垃圾渗滤液处理技术试题及答案

垃圾渗滤液处理技术试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下哪项不属于垃圾渗滤液的典型水质特征？（）A.高浓度COD（化学需氧量）B.低氨氮含量C.高重金属离子浓度（部分填埋场）D.可生化性随填埋时间延长呈下降趋势答案：B解析：垃圾渗滤液因垃圾中有机物分解，通常含有高浓度COD（可达数万mg/L）；填埋过程中含氮有机物氨化会导致高氨氮（可达几千mg/L）；部分填埋场因混入工业垃圾可能含重金属；随着填埋时间延长，易降解有机物减少，可生化性（BOD₅/COD）逐渐降低，故B错误。2.下列哪种工艺属于生物处理中的厌氧工艺？（）A.活性污泥法B.序批式反应器（SBR）C.上流式厌氧污泥床（UASB）D.膜生物反应器（MBR）答案：C解析：活性污泥法、SBR和MBR均为好氧或缺氧-好氧组合工艺；UASB通过厌氧微生物将有机物转化为甲烷和二氧化碳，属于典型厌氧工艺。3.垃圾渗滤液处理中，反渗透（RO）膜的主要作用是（）A.去除大分子有机物B.截留悬浮物C.脱除溶解性盐类和小分子有机物D.降解氨氮答案：C解析：RO膜孔径极小（约0.1nm），可截留95%以上的溶解性盐类（如NaCl）和小分子有机物（如分子量＞100的物质），大分子有机物通常由纳滤（NF）或生物处理去除，悬浮物由预处理或膜分离（如MBR）去除，氨氮主要通过生物硝化反硝化降解。4.某垃圾渗滤液的BOD₅/COD为0.3，宜优先采用（）工艺组合？A.直接深度氧化（如Fenton）B.厌氧+好氧生物处理C.化学沉淀+吸附D.蒸发浓缩答案：B解析：BOD₅/COD＞0.3时，可生化性较好，优先生物处理；若＜0.2则需预处理提高可生化性或直接深度氧化。厌氧可去除高浓度有机物，好氧进一步降解剩余有机物并硝化氨氮，故B合理。5.以下关于垃圾渗滤液预处理的描述，错误的是（）A.调节池可均衡水质水量B.格栅用于去除大颗粒悬浮物C.化学沉淀主要用于去除氨氮D.气浮可分离油类和部分胶体答案：C解析：化学沉淀（如鸟粪石法）可去除氨氮，但预处理阶段的化学沉淀更多用于去除重金属或调节pH；氨氮的主要去除单元是生物硝化反硝化或吹脱。预处理的核心是去除大颗粒、均衡水质、分离油类等，故C错误。6.厌氧处理垃圾渗滤液时，最适pH范围是（）A.4.5-5.5B.6.5-7.5C.8.5-9.5D.10.0-11.0答案：B解析：厌氧微生物（尤其是产甲烷菌）对pH敏感，最佳pH为6.8-7.2，超出此范围（如酸化阶段pH＜6.5）会抑制产甲烷菌活性，导致处理效率下降。7.下列哪项不是膜生物反应器（MBR）的优势？（）A.污泥浓度高，容积负荷大B.出水悬浮物浓度几乎为0C.无需反硝化脱氮D.占地面积小答案：C解析：MBR通过膜分离实现泥水高效分离，污泥浓度可达8000-12000mg/L（传统活性污泥法仅3000-5000mg/L），容积负荷高；膜截留作用使出水悬浮物趋近于0；但脱氮仍需通过缺氧-好氧（A/O）工艺实现反硝化，故C错误。8.垃圾渗滤液“老龄”阶段（填埋5年以上）的主要特征是（）A.COD以易降解有机物为主B.氨氮浓度显著降低C.BOD₅/COD＜0.2D.重金属浓度极低答案：C解析：老龄渗滤液中易降解有机物（如糖类、脂肪酸）已基本分解，剩余多为腐殖酸、富里酸等难降解有机物，BOD₅/COD通常＜0.2；氨氮因含氮有机物持续氨化可能维持高浓度（甚至升高）；重金属浓度取决于垃圾成分，未必极低，故C正确。9.采用吹脱法去除渗滤液中氨氮时，关键控制参数是（）A.温度和pHB.溶解氧（DO）C.污泥龄（SRT）D.膜通量答案：A解析：吹脱法利用氨（NH₃）的挥发性，通过提高pH（＞10.5）将NH₄⁺转化为NH₃，同时升高温度（如50℃）可增大NH₃在气相中的分压，促进脱除。DO影响生物处理，SRT是生物法参数，膜通量是膜分离参数，故A正确。10.以下深度处理技术中，对难降解有机物去除效果最佳的是（）A.活性炭吸附B.臭氧氧化C.