化工企业水处理知识考试题及答案

化工企业水处理知识考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.化工废水中常见的还原性污染物主要通过以下哪种指标表征？A.悬浮物（SS）B.化学需氧量（COD）C.总磷（TP）D.氨氮（NH₃-N）答案：B解析：COD（化学需氧量）是指在一定条件下，氧化1L水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，主要反映水中还原性有机物和无机物的污染程度，是化工废水的核心指标之一。SS表征悬浮物含量，TP和NH₃-N分别反映磷和氨氮的污染水平。2.以下哪种预处理工艺的主要目的是去除废水中的油类物质？A.格栅B.气浮C.中和池D.砂滤答案：B解析：气浮工艺通过向水中通入微小气泡，使油类或密度接近水的悬浮物附着气泡上浮至水面，从而分离去除，是含油废水预处理的关键技术。格栅用于去除大颗粒杂物，中和池调节pH，砂滤去除细小悬浮物。3.活性污泥法中，污泥龄（SRT）是指：A.污泥在曝气池中的平均停留时间B.污泥从沉淀池回流至曝气池的时间C.污泥在二沉池中的沉淀时间D.污泥从系统中排出的周期答案：A解析：污泥龄（SRT）是指曝气池中活性污泥总量与每日排出污泥量的比值，反映污泥在系统中的平均停留时间，是控制微生物生长和系统稳定性的重要参数。4.反渗透（RO）膜分离过程中，影响脱盐率的关键因素是：A.进水温度B.操作压力C.膜表面流速D.以上均是答案：D解析：反渗透脱盐率受多因素影响：温度升高会降低水的黏度，提高产水量但可能降低脱盐率；操作压力需高于渗透压才能实现有效分离；膜表面流速过低易导致浓差极化，影响脱盐效果。三者均需控制在设计范围内。5.某化工废水pH=12，需调节至中性，应优先投加的药剂是：A.生石灰（CaO）B.硫酸（H₂SO₄）C.氢氧化钠（NaOH）D.聚合氯化铝（PAC）答案：B解析：废水pH=12呈强碱性，需投加酸性药剂中和。硫酸是强酸，反应速度快且成本较低，适用于碱性废水的中和调节。生石灰用于酸性废水中和，NaOH会增加碱性，PAC是混凝剂，无中和作用。6.以下哪种微生物是好氧生化处理系统中的优势菌种？A.产甲烷菌B.硝化细菌C.硫酸盐还原菌D.产酸菌答案：B解析：好氧生化系统中，硝化细菌（如亚硝化单胞菌、硝化杆菌）通过好氧呼吸将氨氮转化为硝酸盐，是去除氨氮的关键微生物。产甲烷菌和产酸菌是厌氧系统中的主要菌种，硫酸盐还原菌在缺氧或厌氧条件下活跃。7.芬顿（Fenton）氧化法的核心反应是：A.H₂O₂在光照下分解为·OHB.Fe²⁺催化H₂O₂生成·OHC.Fe³⁺与有机物发生络合反应D.臭氧（O₃）氧化有机物答案：B解析：芬顿氧化的本质是Fe²⁺作为催化剂，与H₂O₂反应生成强氧化性的羟基自由基（·OH），·OH通过电子转移、加成或脱氢反应降解有机物。光照辅助的是光芬顿工艺，臭氧氧化属于单独工艺。8.二沉池出现“漂泥”现象的主要原因可能是：A.污泥沉降性能良好B.曝气池溶解氧（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答案：C解析：二沉池漂泥通常由污泥老化（污泥龄过长）或污泥膨胀（沉降性差）引起。污泥老化时，微生物自身氧化分解，絮体松散，难以沉淀；DO过高可能导致污泥过氧化，但非主要原因；污泥沉降性能良好不会漂泥，进水SS过低与漂泥无直接关联。9.以下哪种指标可反映废水的可生化性？