污水处理考试和答案

污水处理考试和答案一、选择题（每题2分，共20分）1.在活性污泥法中，通常用来表示微生物浓度的指标是（）A.BOD₅B.CODC.MLSSD.SV2.下列哪种物质不属于水体中的“三氮”（）A.氨氮B.硝酸盐氮C.亚硝酸盐氮D.凯氏氮3.城市污水处理厂一级A标准中，化学需氧量（COD）的排放限值是（）A.≤50mg/LB.≤60mg/LC.≤100mg/LD.≤120mg/L4.厌氧消化过程一般不包括以下哪个阶段（）A.水解酸化阶段B.产氢产乙酸阶段C.硝化阶段D.产甲烷阶段5.在沉淀池中，颗粒的沉降速度主要取决于（）A.水温B.颗粒密度和粒径C.pH值D.溶解氧含量6.下列消毒方法中，副产物风险相对较高的是（）A.紫外线消毒B.臭氧消毒C.液氯消毒D.二氧化氯消毒7.生物脱氮过程中，硝化作用发生的环境条件是（）A.缺氧B.厌氧C.好氧D.任何条件均可8.衡量曝气设备性能的重要指标是（）A.充氧能力与氧转移效率B.噪音大小C.设备重量D.外观尺寸9.污泥体积指数（SVI）的计算公式是（）A.SVI=(SV%/MLSS)×10B.SVI=MLSS/SV%C.SVI=(MLSS/SV%)×100D.SVI=SV%×MLSS10.格栅的主要作用是去除污水中的（）A.砂粒B.悬浮物C.漂浮物和大块杂物D.油脂二、填空题（每空1分，共15分）1.污水中常见的污染物按其性质可分为物理性污染物、化学性污染物和______。2.初次沉淀池主要去除污水中的______。3.曝气沉砂池通过曝气的作用，使污水产生______，从而实现砂粒与有机物的分离。4.活性污泥法正常运行的必要条件之一是维持混合液中足够的______。5.生物膜法处理污水的代表性工艺有生物滤池、生物转盘和______。6.厌氧生物处理的最终产物主要是甲烷和______。7.混凝工艺中，常用的无机混凝剂有聚合氯化铝（PAC）和______。8.过滤是利用具有______性能的材料截留水中悬浮固体的过程。9.污水深度处理中，常用于除磷的化学药剂是______（写出一种即可）。10.污泥处理常用的方法包括浓缩、______、消化、脱水和最终处置。11.表示污水中有机物含量的综合指标有BOD和______。12.在A²/O工艺中，三个字母依次代表厌氧、缺氧和______。13.鼓风曝气系统主要由空气净化器、鼓风机、空气输送管道和______组成。14.水体富营养化的主要限制性营养元素通常是氮和______。15.监测污水处理厂出水水质时，常用的微生物指标是______。三、判断题（每题1分，共10分）1.（）BOD₅/COD的比值越高，表明污水的可生化性越好。2.（）沉淀池表面负荷越小，理论上其沉淀效果越好。3.（）UASB（上流式厌氧污泥床）反应器属于好氧生物处理工艺。4.（）污泥龄是指活性污泥在曝气池中的平均停留时间。5.（）反硝化细菌是自养型微生物。6.（）氯消毒时，污水的pH值越高，消毒效果越好。7.（）离心脱水机是利用离心力实现污泥脱水的设备。8.（）生物除磷主要是依靠聚磷菌在厌氧条件下释放磷，在好氧条件下过量吸收磷来实现的。9.（）污泥焚烧是一种彻底的污泥处置方法，但可能产生二次污染。10.（）所有污水处理厂都必须设置消毒单元。四、名词解释（每题3分，共15分）1.污泥膨胀2.短流3.污泥负荷（F/M）4.水体自净5.同步硝化反硝化五、简答题（每题5分，共20分）1.简述活性污泥法的基本工艺流程。2.列举影响混凝效果的主要因素。3.简述厌氧生物处理与好氧生物处理的主要区别。4.说明污泥机械脱水前进行调理的目的和常用方法。六、计算题（每题10分，共20分）1.某城市污水处理厂设计平均日流量Q为50000m³/d，进水BOD₅浓度S₀为200mg/L，要求出水BOD₅浓度S_e≤20mg/L。拟采用传统活性污泥法，设计污泥负荷（F/M）取0.15kgBOD₅/(kgMLSS·d)，混合液悬浮固体浓度（MLSS）X为3000mg/L。试计算：(1)每日需要去除的BOD₅总量（kg/d）。(2)曝气池的有效容积V（m³）。2.某污水处理厂二沉池为圆形辐流式沉淀池，设计表面负荷q为1.0m³/(m²·h)，设计最大时流量Q_max为1500m³/h。试计算该二沉池所需的表面积A（m²）和直径D（m）。答案与解析一、选择题1.C。