水处理技能大赛试题及答案

水处理技能大赛试题及答案一、选择题（每题2分，共40分）1.在混凝过程中，主要作用是压缩双电层、降低电位，使胶体脱稳的药剂是：A.聚合氯化铝B.聚丙烯酰胺C.硫酸铝D.三氯化铁答案：A解析：聚合氯化铝（PAC）是一种无机高分子混凝剂，其水解产物能有效压缩水中胶体颗粒的双电层，降低ζ电位，使胶体脱稳凝聚。硫酸铝和三氯化铁也起混凝作用，但PAC在此方面的效能更突出。聚丙烯酰胺（PAM）主要起吸附架桥作用，属于絮凝剂。2.某污水处理厂采用活性污泥法，曝气池混合液悬浮固体浓度（MLSS）为3000mg/L，混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）为2100mg/L，则污泥的活性比例约为：A.0.6B.0.7C.0.8D.0.9答案：B解析：污泥活性比例通常用MLVSS/MLSS表示。计算：MLVSS/MLSS=2100/3000=0.7。该值反映了污泥中有机固体所占的比例，是衡量污泥活性的重要指标。3.《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中规定的一级A标准，化学需氧量（COD）的日均排放限值是：A.50mg/LB.60mg/LC.100mg/LD.120mg/L答案：A解析：根据国标GB18918-2002，一级A标准的COD排放限值为50mg/L（日均值），一级B标准为60mg/L。4.在反渗透（RO）膜分离过程中，推动力是：A.浓度差B.电位差C.压力差D.温度差答案：C解析：反渗透是一种以压力差为推动力的膜分离过程，通过在进水侧施加高于溶液渗透压的压力，使水分子透过半透膜，而溶质（盐分、有机物等）被截留。5.测定水样生化需氧量（BOD5）时，常需要接种稀释水。若水样中含有大量硝化细菌，对BOD5测定结果最可能的影响是：A.无影响B.结果偏低C.结果偏高D.无法测定答案：C解析：BOD5测定的是碳化需氧量。若水样中含有大量硝化细菌，在培养期间会发生硝化作用（氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐），消耗氧气，导致测得的耗氧量包含硝化需氧量，从而使BOD5测定结果偏高。6.厌氧消化过程可分为四个阶段，其中产甲烷菌主要参与的阶段是：A.水解阶段B.酸化阶段C.产氢产乙酸阶段D.产甲烷阶段答案：D解析：厌氧消化过程依次为水解、酸化（发酵）、产氢产乙酸、产甲烷阶段。产甲烷菌是严格厌氧的古菌，利用乙酸、氢气/二氧化碳等前体物质产生甲烷，是产甲烷阶段的核心微生物。7.下列消毒方法中，属于物理消毒法的是：A.液氯消毒B.二氧化氯消毒C.紫外线消毒D.臭氧消毒答案：C解析：紫外线消毒是利用紫外光（主要是UVC）破坏微生物的DNA/RNA结构，使其失去繁殖能力，属于物理消毒法。液氯、二氧化氯、臭氧消毒均是通过强氧化性破坏微生物结构，属于化学消毒法。8.在沉淀池设计中，表面负荷（或溢流率）的计算公式是：A.QB.QC.AD.V答案：A解析：表面负荷q（单位：/(·h)）是沉淀池设计的关键参数，定义为处理水量Q（/h）与沉淀池表面积A9.某水样pH=9.5，其氢离子浓度约为（已知lgA.3.2×B.3.2×C.3.2×D.3.2×答案：B解析：pH=−lg[]10.滤池反冲洗时，使滤料层膨胀起来的主要作用是：A.剪切力B.水流的拖曳力C.滤料颗粒间的碰撞摩擦D.重力答案：B解析：反冲洗时，上升水流对滤料颗粒施加向上的拖曳力。当此力大于颗粒在水中的重力时，滤料层开始膨胀。在膨胀状态下，水流拖曳力使滤料悬浮，同时颗粒间的碰撞摩擦（由水流紊动引起）是清除附着污染物的主要机制。11.离心泵在启动前必须进行的操作是：A.关闭出口阀门B.打开出口阀门C.打开进口阀门即可D.盘车和灌泵答案：D解析：离心泵启动前必须“灌泵”，即向泵壳和吸入管路内充满液体，以排尽空气，防止气缚现象；同时需手动“盘车”，检查泵轴转动是否灵活，有无卡阻或异常声响。启动时一般先关闭出口阀门以降低启动电流。12.衡量曝气设备充氧性能的关键参数是：A.动力效率B.氧转移效率C.充氧能力D.以上都是答案：D解析：充氧能力（单位时间向水中转移的氧量）、氧转移效率（转移氧量占总供氧量的百分比）和动力效率（单位能耗转移的氧量）是综合评价曝气设备性能的三个关键参数。