2025年水质和水处理试题及答案

2025年水质和水处理试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某地表水监测结果显示：浊度5.2NTU，CODₘₙ为6.8mg/L，氨氮1.5mg/L，总磷0.2mg/L，溶解氧7.5mg/L。根据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），该水体水质类别应为（）。A.Ⅰ类B.Ⅱ类C.Ⅲ类D.Ⅳ类2.以下水处理工艺中，主要用于去除水中溶解性有机物的是（）。A.混凝沉淀B.砂滤C.活性炭吸附D.气浮3.关于次氯酸钠消毒的特点，下列描述错误的是（）。A.消毒后无持续余氯B.易受pH影响（pH越高，消毒效率越低）C.存储过程中易分解D.适用于小型水厂4.某污水厂采用A²/O工艺，其厌氧段的主要功能是（）。A.硝化反应B.反硝化反应C.释磷反应D.吸磷反应5.反渗透（RO）膜分离过程的驱动力是（）。A.浓度差B.压力差C.电位差D.温度差6.以下指标中，反映水中需氧有机物污染程度的综合指标是（）。A.总氮（TN）B.五日生化需氧量（BOD₅）C.总磷（TP）D.浊度7.混凝工艺中，硫酸铝作为混凝剂时，最佳pH范围通常为（）。A.4.0~5.5B.6.5~7.5C.8.0~9.5D.10.0~11.58.膜生物反应器（MBR）中，膜组件的主要作用是（）。A.拦截微生物B.促进硝化反应C.吸附有机物D.降低水温9.某工业废水含高浓度六价铬（Cr⁶⁺），最适宜的处理方法是（）。A.中和沉淀B.氧化还原C.离子交换D.膜过滤10.以下属于生物处理工艺中“好氧-缺氧”交替运行的典型工艺是（）。A.氧化沟B.序批式活性污泥法（SBR）C.生物接触氧化法D.生物滤池二、填空题（每空1分，共20分）1.水质指标中，浊度的单位是______；电导率反映水中______的含量。2.混凝过程分为两个阶段：______（快速混合）和______（缓慢搅拌）。3.消毒工艺中，紫外线消毒的主要缺点是______；臭氧消毒的优点是______。4.活性污泥法中，污泥龄（SRT）是指______在曝气池中的平均停留时间；污泥体积指数（SVI）的计算公式为______。5.反渗透膜的脱盐率计算公式为______（用符号表示）；超滤（UF）膜的截留分子量通常为______道尔顿。6.污水生物脱氮的过程包括______（氨氮转化为硝态氮）和______（硝态氮转化为氮气）。7.地下水铁锰超标时，常用的处理方法是______；含氟废水的常用处理方法是______。8.水质监测中，总大肠菌群的检测方法是______；余氯的测定方法常用______。9.循环冷却水系统中，控制结垢的常用方法包括______（调节pH）和______（投加阻垢剂）。10.新型水处理材料中，石墨烯基吸附剂的优势是______；光催化材料（如TiO₂）的作用机理是______。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述混凝剂与助凝剂的区别，并各举一例说明其适用场景。2.比较生物膜法与活性污泥法的优缺点（从微生物存在形式、抗冲击负荷能力、污泥产量等方面分析）。3.解释“微污染水源水”的定义，并说明其处理工艺（至少列举3种关键技术）。4.分析反渗透（RO）膜污染的主要类型及防治措施。5.简述城镇污水处理厂一级A排放标准中，COD、BOD₅、氨氮、总磷的限值（单位：mg/L），并说明总磷超标的主要原因及控制方法。四、计算题（每题10分，共30分）1.某水厂日处理水量为10万m³，原水浊度为20NTU，设计混凝剂（聚合氯化铝，PAC）投加量为15mg/L（以Al₂O₃计）。已知PAC固体中Al₂O₃含量为30%，试计算每日PAC固体的投加量（单位：kg）。2.某生活污水厂采用A²/O工艺，设计进水BOD₅为200mg/L，出水BOD₅要求≤10mg/L，曝气池有效容积为8000m³，污泥负荷（F/M）为0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d)，MLSS浓度为3500mg/L。计算该曝气池的BOD₅去除率及每日剩余污泥量（假设污泥产率系数Y=0.6kgMLSS/kgBOD₅，衰减系数Kd=0.05d⁻¹）。3.某反渗透系统进水TDS（溶解性总固体）为2000mg/L，产水TDS为50mg/L，浓水流量为20m³/h，产水流量为30m³/h。