污水处理工艺试题试题及答案

污水处理工艺试题试题及答案一、选择题1.下列哪项不属于污水处理中“一级处理”的主要去除对象？A.漂浮物B.悬浮物C.部分BOD5D.溶解性有机物答案：D解析：一级处理，又称物理处理，主要通过格栅、沉砂池、初沉池等构筑物去除污水中的漂浮物和大部分悬浮固体，同时可去除约20%-30%的BOD5。溶解性有机物主要依靠二级生物处理进行去除，因此D选项不属于一级处理的主要目标。2.活性污泥法的核心反应器是（）。A.沉砂池B.初沉池C.曝气池D.二沉池答案：C解析：在传统活性污泥法中，曝气池是进行生化反应的核心场所，微生物在此吸附、氧化分解污水中的有机污染物。沉砂池和初沉池属于预处理，二沉池用于泥水分离。3.在厌氧生物处理中，将复杂有机物转化为脂肪酸和醇类等产物的阶段是（）。A.水解阶段B.产酸阶段C.产乙酸阶段D.产甲烷阶段答案：B解析：厌氧消化分为四个阶段：水解（大分子转化为小分子）、产酸（小分子转化为挥发性脂肪酸、醇类等）、产乙酸（脂肪酸和醇类转化为乙酸、氢气和二氧化碳）、产甲烷（乙酸和氢气等转化为甲烷）。题干描述的是产酸阶段。4.衡量活性污泥沉降性能的常用指标是（）。A.MLSSB.MLVSSC.SVID.BOD5答案：C解析：SVI（污泥容积指数）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的毫升数，单位是mL/g。它能有效反映活性污泥的凝聚、沉降性能。MLSS（混合液悬浮固体浓度）和MLVSS（混合液挥发性悬浮固体浓度）表示污泥量，BOD5表示有机物浓度。5.A²/O工艺中，第一个“A”段的主要功能是（）。A.去除有机物B.硝化反应C.反硝化脱氮D.释磷答案：D解析：A²/O工艺即厌氧-缺氧-好氧工艺。第一个A段为厌氧段，主要功能是使聚磷菌释放磷，同时部分有机物被转化为挥发性脂肪酸（VFAs），为后续缺氧段反硝化和好氧段超量吸磷创造条件。6.下列消毒方法中，副产物风险较高的是（）。A.紫外线消毒B.臭氧消毒C.液氯消毒D.次氯酸钠消毒答案：C解析：液氯消毒会与水中的有机物反应生成三卤甲烷、卤乙酸等具有“三致”风险的消毒副产物。紫外线消毒和臭氧消毒基本不产生持续性副产物，次氯酸钠消毒虽同为氯消毒，但其副产物生成潜力通常低于液氯。7.膜生物反应器（MBR）工艺中，膜组件的主要作用是替代传统工艺中的（）。A.格栅和沉砂池B.初沉池C.曝气池D.二沉池答案：D解析：MBR工艺通过膜分离技术（微滤或超滤）进行高效的固液分离，直接取代了传统活性污泥法中的二沉池，使生物反应器内能维持很高的污泥浓度，出水水质优良。8.下列哪项参数通常用于在线监测和控制生物脱氮过程？A.pH值B.氧化还原电位（ORP）C.电导率D.浊度答案：B解析：在生物脱氮的缺氧段（反硝化）和厌氧段（释磷），氧化还原电位（ORP）是一个关键特征参数。ORP值的变化能灵敏地反映硝化、反硝化反应的进程，常用于过程的在线监测与自动控制。pH值也有指示作用，但不如ORP直接。9.污泥厌氧消化产生的沼气中，主要可燃成分是（）。A.二氧化碳（CO₂）B.氮气（N₂）C.甲烷（CH₄）D.硫化氢（H₂S）答案：C解析：污泥厌氧消化产生的沼气中，甲烷（CH₄）含量一般为50%-70%，二氧化碳（CO₂）含量为30%-50%，此外还有微量硫化氢等。甲烷是主要的可燃成分，热值高，可用于发电或提纯。10.深度处理中，用于进一步去除水中溶解性有机物和色度的常用方法是（）。A.混凝沉淀B.活性炭吸附C.砂滤D.消毒答案：B解析：活性炭具有巨大的比表面积和丰富的微孔结构，能有效吸附水中用常规生化法难以去除的溶解性有机物、色度、嗅味物质及某些有毒物质，是深度处理的常用单元。二、填空题1.格栅按栅条间隙大小可分为粗格栅、中格栅和细格栅，其中细格栅的间隙通常范围为______mm。