供水处理考试题及答案

供水处理考试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，错选、多选均不得分）1.某水厂原水碱度为1.2mmol/L（以CaCO₃计），投加铝盐混凝剂后，需维持剩余碱度0.3mmol/L。若铝盐水解消耗碱度按每1mg/LAl³⁺消耗0.45mmol/LCaCO₃计算，当投加量8mg/LAl³⁺时，需补加石灰（CaO）量最接近（CaO分子量56，纯度90%）A.5.6mg/L  B.6.2mg/L  C.7.0mg/L  D.7.8mg/L答案：C解析：消耗碱度=8×0.45=3.6mmol/L；需补碱度=3.6+0.3−1.2=2.7mmol/LCaO当量=56/2=28mg/mmol；理论CaO=2.7×28=75.6mg/L纯度90%，实际=75.6/0.9=84mg/L，换算为每升水：84/12≈7.0mg/L（题中“每升水”已隐含，无需再除）。2.臭氧生物活性炭深度处理工艺中，臭氧投加量由1.5mg/L提高到2.5mg/L，下列指标最可能出现显著下降的是A.出水CODMn  B.出水BrO₃⁻  C.活性炭表面生物量  D.臭氧接触池尾气O₃浓度答案：A解析：臭氧增量强化氧化，可分解部分难降解有机物，CODMn降低；BrO₃⁻升高；生物量因可生化性提高而增加；尾气O₃浓度升高。3.采用FeCl₃混凝处理含砷地下水，最佳pH范围6.5~7.2，若原水pH=8.0，优先选用的调酸药剂是A.硫酸  B.盐酸  C.CO₂  D.磷酸答案：C解析：CO₂形成碳酸体系，缓冲能力强，调酸温和，不引入Cl⁻、SO₄²⁻，避免腐蚀及硫酸根超标。4.某水厂滤池采用均质石英砂，有效粒径d₁₀=0.95mm，均匀系数U=1.35，则d₈₀约为A.1.15mm  B.1.28mm  C.1.40mm  D.1.55mm答案：B解析：U=d₆₀/d₁₀，d₈₀≈d₁₀×U^1.5=0.95×1.35^1.5≈1.28mm。5.关于次氯酸钠与氯胺消毒对比，下列说法正确的是A.次氯酸钠HOCl比例随pH升高而升高  B.氯胺衰减常数与温度无关C.氯胺可显著降低三卤甲烷生成势  D.次氯酸钠对生物膜穿透能力弱于氯胺答案：C解析：氯胺化合氯，卤代副产物低；HOCl比例随pH升高而下降；衰减常数符合Arrhenius；自由氯穿透生物膜更强。6.反渗透膜对下列离子截留率顺序正确的是A.Na⁺>Ca²⁺>Cl⁻>SO₄²⁻  B.SO₄²⁻>Ca²⁺>Cl⁻>Na⁺C.Ca²⁺>Na⁺>SO₄²⁻>Cl⁻  D.SO₄²⁻>Cl⁻>Ca²⁺>Na⁺答案：B解析：电荷密度越高、水合半径越大，截留率越高，SO₄²⁻>Ca²⁺>Cl⁻>Na⁺。7.某水厂采用机械搅拌澄清池，设计回流量为进水量的4倍，若第二絮凝室上升流速0.8mm/s，则分离区表面负荷约为A.0.8m³/(m²·h)  B.1.2m³/(m²·h)  C.1.6m³/(m²·h)  D.2.0m³/(m²·h)答案：C解析：回流量4Q，总流量5Q，第二絮凝室面积A₂=5Q/0.8；分离区面积A₁=5Q/v；表面负荷v=0.8×3.6=2.88m/h，因面积扩大3倍，实际表面负荷=2.88/3≈1.6m³/(m²·h)。8.采用高锰酸钾预氧化除锰，要求出水Mn²⁺<0.05mg/L，原水Mn²⁺=1.2mg/L，理论上需KMnO₄（分子量158）最小投加量为A.0.8mg/L  B.1.1mg/L  C.1.4mg/L  D.1.7mg/L答案：C解析：2Mn²⁺+2KMnO₄→4MnO₂，摩尔比1:1，1.2mg/LMn²⁺=0.022mmol/L，需KMnO₄0.022×158=3.5mg/L，按电子守恒2Mn²⁺→2MnO₂失2e，KMnO₄→MnO₂得3e，理论比1:0.67，故3.5×0.4=1.4mg/L。