水处理基础知识试题(含答案)

水处理基础知识试题(含答案)一、单项选择题（每题2分，共40分）1.以下水质指标中，反映水中有机物在化学氧化条件下消耗氧量的是（）。A.BOD₅B.CODC.TOCD.DO2.混凝过程中，铝盐混凝剂（如硫酸铝）水解生成的主要胶态物质是（）。A.Al³⁺B.Al(OH)₃C.AlO₂⁻D.Al₂(SO₄)₃3.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.电势差D.温度差4.活性污泥法中，衡量污泥沉降性能的关键指标是（）。A.MLSSB.SVIC.MLVSSD.SV₃₀5.以下消毒方法中，属于物理消毒的是（）。A.液氯消毒B.臭氧消毒C.紫外线消毒D.二氧化氯消毒6.石灰软化法主要用于去除水中的（）。A.悬浮物B.胶体C.钙镁离子D.有机物7.生物膜法中，微生物主要附着生长在（）。A.曝气池中B.滤料表面C.沉淀池底部D.污泥回流管中8.过滤过程中，“水头损失”指的是（）。A.滤料层的厚度B.水流通过滤层的压力降C.滤后水的浊度D.反冲洗水的流量9.以下不属于中水回用常见用途的是（）。A.城市绿化B.工业冷却水C.饮用水D.冲厕10.厌氧生物处理的主要产物是（）。A.氧气B.甲烷和二氧化碳C.氮气D.硫化氢11.电渗析过程中，离子迁移的方向由（）决定。A.膜的孔径B.电场方向C.水流速度D.温度12.以下混凝剂中，属于高分子混凝剂的是（）。A.硫酸亚铁B.聚合氯化铝（PAC）C.明矾D.三氯化铁13.沉淀池的表面负荷（q）计算公式为（）。A.q=处理水量/沉淀池表面积B.q=沉淀池体积/处理水量C.q=污泥体积/处理水量D.q=处理水量/沉淀池高度14.以下关于MBR（膜生物反应器）的描述，错误的是（）。A.结合了生物处理与膜分离B.污泥浓度（MLSS）低于传统活性污泥法C.出水水质优于传统工艺D.需定期清洗膜组件15.衡量水中钙、镁离子总含量的指标是（）。A.碱度B.硬度C.电导率D.溶解固体（TDS）16.好氧生物处理中，溶解氧（DO）的适宜浓度一般为（）。A.0.5~1.0mg/LB.2~4mg/LC.5~8mg/LD.8~10mg/L17.以下不属于预处理工艺的是（）。A.混凝沉淀B.活性炭吸附C.超滤（UF）D.反渗透（RO）18.污泥脱水的主要目的是（）。A.减少污泥体积B.提高污泥有机质含量C.杀灭病原微生物D.增加污泥热值19.以下关于臭氧消毒的特点，错误的是（）。A.消毒效率高B.无持续杀菌能力C.易产生副产物（如三卤甲烷）D.需现场制备20.离子交换树脂失效后，需用（）进行再生。A.清水冲洗B.酸或碱溶液C.高温蒸汽D.氧化剂二、判断题（每题1分，共10分）1.BOD₅表示水中有机物在20℃下5天生物氧化所消耗的氧量。（）2.混凝过程中，pH值对铝盐混凝效果无影响。（）3.反渗透膜的孔径大于超滤膜。（）4.活性污泥法中，污泥回流的目的是维持曝气池内的污泥浓度。（）5.紫外线消毒对水中悬浮物不敏感，可直接用于浊度高的水。（）6.厌氧处理适用于高浓度有机废水（COD＞1000mg/L）。（）7.电渗析可以同时去除水中的阴、阳离子。（）8.过滤过程中，滤料粒径越小，截污能力越强，但水头损失增长越快。（）9.中水回用的水质标准与饮用水标准完全相同。（）10.离子交换树脂的交换容量越大，处理水量越少。（）三、填空题（每空1分，共15分）1.水质指标中，TDS表示（），单位为（）。2.混凝过程分为（）和（）两个阶段，分别对应快速搅拌和慢速搅拌。3.反渗透膜的截留分子量一般小于（），可去除（）、（）等污染物。4.活性污泥的主要组成包括（）、（）、（）和无机杂质。5.消毒的主要目的是杀灭水中的（），常见化学消毒剂有（）、（）等。6.污泥的主要特性参数包括（）、（）和（）。四、简答题（每题5分，共25分）1.简述COD与BOD₅的区别与联系。2.