解析：MLSS（混合液悬浮固体浓度）是表示曝气池中活性污泥微生物量（包括活细胞、死细胞及吸附的惰性物质）的常用指标。BOD₅和COD是水质有机污染指标，SV（污泥沉降比）是反映污泥沉降性能的指标。2.D。解析：水体中的“三氮”通常指氨氮（NH₃-N）、亚硝酸盐氮（NO₂⁻-N）和硝酸盐氮（NO₃⁻-N）。凯氏氮是指以凯氏法测定的含氮量，包括有机氮和氨氮，不属于“三氮”范畴。3.A。解析：根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），一级A标准中COD的排放限值为50mg/L。4.C。解析：厌氧消化过程主要包括水解酸化、产氢产乙酸和产甲烷三个阶段。硝化作用是好氧过程，属于生物脱氮的一个环节，并非厌氧消化阶段。5.B。解析：根据斯托克斯定律，离散颗粒在静水中的自由沉降速度主要取决于颗粒与水的密度差以及颗粒的粒径。水温、pH、溶解氧会影响水的粘滞性等，但并非主要决定因素。6.C。解析：液氯消毒会与水中有机物反应生成三卤甲烷（THMs）等具有“三致”风险的消毒副产物。紫外线、臭氧、二氧化氯消毒的副产物相对较少或风险较低。7.C。解析：硝化作用是将氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程，由自养型好氧硝化细菌（亚硝化菌和硝化菌）完成，必须在有氧条件下进行。8.A。解析：曝气设备的根本作用是为好氧生物处理过程提供氧气，因此其充氧能力（单位时间内向水中传递的氧量）和氧转移效率（传递氧量占总供氧量的百分比）是核心性能指标。9.A。解析：污泥体积指数（SVI）的定义是：曝气池混合液静置30分钟后，1克干污泥所占的容积（mL）。计算公式为：SVI=(混合液30min静沉后污泥容积(mL/L)/混合液悬浮固体浓度(g/L))=(SV%×10)/MLSS(g/L)，通常简记为SVI=(SV%/MLSS)×10，其中MLSS单位为g/L。10.C。解析：格栅安装在污水处理流程的最前端，用以截留并去除污水中较粗大的漂浮物和悬浮物，如毛发、纤维、塑料制品、树枝等，以保护后续处理单元的设备与管道。二、填空题1.生物性污染物2.可沉悬浮固体（或无机颗粒）3.旋流运动4.溶解氧（DO）5.生物接触氧化池（或移动床生物膜反应器MBBR等）6.二氧化碳（CO₂）7.聚合硫酸铁（PFS）或硫酸铝、三氯化铁等8.孔隙（或过滤）9.铝盐（如硫酸铝、聚合氯化铝）或铁盐（如三氯化铁、聚合硫酸铁）或石灰10.稳定（或厌氧消化/好氧消化）11.COD（化学需氧量）12.好氧13.曝气装置（或扩散器）14.磷15.总大肠菌群数（或粪大肠菌群数）三、判断题1.√。解析：BOD₅代表可生物降解的有机物，COD代表可被化学氧化的有机物（包括可生化和不可生化的）。比值越高，说明可生物降解部分占比越大，可生化性越好。2.√。解析：表面负荷q=Q/A，表示单位沉淀池面积在单位时间内处理的水量。q越小，意味着水流上升速度越慢，颗粒有更充分的沉降时间，理论上沉淀效率越高。3.×。解析：UASB是典型的厌氧生物处理反应器，利用厌氧微生物在无氧条件下分解有机物。4.√。解析：污泥龄（θ_c）是微生物在反应器中的平均停留时间，是活性污泥法设计与运行的核心参数之一。5.×。解析：反硝化细菌是异养型微生物，需要利用有机碳源作为电子供体，将硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气。6.×。解析：氯消毒的有效成分主要是次氯酸（HClO）。pH值升高时，次氯酸易电离为消毒效果较弱的次氯酸根（ClO⁻），因此pH值较低时消毒效果更好。7.√。解析：离心脱水机通过高速旋转产生强大离心力，使污泥中固相颗粒与水分离。8.√。解析：这是生物除磷的基本原理。聚磷菌在厌氧条件下释放体内储存的磷并吸收易降解有机物；在好氧条件下，则过量吸收水中的磷并合成聚磷储存于体内，通过排放富磷剩余污泥实现除磷。9.√。解析：焚烧可将污泥中的有机物彻底氧化，减量化程度最高。但焚烧尾气中可能含有二噁英、重金属、酸性气体等污染物，需进行严格净化处理。10.×。解析：并非所有污水处理厂都必须消毒。是否设置消毒单元取决于出水用途和排放水体的功能要求。例如，排入有稀释能力且无回用要求的大江、大海时，可能无需消毒。四、名词解释1.