面的电荷，使胶体颗粒脱稳并聚集成较大的絮体，从而通过沉淀或过滤等方式从水中分离出去。具体来说，混凝过程包括以下几个步骤：首先，混凝剂在水中水解形成带正电荷的水解产物；其次，这些水解产物中和胶体颗粒表面的负电荷，降低颗粒间的静电排斥力；然后，脱稳的胶体颗粒通过碰撞聚集成微絮体；最后，微絮体通过吸附架桥和网捕卷扫作用形成较大的絮体，便于从水中分离。混凝效果受水温、pH值、水中杂质浓度、搅拌强度等多种因素影响。