计算该系统的脱盐率、回收率及进水流量（单位：m³/h）。五、论述题（每题10分，共20分）1.随着“双碳”目标的推进，水处理领域需兼顾污染物去除与节能降耗。请结合具体工艺（如厌氧氨氧化、低能耗膜技术等），论述如何实现污水处理的低碳化。2.某城市新建饮用水厂，原水为水库水，检测指标如下：浊度8NTU，CODₘₙ=4.5mg/L，氨氮0.8mg/L，藻类密度5×10⁶个/L，嗅阈值（TON）=15。请设计一套完整的处理工艺流程（需包含预处理、常规处理、深度处理单元），并说明各单元的作用及设计要点。参考答案一、单项选择题1.C2.C3.A4.C5.B6.B7.B8.A9.B10.A二、填空题1.NTU（nephelometricturbidityunit）；溶解性离子2.凝聚；絮凝3.无持续消毒能力；氧化能力强、无有害副产物（或“可降解难有机物”）4.活性污泥；（沉淀污泥体积mL/污泥浓度g/L）×10005.（1-产水TDS/进水TDS）×100%；1000~1000006.硝化；反硝化7.曝气氧化+过滤；石灰沉淀法（或“吸附法”）8.多管发酵法（或“酶底物法”）；N,N-二乙基对苯二胺（DPD）分光光度法9.加酸；投加阻垢剂10.比表面积大、吸附容量高；在光照下产生羟基自由基（·OH）降解有机物三、简答题1.区别：混凝剂主要通过电荷中和、压缩双电层等作用使胶体脱稳；助凝剂用于改善絮体结构（如增大粒径、提高密度），或调节水质（如pH）以增强混凝效果。示例：混凝剂（PAC）用于原水浊度较高时的胶体脱稳；助凝剂（聚丙烯酰胺，PAM）用于低浊水或低温水，增强絮体沉降性能。2.生物膜法：微生物附着在载体表面形成膜状结构，抗冲击负荷能力强（生物相丰富），污泥产量低（生物龄长），但传质效率较低；活性污泥法：微生物以悬浮状态存在，传质效率高（处理负荷高），但抗冲击负荷能力较弱，污泥易膨胀，污泥产量较大。3.定义：微污染水源水指常规指标（浊度、细菌等）符合标准，但存在低浓度有机物（如腐殖酸、农药）、氨氮、藻类代谢产物（如藻毒素）等污染物的水源水。处理工艺：预处理（臭氧预氧化、生物接触氧化）→常规处理（混凝-沉淀-过滤）→深度处理（活性炭吸附、膜过滤、臭氧-生物活性炭）。4.污染类型：-无机污染（如CaCO₃、SiO₂结垢）；-有机污染（如腐殖酸、蛋白质吸附）；-生物污染（微生物膜形成）。防治措施：预处理（软化、保安过滤）、优化运行参数（降低回收率、控制pH）、定期化学清洗（酸/碱+杀菌剂）。5.一级A标准：COD≤50mg/L，BOD₅≤10mg/L，氨氮（水温＞12℃）≤5mg/L，总磷≤0.5mg/L。总磷超标原因：进水TP浓度高（如生活污水含磷洗涤剂）、生物除磷效果不稳定（厌氧段释磷不充分）。控制方法：强化生物除磷（优化厌氧段停留时间）、化学除磷（投加铁盐/铝盐）、深度处理（滤布滤池+吸附）。四、计算题1.PAC固体投加量：日处理水量Q=10×10⁴m³=10⁵m³=10⁸L，PAC投加量（以Al₂O₃计）=15mg/L×10⁸L=1.5×10⁹mg=1500kg，PAC固体量=1500kg/30%=5000kg。2.BOD₅去除率：去除率=（200-10）/200×100%=95%。剩余污泥量：每日处理BOD₅量=（200-10）mg/L×10⁴m³/d=190×10⁴g/d=1900kg/d，污泥净产率=Y×(BOD₅去除量)-Kd×MLSS×V=0.6×1900-0.05×3500×8=1140-140=1000kg/d。3.脱盐率=（2000-50）/2000×100%=97.5%；回收率=30/(30+20)×100%=60%；进水流量=30+20=50m³/h。五、论述题1.低碳化路径：-厌氧氨氧化（Anammox）：在厌氧条件下，氨氮直接与亚硝氮反应生成氮气，无需有机碳源（节省碳源投加），能耗降低60%以上（无需曝气），适用于高氨氮废水（如污泥消化液）。-低能耗膜技术：开发新型低压反渗透膜（如纳滤膜），降低操作压力；采用膜生物反应器（MBR）与厌氧工艺耦合（如AnMBR），减少曝气能耗，同时回收沼气（甲烷）作为能源。-能量回收：利用污水温差（如水源热泵）、污泥厌氧消化产沼气（替代化石燃料），实现“以废治废”。2.工艺流程设计：预处理：预氧化（臭氧投加量1~2mg/L）→作用：氧化藻类（降低藻密度）、分解嗅味物质（TON降至5以下）；设计要点：接触时间10~15min，避免过度氧化生成溴酸盐。常规处理：混凝（PAC投加量10~15mg/L）→沉淀（斜管沉淀池，表面负荷8~10m³/(m²·h