电渗析D.离子交换答案：B解析：臭氧氧化通过产生羟基自由基（·OH）氧化难降解有机物（如腐殖酸），可将其分解为小分子或完全矿化；活性炭吸附容量有限且需再生；电渗析主要脱盐；离子交换适用于特定离子（如NH₄⁺），故B最佳。二、填空题（每空1分，共20分）1.垃圾渗滤液的产生主要受________、垃圾自身含水量、________和________等因素影响。答案：降水量；垃圾压实程度；填埋场结构2.生物处理中，厌氧工艺的主要产物是________和________，而好氧工艺的最终产物是________和________。答案：甲烷（CH₄）；二氧化碳（CO₂）；二氧化碳（CO₂）；水（H₂O）3.MBR工艺是________和________的结合，其核心组件是________。答案：膜分离技术；生物处理技术；膜组件（或中空纤维膜、平板膜）4.垃圾渗滤液脱氮的主要途径包括________（如吹脱）、________（如硝化反硝化）和________（如折点氯化）。答案：物理化学法；生物法；化学氧化法5.纳滤（NF）膜的截留分子量范围约为________，可有效去除________和________。答案：200-1000Da；二价离子（如SO₄²⁻）；小分子有机物（如腐殖酸）6.厌氧处理的三个阶段是________、________和________。答案：水解酸化阶段；产氢产乙酸阶段；产甲烷阶段7.垃圾渗滤液处理中，“预处理+生物处理+深度处理”的典型流程中，预处理常用________、________和________，深度处理常用________、________和________。答案：格栅；调节池；化学沉淀（或气浮）；反渗透（RO）；纳滤（NF）；高级氧化（或活性炭吸附）三、判断题（每题2分，共20分。正确打“√”，错误打“×”）1.垃圾渗滤液的COD浓度一定高于生活污水的COD浓度。（）答案：×解析：新填埋场渗滤液COD可达数万mg/L（远高于生活污水的300-500mg/L），但老龄渗滤液COD可能降至数千mg/L，部分生活污水（如餐饮废水）COD也可能接近此范围，故表述绝对化错误。2.厌氧处理可以同时去除COD和氨氮。（）答案：×解析：厌氧处理主要降解有机物（转化为CH₄和CO₂），但氨氮（NH₄⁺）在厌氧条件下无法被硝化（需好氧环境），因此厌氧段氨氮浓度基本不变甚至可能升高（含氮有机物氨化）。3.膜分离技术（如RO、NF）的浓水可直接回灌填埋场。（）答案：×解析：浓水含高浓度盐分（如NaCl）、难降解有机物（如腐殖酸）和重金属（若存在），直接回灌会导致填埋场盐分积累，影响微生物活性，长期可能加剧渗滤液处理难度，需进一步处理（如蒸发结晶）。4.垃圾渗滤液的可生化性（BOD₅/COD）随填埋时间延长而降低。（）答案：√解析：新填埋场渗滤液含大量易降解有机物（BOD₅/COD＞0.5），随时间延长，易降解有机物被分解，剩余难降解物质（如腐殖酸）增加，BOD₅/COD可降至0.2以下。5.吹脱法去除氨氮时，pH越高越好。（）答案：×解析：pH过高（如＞11.5）会导致水中OH⁻浓度过高，与CO₃²⁻、HCO₃⁻反应生成沉淀（如CaCO₃），堵塞设备；同时过高pH增加药剂成本（如投加NaOH），实际控制pH为10.5-11.0。6.好氧生物处理中，污泥负荷（F/M）越高，处理效率越高。（）答案：×解析：污泥负荷过高（＞0.5kgBOD₅/(kgMLSS·d)）会导致微生物处于对数增长期，污泥沉降性差（如污泥膨胀），出水悬浮物增加；低负荷（＜0.2）时微生物处于内源呼吸期，处理效率稳定但容积利用率低，需平衡负荷与效率。7.反渗透（RO）膜的操作压力高于纳滤（NF）膜。（）答案：√解析：RO膜需克服更高的渗透压（因截留更小分子和盐类），操作压力通常为1.5-4.0MPa，而NF膜压力为0.5-2.0MPa，故正确。8.垃圾渗滤液处理中，预处理的主要目的是去除所有悬浮物和有机物。