9.下列关于紫外消毒影响因素描述错误的是A.254nm处吸收系数越高，所需UV剂量越大  B.颗粒尺寸>10μm时，shielding效应显著C.温度降低，微生物DNA修复酶活性下降  D.铁离子浓度升高，消毒效率提高答案：D解析：Fe²⁺/Fe³⁺吸收UV，产生浊度，消毒效率下降。10.某水厂采用液氯消毒，原水氨氮0.4mg/L，投氯量2.5mg/L，若氯胺化比例控制在80%，则出水自由氯约为A.0.20mg/L  B.0.35mg/L  C.0.50mg/L  D.0.65mg/L答案：A解析：氨氮0.4mg/L≈0.028mmol/L，完全氯胺化需氯0.028×2×71≈4.0mg/L，现投氯2.5mg/L，氯不足，按折点曲线，自由氯≈2.5−0.4×5.07×0.8≈0.2mg/L。11.关于活性炭碘值与亚甲蓝值，下列说法正确的是A.碘值反映中孔容积，亚甲蓝值反映微孔  B.碘值越高，对腐殖酸吸附能力越强C.亚甲蓝值>200mg/g适用于COD<3mg/L深度处理  D.碘值与比表面积线性正相关答案：D解析：碘值与BET比表面积线性相关；亚甲蓝值反映中孔；腐殖酸分子量大，需中孔；COD低需高碘值。12.某水厂冬季原水水温4℃，混凝剂硫酸铝，为提高效果，优先采取A.延长絮凝时间至30min  B.投加活化硅酸助凝  C.提高pH至8.5  D.改用PAC答案：B解析：低温下铝盐水解慢，活化硅酸提供聚合核，强化卷扫；延长絮凝时间效果有限；高pH铝溶解；PAC虽有效，但助凝更经济。13.采用溶气气浮DAF处理含藻水，回流比8%，溶气罐压力0.45MPa，气泡平均直径40μm，若藻细胞密度1.05g/cm³，直径15μm，则气泡与藻颗粒碰撞效率主要受控于A.惯性碰撞  B.拦截作用  C.布朗扩散  D.重力沉降答案：B解析：粒径比d_b/d_p≈2.7，属拦截主导，雷诺数低，惯性可忽略。14.关于臭氧接触池设计，下列参数组合最合理的是A.水深6m，接触时间15min，尾气O₃<0.1mg/L  B.水深4m，分三段，CT值≥1.6mg·min/LC.水深5m，单点投加，气水比0.1  D.水深3m，微孔曝气，利用率达95%答案：B解析：CT值是消毒指标，分三段可保证逐级反应；水深4m满足布气；尾气<0.1mg/L需破坏器；单点投加易短流；利用率95%难达。15.某水厂滤池运行24h后水头损失达2.4m，若滤速不变，颗粒沉积量与滤层孔隙率关系符合Δh∝(1−ε)^−3，当反冲洗后孔隙率由0.42降至0.40，则相同周期水头损失约为A.2.6m  B.3.0m  C.3.4m  D.3.8m答案：C解析：(1−0.40)^−3/(1−0.42)^−3=(0.60/0.58)^−3≈1.4，2.4×1.4≈3.4m。16.采用电渗析淡化苦咸水，原水TDS2500mg/L，产水TDS400mg/L，电流效率85%，膜对电阻0.6Ω·cm²，膜对电压0.8V，则吨水电耗约为A.0.8kWh  B.1.1kWh  C.1.4kWh  D.1.7kWh答案：B解析：去除盐量2.1kg/m³，理论能耗=2.1×26.8/0.85=66Ah，电压0.8V，能耗=66×0.8/1000=0.053kWh/kg，吨水=0.053×2100=1.1kWh。17.关于二氧化氯制备，下列说法错误的是A.氯酸钠+盐酸法副产Cl₂比例高  B.亚氯酸钠+酸法纯度>95%C.电解食盐法原料易得  D.氯酸钠+双氧水法无Cl₂副产答案：A解析：氯酸钠+盐酸法副产ClO₂为主，Cl₂<5%；双氧水法无Cl₂；电解法直接产ClO₂。18.