A.BOD₅/CODB.SS/CODC.TP/CODD.NH₃-N/COD答案：A解析：BOD₅（五日生化需氧量）表示可被微生物降解的有机物量，COD表示总还原性物质含量，两者比值（B/C比）≥0.3时，废水可生化性较好，是判断生化处理可行性的关键指标。10.超滤（UF）膜的截留分子量范围通常为：A.100~1000DaB.1000~100000DaC.100000~1000000DaD.1000000Da以上答案：B解析：超滤膜的截留分子量一般在1000~100000Da之间，可去除胶体、蛋白质、病毒等大分子物质；反渗透膜截留分子量＜100Da，纳滤膜介于两者之间。11.活性污泥法中，污泥负荷（F/M）的计算公式为：A.每日进水COD总量/曝气池污泥总量B.曝气池污泥总量/每日进水COD总量C.每日进水BOD₅总量/曝气池污泥总量D.曝气池污泥总量/每日进水BOD₅总量答案：C解析：污泥负荷（F/M）=进水BOD₅总量（kg/d）/曝气池污泥总量（MLSS，kg），反映单位污泥量承担的有机负荷，是控制微生物活性和处理效率的核心参数。12.以下哪种工艺属于缺氧-好氧（A/O）脱氮工艺的改进型？A.SBR（序批式活性污泥法）B.A²/O（厌氧-缺氧-好氧）C.MBR（膜生物反应器）D.氧化沟答案：B解析：A²/O工艺在A/O的基础上增加了厌氧段，可同时实现除磷（厌氧释磷、好氧吸磷）和脱氮（缺氧反硝化、好氧硝化），是A/O工艺的典型改进型。SBR通过时序控制实现多种功能，MBR通过膜分离强化固液分离，氧化沟属于循环曝气的活性污泥法。13.反渗透系统运行中，浓水侧易结垢的主要成分是：A.氯化钠（NaCl）B.碳酸钙（CaCO₃）、硫酸钙（CaSO₄）C.氢氧化钠（NaOH）D.硝酸钾（KNO₃）答案：B解析：反渗透浓水侧因水分不断被分离，盐类物质浓度升高，当钙、镁离子与碳酸根、硫酸根离子的离子积超过溶度积时，会形成CaCO₃、CaSO₄等难溶盐沉淀，导致膜结垢。NaCl溶解度高，不易结垢；NaOH、KNO₃为可溶盐。14.以下哪种药剂属于有机高分子混凝剂？A.聚合氯化铝（PAC）B.硫酸亚铁（FeSO₄）C.聚丙烯酰胺（PAM）D.聚合硫酸铁（PFS）答案：C解析：PAM（聚丙烯酰胺）是典型的有机高分子混凝剂，通过架桥作用促进悬浮物聚集；PAC、PFS为无机高分子混凝剂，FeSO₄为无机低分子混凝剂。15.化工废水深度处理中，臭氧（O₃）氧化的主要作用是：A.去除悬浮物B.降低氨氮浓度C.降解难生物降解有机物D.调节pH答案：C解析：臭氧具有强氧化性（氧化还原电位2.07V），可破坏难生物降解有机物（如芳香烃、卤代物）的分子结构，提高其可生化性或直接矿化为CO₂和H₂O。去除悬浮物需沉淀或过滤，降氨氮需硝化反应，调节pH需酸碱药剂。二、多项选择题（每题3分，共30分，错选、漏选均不得分）1.化工废水的特点包括：A.成分复杂，含有机物、重金属、盐类等B.可生化性好，B/C比普遍＞0.5C.水量、水质波动大D.毒性物质多，易抑制微生物活性答案：ACD解析：化工废水因生产工艺多样，常含高浓度有机物（如酚类、苯系物）、重金属（如Cr、Ni）、无机盐（如NaCl、Na₂SO₄）等，成分复杂；部分废水含毒性物质（如氰化物、硫化物），会抑制微生物生长；受生产批次影响，水量水质波动大。但多数化工废水B/C比＜0.3，可生化性差。2.预处理阶段常用的工艺有：A.格栅B.调节池C.气浮D.