污水处理技术试题及答案

污水处理技术试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.在活性污泥法中，表征污泥沉降性能的关键指标是：A.污泥浓度（MLSS）B.污泥体积指数（SVI）C.污泥龄（SRT）D.溶解氧（DO）2.下列哪种方法不属于污水深度处理中去除溶解性有机物的常用技术？A.活性炭吸附B.臭氧氧化C.混凝沉淀D.膜生物反应器（MBR）3.关于厌氧消化的描述，错误的是：A.主要产物为甲烷和二氧化碳。B.可分为水解酸化、产氢产乙酸和产甲烷三个阶段。C.适宜在中温（35℃左右）或高温（55℃左右）条件下进行。D.其对有机物的去除率通常高于好氧处理。4.在污水生物脱氮过程中，将氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程称为：A.氨化作用B.同化作用C.硝化作用D.反硝化作用5.某污水处理厂采用A²/O工艺，其核心目的是同时去除：A.悬浮物和胶体B.有机物和磷C.有机物、氮和磷D.重金属和难降解有机物6.下列膜分离技术中，截留物质粒径最小的是：A.微滤（MF）B.超滤（UF）C.纳滤（NF）D.反渗透（RO）7.污泥调理的主要目的是：A.杀灭病原菌B.提高污泥的热值C.改善污泥的脱水性能D.稳定污泥中的有机物8.当曝气池混合液溶解氧浓度长期低于0.5mg/L时，最可能出现的现象是：A.污泥膨胀B.硝化作用完全C.丝状菌过度生长D.污泥解体9.化学除磷中，常用的药剂不包括：A.硫酸铝B.聚合氯化铝（PAC）C.聚丙烯酰胺（PAM）D.三氯化铁10.关于氧化沟工艺的特点，下列说法正确的是：A.属于推流式反应器，水力停留时间短。B.通常不设初沉池和二沉池。C.曝气设备仅用于充氧，不提供混合推动力。D.其流态兼具完全混合式和推流式的特征。二、填空题（每空1分，共15分）1.格栅按栅条间隙可分为粗格栅、中格栅和细格栅，其中细格栅的间隙通常小于______mm。2.沉砂池的主要功能是去除污水中密度较大的______颗粒。3.初次沉淀池主要去除污水中的______。4.在活性污泥法基本流程中，混合液从曝气池流出后进入______池进行固液分离。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.序批式活性污泥法（SBR）的一个完整运行周期包括进水、______、沉淀、排水和闲置五个阶段。7.污水生物除磷的关键是创造______条件，使聚磷菌过量摄取磷。8.反硝化作用需要在______条件下进行，并以有机物作为电子供体。9.混凝过程中，投加铝盐或铁盐等药剂形成絮凝体的过程称为______。10.消毒的目的是灭活污水中的病原微生物，常用的方法有加氯消毒、______和紫外线消毒等。11.污泥含水率从99%降至96%，其体积减少为原来的______。12.厌氧氨氧化（Anammox）工艺中，氨氮与______在厌氧条件下直接反应生成氮气。13.膜生物反应器（MBR）通过膜的______作用实现泥水分离，取代了传统二沉池。14.衡量水体富营养化的关键指标是氮和______的浓度。15.污水回用中，对出水水质要求最高的用途通常是______。三、判断题（每题1分，共10分）1.（）UASB（上流式厌氧污泥床）反应器内形成颗粒污泥是其高效稳定运行的关键。2.（）好氧消化与厌氧消化相比，能耗低且能回收沼气能源。3.（）Fenton氧化法属于高级氧化技术，利用Fe²⁺和H₂O₂产生羟基自由基降解污染物。4.（）污泥焚烧是一种彻底的污泥稳定化和减量化方法，但可能产生二次污染。5.（）污水中的总固体（TS）包括悬浮固体（SS）和胶体固体（CS）。6.（）在生物脱氮的硝化阶段，需要充足的碳源和缺氧环境。7.（）气浮法适用于去除密度接近于水或小于水的悬浮物。8.（）生物接触氧化池中需要设置污泥回流系统。9.（）污水土地处理系统主要利用土壤-植物系统的物理、化学和生物作用净化污水。10.（）电渗析法利用离子交换膜和直流电场作用，主要用于去除污水中的盐分。四、名词解释（每题3分，共15分）1.污泥负荷（F/M）2.短程硝化-反硝化3.水力停留时间（HRT）4.污泥膨胀5.高级氧化工艺（AOPs）五、简答题（每题5分，共20分）1.简述活性污泥法正常运行的基本条件。2.列举并简要说明影响混凝效果的主要因素。3.简述A/O生物脱氮工艺的基本原理与流程特点。4.污泥处理与处置的主要目标是什么？其典型流程包括哪些单元？