13.在离子交换除盐系统中，强酸阳离子交换树脂失效后，通常用（）进行再生。A.NaOH溶液B.NaCl溶液C.HCl或S溶液D.NC答案：C解析：强酸阳离子交换树脂（如R-SO3H）失效后，树脂上吸附了Ca2+、Mg2+、Na+等阳离子，需用高浓度的强酸（如HCl或H2SO4）溶液进行再生，利用H+将树脂上的阳离子置换下来，恢复为H型。14.污泥体积指数（SVI）的常用单位是：A.mg/LB.L/gC.mL/gD.无单位答案：C解析：污泥体积指数（SVI）是指曝气池混合液静置30分钟后，每克干污泥所占的沉降体积，单位是mL/g。计算公式：SV15.下列水质指标中，属于毒理学指标的是：A.浑浊度B.总硬度C.砷D.耗氧量答案：C解析：根据《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2022），砷、铅、汞、镉、铬等属于毒理学指标。浑浊度属于感官性状指标，总硬度属于一般化学指标，耗氧量（CODmn）属于有机物综合指标。16.采用生物脱氮工艺时，好氧池的主要功能是：A.释磷B.氨化与反硝化C.硝化与吸磷D.水解酸化答案：C解析：在典型的A2O等生物脱氮除磷工艺中，好氧池（段）主要发生硝化反应（氨氮被氧化为硝酸盐）和聚磷菌的好氧吸磷作用。释磷发生在厌氧池，反硝化发生在缺氧池，氨化可在多个阶段发生，水解酸化通常发生在预处理或初沉阶段。17.膜生物反应器（MBR）与传统活性污泥法相比，一个显著优点是：A.能耗更低B.剩余污泥产量更大C.出水水质更好且稳定D.无需污泥回流答案：C解析：MBR通过膜分离替代二沉池，能高效截留悬浮物和微生物，出水浊度极低，且能有效截留大分子有机物和细菌，出水水质优于传统工艺且稳定。MBR通常能耗更高，污泥产量可能更少或相近，且通常需要污泥回流。18.监测水中溶解氧（DO）时，水样采集后应如何保存和处理？A.加入硫酸保存B.加入氢氧化钠保存C.现场固定并尽快测定D.冷藏避光即可答案：C解析：溶解氧测定易受空气中氧的影响而变化。标准方法要求最好在现场测定。若需运输，应在采样现场用溶解氧瓶采集，立即加入硫酸锰和碱性碘化钾固定剂固定（即“现场固定”），然后尽快送回实验室分析。19.在污水管道系统中，设置检查井的主要目的不包括：A.便于管道连接B.便于维护和清通C.调节管道流量D.改变管道方向和坡度答案：C解析：检查井的主要功能是便于管道的连接、维护检查、清通淤堵，以及在需要时改变管道的方向、坡度和管径。调节流量不是检查井的主要功能，通常由专门的调节池或阀门完成。20.高级氧化技术（AOPs）处理难降解有机物的核心原理是：A.物理吸附B.生物降解C.产生羟基自由基（·OH）D.离子交换答案：C解析：高级氧化技术（如Fenton法、臭氧/UV、光催化等）的核心特点是能在反应体系中产生大量高氧化电位的羟基自由基（·OH），它能无选择性地氧化分解绝大多数有机物，甚至矿化为CO2和H2O。二、判断题（每题1分，共10分）1.格栅的主要作用是去除污水中密度较大的无机颗粒，如砂粒。（×）解析：格栅主要用于拦截污水中较粗大的悬浮物和漂浮物（如树枝、塑料袋、毛发等）。去除密度较大的无机颗粒（如砂粒）是沉砂池的功能。2.污泥厌氧消化产生的沼气中，主要可燃成分是甲烷。（√）解析：沼气的主要成分是甲烷（CH4，约占50%-70%）和二氧化碳（CO2），甲烷是清洁的可燃气体。3.水的电导率越大，表明水中的离子总浓度越低，水的纯度越高。（×）解析：电导率反映水中离子导电能力，离子总浓度越高，电导率越大，水的纯度越低。超纯水的电导率极低。4.在混凝实验中，测定最优加药量时，通常以浊度去除率最高或絮体形成效果最好为判断依据。（√）解析：通过烧杯搅拌实验，观察不同投药量下的絮体形成速度、大小、沉降效果及上清液浊度，以确定最佳混凝剂投加量。5.活性炭吸附处理主要用于去除水中的微量溶解性有机物和色度、嗅味。（√）解析：活性炭具有巨大的比表面积和丰富的孔隙结构，对水中溶解性有机物、色、嗅、味及某些无机物有良好的吸附能力。6.所有微生物的最适生长pH范围都在6.5-7.5之间。（×）解析：不同微生物类群的最适pH范围不同。大多数细菌和硝化菌最适pH接近中性（6.5-7.5），但真菌偏好酸性，某些产甲烷菌适应偏碱性环境。7.紫外线消毒效果受水中悬浮物浓度影响较大，悬浮物会遮挡和散射紫外线。