2025年大学《资源化学》专业题库- 化学工业废水处理技术创新

2025年大学《资源化学》专业题库——化学工业废水处理技术创新考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（请将正确选项的字母填在括号内，每题2分，共20分）1.下列哪种化工废水通常具有pH值变化大、有毒有害、可生化性差的特点？（）A.造纸废水B.石油化工废水C.城市生活污水D.印染废水2.在处理含有难降解有机物的化工废水时，高级氧化技术（AOPs）的主要优势在于？（）A.处理成本最低B.操作最简单C.能有效矿化难降解有机物D.不产生二次污染3.下列哪种膜分离技术主要用于去除废水中的胶体、悬浮物和大分子有机物？（）A.反渗透（RO）B.纳滤（NF）C.超滤（UF）D.微滤（MF）4.下列关于Fenton氧化法的描述，错误的是？（）A.需要加入催化剂（如Fe²⁺）和氧化剂（如H₂O₂）B.反应速率受温度影响较大C.适用于宽pH范围D.产生的羟基自由基（·OH）具有强氧化性5.生物强化技术主要通过什么途径提升生物处理系统的处理能力？（）A.增加曝气量B.改变污泥浓度C.接种或改造能降解特定污染物的微生物D.降低废水温度6.在化工废水处理中，吸附技术的主要局限性之一是？（）A.吸附剂再生困难B.投资成本高C.对低浓度污染物去除效率低D.易造成二次污染7.从化工废水中回收有价值的金属离子，最常利用的原理是？（）A.生物降解B.电化学沉积C.物理过滤D.化学沉淀8.下列哪种废水处理工艺属于物化方法，且可以实现水的深度净化和盐分浓缩分离？（）A.活性污泥法B.生物膜法C.反渗透（RO）D.自然沉淀9.将臭氧氧化技术与活性炭吸附技术结合处理某些化工废水，其主要目的是？（）A.提高吸附容量B.延长臭氧使用寿命C.提高整体处理效率和降低运行成本D.减少臭氧产生设备投资10.化学工业废水处理技术发展的一个重要趋势是？（）A.单一技术的大规模独立应用B.更加注重处理过程的资源回收与利用C.忽略处理过程中的能耗问题D.仅关注处理废水的最终排放标准二、填空题（请将答案填在横线上，每空2分，共20分）1.化工废水中常见的重金属离子包括铅、______、镉、______等。2.选择化学工业废水处理技术时，需要综合考虑废水的______、______、处理效率、______和______等因素。3.光催化氧化技术中常用的光催化剂是______，其作用是产生具有强氧化性的______和______。4.膜污染是膜分离技术应用中面临的主要问题，其形成原因主要包括______、______和______等方面。5.通过废水处理技术实现磷、氮资源的回收利用，是______和______理念的重要体现。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述化学沉淀法处理含重金属离子废水的原理及其可能存在的问题。2.与传统活性污泥法相比，生物膜法处理化工废水具有哪些优点？3.解释什么是“物化-生物”结合工艺，并举例说明其在化工废水处理中的应用。4.为什么说化学工业废水处理不仅仅是环境问题，更是资源化学领域的重要课题？四、论述题（每题10分，共30分）1.论述高级氧化技术（AOPs）在处理化学工业难降解废水中的重要作用及其面临的技术挑战。2.结合具体化工废水类型（如制药废水、印染废水），论述实现废水处理资源化（如回收溶剂、盐类、金属等）的技术途径和意义。3.面对日益复杂多变的化学工业废水，你认为未来废水处理技术创新应重点关注哪些方向？请结合实例说明。---试卷答案一、选择题1.B2.C3.C4.C5.C6.A7.B8.C9.C10.B二、填空题1.铜；汞2.特性；处理要求；运行成本；二次污染3.