供水处理考试题及答案

供水处理考试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.某水厂原水浊度为45NTU，投加聚合氯化铝（PAC）后，絮凝池出口浊度降至8NTU，若再经砂滤池过滤，出水浊度可稳定低于0.5NTU。下列关于PAC作用机理的描述，最准确的是A.压缩双电层、电中和、吸附架桥B.氧化还原、络合沉淀、生物降解C.离子交换、表面络合、螯合作用D.生物絮凝、酶促反应、胞外聚合物吸附答案：A2.某地下水含过量铁锰（Fe²⁺4.2mg/L，Mn²⁺0.8mg/L），采用曝气—石英砂过滤工艺。若滤层厚度1.2m，滤速8m/h，运行20h后出水Mn²⁺仍超标，最可能的原因是A.曝气强度不足，Mn²⁺未充分氧化B.滤层表面板结，水头损失过大C.滤料表面未形成锰质活性滤膜D.原水碱度不足，pH低于6.5答案：C3.臭氧生物活性炭（O₃BAC）深度处理工艺中，臭氧投加量由1.5mg/L提高到2.5mg/L后，下列指标最可能显著下降的是A.出水AOC（可同化有机碳）B.出水溴酸盐浓度C.活性炭表面生物量D.出水CODMn答案：D4.采用次氯酸钠消毒时，若水中NH₃N为0.4mg/L，Cl₂:NH₃N质量比为4:1，则理论上生成的氯胺类型主要是A.一氯胺B.二氯胺C.三氯胺D.游离余氯答案：A5.某水厂采用斜管沉淀池，液面负荷取6m³/(m²·h)，斜管轴向流速0.4mm/s，斜管倾角60°，则斜管有效投影面积占池表面积的比例最接近A.22%B.35%C.50%D.65%答案：B6.关于超滤膜污染，下列说法错误的是A.不可逆污染可通过化学清洗完全恢复B.膜表面滤饼层阻力与通量呈线性关系C.腐殖酸在pH3–5时膜污染最严重D.钙离子可通过架桥作用加剧膜污染答案：A7.某水厂原水水温由25℃降至5℃，其他条件不变，为维持沉淀池相同去除率，最合理的措施是A.降低液面负荷20%B.增加PAC投量30%C.延长絮凝时间15%D.投加活化硅酸助凝答案：A8.采用氯胺消毒的管网中，若局部余氯突降至0.05mg/L，首要考虑的外源污染指标是A.总大肠菌群B.耐热大肠菌群C.菌落总数D.埃希氏大肠杆菌答案：C9.某水厂每日产水10×10⁴m³，采用液体PAC（Al₂O₃10%，密度1.2kg/L），投加量以Al₂O₃计为3mg/L，则每日PAC原液消耗量为A.2.5m³B.3.0m³C.3.6m³D.4.2m³答案：B10.关于二氧化氯消毒，下列说法正确的是A.副产物亚氯酸盐毒性低于溴酸盐B.现场制备ClO₂时，原料氯酸钠与盐酸摩尔比为1:2C.ClO₂对细菌芽孢的灭活效率低于游离氯D.ClO₂氧化能力与pH无关答案：A11.某水厂采用V型滤池，单格面积42m²，气冲强度15L/(m²·s)，水冲强度4L/(m²·s)，若气水联合冲洗历时4min，则单格冲洗一次耗水量为A.40.3m³B.60.5m³C.80.6m³D.100.8m³答案：A12.原水碱度为0.8mmol/L，投加PAC后需补加碱度，若每mgAl³⁺消耗0.45mgCaCO₃碱度，PAC投量以Al³⁺计为0.5mg/L，则理论上需补加NaHCO₃（纯度99%）A.0.37mg/LB.0.55mg/LC.0.74mg/LD.0.92mg/L答案：C13.关于紫外线消毒，下列说法错误的是A.低压汞灯253.7nm波长对DNA损伤最强B.紫外剂量=强度×时间，与流量无关C.浊度>1NTU将显著降低灭活效率D.