（√）解析：水中的悬浮物、色度、浊度会吸收和散射紫外线，降低紫外线的透射率，从而影响消毒效果。因此，紫外线消毒通常适用于低浊度水。8.污泥含水率从99%降至98%，污泥体积减少为原来的一半。（√）解析：设原污泥质量为M，含水率P1=99%，则干固体质量=M×(1−99，体积≈M9.反渗透系统的回收率是指产水量与进水量之比，提高回收率总能降低运行成本。（×）解析：回收率=产水量/进水量。提高回收率虽能减少进水量和浓水排放量，但会导致膜表面浓差极化加剧，结垢风险增加，可能缩短膜寿命、增加清洗频率和化学药剂消耗，需综合权衡。10.监测数据的“五性”要求是指代表性、准确性、精密性、可比性和完整性。（√）解析：这是环境监测质量保证的核心要求，确保监测数据科学、可靠、有效。三、填空题（每空1分，共20分）1.城市污水处理厂的一级处理主要去除对象是______和______。答案：悬浮物（或SS）；漂浮物2.活性污泥法正常运行的必要条件之一是维持曝气池内足够的______浓度。答案：溶解氧（或DO）3.混凝剂投加方式可分为______投加与______投加。答案：干式；湿式4.测定水样化学需氧量（COD）时，常用的氧化剂是______，指示剂是______。答案：重铬酸钾（C）；试亚铁灵（或硫酸亚铁铵）5.根据膜孔径或截留分子量大小，膜分离技术可分为微滤（MF）、______、纳滤（NF）和______（RO）。答案：超滤（UF）；反渗透6.污泥处理常用的脱水机械有带式压滤机、______和______。答案：离心脱水机；板框压滤机（顺序可互换）7.水泵的扬程包括______扬程和______扬程。答案：吸水；压水（或：静压；动压；损失——任填两种常见分类中的对应项，如填“静压；动压”也可，但需成对）8.生物除磷的关键是创造______和______交替的环境，利用聚磷菌的超量吸磷特性。答案：厌氧；好氧（顺序不可互换）9.水处理中，将原水与少量浓密颗粒（如回流污泥）混合，促进絮凝的作用称为______。答案：接触絮凝（或絮凝）10.消毒副产物三卤甲烷主要包括氯仿、______、______和二氯一溴甲烷等。答案：一氯二溴甲烷；溴仿（或三溴甲烷）（任填两种，常见为氯仿、溴仿）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述活性污泥法运行中，污泥膨胀（丝状菌膨胀）的主要原因及两种控制措施。答案：主要原因：①进水水质因素：低分子可溶性有机物（如糖类、有机酸）过多；氮、磷等营养物质缺乏（营养比失衡）；pH过低；含有毒物质抑制菌胶团细菌。②运行条件因素：低溶解氧（DO）环境；低负荷（F/M）运行；水温适宜丝状菌生长。控制措施：①工艺调节：投加氮、磷营养盐；提高DO浓度；采用间歇曝气或设置选择器（厌氧/缺氧选择器抑制丝状菌）。②应急处理：投加氧化剂（如氯、过氧化氢）直接杀灭过量丝状菌；投加混凝剂（如铁盐、铝盐）改善沉降性能。2.说明沉砂池（以曝气沉砂池为例）的功能，并简述其工作原理。答案：功能：去除污水中密度较大的无机颗粒（如砂粒、煤渣等），防止后续管道和设备磨损、堵塞，减少沉淀池污泥处理负荷。工作原理：曝气沉砂池通过池侧底部的曝气装置通入空气，使池内水流呈螺旋前进状态。在旋流产生的离心力作用下，密度较大的砂粒被甩向池壁并滑入池底的砂斗，而有机颗粒因密度较小、受曝气搅动保持悬浮状态随水流进入后续处理单元。曝气同时起到预曝气、去除部分油脂和有机物的作用。3.列举反渗透（RO）系统运行中三种常见的膜污染类型，并各给出一种预防或减轻措施。答案：①无机结垢（如CaCO3、CaSO4）：预防措施：在进水中添加阻垢剂，或进行加酸调节pH、软化预处理。②有机污染（有机物、油脂吸附）：预防措施：加强预处理（如活性炭吸附、多介质过滤），严格控制进水COD和油含量。③微生物污染（生物粘泥）：预防措施：对进水进行有效消毒（如加氯），定期进行非氧化性杀菌剂清洗，保持系统清洁。（也可答胶体污染、物理堵塞等）4.什么是污泥龄（SRT，θc）？在活性污泥法设计中，控制污泥龄有何重要意义？答案：污泥龄（SRT）：又称固体平均停留时间，是指在反应系统（曝气池）内微生物的平均停留时间。计算公式为：系统内活性污泥总质量/每日从系统排出的活性污泥质量。重要意义：①控制处理效果：硝化菌世代时间长，需要较长的SRT才能将其保留在系统内，实现硝化。