水处理处理试题及答案

水处理处理试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.在给水处理工艺中，主要去除水中悬浮物和胶体杂质，使水澄清的单元过程是：A.混凝B.沉淀C.过滤D.消毒答案：A解析：混凝是通过向水中投加混凝剂，使水中微小的悬浮颗粒和胶体颗粒脱稳、聚集，形成易于沉降或过滤去除的较大絮凝体（矾花）的过程。它是后续沉淀和过滤能够有效进行的前提，是水澄清处理的核心环节。沉淀和过滤是在混凝基础上进行的固液分离步骤，消毒则是杀灭病原微生物的过程。2.下列指标中，不属于衡量水体有机物污染综合指标的是：A.化学需氧量（COD）B.五日生化需氧量（BOD₅）C.总有机碳（TOC）D.溶解氧（DO）答案：D解析：化学需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD₅）和总有机碳（TOC）均是从不同角度（化学氧化、生物氧化、碳含量）反映水体中有机物总量的综合性指标。溶解氧（DO）是指溶解在水中的分子态氧的浓度，是表征水体自净能力、判断水质好坏的重要指标，其数值高低受有机物降解过程影响，但其本身并非直接衡量有机物含量的指标。3.活性污泥法处理系统中，混合液悬浮固体浓度（MLSS）是指：A.单位体积混合液中活性污泥微生物的干重B.单位体积混合液中挥发性悬浮固体的干重C.单位体积混合液中所有悬浮固体的干重D.单位体积混合液中无机悬浮固体的干重答案：C解析：混合液悬浮固体浓度（MLSS），又称混合液污泥浓度，是指在曝气池单位体积混合液中所含有的悬浮固体的总质量，通常以mg/L或g/L表示。它包含了具有活性的微生物细胞、微生物自身氧化残留物、吸附在污泥上未被生物降解的有机物以及无机悬浮固体。MLVSS（混合液挥发性悬浮固体浓度）则更接近活性微生物的量，但MLSS是运行管理中更常用的控制参数。4.在污水的深度处理中，为了有效去除水中的溶解性磷酸盐，常采用的方法是：A.混凝沉淀法B.活性炭吸附法C.生物膜法D.离子交换法答案：A解析：去除溶解性磷酸盐（正磷酸盐）最有效和经济的方法是化学沉淀法，即向水中投加金属盐混凝剂（如铝盐、铁盐、石灰等），使磷酸根离子与金属离子反应生成难溶的磷酸盐沉淀物，然后通过沉淀或过滤予以去除。活性炭吸附主要针对有机污染物和部分重金属，生物膜法主要用于去除有机物和氨氮，离子交换法虽可去除磷酸盐但成本较高，多用于纯水制备。5.折点加氯消毒时，当加氯量超过“折点”后，水中余氯的主要形式是：A.化合性氯（氯胺）B.游离性氯（次氯酸、次氯酸根）C.二氧化氯D.氯代有机物答案：B解析：折点加氯曲线描述了加氯量与余氯量的关系。初期，氯与水中还原性物质（如F、M、S等）反应，余氯为零。随后氯与氨氮反应生成氯胺（化合性氯），余氯上升。当加氯量达到某一临界点（折点）时，氯胺被进一步氧化为氮气等，余氯下降至最低。超过折点后，氯胺被完全破坏，继续加氯则产生游离性有效氯（HClO6.滤池反冲洗时，若冲洗强度过大，可能导致的最主要问题是：A.滤料层膨胀不足，冲洗不彻底B.承托层发生移动，破坏滤层结构C.滤料流失D.反冲洗水泵能耗过高答案：C解析：反冲洗强度是指单位时间单位滤池面积通过的反冲洗水量，通常以L/7.厌氧消化处理污泥过程中，产甲烷菌最适宜的生长pH范围是：A.5.5~6.5B.6.8~7.2C.7.5~8.5D.8.5~9.0答案：B解析：厌氧消化是一个复杂的微生物过程，主要分为水解酸化、产氢产乙酸和产甲烷三个阶段。产甲烷菌是对环境条件最敏感的微生物，其最适宜的pH范围在中性附近，一般为6.8~7.2。pH值低于6.2或高于7.8，产甲烷菌的活性都会受到显著抑制，导致消化过程不稳定，沼气产量下降，甚至整个消化系统失败。8.下列水处理方法中，主要利用“筛滤”作用机理的是：A.