2025年水处理工程期末考试试卷及答案

2025年水处理工程期末考试试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.某城市污水厂进水悬浮物（SS）浓度为280mg/L，经格栅-沉砂池处理后，SS去除率为15%，则沉砂池出水SS浓度约为（）。A.238mg/LB.245mg/LC.252mg/LD.260mg/L2.关于气浮法的描述，错误的是（）。A.适用于密度接近水的悬浮物分离B.溶气压力越高，气泡越小C.混凝预处理可提高气浮效率D.气浮池表面负荷通常高于沉淀池3.某污水厂采用A2/O工艺，若厌氧段溶解氧（DO）长期高于0.5mg/L，最可能导致（）。A.硝化反应受阻B.聚磷菌释磷不充分C.反硝化效率提升D.污泥膨胀4.反渗透（RO）膜分离的主要驱动力是（）。A.浓度差B.压力差C.电位差D.温度差5.以下不属于生物脱氮关键步骤的是（）。A.氨化作用B.硝化作用C.反硝化作用D.水解酸化6.化学混凝过程中，“压缩双电层”机理主要依赖（）。A.高分子聚合物的架桥作用B.高价金属离子的电荷中和C.胶体颗粒的布朗运动D.机械搅拌的剪切力7.某曝气池混合液悬浮固体（MLSS）浓度为3500mg/L，挥发性悬浮固体（MLVSS）浓度为2800mg/L，则MLVSS/MLSS比值为（）。A.0.6B.0.7C.0.8D.0.98.关于UASB（上流式厌氧污泥床）反应器的描述，正确的是（）。A.需设置机械搅拌装置B.污泥床层上方为悬浮污泥层C.三相分离器主要分离泥和水D.适用于低浓度有机废水处理9.某工业废水pH=3，需中和至中性，优先选用的中和剂是（）。A.硫酸B.氢氧化钠C.石灰石D.碳酸氢钠10.活性污泥法中，污泥龄（θc）是指（）。A.污泥在曝气池中的停留时间B.污泥在二沉池中的停留时间C.污泥从提供到排出系统的平均时间D.污泥与污水的接触时间11.以下消毒方法中，持续杀菌能力最强的是（）。A.紫外线消毒B.液氯消毒C.臭氧消毒D.二氧化氯消毒12.平流式沉淀池设计中，表面负荷（q）的单位是（）。A.m³/(m²·h)B.m/hC.kg/(m³·d)D.mg/L13.离子交换树脂再生时，若采用NaCl溶液再生阳离子交换树脂，其再生反应属于（）。A.中和反应B.氧化还原反应C.置换反应D.分解反应14.某污水厂二沉池出现“漂泥”现象，可能的原因是（）。A.污泥沉降性能良好B.曝气池DO过高C.污泥龄过短导致污泥老化D.进水悬浮物浓度过低15.《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准中，出水氨氮（以N计）浓度限值为（）。A.5mg/L（水温＞12℃）B.8mg/L（水温≤12℃）C.15mg/L（所有水温）D.10mg/L（水温＞12℃）二、填空题（每空1分，共10分）1.格栅按间隙大小可分为粗格栅（间隙＞40mm）、中格栅（间隙______）和细格栅（间隙1～10mm）。2.沉淀池的类型包括平流式、______和辐流式。3.生物膜法中，微生物主要附着在______表面生长。4.化学除磷常用的药剂有铝盐、铁盐和______。5.活性污泥法中，污泥膨胀的主要表现是污泥体积指数（SVI）______（填“升高”或“降低”）。6.厌氧处理的三个阶段为水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和______阶段。7.膜生物反应器（MBR）是将膜分离技术与______相结合的工艺。8.混凝过程包括混合和______两个关键步骤。9.吸附法中，常用的吸附剂有活性炭、______和沸石等。10.污水的可生化性通常用______（BOD5/COD）比值衡量，当该比值＞0.3时，可认为污水可生化。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述气浮法的基本原理及适用场景。2.说明A2/O工艺中厌氧段、缺氧段和好氧段的主要功能。3.比较生物膜法与活性污泥法的优缺点。4.化学沉淀法与混凝沉淀法的主要区别是什么？5.简述MBR工艺的主要优点和局限性。四、计算题（共20分）1.（6分）某城镇污水厂设计流量Q=2.4×104m³/d，进水BOD5=200mg/L，要求出水BOD5≤20mg/L，采用传统活性污泥法，曝气池污泥负荷Ns=0.3kgBOD5/(kgMLSS·d)，MLSS=3000mg/L，计算曝气池的有效容积V（单位：m³）。2.（7分）某工业废水含氨氮（NH3-N）浓度为50mg/L，采用硝化-反硝化工艺脱氮。