②控制污泥性质：SRT影响污泥的沉降性、活性和产量。SRT过短，污泥活性高但沉降性可能差，产量大；SRT过长，污泥老化，沉降性好但活性低，内源呼吸导致产量减少。③工艺调控核心参数：是联系处理效果、污泥特性与排泥量的关键运行参数。五、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，采用传统活性污泥法。设计进水BOD5浓度S0=200mg/L，要求出水BOD5浓度Se≤20mg/L。设计污泥负荷Ls取0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)，曝气池混合液悬浮固体浓度（MLSS）X=3000mg/L。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）。设污泥产率系数Y=0.6kgVSS/kgBOD5，污泥衰减系数Kd=0.05d⁻¹，MLVSS/MLSS=0.7。答案与解析：（1）曝气池有效容积V去除的BOD5总量=Q根据污泥负荷定义：=则V答：曝气池有效容积为20000m³。（2）水力停留时间HRTH答：水力停留时间为9.6小时。（3）每日剩余污泥干重ΔX首先计算活性污泥微生物净增长量（以MLVSS计）：Δ需要先求污泥龄。由污泥负荷与污泥龄的关系式（劳伦斯-麦卡蒂方程简化式）：=Y即=所以=代入净增长量公式：Δ剩余污泥干重（以MLSS计）：Δ答：每日产生的剩余污泥干重约为1592.3kg。2.有一组四套并联运行的普通快滤池，设计滤速v=8m/h，单格滤池面积F=40m²。某日因检修，关闭其中一格滤池，其他三格滤池以原设计总水量过滤。试计算：（1）正常运行时（四格全开）的总处理水量Q（m³/h）。（2）检修时（三格运行）强制滤速v'（m/h）。（3）若过滤周期末期，单格滤池的水头损失达到允许值（2.5m），此时该格滤池的过滤水头损失系数K（s²/m⁶）为多少？（已知滤层厚度L=0.7m，滤料孔隙率m0=0.45，水的运动粘度ν=1.0×10⁻⁶m²/s，滤料颗粒球度系数φ=0.8，等速过滤条件下，清洁滤层水头损失公式为：=·答案与解析：（1）正常总处理水量Q单格滤池正常流量：q四格总水量：Q答：正常运行时总处理水量为1280m³/h。（2）检修时的强制滤速v'检修时总水量Q不变（1280m³/h），由三格滤池承担。单格滤池实际流量：=强制滤速：=答：检修时的强制滤速约为10.67m/h。（3）过滤水头损失系数K首先计算清洁滤层水头损失h0。代入公式：=注意：公式中v的单位应为m/s，8m/h=8/3600m/s。分步计算：=(Lv将数值连乘：=先计算系数：1.835e−6.094e156.00.7109.22.222所以清洁滤层水头损失≈0.243周期末总水头损失=2.5则因污染增加的水头损失Δh根据题意，Δh所以K==≈0.282/答：该格滤池的过滤水头损失系数K约为0.282s²/m⁶。六、综合应用题（共20分）某工业园区新建一座电镀废水处理站，废水主要含重金属离子（Cu2+、Ni2+、Cr6+）、氰化物（CN-）及酸碱。设计处理规模为500m³/d，要求出水达到《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）表2标准。请设计一套合理的处理工艺流程（以框图形式表示），并简要说明各核心单元的作用原理。答案：1.处理工艺流程图（框图）```电镀综合废水↓调节池↓破氰反应池（两级碱性氯化法）↓铬还原反应池↓综合反应池（投加NaOH、混凝剂、絮凝剂）↓沉淀池（或斜板沉淀池）↓pH回调池↓砂滤池（或过滤装置）↓监控池↓达标排放```（说明：实际工程中，含氰废水与含铬废水通常需分质预处理后再混合处理。本题为综合应用，图示为简化后的主流综合处理流程。若条件允许，可先分质：含氰废水→破氰；含铬废水→还原；再与其他废水混合。）（说明：实际工程中，含氰废水与含铬废水通常需分质预处理后再混合处理。本题为综合应用，图示为简化后的主流综合处理流程。若条件允许，可先分质：含氰废水→破氰；含铬废水→还原；再与其他废水混合。）2.各核心单元作用原理说明调节池：均衡不同时段、不同车间排放废水的水质和水量波动，为后续处理创造稳定的进水条件。破氰反应池（两级碱性氯化法）：原理：在碱性条件（pH>10）下，