（）答案：×解析：预处理的核心是去除大颗粒悬浮物（如塑料、织物）、均衡水质水量、调节pH，为后续生物处理创造条件，无法去除所有有机物（主要靠生物处理和深度处理）。9.厌氧反应器（如UASB）启动时，接种污泥需选择好氧活性污泥。（）答案：×解析：UASB需接种厌氧污泥（如厌氧颗粒污泥、消化池污泥），好氧污泥中的微生物（如好氧菌、真菌）在厌氧环境中无法存活，会导致启动失败。10.高级氧化技术（如Fenton）可将有机物完全矿化为CO₂和H₂O。（）答案：√解析：Fenton试剂（H₂O₂+Fe²⁺）产生的·OH氧化电位高（2.8V），可无选择性氧化有机物，最终生成CO₂、H₂O和无机离子（如NO₃⁻、SO₄²⁻）。四、简答题（每题8分，共32分）1.简述垃圾渗滤液的“年轻”和“老龄”阶段在水质上的主要差异，并说明对应的处理工艺选择策略。答案：（1）水质差异：①年轻渗滤液（填埋＜2年）：COD高（10000-50000mg/L），BOD₅/COD＞0.5（可生化性好），氨氮较低（＜1000mg/L），pH偏酸性（5-6.5）；②老龄渗滤液（填埋＞5年）：COD降低（1000-5000mg/L），BOD₅/COD＜0.2（难降解有机物为主），氨氮高（2000-5000mg/L），pH中性偏碱（7-8.5）。（2）工艺策略：①年轻渗滤液：优先生物处理（如UASB+A/O-MBR），利用厌氧去除高浓度有机物，好氧降解剩余有机物并硝化氨氮；②老龄渗滤液：生物处理效率低，需强化预处理（如臭氧氧化提高可生化性）+生物处理（如反硝化滤池脱氮）+深度处理（如RO/NF或Fenton氧化去除难降解有机物）。2.比较厌氧处理与好氧处理在垃圾渗滤液处理中的优缺点。答案：（1）厌氧处理优点：①能耗低（无需曝气），可回收沼气（CH₄）作为能源；②污泥产量少（仅为好氧的1/10-1/5），降低污泥处理成本；③对高浓度有机物（COD＞5000mg/L）处理效率高（去除率80%-90%）。（2）厌氧处理缺点：①启动时间长（需2-6个月培养厌氧污泥）；②对温度、pH敏感（最佳35℃，pH6.8-7.2），抗冲击负荷能力差；③无法去除氨氮（可能因氨化作用升高），需后续好氧处理。（3）好氧处理优点：①反应速度快（有机物降解速率是厌氧的10-100倍）；②可同步硝化氨氮（需好氧环境）；③运行稳定，抗冲击负荷能力较强。（4）好氧处理缺点：①能耗高（曝气占总能耗60%-70%）；②污泥产量大（需额外污泥处理）；③对高浓度有机物（COD＞10000mg/L）处理效率低（易导致污泥膨胀）。3.说明膜生物反应器（MBR）在垃圾渗滤液处理中的核心作用及常见膜污染控制措施。答案：（1）核心作用：①泥水高效分离：膜截留活性污泥（MLSS可达8000-12000mg/L），出水悬浮物趋近于0；②延长污泥龄（SRT）：使世代周期长的硝化菌（如亚硝化单胞菌）在反应器内富集，强化氨氮硝化；③提高容积负荷：高污泥浓度允许更高的有机物负荷（容积负荷可达3-5kgCOD/(m³·d)），减少反应器体积。（2）膜污染控制措施：①预处理：通过格栅、沉砂池去除大颗粒，降低膜表面堵塞风险；②膜表面流速控制：提高混合液循环流速（2-4m/s），减少污染物沉积；③化学清洗：定期用次氯酸钠（NaClO）或柠檬酸清洗膜表面有机物/无机物污染；④优化运行参数：控制污泥浓度（避免过高导致膜污染加剧）、调整曝气强度（增加膜表面剪切力）；⑤选用抗污染膜材料：如PVDF（聚偏氟乙烯）膜比PVC膜抗污染能力更强。4.简述“预处理+生物处理+深度处理”组合工艺的典型流程，并说明各单元的主要功能。答案：典型流程：格栅→调节池→化学沉淀（或气浮）→UASB（厌氧）→A/O-MBR（缺氧-好氧膜生物反应器）→NF（纳滤）→RO（反渗透）→达标排放。各单元功能：（1）预处理（格栅、调节池、化学沉淀）：①格栅：去除大颗粒悬浮物（如塑料、织物）；②调节池：均衡水质水量（停留时间2-7天），稳定后续处理；③化学沉淀：投加Ca(OH)₂或PAC（聚合氯化铝）去除重金属或部分悬浮物。