答案：1.5-10解析：粗格栅间隙一般为40-150mm，中格栅为10-40mm，细格栅为1.5-10mm，用于拦截不同尺寸的悬浮和漂浮物质。2.曝气设备除了向混合液传递氧气外，还起到______的作用，使污泥处于悬浮状态。答案：搅拌（或混合）解析：曝气设备（如鼓风曝气、机械曝气）具有充氧和混合搅拌的双重功能，确保活性污泥、污染物和溶解氧充分接触，并防止污泥沉淀。3.生物脱氮过程包括______和______两个步骤。答案：硝化、反硝化解析：生物脱氮首先在好氧条件下通过硝化细菌将氨氮（NH₄⁺-N）氧化为亚硝酸盐（NO₂⁻-N）和硝酸盐（NO₃⁻-N），然后在缺氧条件下通过反硝化细菌将硝酸盐/亚硝酸盐还原为氮气（N₂）逸出。4.污泥处置的“四化”原则是减量化、稳定化、______和资源化。答案：无害化解析：污泥处理处置的目标是实现“四化”：减量化（减少体积）、稳定化（降低有机物含量，减少腐化）、无害化（杀灭病原体，去除重金属等有毒物质）、资源化（回收能量或物质）。5.在好氧生物处理中，BOD:N:P的适宜比例通常为______。答案：100:5:1解析：微生物生长需要碳、氮、磷等多种营养元素。一般认为，好氧生物处理中，BOD₅（代表碳源）:N:P的比例为100:5:1时，能满足微生物正常的代谢需求。三、判断题1.初沉池主要用于去除污水中以无机颗粒为主的砂粒。（）答案：错解析：去除污水中以无机颗粒为主的砂粒是沉砂池的功能。初沉池主要用于去除污水中可沉降的悬浮固体（SS）和部分悬浮态有机物，降低后续生物处理的负荷。2.生物膜法和活性污泥法都属于好氧生物处理技术。（）答案：错解析：生物膜法和活性污泥法是根据微生物的生长状态划分的，它们既可以用于好氧处理（如生物滤池、传统活性污泥法），也可以用于厌氧处理（如厌氧生物滤池、厌氧接触法）。题干表述不准确。3.污泥龄（SRT）是指活性污泥在曝气池中的平均停留时间。（）答案：对解析：污泥龄（SludgeRetentionTime,SRT），又称固体平均停留时间，是指微生物（活性污泥）在反应系统（如曝气池）内的平均停留时间。它是生物处理系统设计与运行的核心参数。4.化学除磷是通过投加混凝剂，使磷酸盐形成不溶性沉淀物，再通过固液分离去除。（）答案：对解析：化学除磷常用铝盐（如硫酸铝）、铁盐（如三氯化铁）或石灰作为混凝剂，它们能与污水中的磷酸根离子反应生成磷酸铝、磷酸铁或羟基磷灰石等难溶沉淀物，再通过沉淀、过滤等过程去除。5.UASB（上流式厌氧污泥床）反应器处理高浓度有机废水时，不需要设置三相分离器。（）答案：错解析：三相分离器是UASB反应器的核心部件，位于反应器顶部。其作用是将产生的沼气、处理后的出水以及厌氧污泥有效分离，确保污泥能保留在反应器内，维持高浓度，同时使沼气和出水顺利排出。四、简答题1.简述活性污泥法运行中，污泥膨胀的现象、主要原因及控制措施。答案：现象：二沉池中污泥难以沉降，泥水界面不清，出水浑浊，污泥容积指数（SVI）异常升高（通常>150mL/g）。主要原因：（1）丝状菌膨胀：这是最常见的类型。由于溶解氧不足、营养比例失调（如N、P缺乏）、低负荷、pH不适、水温较低等条件，导致丝状菌过度繁殖，其菌丝体交织使污泥结构松散，沉降性变差。（2）非丝状菌膨胀（粘性膨胀）：由于污泥负荷过高、溶解氧不足，导致菌胶团细菌分泌过量高粘性多糖类物质，使污泥结合水增多，密度减小，沉降困难。控制措施：（1）预防措施：保持曝气池内充足的溶解氧（>2mg/L）；控制营养物比例均衡（BOD:N:P≈100:5:1）；避免长期低负荷运行；维持适宜的pH（6.5-8.5）和温度。（2）应急措施：投加混凝剂（如铁盐、铝盐）或助凝剂（如聚丙烯酰胺），改善沉降性；投加氧化剂（如氯、过氧化氢）选择性杀灭丝状菌；提高污泥负荷（F/M）；在曝气池前端设置生物选择器，创造有利于菌胶团细菌竞争生长的环境。