沉砂池B.快滤池C.离心分离机D.气浮池答案：B解析：快滤池的过滤机理主要包括迁移、附着和脱落过程，其中迁移机理就包含筛滤作用，即比滤料孔隙大的颗粒直接被截留在滤料表面。此外还有拦截、惯性、沉淀、扩散等作用。沉砂池主要利用重力沉降分离密度较大的无机颗粒；离心分离机利用离心力；气浮池利用微气泡附着使杂质上浮分离。9.在河流水体自净过程中，随着有机污染物被微生物氧化分解，水质参数的变化趋势通常是：A.溶解氧先下降后上升B.溶解氧持续上升C.生化需氧量持续上升D.氨氮含量持续不变答案：A解析：有机污染物排入河流后，好氧微生物利用水中的溶解氧对其进行氧化分解，消耗大量DO，使DO浓度从排污口下游开始急剧下降，同时BOD₅浓度升高。随着有机物逐渐被分解，BOD₅开始下降，而DO由于大气复氧和水生植物的光合作用等补充，浓度逐渐回升。因此，沿河流流向，DO曲线呈下垂状（先降后升），BOD₅曲线呈下降状。氨氮在硝化作用下会发生变化。10.采用活性污泥法处理污水时，表示有机污染物负荷与微生物量相对关系的常用指标是：A.污泥龄（）B.污泥沉降比（SV）C.污泥容积指数（SVI）D.食微比（F/M）答案：D解析：食微比（FoodtoMicroorganismRatio,F/M）是指单位时间内，进入曝气池的有机物量（BOD₅或COD）与曝气池内活性污泥微生物总量（MLVSS）的比值，单位通常是kg二、填空题（每空1分，共15分）1.根据斯托克斯公式，球形颗粒在静水中的自由沉降速度u与颗粒直径d的平方成正比，与颗粒和水的密度差(ρ答案：正2.混凝剂硫酸铝A(答案：氢氧化铝胶体（或Al3.平流式沉淀池的设计，主要基于______和表面负荷（溢流率）两个核心参数。答案：水平流速4.在离子交换软化过程中，当交换剂上的N（对于钠型树脂）被水中C、M置换殆尽，出水硬度超标时，称为交换剂______。答案：失效（或穿透）5.膜分离技术中，根据驱动力的不同，反渗透（RO）以______为驱动力，超滤（UF）则以压力差为驱动力，但所需压力低于RO。答案：渗透压差6.城市污水经二级生化处理后的出水，若排入对氮、磷有严格限制的水体，需要进行______处理。答案：脱氮除磷（或深度）7.曝气设备在活性污泥法中的作用是向混合液充氧，并起______作用，使污泥、有机物和氧气充分接触。答案：搅拌混合8.污泥含水率从99%降至96%，其体积变为原体积的______。（计算提示：忽略固体体积变化）答案：1/4解析：设原污泥体积为，固体质量为S，含水率=99，则=S/(1−)=9.厌氧生物处理与好氧生物处理相比，一个显著的优点是能够回收能源物质______。答案：沼气（或甲烷）10.氯消毒时，起主要消毒作用的有效成分是次氯酸（HClO），其杀菌能力比次氯酸根离子（C答案：中性（或不带电荷）11.在排水管道系统中，为了防止管道内产生的有害气体进入室内，并保证排水管道内压力稳定，需要在卫生器具排水管上设置______。答案：存水弯12.污泥处理中，______的目的是降低污泥中的有机物含量，使其稳定化，避免在后续处置中腐败发臭。答案：消化处理（或稳定化处理）13.循环冷却水系统中，由于水分不断蒸发，水中溶解盐类被浓缩，容易引起结垢和腐蚀，因此需要控制______指标。答案：浓缩倍数14.高负荷生物滤池通常采用______回流的方式，以稀释进水浓度，提高水力负荷，防止滤料堵塞。答案：处理出水15.衡量曝气设备传氧效率的指标是______，指转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比。答案：氧转移效率三、判断题（每题1分，共10分）1.水的硬度主要是指水中钙、镁离子的总浓度，永久硬度可通过煮沸去除。答案：错误解析：水的硬度分为碳酸盐硬度（暂时硬度）和非碳酸盐硬度（永久硬度）。