紫外后无需维持余氯答案：B14.某水厂原水CODMn3.5mg/L，采用O₃BAC工艺，若BAC单元需保证出水CODMn≤1.5mg/L，则BAC空床接触时间（EBCT）至少为A.8minB.12minC.15minD.20min答案：B15.采用铁盐除砷时，最佳pH范围为A.5.5–6.5B.6.5–7.5C.7.5–8.5D.8.5–9.5答案：A16.某水厂采用压力式超滤，运行通量65L/(m²·h)，跨膜压差（TMP）由0.08MPa升至0.25MPa，化学清洗周期由30d缩短至7d，最可能的原因是A.原水藻类暴发B.反洗泵故障C.膜丝断裂D.进水水温升高答案：A17.关于聚合硫酸铁（PFS）与PAC比较，下列说法正确的是A.PFS形成絮体更大，沉降更快B.PFS对低温低浊水适应性差C.PFS残留铝低于PACD.PFS最佳pH范围窄于PAC答案：A18.某水厂采用氯消毒，若水中含0.3mg/LBr⁻，当Cl₂投加量>1.5mg/L时，最可能生成的消毒副产物是A.三溴甲烷B.溴酸盐C.二溴乙酸D.溴仿答案：D19.关于活性炭再生，下列说法错误的是A.热再生温度一般控制在850℃B.再生得率通常为90%–95%C.再生后碘值可恢复至新炭水平D.再生损耗主要为灰分增加答案：D20.某水厂采用一体化净水设备（絮凝+斜管+过滤），设计规模200m³/h，若斜管区水力停留时间取15min，则斜管区有效容积为A.30m³B.40m³C.50m³D.60m³答案：C二、多项选择题（每题2分，共20分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）21.下列措施可提高臭氧利用率的是A.微孔钛板布气B.提高气水比C.采用逆流接触塔D.降低水温答案：A、C22.关于氯消毒副产物控制，下列说法正确的是A.预氯化前移可减少THMsB.投加氨可抑制卤乙酸生成C.强化混凝可去除THMs前体物D.颗粒活性炭可吸附已生成THMs答案：A、C23.下列属于膜污染可逆阻力的是A.浓差极化层B.凝胶层C.无机结垢D.生物膜答案：A、B24.某水厂原水pH6.5，总硬度80mg/L（以CaCO₃计），若采用石灰软化，需考虑A.再碳酸化B.镁离子沉淀C.污泥回流D.碱度补充答案：A、B、C25.关于次氯酸钠现场制备，下列说法正确的是A.盐水浓度一般为3%B.电流效率可达85%C.阳极材料为钛涂钌D.副产氢气需强制排放答案：A、B、C、D26.下列属于活性炭表面官能团的是A.羧基B.酚羟基C.内酯基D.醌基答案：A、B、C、D27.关于高锰酸钾预氧化，下列说法正确的是A.可控制藻类毒素释放B.中间价态MnO₂具吸附能力C.对嗅味物质去除优于臭氧D.需控制投量防止出水色度答案：A、B、D28.下列属于强化混凝目标的是A.去除NOMB.降低铝残留C.减少消毒副产物D.提高浊度去除答案：A、C、D29.关于紫外/氯高级氧化（UV/Cl₂），下列说法正确的是A.可生成·OH自由基B.氨氮存在会降低效率C.溴离子存在会生成HOBrD.能耗低于单独臭氧答案：A、B、C30.下列属于污泥脱水调理剂的是A.PAMB.石灰C.三氯化铁D.硅藻土答案：A、B、C三、判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）31.纳滤膜对NaCl截留率一定高于MgSO₄。答案：×32.水温升高会降低臭氧溶解度，但可提高氧化速率。答案：√33.