反渗透答案：ABC解析：预处理目的是去除大颗粒杂质、均衡水质水量、分离油类或悬浮物，格栅（除大杂物）、调节池（均质均量）、气浮（除油及悬浮物）均属于预处理。反渗透是深度处理工艺，用于脱盐或有机物精处理。3.影响活性污泥沉降性能的因素包括：A.污泥负荷（F/M）B.溶解氧（DO）浓度C.水温D.进水pH答案：ABCD解析：F/M过高（污泥负荷大）易导致污泥膨胀；DO不足（＜2mg/L）可能引发丝状菌过量繁殖；水温过低（＜10℃）降低微生物活性，污泥松散；pH过低（＜6）或过高（＞9）会破坏微生物结构，均影响沉降性能。4.以下属于脱氮工艺的有：A.A/O（缺氧-好氧）B.短程硝化反硝化C.同步硝化反硝化（SND）D.厌氧氨氧化（ANAMMOX）答案：ABCD解析：A/O通过缺氧反硝化（NO₃⁻→N₂）和好氧硝化（NH₃→NO₃⁻）实现脱氮；短程硝化反硝化将NH₃直接氧化为NO₂⁻再反硝化；SND在同一反应器中同时进行硝化和反硝化；ANAMMOX在厌氧条件下将NH₄⁺与NO₂⁻反应生成N₂，均为脱氮工艺。5.膜分离技术中，可能导致膜污染的物质有：A.胶体颗粒B.溶解性有机物（DOM）C.微生物（细菌、藻类）D.无机盐结垢答案：ABCD解析：膜污染包括颗粒污染（胶体、悬浮物）、有机污染（蛋白质、腐殖酸等DOM）、生物污染（微生物附着生长形成生物膜）和结垢污染（CaCO₃、SiO₂等沉淀），四类物质均会导致膜通量下降。6.以下关于污泥膨胀的描述正确的是：A.丝状菌过度繁殖是主要原因B.可通过投加PAC抑制丝状菌C.污泥体积指数（SVI）＞150mL/gD.提高DO浓度可缓解膨胀答案：ACD解析：污泥膨胀主要由丝状菌（如球衣菌）过量繁殖引起，此时SVI（污泥体积指数）通常＞150mL/g（正常为50~150）；提高DO（＞2mg/L）可抑制丝状菌（多数为兼性菌），改善沉降性；投加PAC可增加污泥絮体密度，但无法直接抑制丝状菌生长。7.以下哪些指标是《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一类污染物？A.总汞（Hg）B.六价铬（Cr⁶⁺）C.化学需氧量（COD）D.总砷（As）答案：ABD解析：一类污染物指能在环境或动植物体内蓄积，对人体健康产生长远影响的有害物质，包括总汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅等；COD属于二类污染物，主要影响水质感官和生化需氧量。8.芬顿氧化法的主要影响因素有：A.pH值B.Fe²⁺与H₂O₂的投加比例C.反应时间D.水温答案：ABCD解析：芬顿反应的最佳pH为2~4（酸性条件促进·OH生成）；Fe²⁺与H₂O₂需按一定比例（通常1:3~1:5）投加，比例失衡会降低效率；反应时间不足则有机物降解不完全；水温过低（＜20℃）会减缓反应速率。9.以下关于反渗透系统运行维护的说法正确的是：A.停机时需用保护液（如亚硫酸氢钠）浸泡膜元件B.进水电导率越高，产水电导率越低C.定期进行化学清洗（CIP）可恢复膜通量D.浓水排放量应不低于设计值以防止结垢答案：ACD解析：反渗透停机时需用保护液防止微生物滋生和膜干燥；进水电导率越高，产水电导率也越高（脱盐率一般为97%~99%）；化学清洗可去除膜表面污染物，恢复通量；浓水排放不足会导致盐类浓缩结垢，需维持最低浓水流量。10.以下属于生物脱磷机理的是：A.厌氧条件下，聚磷菌释放磷（释磷）B.好氧条件下，聚磷菌过量吸收磷（吸磷）C.