已知：硝化反应中1gNH3-N完全硝化需消耗4.57gO2；反硝化反应中1gNO3--N反硝化可利用2.86gO2（以O2当量计）。若废水流量为1000m³/d，计算：（1）硝化过程的需氧量（kgO2/d）；（2）反硝化过程可节省的需氧量（kgO2/d）。3.（7分）某水厂采用聚合氯化铝（PAC）混凝除浊，原水浊度为100NTU，投加PAC后，经烧杯试验确定最佳投药量为20mg/L（以Al2O3计）。若PAC产品中Al2O3含量为30%（质量分数），水厂设计流量为5×104m³/d，计算每日PAC的投加量（单位：kg）。五、论述题（共10分）某城镇污水处理厂采用“粗格栅-提升泵-细格栅-沉砂池-AAO工艺-二沉池-消毒”流程，近期监测发现出水总氮（TN）浓度为25mg/L（标准限值为15mg/L），试分析可能的原因，并提出至少3项针对性改进措施。参考答案一、单项选择题1.A（280×(1-15%)=238）2.B（溶气压力过高可能导致气泡合并变大）3.B（厌氧段DO过高抑制聚磷菌释磷）4.B（反渗透依赖压力差克服渗透压）5.D（水解酸化属于预处理，非脱氮关键）6.B（压缩双电层主要通过高价离子中和电荷）7.C（2800/3500=0.8）8.B（UASB分为污泥床、悬浮层和沉淀区，三相分离器分离气、固、液）9.C（石灰石成本低，适用于酸性废水中和）10.C（污泥龄是污泥在系统中的平均停留时间）11.B（液氯消毒后余氯可持续杀菌）12.A（表面负荷单位为体积/(面积·时间)）13.C（Na+置换树脂上的阳离子）14.C（污泥老化导致污泥松散，易上浮）15.A（一级A标准：水温＞12℃时氨氮≤5mg/L，≤12℃时≤8mg/L）二、填空题1.10～40mm2.竖流式3.填料（或载体）4.钙盐（或石灰）5.升高6.产甲烷7.活性污泥法8.絮凝9.硅藻土（或黏土）10.B/C三、简答题1.原理：通过向水中通入微小气泡，使气泡附着于悬浮物表面，形成密度小于水的气浮体，上浮至水面后分离。适用场景：①密度接近水的悬浮物（如油类、藻类）；②低浊度、高色度废水；③污泥浓缩。2.厌氧段：聚磷菌释放磷，吸收有机物合成PHB；缺氧段：反硝化菌利用有机物将NO3--N还原为N2；好氧段：硝化菌将NH3-N氧化为NO3--N，聚磷菌过量吸磷。3.生物膜法优点：污泥龄长，耐冲击负荷，无需污泥回流；缺点：投资较高，易堵塞。活性污泥法优点：处理效率高，运行灵活；缺点：污泥易膨胀，需污泥回流。4.化学沉淀法：通过投加药剂与污染物提供难溶盐沉淀（如除磷提供Ca3(PO4)2）；混凝沉淀法：通过混凝剂压缩双电层、架桥，使胶体脱稳凝聚沉淀（如除浊）。核心区别：前者是化学反应提供新物质，后者是物理化学过程使胶体聚集。5.优点：出水水质好（无悬浮物），污泥浓度高（容积负荷大），占地面积小；局限性：膜易污染（需反洗），能耗高（膜过滤压力），投资成本高。四、计算题1.解：污泥负荷公式：Ns=Q·(Sa-Se)/(V·X)式中：Q=2.4×104m³/d，Sa=200mg/L=0.2kg/m³，Se=0.02kg/m³，X=3kg/m³（3000mg/L），Ns=0.3kgBOD5/(kgMLSS·d)整理得：V=Q·(Sa-Se)/(Ns·X)=2.4×104×(0.2-0.02)/(0.3×3)=2.4×104×0.18/0.9=4800m³答：曝气池有效容积为4800m³。2.解：（1）硝化需氧量=废水流量×氨氮浓度×4.57=1000m³/d×50g/m³×4.57gO2/gN=1000×50×4.57×10-3kg/d=228.5kgO2/d（2）反硝化节省需氧量=硝化提供的NO3--N量×2.86硝化提供的NO3--N量=废水中氨氮量=1000×50×10-3=50kgN/d节省需氧量=50×2.86=143kgO2/d答：（1）硝化需氧量228.5kg/d；（2）反硝化节省143kg/d。3.解：每日需投加的Al2O3量=设计流量×投药量=5×104m³/d×20g/m³=1×106g/d=1000kg/dPAC投加量=Al2O3量/PAC中Al2O3含量=1000kg/d÷30%≈3333.3kg/d答：每日PAC投加量约为3333.3kg。五、论述题可能原因：①缺氧段停留时间不足：反硝化时间短，NO3--N未完全还原为N2；②碳源不足：原水BOD5/TN＜4（反硝化碳源需求），反硝化菌缺乏电子供体；③好氧段DO过高：硝化液回流带入过多DO，抑制缺氧段反硝化；④污泥龄过短：硝化菌（世代周期长）流失，硝化不彻底，导