二氧化钛；羟基自由基；氧自由基4.污染物吸附/沉积；膜浓差极化；水通量下降5.循环经济；资源化三、简答题1.原理：利用化学药剂与废水中的重金属离子发生反应，生成不溶于水的沉淀物，再通过物理方法（如沉淀、过滤）将其分离去除。常见的反应类型为生成氢氧化物或硫化物沉淀。问题：可能存在药剂投加量难以精确控制、产生大量污泥需要处理处置、可能造成二次污染（若沉淀不完全或处理不当）、处理成本高等问题。2.优点：处理效率高（尤其对难降解有机物）；抗冲击负荷能力强；可同步去除悬浮物和部分生物难降解物质；运行稳定，维护相对简单；可进行固定化强化，提高处理效果。3.定义：指将物理化学方法（如吸附、膜分离、混凝沉淀等）与生物处理方法（如活性污泥法、生物膜法等）相结合，组成多级或多单元的处理系统，利用不同方法的互补优势，提高整体处理效果、效率和稳定性。应用实例：例如，前置过滤或膜分离去除大颗粒悬浮物后，减轻生物处理单元负荷；或采用混凝沉淀预处理去除部分有机物和磷，提高生物处理效率；也可将吸附材料引入生物反应器（生物吸附）等。4.解析：化学工业生产过程会产生大量含有有毒有害、难降解有机物、重金属离子以及盐类的废水，传统处理方法往往难以有效应对。然而，这些废水中往往蕴含着可利用的资源，如盐类（钠、钾、氯离子等）、有用金属（镍、钴、铜等）、溶剂、磷、氮等。通过废水处理技术，不仅可以将污染物去除，达到排放标准，保护环境，更能将这些有价值的物质回收利用，实现资源的循环利用。这与资源化学专业的核心理念高度契合，即从“资源”的角度看待和解决化学工业带来的环境问题，变废为宝，推动可持续发展。四、论述题1.作用：AOPs通过产生强氧化性的自由基（如·OH），能够高效降解化工废水中常见的难降解有机污染物（如酚类、氰化物、三氯甲烷等），将其矿化为小分子无机物（CO₂、H₂O），从而大大提高废水的可生化性或直接达到排放标准。对于处理成分复杂、毒性大、生物难降解的工业废水具有独特优势。挑战：主要包括：①原理复杂，反应机理难以完全阐明；②催化剂的选择、制备、稳定性和成本问题；③反应条件（如pH、温度、氧化剂浓度）优化难度大；④可能产生有害副产物；⑤工程化应用中能耗高、运行成本较高等问题。2.途径与意义：途径：*回收盐类：通过膜分离技术（如反渗透、电渗析）或结晶技术，从废水中回收有价值的无机盐（如氯化钠、硫酸钠、氯化铵等），用于工业生产或农业灌溉。*回收溶剂：对于含有挥发性有机溶剂（如丙酮、乙醇、乙酸乙酯等）的废水，可通过蒸汽吹脱、溶剂萃取、膜分离或吸附法进行回收，降低处理成本和环境污染。*回收金属：利用溶剂萃取、离子交换、电解沉积、化学沉淀等方法，从含重金属离子的废水中回收铜、镍、钴、锌、钼等有价金属，实现资源增值。*回收磷、氮：通过化学沉淀法（如投加铁盐、铝盐形成羟基磷灰石、氮化铁等）或膜生物反应器（MBR）等方式，富集废水中的磷、氮，制成肥料或进行资源化利用。意义：实现废水处理的资源化，不仅大大降低了废水处理的运行成本，减少了新鲜水资源的消耗，降低了废水排放量，减轻了环境负荷，而且变废为宝，创造了经济价值，是实现循环经济和可持续发展的重要途径，符合资源化学专业对资源高效利用的追求。3.未来方向：*高效低耗处理技术：开发更高效、更低能耗、更低药耗的处理技术，如新型催化材料、光催化剂、生物菌种等，以应对日益增长的废水处理需求和降低运行成本。*智能化与精准化：结合物联网、大数据、人工智能等技术，实现废水在线监测、智能预警、精准调控和优化运行，提高处理效率和稳定性。*资源化与功能化集成：将废水处理与资源回收（盐、水、能源、元素等）更紧密地结合，甚至开发废水处理产物的资源化利用新途径，如将处理过程中产生的沼气用于发电供热，或利用膜分离产水进行回用等。*多功能复合材料开发：研发具有吸附、催化、分离等多种功能于一体的复