通过剩余污泥排放实现磷的去除D.投加铁盐与磷酸盐反应生成沉淀答案：ABC解析：生物脱磷依赖聚磷菌的“厌氧释磷-好氧吸磷”特性：厌氧时分解体内聚磷酸盐释放PO₄³⁻，并吸收有机物储存为PHB；好氧时利用PHB产能，过量吸收PO₄³⁻合成聚磷酸盐；最终通过排放含高磷污泥实现除磷。投加铁盐属于化学除磷，非生物机理。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）1.化工废水预处理的主要目的是去除溶解态有机物。（）答案：×解析：预处理主要去除大颗粒杂物、悬浮物、油类及均衡水质水量，溶解态有机物需通过生化或深度处理去除。2.活性污泥法中，MLSS（混合液悬浮固体）越高，处理效率一定越好。（）答案：×解析：MLSS过高会导致曝气能耗增加、混合效果变差，甚至因供氧不足引发污泥缺氧，需控制在合理范围（通常2000~4000mg/L）。3.反渗透膜的产水侧压力必须大于进水侧压力才能实现分离。（）答案：×解析：反渗透需进水侧压力大于渗透压，产水侧压力通常接近大气压，利用压力差驱动水分子透过膜，截留溶质。4.厌氧处理可降解高浓度有机废水，且无需曝气，运行成本低。（）答案：√解析：厌氧处理适用于高浓度有机废水（COD＞5000mg/L），通过产甲烷菌将有机物转化为沼气，无需曝气，能耗仅为好氧的1/10~1/5。5.总氮（TN）包括有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。（）答案：√解析：总氮是水中各种形态氮的总和，包括有机氮（如蛋白质）、氨氮（NH₃-N）、亚硝酸盐氮（NO₂⁻-N）和硝酸盐氮（NO₃⁻-N）。6.污泥脱水后含水率应控制在80%以下，否则无法填埋或焚烧。（）答案：√解析：根据《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》（CJ/T249-2007），污泥填埋含水率需≤60%；焚烧一般要求含水率≤50%，但实际工程中机械脱水后含水率通常为75%~85%，需进一步干化。7.气浮工艺中，气泡越小，对悬浮物的捕捉效果越好。（）答案：√解析：微小气泡（直径20~100μm）比表面积大，与悬浮物接触概率高，附着更牢固，上浮效率更高。8.芬顿氧化法适用于可生化性好的废水，以提高处理效率。（）答案：×解析：芬顿氧化主要用于可生化性差（B/C＜0.3）的废水，通过氧化分解难降解有机物，提高B/C比，使其适合后续生化处理。9.二沉池的表面负荷（q）是指单位时间内通过单位面积的水量，q越大，沉淀效果越好。（）答案：×解析：表面负荷q=水量/沉淀面积，q越大，水流上升速度越快，悬浮物易被带出，沉淀效果越差，设计时需控制q在合理范围（通常1.0~2.0m³/(m²·h)）。10.超滤膜可以去除水中的细菌和病毒，但无法去除溶解性小分子有机物。（）答案：√解析：超滤膜截留分子量＞1000Da，可去除细菌（直径0.5~5μm）、病毒（直径20~400nm），但溶解性小分子有机物（如葡萄糖，分子量180Da）可透过膜，需反渗透或纳滤处理。四、简答题（每题6分，共30分）1.简述A²/O工艺的工艺流程及各段的主要功能。答案：A²/O工艺（厌氧-缺氧-好氧工艺）流程为：废水首先进入厌氧池，然后依次流入缺氧池、好氧池，最后经二沉池沉淀，污泥部分回流至厌氧池，部分排出系统。