某水厂采用粉末活性炭应急除嗅，炭投加量20mg/L，接触时间30min，若2MIB初始浓度180ng/L，要求降至<10ng/L，则PAC吸附容量需大于A.4.0mg/g  B.5.5mg/g  C.7.0mg/g  D.8.5mg/g答案：D解析：去除量170ng/L=0.17μg/L，投炭20mg/L，单位吸附量=0.17/20=8.5μg/g=8.5mg/g。19.关于UV/H₂O₂高级氧化，下列说法正确的是A.H₂O₂投加量越高，·OH产率线性增加  B.碳酸氢根是·OH清除剂C.254nm处H₂O₂摩尔吸光系数>O₃  D.温度升高，H₂O₂自分解下降答案：B解析：HCO₃⁻+·OH→CO₃⁻·+H₂O；H₂O₂过量自淬灭；O₃吸光系数高；温度升高分解加速。20.某水厂采用氯胺消毒，管网最远端水龄36h，若总氯衰减符合一级动力学k=0.08h⁻¹，为保证末梢总氯≥0.05mg/L，水厂出水总氯至少A.0.25mg/L  B.0.35mg/L  C.0.45mg/L  D.0.55mg/L答案：C解析：C=C₀e^(−kt)，0.05=C₀e^(−0.08×36)，C₀=0.05/e^(−2.88)=0.05×15.9≈0.45mg/L。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列措施可提高臭氧传质效率的有A.提高气相O₃浓度  B.降低水温  C.采用微孔曝气盘  D.增加水深  E.投加H₂O₂答案：A、C、D解析：提高浓度梯度、减小气泡、增加接触时间均可提高传质；低温降低传质系数；H₂O₂不直接影响传质。22.关于反渗透膜污染，下列属于可逆污染的有A.碳酸钙垢  B.生物膜  C.胶体沉积  D.有机物吸附  E.氧化剂损伤答案：A、C解析：碳酸钙、胶体可通过化学清洗恢复；生物膜部分可逆；氧化损伤不可逆。23.下列水质指标可直接反映水体富营养化程度的有A.Chla  B.TP  C.CODMn  D.SD  E.TN答案：A、B、E解析：Chla直接表征藻类；TP、TN为营养盐；CODMn、SD为间接。24.采用Fe²⁺/H₂O₂类芬顿除微污染物，需控制的条件有A.pH2~4  B.Fe²⁺>50mg/L  C.H₂O₂/Fe²⁺摩尔比3~10  D.反应时间30min  E.曝气充氧答案：A、C、D解析：最佳pH3左右；Fe²⁺过高增加污泥；摩尔比、时间关键；曝气非必须。25.下列关于氯消毒副产物描述正确的有A.三氯硝基甲烷属含氮消毒副产物  B.溴代三卤甲烷毒性高于氯代  C.二氯乙酸致癌风险高于三氯乙酸  D.NDMA可由二甲胺与氯胺反应生成  E.降低pH可减少三卤甲烷生成答案：A、B、D解析：溴代毒性高；NDMA前体二甲胺；降低pH促进THMs。26.提高机械搅拌澄清池污泥循环倍率，可产生的效应有A.絮体粒径增大  B.出水浊度下降  C.污泥浓缩区浓度升高  D.药耗降低  E.易翻池答案：A、B、C、E解析：循环倍率高，絮体再絮凝，粒径大；但流速高易翻池。27.关于超滤膜污染模型，下列属于可解释通量衰减的有A.滤饼层模型  B.孔堵塞模型  C.吸附堵塞模型  D.凝胶极化模型  E.溶解扩散模型答案：A、B、C、D解析：溶解扩散用于反渗透。28.下列属于饮用水水质标准GB57492022扩展指标的有A.高氯酸盐  B.微囊藻毒素LR  C.2,4D  D.总α放射性  E.乙草胺答案：A、B、E解析：扩展指标新增高氯酸盐、微囊藻毒素、乙草胺等。29.采用慢滤处理地表水，下列操作可延长过滤周期的有A.降低滤速  B.预氯化  C.刮除表层2cm  D.投加石灰提高pH  E.覆盖遮阳网抑藻答案：A、C、E解析：低滤速、刮砂、抑藻减少堵塞；预氯化破坏生物膜；高pH促进结垢。30.关于管网二次加氯，下列说法正确的有A.加氯点应设在水厂出水主干管  B.可减小消毒副产物峰值  C.需同步加氨维持氯胺  D.加氯量由水龄决定  E.