水处理试题及答案

水处理试题及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.以下哪类设备属于污水预处理阶段的核心装置？A.曝气池B.生物滤池C.格栅D.二沉池答案：C2.混凝处理中，聚合氯化铝（PAC）的主要作用是？A.调节pH值B.压缩双电层C.吸附架桥D.网捕卷扫答案：B（PAC作为无机高分子混凝剂，主要通过压缩胶体颗粒的双电层实现脱稳）3.活性污泥法中，衡量污泥沉降性能的关键指标是？A.MLSS（混合液悬浮固体浓度）B.SVI（污泥体积指数）C.MLVSS（混合液挥发性悬浮固体浓度）D.DO（溶解氧）答案：B4.反渗透（RO）膜分离过程中，驱动水透过膜的主要动力是？A.浓度差B.压力差C.电位差D.温度差答案：B5.以下哪种工艺属于生物脱氮除磷的典型工艺？A.普通活性污泥法B.A²/O工艺C.生物接触氧化法D.氧化沟答案：B6.消毒过程中，次氯酸钠（NaClO）的杀菌机理主要是？A.破坏微生物细胞壁B.氧化微生物酶系统C.沉淀微生物蛋白质D.抑制微生物DNA复制答案：B7.某工业废水pH=3，需调节至中性，应优先投加的药剂是？A.硫酸B.氢氧化钠C.聚合硫酸铁D.活性炭答案：B8.气浮法主要用于去除水中哪种类型的污染物？A.密度大于水的悬浮物B.溶解态有机物C.密度接近或小于水的悬浮物D.重金属离子答案：C9.以下哪项不属于污水二级处理的目标？A.去除大部分有机物B.降低BOD5浓度C.去除氮磷营养物D.去除悬浮固体答案：C（二级处理主要去除有机物和悬浮物，脱氮除磷属于深度处理或强化二级处理）10.污泥脱水过程中，板框压滤机的脱水后泥饼含水率通常为？A.90%-95%B.80%-85%C.70%-75%D.60%-65%答案：B11.以下哪种微生物属于好氧生物处理中的优势菌种？A.产甲烷菌B.反硝化菌C.硝化菌D.硫酸盐还原菌答案：C（硝化菌为好氧自养菌，参与氨氮氧化）12.用于衡量水中有机物总量的综合指标是？A.BOD5B.CODC.SSD.NH3-N答案：B（COD可反映所有能被强氧化剂氧化的有机物和无机物总量）13.以下哪项是膜生物反应器（MBR）的核心特点？A.无需曝气B.污泥龄（SRT）与水力停留时间（HRT）分离C.处理效率低D.膜组件易堵塞但无需清洗答案：B14.化学沉淀法处理含镉废水时，常用的沉淀剂是？A.石灰（Ca(OH)2）B.活性炭C.聚合氯化铝D.次氯酸钠答案：A（镉离子与OH⁻反应生成Cd(OH)2沉淀）15.以下哪种工艺属于自然处理系统？A.人工湿地B.序批式活性污泥法（SBR）C.生物转盘D.接触氧化池答案：A16.某污水厂进水BOD5=300mg/L，出水BOD5=15mg/L，其BOD5去除率为？A.90%B.95%C.98%D.99%答案：B（(300-15)/300×100%=95%）17.以下哪项是厌氧消化的主要产物？A.氧气B.甲烷C.氮气D.氢气答案：B（厌氧消化最终产生CH4和CO2）18.过滤工艺中，石英砂滤料的有效粒径（d10）是指？A.10%滤料能通过的筛孔直径B.90%滤料能通过的筛孔直径C.平均粒径D.最大粒径答案：A19.以下哪种方法可用于检测水中余氯含量？A.重铬酸钾法B.碘量法C.钼酸铵分光光度法D.纳氏试剂比色法答案：B（碘量法是测定余氯的经典方法）20.以下哪项是活性污泥发黑的主要原因？A.溶解氧过高B.污泥负荷过低C.曝气不足导致厌氧D.水温过低答案：C（曝气不足时，污泥中的微生物因缺氧代谢产生硫化氢，与铁离子反应生成硫化亚铁，使污泥发黑）二、填空题（每空1分，共20分）1.水中悬浮物的去除主要通过____和____工艺实现。（沉淀；气浮）2.衡量污水可生化性的指标是____，当该值大于____时，污水可生化性良好。（BOD5/COD；0.3）3.生物脱氮过程包括____、____和____三个阶段。（氨化；硝化；反硝化）4.反渗透膜的操作压力通常为____MPa，纳滤膜的操作压力一般为____MPa。（1.5-10；0.5-2.0）5.污泥的“四步处理”包括____、____、____和____。（浓缩；消化；脱水；处置）6.