各段功能：厌氧池：无溶解氧和硝酸盐氮，聚磷菌释放体内聚磷酸盐（释磷），并吸收污水中的有机物（如挥发性脂肪酸，VFA）储存为PHB（聚-β-羟基丁酸）。缺氧池：无溶解氧但有硝酸盐氮（来自好氧池回流），反硝化菌利用有机物作为碳源，将硝酸盐氮还原为N₂（脱氮）。好氧池：有充足溶解氧，硝化菌将氨氮氧化为硝酸盐氮（硝化）；聚磷菌利用PHB分解产生的能量，过量吸收磷酸盐（吸磷），合成聚磷酸盐储存于体内。最终通过排放富磷污泥实现除磷，通过反硝化实现脱氮，同时降解有机物。2.列举三种常见的化工废水深度处理工艺，并说明其适用场景。答案：（1）臭氧催化氧化：利用臭氧在催化剂（如活性炭、金属氧化物）作用下生成·OH，降解难生物降解有机物（如酚类、农药中间体），适用于生化后出水COD仍较高（50~200mg/L）、可生化性差的场景。（2）反渗透（RO）：通过半透膜截留溶解盐类和小分子有机物，产水可回用，适用于高盐废水（如化工生产循环冷却水排污水，电导率＞5000μS/cm）的脱盐处理。（3）活性炭吸附：利用活性炭的多孔结构吸附溶解性有机物（如苯系物、石油类），适用于低浓度有机废水（COD＜100mg/L）的深度净化，或作为反渗透的预处理（去除余氯和有机物，防止膜污染）。3.活性污泥法运行中，污泥膨胀的主要表现及应对措施有哪些？答案：主要表现：污泥沉降性能差（SVI＞150mL/g），二沉池污泥上浮（漂泥），出水悬浮物（SS）升高，COD去除率下降。应对措施：（1）调整工艺参数：提高曝气池溶解氧（DO＞2mg/L），抑制丝状菌（多数为兼性菌）；降低污泥负荷（F/M＜0.3kgBOD₅/(kgMLSS·d)），减少丝状菌竞争优势。（2）投加药剂：投加铁盐、铝盐等混凝剂增加污泥絮体密度；投加次氯酸钠（NaClO）或过氧化氢（H₂O₂）抑制丝状菌生长（需控制剂量，避免杀死菌胶团）。（3）优化进水水质：控制进水pH在6~9，避免冲击负荷（如高浓度硫化物、酚类）；补充氮、磷营养（BOD₅:N:P=100:5:1），防止缺营养导致丝状菌繁殖。4.简述反渗透系统中“浓差极化”的概念及危害。答案：浓差极化是指反渗透运行时，水分子透过膜表面，溶质（如盐类）在膜表面积累，导致膜表面溶质浓度远高于主体溶液浓度的现象。危害：（1）降低脱盐率：膜表面高浓度溶质反向扩散，部分溶质透过膜进入产水。（2）加速膜污染：高浓度溶质易形成结垢（如CaCO₃、SiO₂）或有机物沉淀，堵塞膜孔。（3）增加运行压力：膜表面渗透压升高，需提高操作压力维持产水量，增加能耗。（4）缩短膜寿命：长期浓差极化会导致膜性能不可逆衰减。5.列举三种常用的水质监测指标，并说明其检测意义。答案：（1）COD（化学需氧量）：反映水中还原性物质（有机物、亚硝酸盐等）的总量，是判断废水污染程度和处理效果的核心指标。（2）NH₃-N（氨氮）：表示水中以游离氨（NH₃）和铵离子（NH₄⁺）形式存在的氮，过高会导致水体富营养化，抑制微生物活性，是脱氮工艺的关键控制指标。（3）TP（总磷）：包括溶解态和颗粒态磷，是水体富营养化的主要限制因子（如导致藻类爆发），需通过生物或化学除磷工艺控制。五、计算题（每题8分，共24分）1.某化工废水处理站设计日处理量为5000m³/d，曝气池有效容积为2000m³，进水BOD₅浓度为800mg/L，出水BOD₅浓度为50mg/L，曝气池MLSS浓度为3500mg/L。计算：（1）曝气池容积负荷（Nv，kgBOD₅/(m³·d)）；（2）污泥负荷（F/M，kgBOD₅/(kgMLSS·d)）。