聚合氯化铝碱化度越高，絮体越密实，沉降越快。答案：×34.采用氯胺消毒时，管网中AOC浓度升高会加速氯胺衰减。答案：√35.石灰软化后水中Ca²⁺浓度一定低于Mg²⁺浓度。答案：×36.超滤膜孔径分布越窄，对病毒截留效果越好。答案：√37.臭氧氧化可将Br⁻氧化为BrO₃⁻，但不会生成HOBr。答案：×38.活性炭对三氯甲烷的吸附容量高于三溴甲烷。答案：×39.采用铁盐除磷时，pH7.0时FePO₄溶解度最低。答案：√40.紫外线剂量越高，光复活现象越显著。答案：×四、填空题（每空1分，共20分）41.我国《生活饮用水卫生标准》规定，出厂水铝限值为____mg/L，溴酸盐限值为____mg/L。答案：0.2；0.0142.臭氧接触池设计气水比常用____:1，接触时间____min。答案：1；1243.石灰软化时，每1mmol/LCO₂需消耗____mmol/LCa(OH)₂，每1mmol/LCa(HCO₃)₂需消耗____mmol/LCa(OH)₂。答案：1；144.次氯酸钠水解常数Kh随温度升高而____，pH7.5时HOCl占比约为____%。答案：增大；5045.超滤膜污染指数MFI0.45单位____，一般要求进水MFI<____。答案：s/L²；246.聚合硫酸铁盐基度定义为____与____的摩尔比。答案：OH⁻；Fe³⁺47.活性炭碘值表示____吸附能力，亚甲蓝值表示____吸附能力。答案：微孔；中孔48.臭氧氧化溴离子生成溴酸盐的链式反应中，____自由基起关键作用，投加____可抑制溴酸盐。答案：·OH；NH₃49.斜管沉淀池轴向流速与液面负荷关系为vₐ=____，其中θ为____。答案：q/(sinθ·cosθ)；斜管倾角50.采用FeCl₃除砷时，最佳Fe/As摩尔比为____，沉淀pH控制在____。答案：4–6；6.5–7.5五、简答题（每题6分，共30分）51.简述臭氧生物活性炭工艺中臭氧投加量过高可能带来的负面影响。答案：（1）溴酸盐超标：Br⁻被臭氧氧化生成BrO₃⁻，致癌风险高；（2）AOC升高：大分子NOM被氧化成小分子可生物降解有机物，导致管网生物再生长；（3）生物活性炭层溶解氧过高，反硝化脱氮受阻，硝酸盐积累；（4）臭氧副产物醛酮类增加，带来嗅味问题；（5）运行成本上升，且活性炭吸附位点被过度氧化，缩短使用寿命；（6）下游余氯消耗增加，需提高补氯量，进一步增加消毒副产物风险。52.说明低温低浊水处理中“强化混凝”具体技术措施及其机理。答案：（1）优选混凝剂：采用聚合铝铁复合盐，电中和能力强，低温下仍能形成致密絮体；（2）投加助凝剂：活化硅酸或PAM，提供吸附架桥核心，增大絮体粒径；（3）降低液面负荷：由常规1.5m³/(m²·h)降至1.0m³/(m²·h)，延长沉降时间；（4）延长絮凝时间：G值由50s⁻¹降至20s⁻¹，GT值提高至5×10⁴，确保絮体成长；（5）调节pH至6.5–7.0，使Al³⁺水解形态以Al₁₃为主，电荷中和最佳；（6）采用回流污泥或微砂加重絮体，提高沉降速度，克服低温水的动力黏度增大问题。53.比较压力式与浸没式超滤的优缺点。答案：压力式：优点——占地小，模块化高，可反洗加气洗，通量高（60–80L/(m²·h)），对进水浊度波动适应强；缺点——需耐压壳体，能耗高（0.3–0.5kWh/m³），膜丝易断，换膜成本高。浸没式：优点——运行通量低（30–50L/(m²·h)），污染慢，可气擦洗，能耗低（0.1–0.2kWh/m³），膜丝自修复能力强；缺点——占地大，需建膜池，对预处理要求高，冬季需防冰冻，清洗管路复杂。