碳酸盐硬度主要是钙、镁的碳酸氢盐，煮沸时可分解形成碳酸钙和氢氧化镁沉淀而部分去除。非碳酸盐硬度主要是钙、镁的硫酸盐、氯化物等，煮沸不能去除。2.在过滤过程中，随着过滤时间的延长，滤层的水头损失会逐渐增大。答案：正确解析：在过滤过程中，悬浮物不断被截留在滤料层中，滤料孔隙逐渐被堵塞，水流通过滤层的阻力（即水头损失）随之逐渐增加。当水头损失达到设计允许最大值或出水水质超标时，需停止过滤进行反冲洗。3.活性炭吸附对水中大分子有机物和色度的去除效果优于对小分子有机物的去除效果。答案：正确解析：活性炭吸附主要依靠其巨大的比表面积和丰富的孔隙结构，其中微孔对小分子物质吸附能力强，但大分子有机物和致色物质更容易被活性炭的中孔和大孔吸附去除，且这些物质往往疏水性强，更易被吸附。4.UASB（上流式厌氧污泥床）反应器处理废水时，废水应从反应器底部进入，上部流出。答案：正确解析：UASB反应器正是依靠废水从反应器底部均匀进入，向上流过由高浓度厌氧颗粒污泥组成的污泥床，在此过程中有机物被降解产生沼气。气、液、固三相在反应器上部通过三相分离器实现分离。5.污泥体积指数（SVI）值越高，说明污泥的沉降性能越好。答案：错误解析：污泥容积指数（SVI）是指曝气池混合液静置30分钟后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积（mL）。SVI值过低（如<50）可能表明污泥无机分高、活性差；过高（如>150）则通常表明污泥沉降性能差，易发生污泥膨胀。一般认为SVI在70~150之间较为适宜。6.臭氧氧化法既可用来消毒，也可用于去除水中的色、嗅、味和微量有机污染物。答案：正确解析：臭氧是一种强氧化剂，其氧化能力仅次于氟。它能迅速杀灭细菌和病毒，同时能有效氧化分解水中的致色、致嗅物质（如酚、藻类代谢物）以及许多难降解的有机微污染物，且不产生卤代消毒副产物。7.在生物脱氮过程中，硝化作用需要在好氧条件下进行，而反硝化作用需要在缺氧条件下进行。答案：正确解析：生物脱氮包括硝化和反硝化两个主要过程。硝化作用由亚硝化菌和硝化菌在好氧条件下将氨氮（N）氧化为亚硝酸盐（N）和硝酸盐（N）。反硝化作用则由反硝化菌在缺氧（存在N或N作为电子受体，但分子态氧浓度极低）条件下，将N或N还原为氮气（）逸出。8.电渗析法用于海水淡化时，其能耗主要与海水的盐度（含盐量）成正比。答案：正确解析：电渗析的能耗主要用于克服电流通过溶液时产生的电阻（欧姆降）。溶液的电阻率与含盐量成反比，含盐量越高，电阻越小，在相同电流密度下能耗越低？此处需澄清：实际上，对于脱盐过程，要将一定量的盐离子迁移出去，所需迁移的电荷量与盐浓度成正比。根据法拉第定律和欧姆定律，理论能耗与溶液浓度（盐度）成正比。实际运行中，高盐度海水虽导电性好，但需要迁移更多的离子才能达到淡水标准，因此总能耗与含盐量基本成正比关系，是反渗透海水淡化的数倍。9.平流式隔油池主要用于去除污水中比重小于1的悬浮油和分散油。答案：正确解析：平流式隔油池利用油水密度差，依靠重力进行分离。比重小于1的油珠在池中缓慢上浮至水面，被集油管或刮油机收集去除。它主要去除粒径较大的悬浮油和分散油，对乳化油去除效果很差。10.所有类型的水泵都必须安装在吸水水面以下才能正常工作。答案：错误解析：离心泵在启动前必须使泵壳和吸水管内充满水（即灌泵），否则无法形成必要的真空来吸水。但通过合理的安装（如采用自灌式、安装真空泵引水装置等），水泵可以安装在水面之上。而有些特殊泵，如潜水泵，本身就是安装在水面以下工作的。四、名词解释（每题3分，共15分）1.混凝答案：混凝是指通过向水中投加混凝剂，使水中微小的悬浮颗粒和胶体颗粒脱稳，并聚集形成易于沉降或过滤去除的较大絮凝体的物理化学过程。