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=50000m³/d，进水BOD₅浓度S₀=200mg/L，要求出水BOD₅浓度S_e≤20mg/L。拟采用完全混合活性污泥法，曝气池混合液污泥浓度X=3000mg/L（以MLSS计），污泥回流比R=0.5。已知动力学参数：产率系数Y=0.6kgVSS/kgBOD₅，内源衰减系数K_d=0.06d⁻¹。试计算：（1）曝气池的有效容积V（m³）。（2）每日产生的剩余污泥量ΔX（kgVSS/d）。（提示：污泥龄θ_c计算公式为=Y2.某污水处理厂采用化学沉淀法除磷。进水总磷浓度为5mg/L（以P计），设计处理水量为10000m³/d，要求出水总磷浓度≤0.5mg/L。若采用三氯化铁（FeCl₃）作为沉淀剂，其反应可简化为：Fe³⁺+PO₄³⁻→FePO₄↓。已知Fe的原子量为56，P的原子量为31。请计算：（1）每日需要去除的磷的质量（kg/d）。（2）理论上每日所需三价铁离子（Fe³⁺）的最小质量（kg/d）。（3）若所用三氯化铁药剂纯度为40%（以FeCl₃计），则每日所需该药剂的投加量（kg/d）。参考答案与解析一、选择题1.B。污泥体积指数（SVI）是衡量活性污泥沉降浓缩性能的重要参数，指1g干污泥在静置30分钟后所占的容积（mL）。2.C。混凝沉淀主要用于去除悬浮物、胶体和部分磷酸盐，对溶解性有机物去除效果有限。活性炭吸附、臭氧氧化和MBR均可有效去除溶解性有机物。3.D。厌氧消化对有机物的去除率（以COD计）可以很高，但其出水COD浓度（主要是甲烷等）可能仍较高，且反应速率通常慢于好氧处理，因此“去除率通常高于好氧处理”的说法不准确。4.C。硝化作用是在好氧条件下，由氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌将氨氮依次氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程。5.C。A²/O（厌氧-缺氧-好氧）工艺通过功能区的合理组合，能够实现生物同步脱氮除磷。6.D。反渗透（RO）膜的孔径最小，通常小于1纳米，能截留几乎所有离子、分子和微粒。7.C。污泥调理是通过物理、化学或生物方法破坏污泥的胶体结构，减少其亲水性，从而改善其脱水性能。8.C。长期低溶解氧环境有利于丝状菌的生长，易导致丝状菌污泥膨胀。9.C。聚丙烯酰胺（PAM）是常用的高分子絮凝剂，主要起助凝作用，用于增大絮体。而化学除磷主要使用铝盐、铁盐等金属盐药剂，其金属离子能与磷酸根生成沉淀。10.D。氧化沟是一种封闭的环状沟渠，其流态介于完全混合与推流之间，具有较长的水力停留时间和污泥龄。二、填空题1.10（或5-10）2.无机（或砂粒）3.可沉悬浮物（或大部分悬浮固体）4.二次沉淀（或二沉）5.生物接触氧化池（或移动床生物膜反应器MBBR等）6.反应（或曝气）7.厌氧/好氧交替8.缺氧9.絮凝10.臭氧消毒11.1/4（解析：污泥含水率与体积关系：V₁/V₂=(1-P₂)/(1-P₁)，P为含水率。V₂/V₁=(1-0.99)/(1-0.96)=0.01/0.04=1/4）12.亚硝酸盐氮（NO₂⁻-N）13.截留（或筛分）14.磷15.地下水回灌（或饮用性回用、食品加工用水等）三、判断题1.√。颗粒污泥具有优良的沉降性能和很高的微生物浓度，是UASB高效运行的基础。2.×。好氧消化能耗高，且不产生沼气；厌氧消化能耗相对较低，且能回收沼气能源。3.√。Fenton试剂的原理是Fe²⁺催化H₂O₂分解产生强氧化性的·OH。4.√。焚烧可使污泥减容90%以上，并彻底分解有机物，但需控制焚烧尾气中的二噁英、重金属等污染物。5.×。总固体（TS）包括悬浮固体（SS）和溶解固体（DS）。6.×。硝化阶段需要好氧环境，且对碳源需求不高（自养菌为主）；反硝化阶段需要缺氧环境和充足的碳源。7.√。气浮法通过产生微气泡粘附于疏水性颗粒，使其表观密度小于水而上浮分离。8.×。生物接触氧化池内生物膜附着在填料上，不需要污泥回流系统。9.√。这是土地处理法的基本原理。10.√。电渗析主要利用离子交换膜的选择透过性，在电场力驱动下实现离子的分离浓缩。四、名词解释1.污泥负荷（F/M）：指单位质量的活性污泥在单位时间内所承受的有机物量，计算公式为F/M=QS₀/(VX)，单位一般为kgBOD₅/(kgMLSS·d)。它是活性污泥法设计与运行的核心参数。2.短程硝化-反硝化：将硝化过程控制在亚硝酸盐阶段（NH₄⁺→NO₂⁻），随后直接在缺氧条件下进行反硝化（NO₂⁻→N₂）。