说明混凝工艺中“压缩双电层”和“吸附架桥”的作用机理。3.比较沉淀法与气浮法的适用场景及优缺点。4.解释活性污泥法中“污泥膨胀”的现象及主要原因。5.列举反渗透（RO）系统的主要组成部分，并说明各部分的作用。五、计算题（每题6分，共30分）1.某水厂日处理水量为10万吨，原水浊度为30NTU，设计混凝沉淀池的表面负荷为1.5m³/(m²·h)。计算沉淀池的表面积（单位：m²）。2.某工业废水COD浓度为2000mg/L，采用厌氧-好氧联合处理工艺。已知厌氧段COD去除率为70%，好氧段去除率为80%。计算最终出水COD浓度（单位：mg/L）。3.某反渗透系统进水流量为50m³/h，浓水流量为15m³/h，计算系统的回收率（保留两位小数）。4.某污水厂需投加PAC（有效成分为Al₂O₃，含量30%）作为混凝剂，设计投加量为15mg/L（以Al₂O₃计）。若处理水量为5万m³/d，计算每日PAC投加量（单位：kg）。5.某活性污泥曝气池的有效容积为2000m³，污泥浓度（MLSS）为4000mg/L，污泥回流比为50%。计算回流污泥的流量（单位：m³/h，假设回流污泥浓度为8000mg/L）。参考答案与解析一、单项选择题1.B解析：COD（化学需氧量）是指用强氧化剂（如重铬酸钾）氧化水中有机物所消耗的氧量；BOD₅（五日生化需氧量）是微生物氧化有机物的耗氧量；TOC为总有机碳；DO为溶解氧。2.B解析：铝盐（如Al₂(SO₄)₃）水解生成Al(OH)₃胶体，通过吸附电中和、架桥作用去除悬浮物和胶体。3.B解析：反渗透通过施加高于渗透压的压力，使水透过半透膜，盐类被截留，驱动力为压力差。4.B解析：SVI（污泥体积指数）=（SV₃₀×1000）/MLSS，反映污泥的沉降和浓缩性能，正常范围为50~150mL/g。5.C解析：紫外线消毒利用光辐射破坏微生物DNA，属于物理消毒；液氯、臭氧、二氧化氯均通过化学反应杀菌，为化学消毒。6.C解析：石灰（Ca(OH)₂）与水中的Ca²⁺、Mg²⁺反应生成CaCO₃、Mg(OH)₂沉淀，降低水的硬度。7.B解析：生物膜法中，微生物附着在滤料（如填料、滤池介质）表面形成生物膜，通过吸附和降解污染物。8.B解析：水头损失指水流通过滤层时因摩擦、颗粒截留等导致的压力降低，是过滤过程的重要参数。9.C解析：中水回用主要用于非饮用水场景（如绿化、冲厕、工业冷却），因水质标准低于饮用水，不可直接作为饮用水。10.B解析：厌氧处理在无氧条件下，通过产甲烷菌作用将有机物分解为CH₄（约60%~70%）和CO₂（约30%~40%）。11.B解析：电渗析在电场作用下，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移，方向由电场决定。12.B解析：聚合氯化铝（PAC）是无机高分子混凝剂；硫酸亚铁、明矾（KAl(SO₄)₂）、三氯化铁为无机低分子混凝剂。13.A解析：表面负荷q=处理水量Q/沉淀池表面积A，单位为m³/(m²·h)，反映沉淀池的处理能力。14.B解析：MBR因膜分离作用可保留高浓度污泥（MLSS可达8000~12000mg/L），高于传统活性污泥法（2000~4000mg/L）。15.B解析：水的硬度指Ca²⁺、Mg²⁺的总浓度，单位为mg/L（以CaCO₃计）；碱度指水中能与酸反应的物质总量。16.B解析：好氧微生物需足够DO维持代谢，一般控制DO在2~4mg/L，过低影响活性，过高浪费能耗。17.D解析：预处理用于去除大颗粒、胶体等，为后续工艺（如RO）提供稳定进水；RO属于深度处理或终端工艺。18.A解析：污泥脱水通过机械或物理方法降低含水率（如从99%降至80%），大幅减少体积，便于运输和处置。19.C解析：臭氧消毒副产物少（主要为O₂分解），三卤甲烷是氯消毒的副产物；臭氧无持续杀菌能力，需与氯联用。20.B解析：离子交换树脂吸附饱和后，需用酸（如HCl）再生阳离子树脂，用碱（如NaOH）再生阴离子树脂。