它包括“凝聚”（脱稳）和“絮凝”（聚结）两个阶段，是给水和废水处理中固液分离的关键前置步骤。2.污泥龄（）答案：污泥龄又称固体平均停留时间（SRT），是指在活性污泥法曝气池系统中，微生物从生成到被排出系统的平均停留时间。其定义为曝气池内活性污泥总质量与每日排放的剩余污泥质量的比值。它是控制污泥活性和处理效果的重要参数，长有利于硝化菌等世代时间长的微生物生长。3.反渗透答案：反渗透是一种以压力差（大于溶液渗透压）为推动力的膜分离技术。当在浓溶液一侧施加超过渗透压的压力时，溶剂（水）分子会逆自然渗透方向，透过半透膜进入稀溶液一侧，从而实现溶质与溶剂的分离，或溶液的浓缩。主要用于海水淡化、纯水制备及物料浓缩。4.水体富营养化答案：水体富营养化是指由于人类活动，大量氮、磷等植物性营养物质进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。可分为天然富营养化和人为富营养化。5.污泥脱水答案：污泥脱水是指通过物理方法进一步降低经浓缩或消化后污泥的含水率，减少污泥体积的操作单元。常用方法有自然干化（干化场）、机械脱水（如带式压滤机、离心脱水机、板框压滤机）等。目的是形成含水率较低（通常80%以下）的泥饼，便于后续运输、处置或利用。五、简答题（每题5分，共20分）1.简述理想沉淀池的基本假设，并说明表面负荷（溢流率）的物理意义及其与颗粒沉速的关系。答案：理想沉淀池的基本假设包括：（1）水流沿水平方向均匀流动，过水断面上各点流速相同；（2）悬浮颗粒在沉淀过程中以恒定的沉速u匀速下沉；（3）颗粒沉到池底即认为被去除，不再浮起。表面负荷，又称溢流率，其物理意义是单位时间内通过单位沉淀池表面积的流量，单位为/(·h)或m/h。在数值上，等于处理水量Q除以沉淀池表面积对于理想沉淀池，当颗粒沉速≥时，该颗粒能被100%去除；当<时，只有部分颗粒（比例为/）能被去除。因此，在数值上等于能够被完全去除的最小颗粒的沉速。是沉淀池设计的关键参数，其倒数1/代表水力停留时间。2.列举活性污泥法运行中常见的异常现象“污泥膨胀”的两种主要类型及其可能原因。答案：污泥膨胀主要指活性污泥沉降性能恶化，SVI值异常升高（常>150mL/g），污泥在二沉池难以沉降浓缩的现象。主要分为两类：（1）丝状菌膨胀：由丝状微生物（如丝状菌、放线菌）过度繁殖引起。可能原因包括：低溶解氧、低负荷（低F/M）、营养物缺乏（N、P比例不当）、pH过低、进水中含有大量易生物降解的碳水化合物等。（2）非丝状菌膨胀（粘性膨胀或菌胶团膨胀）：由菌胶团细菌分泌大量高粘性多糖类物质，结合大量水分导致。可能原因包括：过高负荷、进水中含有毒性物质、溶解氧不足导致微生物分泌大量粘性物质等。3.简述城市污水处理典型的一级处理、二级处理和三级处理（深度处理）的主要目的和代表性工艺单元。答案：（1）一级处理（物理处理）：主要目的是去除污水中呈悬浮或漂浮状态的固体物质（包括无机性和有机性颗粒）。代表性工艺单元：格栅、沉砂池、初沉池。（2）二级处理（生物处理）：主要目的是大幅度去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物（以BOD、COD表示）。代表性工艺单元：活性污泥法（及其变型，如A/O、A²/O、SBR、氧化沟等）、生物膜法（如生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等）。（3）三级处理/深度处理：在一级、二级处理后，为进一步去除某种或某几种污染物（如氮、磷、微量有机物、病原体、盐类等）以满足更高水质要求而设置的处理。代表性工艺单元：混凝沉淀、过滤、活性炭吸附、膜分离（超滤、反渗透）、高级氧化、脱氮除磷生物/化学工艺等。4.说明氯消毒的主要优缺点。答案：优点：（1）消毒效果好，能有效杀灭细