（2）生物处理（UASB、A/O-MBR）：①UASB：厌氧降解高浓度有机物（COD去除率80%-90%），产生沼气；②A/O-MBR：缺氧段反硝化（NO₃⁻→N₂）脱氮，好氧段硝化（NH₄⁺→NO₃⁻）并降解剩余有机物，膜分离实现泥水分离。（3）深度处理（NF、RO）：①NF：截留二价离子（如SO₄²⁻）和分子量200-1000的有机物（如腐殖酸）；②RO：脱除一价离子（如Na⁺、Cl⁻）和小分子有机物（分子量＜200），确保出水COD＜50mg/L、氨氮＜5mg/L（达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889-2008）。五、计算题（10分）某垃圾填埋场渗滤液处理站设计规模为500m³/d，进水水质：COD=20000mg/L，NH₃-N=2500mg/L，BOD₅=12000mg/L；出水要求：COD≤100mg/L，NH₃-N≤25mg/L。已知：厌氧段COD去除率=85%，剩余COD中难降解部分占60%；A/O-MBR段好氧池污泥浓度（MLSS）=10000mg/L，污泥负荷（F/M）=0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d)，硝化效率=95%；反硝化需碳源（以COD计）=2.86kgCOD/kgNO₃⁻-N。（1）计算厌氧段出水COD浓度；（2）计算A/O-MBR好氧池的容积（以BOD₅负荷计算）；（3）若厌氧段出水NH₃-N浓度不变（仍为2500mg/L），计算反硝化所需外加碳源量（假设硝化产生的NO₃⁻-N全部反硝化）。答案：（1）厌氧段出水COD=进水COD×(1-去除率)=20000×(1-0.85)=3000mg/L。（2）A/O-MBR段处理的BOD₅为厌氧段出水BOD₅。厌氧段主要去除易降解有机物，假设BOD₅去除率与COD同步（85%），则厌氧出水BOD₅=12000×(1-0.85)=1800mg/L。污泥负荷F/M=每日处理的BOD₅量/(MLSS×池容)每日处理的BOD₅量=500m³/d×1800g/m³=900000g/d=900kg/d池容V=每日处理的BOD₅量/(F/M×MLSS)=900kg/d/(0.2kgBOD₅/(kgMLSS·d)×10kgMLSS/m³)=900/2=450m³。（3）硝化的NH₃-N量=进水NH₃-N×硝化效率=2500mg/L×500m³/d×0.95=2500×500×0.95×10⁻³kg/d=1187.5kg/d（以N计）。反硝化需碳源量=1187.5kg/d×2.86kgCOD/kgN=3406.25kg/d≈3.41t/d。六、案例分析题（18分）某城市垃圾填埋场运行10年，渗滤液水质如下：COD=3500mg/L（其中BOD₅=500mg/L），NH₃-N=3000mg/L，SS=200mg/L，pH=7.8，电导率=15mS/cm（含盐量约9000mg/L）。当地排放标准：COD≤100mg/L，NH₃-N≤25mg/L，SS≤10mg/L，电导率≤2mS/cm。（1）分析该渗滤液的处理难点；（2）设计一套合理的处理工艺流程（需包含预处理、生物处理、深度处理单元），并说明各单元的作用；（3）提出运行中需重点监控的参数及原因。答案：（1）处理难点：①可生化性差（BOD₅/COD=500/3500≈0.14＜0.2），难降解有机物（如腐殖酸）占比高，生物处理效率低；②高氨氮（3000mg/L）需强化脱氮，常规硝化反硝化需足够碳源（原水BOD₅低，碳氮比C/N≈500/3000=0.17，远低于反硝化所需C/N≥4）；③高含盐量（电导率15mS/cm）抑制微生物活性（尤其是硝化菌对盐度敏感，盐度＞5000mg/L时活性下降）；④出水需严格脱盐（电导率≤2mS/cm），常规生物处理无法脱盐，需膜分离或蒸发工艺。（2）处理工艺流程设计及单元作用：流程：格栅→调节池→臭氧氧化（预处理）→反硝化滤池（生物处理）→硝化MBR（生物处理）→纳滤（NF）→反渗透（RO）→蒸