混凝过程分为____和____两个阶段，分别对应____和____设备。（混合；絮凝；快速混合池；絮凝池）7.常用的消毒方法包括____、____、____和____。（氯消毒；紫外线消毒；臭氧消毒；二氧化氯消毒）8.活性污泥的“菌胶团”由____分泌的____物质黏结而成，是吸附和降解有机物的主体。（微生物；胞外多聚物）三、判断题（每题1分，共10分）1.格栅的间隙越小，对后续设备的保护效果越好，因此应尽可能选择细格栅。（×，需根据水质和后续工艺选择，过细格栅易堵塞，增加运行成本）2.气浮法中，溶气水释放的微气泡直径越小，气浮效率越高。（√，小气泡与悬浮物接触更充分）3.厌氧处理适用于高浓度有机废水，其出水可直接排放。（×，厌氧出水有机物浓度仍较高，需后续好氧处理）4.为提高硝化效率，好氧池的pH应控制在6.0-6.5。（×，硝化菌适宜pH为7.5-8.5）5.膜污染是指污染物在膜表面或内部的沉积，可通过反冲洗缓解。（√）6.污泥膨胀的主要原因是丝状菌过度繁殖，可通过增加溶解氧或投加混凝剂控制。（√）7.化学除磷时，投加铝盐的最佳pH范围是5-6，投加铁盐的最佳pH范围是6-8。（√）8.电渗析法利用离子交换膜的选择透过性分离离子，无需外加电场。（×，需外加直流电场）9.活性炭吸附饱和后，可通过加热再生恢复吸附能力。（√）10.城镇污水处理厂一级A标准中，COD的排放限值为50mg/L，BOD5的排放限值为10mg/L。（√）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述混凝的基本机理。答：混凝机理主要包括四个方面：（1）压缩双电层：投加电解质（如铝盐、铁盐）后，胶体颗粒的扩散层被压缩，ζ电位降低，颗粒间斥力减小，发生凝聚；（2）吸附电中和：高价离子或高分子物质吸附于胶体表面，中和其电荷，降低ζ电位；（3）吸附架桥：高分子混凝剂（如PAM）通过长链分子将多个胶体颗粒连接成大絮体；（4）网捕卷扫：金属氢氧化物沉淀（如Al(OH)3）在形成过程中，可卷带水中胶体颗粒共同沉淀。2.说明SBR工艺的运行周期及各阶段的作用。答：SBR（序批式活性污泥法）的运行周期包括五个阶段：（1）进水阶段：污水进入反应器，同时可进行厌氧或缺氧反应（视工艺目标）；（2）反应阶段：通过曝气（好氧）或搅拌（缺氧/厌氧）完成有机物降解、硝化/反硝化等反应；（3）沉淀阶段：停止曝气和搅拌，污泥自然沉降，实现固液分离；（4）排水阶段：通过滗水器排出上清液，保留沉淀污泥；（5）闲置阶段：维持少量曝气或搅拌，为下一周期提供活性污泥。3.比较生物膜法与活性污泥法的主要区别。答：（1）微生物存在形式：活性污泥法中微生物以悬浮状态存在（菌胶团）；生物膜法中微生物附着在载体表面形成生物膜。（2）反应器结构：活性污泥法需二沉池分离污泥；生物膜法无需二沉池（或仅需简单沉淀）。（3）污泥产量：生物膜法污泥龄长，污泥产量较低。（4）耐冲击负荷能力：生物膜法因生物相丰富（存在多种微生物），抗冲击负荷能力更强。（5）供氧方式：活性污泥法需机械曝气；生物膜法可通过自然通风或鼓风曝气。4.简述反渗透（RO）与纳滤（NF）的异同点。答：相同点：均属于压力驱动的膜分离技术，利用半透膜分离水中溶质；操作压力均高于渗透压；可去除水中大部分有机物和离子。不同点：（1）截留分子量：RO膜截留分子量＜100Da（去除几乎所有离子和小分子有机物）；NF膜截留分子量200-1000Da（可部分透过单价离子）。（2）操作压力：RO压力更高（1.5-10MPa），NF压力较低（0.5-2.0MPa）。（3）应用场景：RO用于高纯水制备、海水淡化；NF用于饮用水软化、工业废水脱盐（保留部分有益离子）。5.分析污泥厌氧消化过程中“酸化”与“甲烷化”阶段的特点及控制条件。答：（1）酸化阶段（产酸阶段）：由水解菌和产酸菌完成，将大分子有机物（如蛋白质、脂肪、碳水化合物）水解为小分子有机物（如氨基酸、脂肪酸、醇类），最终生成挥发性脂肪酸（VFA）、CO2、H2等。此阶段pH易下降（VFA积累），需控制pH在6.5-7.5，温度20-40℃（中温35℃或高温55℃）。