答案：（1）容积负荷Nv=（进水BOD₅浓度×日处理量）/曝气池容积=（800mg/L×5000m³/d）/2000m³=（0.8kg/m³×5000m³/d）/2000m³=4000kg/d/2000m³=2.0kgBOD₅/(m³·d)（2）污泥负荷F/M=（进水BOD₅总量-出水BOD₅总量）/（曝气池MLSS总量）进水BOD₅总量=800mg/L×5000m³/d=4000kg/d出水BOD₅总量=50mg/L×5000m³/d=250kg/d去除的BOD₅总量=4000-250=3750kg/d曝气池MLSS总量=3500mg/L×2000m³=7000kgF/M=3750kg/d/7000kg≈0.536kgBOD₅/(kgMLSS·d)2.某反渗透系统进水流量为100m³/h，产水流量为75m³/h，进水TDS（总溶解固体）为5000mg/L，产水TDS为150mg/L。计算：（1）系统回收率（R）；（2）脱盐率（η）。答案：（1）回收率R=（产水流量/进水流量）×100%=（75/100）×100%=75%（2）脱盐率η=[（进水TDS-产水TDS）/进水TDS]×100%=（5000-150）/5000×100%=4850/5000×100%=97%3.某活性污泥法系统中，曝气池MLSS=4000mg/L，二沉池底泥浓度（MLSS）=12000mg/L，污泥回流比（R）=50%。计算：（1）混合液污泥浓度（X）；（2）污泥回流比的定义及实际意义。答案：（1）混合液污泥浓度X=（进水污泥浓度×1+回流污泥浓度×R）/(1+R)假设进水污泥浓度近似为0（预处理后SS较低），则：X=（0×1+12000mg/L×0.5）/(1+0.5)=6000/1.5=4000mg/L（与曝气池MLSS一致，验证合理性）（2）污泥回流比R=回流污泥流量（Qr）/进水流量（Q），表示从二沉池回流至曝气池的污泥量与进水量的比例。其实际意义是维持曝气池内足够的污泥浓度（MLSS），保证微生物数量与有机物负荷相匹配；同时通过回流污泥补充流失的微生物，稳定系统运行。六、案例分析题（每题13分，共26分）案例1：某石化企业废水处理站采用“隔油+气浮+A²/O+二沉池+砂滤”工艺，近期发现二沉池出水氨氮（NH₃-N）超标（设计出水≤15mg/L，实际25~30mg/L），其他指标（COD、TP）达标。结合工艺原理，分析可能原因及解决措施。答案：可能原因：（1）好氧池溶解氧（DO）不足：硝化反应（NH₃→NO₃⁻）需好氧条件，DO＜2mg/L时硝化菌活性受抑制，氨氮无法充分转化。（2）污泥龄（SRT）过短：硝化菌（世代周期长，约30d）需较长的污泥龄才能在系统中积累，若SRT＜10d，硝化菌被排出系统，导致氨氮去除率下降。（3）水温过低：硝化菌最佳生长温度为25~30℃，水温＜15℃时活性显著降低，冬季易出现氨氮超标。（4）pH值异常：硝化反应消耗碱度（每硝化1gNH₃-N需消耗7.14gCaCO₃），若进水碱度不足或pH＜6.5，会抑制硝化菌活性。（5）有毒物质冲击：石化废水中可能含油类、硫化物等，若预处理不彻底，有毒物质进入好氧池，抑制硝化菌生长。解决措施：（1）提高好氧池DO至2~4mg/L（通过增加曝气量或调整曝气头布局）；（2）延长污泥龄（减少剩余污泥排放量），确保SRT＞20d（硝化菌世代周期）；（3）冬季对废水进行保温（如加盖曝气池、蒸汽加热），维持水温＞15℃；（4）投加碱度（如碳酸钠Na₂CO₃），维持好氧池pH在7.5~8.5