污泥膨胀：指活性污泥沉降性能恶化，污泥体积指数（SVI）异常增高（通常>150mL/g），污泥结构松散，不易沉降和压缩，导致二沉池泥水分离困难，出水浑浊的现象。主要由丝状菌过度繁殖或非丝状菌因素引起。2.短流：在沉淀池、反应池等构筑物中，部分水流停留时间远小于设计停留时间，提前流出池外的现象。短流会降低处理效率，是水力设计需要避免的问题。3.污泥负荷（F/M）：又称有机负荷，指单位质量的活性污泥（MLSS）在单位时间内所承受的有机物量。计算公式为：F/4.水体自净：指受污染的水体通过物理（稀释、扩散、沉淀）、化学（氧化、还原、分解）和生物（微生物分解、水生生物吸收）等作用，使污染物浓度逐渐降低，部分或完全恢复到受污染前状态的自然过程。5.同步硝化反硝化：指在同一个反应器内，相同或相近的操作条件下，硝化反应和反硝化反应同时发生的现象。这通常发生在活性污泥絮体或生物膜内部，外层形成好氧区进行硝化，内层形成缺氧或厌氧区进行反硝化。该工艺可以简化流程，节省碳源和曝气能耗。五、简答题1.简述活性污泥法的基本工艺流程。活性污泥法的基本工艺流程主要包括以下几个单元：首先，污水经过预处理（格栅、沉砂池、初沉池等）去除大块杂物、砂粒和部分悬浮固体。然后，预处理后的污水进入核心单元——曝气池，在这里与回流污泥混合形成混合液。通过曝气设备向混合液充氧，为好氧微生物（活性污泥）提供生长和代谢所需的氧气与搅拌条件，微生物将污水中的有机物作为营养源进行吸附、吸收和分解，从而净化污水。接着，混合液流入二次沉淀池，进行泥水分离。澄清水作为处理出水，经消毒等后续处理后排放或回用。沉淀下来的大部分污泥作为回流污泥，被泵送回曝气池前端，以维持曝气池内所需的微生物浓度。为维持系统内生物量的平衡，增殖的剩余活性污泥作为剩余污泥排出系统，进入污泥处理处置流程。2.列举影响混凝效果的主要因素。(1)水温：低温时水的粘度大，布朗运动减弱，胶体颗粒碰撞机会减少；且水解反应慢，形成的絮体细小松散，沉降性能差。(2)水的pH值与碱度：pH值影响混凝剂的水解产物形态及胶体颗粒的表面电荷。不同的混凝剂有其最佳pH范围。碱度不足时，需投加石灰等补充。(3)水中杂质成分与浓度：杂质的性质、浓度、粒径分布及带电性直接影响混凝难度。例如，腐殖质含量高时混凝较困难。(4)水力条件：混凝过程需要快速混合使药剂均匀分散，然后通过适当的慢速搅拌（絮凝）促进矾花长大。搅拌强度和时间是关键。(5)混凝剂的种类与投加量：针对不同水质选择合适的混凝剂及其最佳投加量至关重要，投加量不足或过量都会恶化效果。(6)共存物质：水中存在的某些溶解性有机物、无机盐类可能促进或干扰混凝过程。3.简述厌氧生物处理与好氧生物处理的主要区别。比较项目厌氧生物处理好氧生物处理代谢条件无氧或缺氧条件必须有充足的溶解氧微生物种类兼性菌和厌氧菌（产酸菌、产甲烷菌等）主要为好氧菌和兼性菌能量利用率低，有机物中大部分能量保留在终产物甲烷中高，有机物氧化分解释放的能量大部分被微生物利用代谢终产物甲烷（CH₄）、二氧化碳（CO₂）、少量H₂S等二氧化碳（CO₂）、水（H₂O）、硝酸盐、硫酸盐等污泥产率很低，剩余污泥量少（约为好氧法的1/10~1/5）较高，剩余污泥产量大营养物需求较低（BOD₅:N:P≈200~300:5:1）较高（BOD₅:N:P≈100:5:1）处理负荷可承受高有机负荷（通常用于处理高浓度有机废水）有机负荷相对较低启动与反应速度启动慢，微生物世代时间长，对温度敏感启动快，反应速率快能耗很低，一般无需曝气，可能产生可利用的沼气能源高，主要能耗来自曝气供氧出水水质出水有机物浓度相对较高，一般需后续处理才能达标出水有机物浓度低，处理较彻底4.说明污泥机械脱水前进行调理的目的和常用方法。目的：污泥调理的目的是改变污泥的物理化学性质，破坏污泥的胶体结构，减少其亲水性和压缩性，从而提高污泥的脱水性能（即降低比阻），使得后续的机械脱水能够更高效地进行，获得更高的含固率泥饼，并降低脱水设备的能耗和药耗。常用方法：(1)化学调理：最常用的方法。向污泥中投加混凝剂或絮凝剂，如无机盐类（三氯化铁、聚合氯化铝、石灰）或有机高分子絮凝剂（聚丙烯酰胺PAM）。这些药剂通过电中和、吸附架桥等作用，使细小的污泥颗粒凝聚成大的絮体，释放出内部结合水。(2)物理调理：加热调理：在高温高压下加热污泥，使细胞破裂，释放内部水，显著改善脱水性。但能耗高，可能产生臭气。冷冻融化调理：通过冷冻-融化过程改变污泥结构，破坏胶体稳