（2）甲烷化阶段（产甲烷阶段）：由产甲烷菌完成，将VFA、H2/CO2转化为CH4和CO2。产甲烷菌对环境敏感，需严格控制pH（6.8-7.2）、温度（与酸化阶段一致）、抑制物（如硫化物、氨氮浓度＜3000mg/L），同时保持厌氧环境（氧化还原电位＜-300mV）。五、综合分析题（每题10分，共20分）1.某城镇生活污水厂设计规模为20000m³/d，进水水质：BOD5=250mg/L，COD=450mg/L，SS=200mg/L，NH3-N=35mg/L，TP=4mg/L；出水需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准（BOD5≤10mg/L，COD≤50mg/L，SS≤10mg/L，NH3-N≤5mg/L，TP≤0.5mg/L）。请设计一套完整的污水处理工艺流程，并说明各单元的作用及设计要点。答：工艺流程：格栅→沉砂池→初沉池→A²/O反应池→二沉池→混凝沉淀池→滤池→消毒池→出水。各单元作用及设计要点：（1）格栅：去除大颗粒悬浮物（如树枝、塑料），保护后续设备。设计要点：采用中格栅（间隙10-20mm），机械清渣，安装倾角60°-75°。（2）沉砂池：去除无机砂粒（密度＞2.65g/cm³），防止管道和设备磨损。设计要点：采用曝气沉砂池（停留时间2-3min，曝气量0.1-0.2m³空气/m³污水），控制水平流速0.1m/s。（3）初沉池：去除约30%-50%的SS和20%-30%的BOD5。设计要点：采用平流式或辐流式沉淀池，表面负荷1.5-2.5m³/(m²·h)，停留时间1.5-2.0h。（4）A²/O反应池：生物脱氮除磷核心单元。分为厌氧区（释磷）、缺氧区（反硝化脱氮）、好氧区（有机物降解、硝化、吸磷）。设计要点：厌氧区停留时间1-2h，缺氧区停留时间2-3h，好氧区停留时间6-8h；污泥回流比50%-100%，混合液回流比200%-400%；控制好氧区DO=2-3mg/L，缺氧区DO＜0.5mg/L，厌氧区DO＜0.2mg/L。（5）二沉池：分离活性污泥与处理水。设计要点：采用辐流式或竖流式沉淀池，表面负荷0.8-1.2m³/(m²·h)，停留时间2.5-3.0h，污泥斗坡度≥45°。（6）混凝沉淀池：化学除磷（补充生物除磷不足）。投加铁盐或铝盐（如PAC），与PO4³⁻生成沉淀。设计要点：混合时间10-30s（G=700-1000s⁻¹），絮凝时间15-30min（G=20-70s⁻¹），表面负荷1.0-1.5m³/(m²·h)。（7）滤池：去除残余SS（如脱落的生物膜、化学污泥）。采用石英砂滤池或纤维滤池，设计滤速5-10m/h，反冲洗周期24-48h。（8）消毒池：杀灭病原微生物。采用紫外线消毒（接触时间10-20s）或次氯酸钠消毒（接触时间30min，余氯0.5-1.0mg/L）。2.某电镀厂排放含铬废水（主要污染物为Cr(Ⅵ)，浓度50mg/L，pH=2），拟采用“还原-沉淀法”处理。请详细说明处理流程、药剂选择及反应条件，并计算处理1m³废水所需还原剂（亚硫酸氢钠，NaHSO3）的理论投加量（已知Cr(Ⅵ)的摩尔质量为52g/mol，NaHSO3的摩尔质量为104g/mol，反应式：2Cr2O7²⁻+6HSO3⁻+8H⁺=4Cr³⁺+6SO4²⁻+7H2O）。答：处理流程：含铬废水→调节池（pH调节）→还原反应池（Cr(Ⅵ)→Cr(Ⅲ)）→中和沉淀池（Cr(Ⅲ)→Cr(OH)3沉淀）→沉淀池→污泥脱水→出水。药剂选择及反应条件：（1）pH调节：废水初始pH=2（酸性），但还原反应需在pH=2-3条件下进行（H⁺参与反应），无需额外调节pH。（2）还原剂：选择亚硫酸氢钠（NaHSO3），其还原性强且成本较低。（3）还原反应：向还原池投加NaHSO3，搅拌反应30-60min，确保Cr(Ⅵ)完全还原为Cr(Ⅲ)。（4）中和沉淀：还原后废水pH降低（反应消耗H⁺），需投加石灰（Ca(OH)2）调节pH至8-9，使Cr(Ⅲ)生成Cr(OH)3沉淀（溶度积Ksp=6.3×10⁻³¹，pH=8-9时沉淀完全）。理论投加量计算：反应式：2Cr2O7²⁻+6HSO3⁻+8H⁺=4Cr³⁺+6SO4²⁻+7H2O1molCr2O7²⁻含