该工艺可节省曝气量和碳源需求。3.水力停留时间（HRT）：指待处理污水在反应器内的平均停留时间，理论上等于反应器有效容积与进水流量之比，即HRT=V/Q。4.污泥膨胀：指活性污泥沉降性能恶化，污泥体积指数（SVI）异常升高（如>150mL/g），导致二沉池泥水分离困难、出水浑浊的现象。主要由丝状菌过度生长或非丝状菌膨胀引起。5.高级氧化工艺（AOPs）：指通过产生具有强氧化能力的羟基自由基（·OH）来深度氧化降解水中难生物降解有机污染物或特定无机物（如CN⁻）的一系列技术总称，如Fenton法、臭氧/过氧化氢、光催化氧化等。五、简答题1.答：活性污泥法正常运行的基本条件包括：（1）充足的溶解氧：曝气池混合液DO一般维持在2mg/L左右；（2）活性污泥浓度适宜：MLSS通常维持在2000-4000mg/L；（3）良好的污泥沉降与浓缩性能：SVI在50-150mL/g之间；（4）稳定的有机负荷：F/M值在合理范围（如0.1-0.4kgBOD₅/(kgMLSS·d)）；（5）适宜的pH与温度：pH通常6.5-8.5，温度15-35℃；（6）营养物平衡：满足BOD₅:N:P≈100:5:1的比例；（7）有效的二沉池固液分离和连续的污泥回流。2.答：影响混凝效果的主要因素有：（1）水温：低温时混凝剂水解慢，絮体形成慢且松散；（2）pH值：影响混凝剂水解产物的形态及污染物表面的电荷性质；（3）水力条件：混合阶段要求快速剧烈，使药剂均匀分散；反应阶段要求适当的搅拌强度，促进絮体成长；（4）混凝剂种类与投加量：需通过试验确定最佳药剂和最佳投量；（5）原水水质：悬浮物浓度、碱度、浊度及共存杂质（如有机物）的种类和含量。3.答：A/O（缺氧/好氧）生物脱氮工艺基本原理：污水首先进入缺氧池，反硝化菌利用进水中的有机物作为碳源，将来自好氧池回流混合液中的硝酸盐氮还原为氮气排出，实现脱氮；随后污水进入好氧池，完成有机物的降解和氨氮的硝化作用。流程特点：前置反硝化，可利用原水碳源，节省外加碳源；硝化液回流（内回流）是工艺关键；流程简单，但脱氮效率受回流比限制，且对磷的去除效果有限。4.答：主要目标：减量化（减少污泥体积）、稳定化（降低有机物含量及致病性）、无害化（去除或固定有害物质）、资源化（回收能量或物质）。典型流程：污泥→浓缩（重力、气浮或机械）→稳定（厌氧消化、好氧消化或化学稳定）→调理（化学、热或物理调理）→脱水（机械脱水）→最终处置（土地利用、填埋、焚烧、建材利用等）。六、计算题1.解：（1）首先计算去除的BOD₅质量负荷：BOD₅去除量=Q(S₀S_e)=50000m³/d×(0.2000.020)kg/m³=9000kg/d。由提示公式，需先求θ_c。但更直接的方法是使用完全混合系统设计公式。已知：Q=50000m³/d,S₀=200mg/L=0.200kg/m³,S_e=20mg/L=0.020kg/m³,X=3000mg/L=3.0kg/m³,R=0.5,Y=0.6kgVSS/kgBOD₅,K_d=0.06d⁻¹。采用劳伦斯-麦卡蒂方程基本式：=YU，其中U为底物利用速率，U=(S₀S_e)/(HRTX)=Q(S₀S_e)/(VX)。采用劳伦斯-麦卡蒂方程基本式：代入数据：=0.6对于完全混合系统，污泥龄θ_c与HRT关系可由物料衡算推导，但题目未直接给出θ_c。通常需先设定θ_c或由出水水质要求确定。对于要求出水BOD₅=20mg/L，可设定一个合理的θ_c（例如5-15天）。此处采用另一种常用设计方法，即根据污泥负荷计算。选取污泥负荷L_s=0.15kgBOD₅/(kgMLSS·d)（常见范围0.1-0.3）。则V=Q(S₀S_e)/(XL_s)=9000/(3.0×0.15)=20000m³。则V=Q(S₀S_e)/(XL_s)=9000/(3.0×0.15)=20000m³。验证：此时HRT=V/Q=20000/50000=0.4d=9.6h，合理。计算U=Q(S₀S_e)/(VX)=9000/(20000×3.0)=0.15kgBOD₅/(kgMLSS·d)。代入(1)式：1/θ_c=0.6×0.150.06=0.090.06=0.03d⁻¹，故θ_c=33.3d（偏长，但可行）。因此，曝气池有效容积V=20000m³。（2）每日产生的剩余污泥量ΔX（以VSS计）：根据污泥龄定义：θ_c=(VX)/ΔX所以ΔX=VX/θ_c=(20000m³×3.0kg/m³)/33.3d=60000/33.3≈1800kgVSS/d。或根据产泥系数计算：ΔX=YQ(S₀S_e)K_dVX=