54.阐述高锰酸钾预氧化控制藻类暴发的机理及注意事项。答案：机理：（1）直接氧化藻类细胞壁多不饱和脂肪酸，破坏膜结构，抑制光合作用；（2）中间产物MnO₂为新生水合氧化物，带正电，吸附负电藻类及胞外有机物，形成共沉淀；（3）氧化藻类释放的微囊藻毒素LR，降低毒性；（4）抑制藻细胞运动，减少穿透滤池风险。注意事项：（1）投加量<1.5mg/L，防止出水色度超标；（2）投加点设于取水口，保证接触时间>30min；（3）与PAC分开投加，间隔>1min，避免竞争；（4）监测Mn²⁺，防止过量导致出水锰超标；（5）藻类死亡后及时排泥，防止内源释放嗅味。55.说明紫外/过氧化氢（UV/H₂O₂）高级氧化工艺中H₂O₂投加量优化思路。答案：（1）目标污染物二级动力学常数k·OH需测定，计算所需·OH剂量；（2）H₂O₂投加量=（所需·OH剂量）/（量子产率×254nm吸光度×光程），一般初始H₂O₂2–5mg/L；（3）考虑H₂O₂对UV的屏蔽效应，投加量>10mg/L时透光率下降，效率反而降低；（4）水中碳酸氢盐碱度>100mg/L时，·OH被HCO₃⁻淬灭，需适当提高H₂O₂；（5）采用在线H₂O₂残留仪，控制出水0.2–0.5mg/L，避免生物再生长；（6）经济平衡：以TOC去除率每增加5%，H₂O₂成本增加<0.03元/m³为限。六、计算题（共30分）56.（10分）某水厂设计规模5×10⁴m³/d，采用O₃BAC工艺，臭氧投加量2mg/L，接触塔传质效率85%，尾气臭氧浓度0.2%（质量比），空气源臭氧发生器浓度3%（质量比）。求：（1）每小时所需空气流量（Nm³/h）；（2）日需电耗，若发生器比能耗15kWh/kgO₃。解：（1）臭氧需量=5×10⁴×2=1×10⁵g/d=4167g/h实际投加量=4167/0.85=4902g/h空气流量=4902/(0.03×1.2)=136167Nm³/h=136.2Nm³/h（2）日电耗=1×10⁵g×15kWh/kg=1500kWh答案：（1）136.2Nm³/h；（2）1500kWh57.（10分）某水厂原水碱度1.2mmol/L（以CaCO₃计），pH7.0，投加PAC（Al₂O₃10%，液体密度1.2kg/L）以Al³⁺计0.5mmol/L，求需补加NaOH（纯度96%）多少mg/L，才能使沉淀后pH6.5？已知Al³⁺水解产酸量1molAl³⁺产生3molH⁺，NaOH分子量40。解：Al³⁺产酸=0.5×3=1.5mmol/LH⁺原水碱度1.2mmol/L，可中和1.2mmol/LH⁺剩余H⁺=1.5–1.2=0.3mmol/L需NaOH=0.3mmol/L=0.3×40=12mg/L纯度96%，实际=12/0.96=12.5mg/L答案：12.5mg/L58.（10分）某浸没式超滤膜池，单池面积50m²，运行通量40L/(m²·h)，气擦洗强度12Nm³/(m²·h)，运行周期30min，其中过滤28min，空曝气2min；每6个周期进行一次维护性反洗（CEB），反洗通量100L/(m²·h)，历时2min，加NaClO500mg/L。求：（1）单池日净产水量；（2）日需NaClO（有效氯）量。解：（1）单周期产水=50×40×(28/60)=933.3L日周期数=24×60/30=48日净产水=933.3×48=44.8m³（2）CEB周期=6×30=180mi