2.说明A²/O同步脱氮除磷工艺的基本流程及各单元功能。答案：A²/O工艺基本流程为：进水→厌氧池→缺氧池→好氧池→二沉池→出水。污泥回流和二沉池污泥回流至厌氧池，好氧池至缺氧池之间存在混合液内回流。各单元功能：（1）厌氧池：首要功能是释磷。聚磷菌在厌氧条件下分解体内储存的聚磷酸盐，释放出正磷酸盐到水中，同时吸收污水中的易降解有机物（如VFAs）并以PHB等形式储存，为后续好氧超量吸磷储备能量。此外，部分复杂有机物在此水解酸化。（2）缺氧池：首要功能是反硝化脱氮。来自好氧池的混合液（富含NO₃⁻-N和NO₂⁻-N）通过内回流进入此池。反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将硝态氮还原为氮气排出。同时，进一步去除部分BOD。（3）好氧池：多功能单元。主要进行有机物的氧化分解（去除BOD/COD）、硝化反应（将NH₄⁺-N氧化为NO₃⁻-N）以及聚磷菌的超量吸磷。聚磷菌利用在厌氧段储存的能量，过量吸收水中的磷酸盐，合成聚磷酸盐储存于体内，最终通过排放剩余污泥将磷从系统中去除。3.比较传统活性污泥法与氧化沟工艺的主要特点。答案：（1）流态与构造：传统活性污泥法通常为推流式或完全混合式，构筑物包括独立的初沉池、曝气池、二沉池及污泥回流系统，流程分明。氧化沟为封闭的环状沟渠，混合液在沟内循环流动，本质上是延时曝气的活性污泥法，常将曝气、沉淀功能合建于一体（如Orbal氧化沟、一体化氧化沟）。（2）运行参数：传统法污泥负荷较高（0.2-0.4kgBOD₅/kgMLSS·d），水力停留时间（HRT）较短（4-8h），污泥龄（SRT）较短（3-5天）。氧化沟属于低负荷或延时曝气工艺，污泥负荷低（0.05-0.15kgBOD₅/kgMLSS·d），HRT长（15-40h），SRT长（15-30天甚至更长）。（3）处理效果与稳定性：氧化沟由于长泥龄、低负荷，对有机物的去除更彻底，出水水质稳定，污泥产率低且稳定性好，具备一定的硝化能力。传统法处理效率高，但抗冲击负荷能力相对较弱，要达到硝化需延长SRT。（4）运行管理：氧化沟流程简单，构筑物少，通常无需初沉池，管理方便。曝气设备（如转刷、转碟）兼具充氧、推流、混合功能。传统法系统相对复杂，各单元需协调控制。五、计算题1.某城市污水处理厂采用传统活性污泥法，设计流量Q=50000m³/d，进水BOD₅浓度S₀=200mg/L，要求出水BOD₅浓度S_e≤20mg/L。已知曝气池混合液悬浮固体浓度（MLSS）X=3000mg/L，污泥回流比R=50%，污泥负荷率L_s选取0.15kgBOD₅/(kgMLSS·d)。试计算：（1）曝气池的有效容积V（m³）。（2）水力停留时间HRT（h）。（3）每日产生的剩余污泥干重ΔX（kg/d）。假设污泥产率系数Y=0.6kgVSS/kgBOD₅，污泥衰减系数K_d=0.05d⁻¹，MLVSS/MLSS=0.75。答案与解析：（1）计算曝气池有效容积V已知污泥负荷=其中，Q=50000/d，=200代入公式：V（2）计算水力停留时间HRTH换算为小时：H（3）计算每日剩余污泥干重ΔX首先计算去除的BOD₅总量：Δ根据劳伦斯-麦卡蒂模型，剩余污泥量（以VSS计）计算公式为：Δ其中，=M代入：ΔΔ将VSS转换为MLSS（干污泥）：Δ因此，每日产生的剩余污泥干重约为3867kg。2.某工业废水拟采用化学沉淀法除磷，废水流量为1000m³/d，磷酸盐（以P计）浓度为8mg/L。计划投加三氯化铁（FeCl₃）进行沉淀，其反应可简化为：F+答案与解析：（1）计算每日需去除的磷量：磷（2）根据反应式F+摩尔质量比Fe理论所需铁量=8k（3）考虑额外50%的投加量，则实际所需铁量