二、判断题1.√解析：BOD₅定义为20℃下，微生物5天氧化有机物所消耗的溶解氧量，反映可生物降解有机物的量。2.×解析：pH值影响铝盐水解产物形态（如pH＜4时以Al³⁺为主，pH=6~7时以Al(OH)₃胶体为主），直接影响混凝效果。3.×解析：反渗透膜孔径约0.1~1nm，超滤膜孔径约1~100nm，RO膜孔径更小，截留能力更强。4.√解析：污泥回流将二沉池的污泥送回曝气池，维持MLSS浓度，保证微生物量。5.×解析：紫外线穿透力弱，水中悬浮物会遮挡紫外线，降低消毒效果，需先预处理降低浊度。6.√解析：厌氧处理适合高浓度有机废水（COD＞1000mg/L），可高效降解有机物并产生沼气（能源）。7.√解析：电渗析通过阴阳离子交换膜分别截留阴、阳离子，实现脱盐，可同时去除两类离子。8.√解析：滤料粒径小，比表面积大，截污能力强，但水流阻力大，水头损失增长快，需频繁反冲洗。9.×解析：中水回用标准（如《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920）低于饮用水标准（如《生活饮用水卫生标准》GB5749）。10.×解析：交换容量越大，树脂单位质量可交换的离子越多，处理水量越大（在相同进水浓度下）。三、填空题1.总溶解固体；mg/L（或g/L）2.混合；絮凝3.100；无机盐；小分子有机物（或病毒、细菌）4.微生物（细菌、真菌等）；代谢产物；吸附的有机物5.病原微生物（或细菌、病毒）；液氯；二氧化氯（或臭氧、次氯酸钠）6.含水率；有机质含量；重金属含量（或污泥体积指数、污泥浓度）四、简答题1.区别与联系：区别：COD（化学需氧量）用强氧化剂（如重铬酸钾）氧化有机物，反映所有可被氧化的物质（包括难生物降解有机物）；BOD₅（五日生化需氧量）是微生物在5天内氧化可生物降解有机物的耗氧量，仅反映可生物降解部分。联系：两者均反映水中有机物含量，BOD₅/COD比值可判断废水的可生化性（一般＞0.3时易生化处理）。2.作用机理：压缩双电层：水中胶体因表面带电形成双电层（吸附层+扩散层），投加电解质（如铝盐）后，反离子进入扩散层，压缩双电层厚度，降低ζ电位，使胶体脱稳聚沉。吸附架桥：高分子混凝剂（如PAC）水解生成长链聚合物，一端吸附胶体颗粒，另一端吸附其他颗粒，形成“胶体-高分子-胶体”的架桥结构，促进颗粒聚集。3.适用场景及优缺点：沉淀法：适用于密度大于水的悬浮物（如泥沙、金属氢氧化物沉淀），优点是运行成本低、操作简单；缺点是对密度小（如油类）或微小颗粒（＜10μm）去除效果差。气浮法：适用于密度接近或小于水的悬浮物（如油脂、藻类、活性污泥），通过释放微气泡附着颗粒上浮分离；优点是分离速度快、污泥含水率低；缺点是需投加浮选剂或溶气设备，能耗较高。4.污泥膨胀现象及原因：现象：活性污泥沉降性能恶化（SVI＞150mL/g），污泥松散不易沉淀，导致二沉池出水悬浮物升高。主要原因：①丝状菌过度繁殖（如低DO、低F/M比、高硫化物）；②非丝状菌膨胀（如进水中碳水化合物过多，导致污泥粘性增大）。5.反渗透系统组成及作用：预处理单元（如多介质过滤、保安过滤）：去除大颗粒、胶体，防止膜污染。高压泵：提供高于渗透压的压力，驱动水透过膜。反渗透膜组件：核心部件，截留盐分、有机物等，产水为淡水，浓水为高盐水。清洗系统（化学清洗装置）：定期用酸/碱溶液清洗膜表面污染物，恢复膜性能。控制系统：监测压力、流量、电导率等参数，实现自动运行和保护。五、计算题1.沉淀池表面积计算：日处理水量Q=10万m³/d=100000/24≈4166.67m³/h表面负荷q=1.5m³/(m²·h)表面积A=Q/q=4166.67/1.5≈2777.78m²答案：约2778m²2.最终出水COD计算：厌氧段出水COD=2000×(1-70%)=600mg/L好氧段出水COD=600×(1-80%)=120mg/L答案：120mg/L3.反渗透回