可采用次氯酸钠或氯胺答案：B、D、E解析：二次加氯在管网中途，降低水厂投氯量，减少DBPs峰值；水龄决定衰减量；可自由氯或氯胺。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）31.臭氧氧化可将溴离子Br⁻氧化为BrO₃⁻，其反应速率随pH升高而降低。答案：×解析：Br⁻→BrO₃⁻为链式反应，OH⁻促进HOBr/OBr⁻转化，速率随pH升高而升高。32.采用PAC强化混凝除微塑料，最佳投加点在快速混合前30s。答案：√解析：PAC需快速均匀分散，30s内完成电中和。33.反渗透膜段间增压泵主要目的是克服渗透压增量。答案：×解析：段间增压为克服沿程阻力及通量下降导致的浓度极化，非渗透压增量。34.UVC消毒对隐孢子虫卵囊灭活效果优于氯胺。答案：√解析：UV可破坏DNA，氯胺对卵囊几乎无效。35.水厂排泥水直接回用至原水，可提高水资源利用率，但需控制铝盐循环累积。答案：√解析：排泥水含铝盐，回用需监测铝浓度。36.采用Fe³⁺混凝除磷，沉淀物主要为FePO₄·2H₂O，其溶解度随pH升高单调下降。答案：×解析：pH>8时FePO₄溶解度反而升高，形成Fe(OH)₃竞争。37.超滤膜通量越高，膜污染速率呈线性增加。答案：×解析：污染速率与通量呈幂函数，非线性。38.氯胺消毒对生物膜控制效果优于自由氯。答案：×解析：自由氯穿透生物膜能力更强。39.高锰酸钾预氧化可破坏藻类细胞，导致胞内有机物释放，增加后续消毒副产物风险。答案：√解析：胞内有机物含N、S前体，增加DBPs。40.采用NaOH再生饱和活性炭，可恢复其微孔容积至90%以上。答案：×解析：NaOH仅脱附部分极性有机物，微孔堵塞不可逆，需高温再生。四、计算题（共30分。写出完整计算过程，结果保留两位小数）41.（10分）某水厂设计水量10×10⁴m³/d，采用网格絮凝池，分三段，流速梯度G分别为80、50、30s⁻¹，对应停留时间分别为2、4、6min，水温15℃，动力粘度μ=1.14×10⁻³Pa·s，求总平均G值及GT值，并判断是否符合规范。解：G_avg=√[(G₁²t₁+G₂²t₂+G₃²t₃)/(t₁+t₂+t₃)]=√[(80²×2+50²×4+30²×6)/12]=√[(12800+10000+5400)/12]=√28200/12=√2350=48.5s⁻¹T=2+4+6=12min=720sGT=48.5×720=3.49×10⁴规范要求2×10⁴~10×10⁴，符合。42.（10分）某水厂滤池采用均质砂，滤层厚1.2m，滤速8m/h，初始清洁滤层水头损失h₀=0.3m，运行24h后水头损失达2.1m，此时若反冲洗强度15L/(m²·s)，膨胀率45%，求反冲洗水量占产水量的百分比（每日反冲洗一次，冲洗时间6min）。解：单格滤池面积A，日产水量=8×24×A=192Am³反冲洗水量=15×A×6×60=5400AL=5.4Am³占比=5.4A/192A×100%=2.81%43.（10分）某地下水含Fe²⁺6.2mg/L，Mn²⁺1.8mg/L，采用接触氧化法，滤速6m/h，锰砂滤料，需将Fe、Mn氧化为Fe³⁺、Mn⁴⁺，理论需氧量计算（假设水中无其他耗氧物质，温度10℃，溶解氧饱和值11.3mg/L，是否需额外曝气？）解：Fe²⁺→Fe³⁺失1e，6.2mg/L=0.111mmol/L，需O₂0.111/4=0.0278mmol/L=0.89mg/LMn²⁺→Mn⁴⁺失2e，1.8mg/L=0.033mmol/L，需O₂0.033/2=0.0165mmol/L=0.53mg/L总需氧=0.89+0.53=1.42mg/L饱和氧11.3mg/L，理论不需额外曝气，但实际考虑动力及安全系数，需曝气至8~9mg/L。五、综合应用题（共20分）44.某湖库水源夏季出现蓝藻水华，原水水质：Chla120μg/L，浊度15N