废水处理高考试题及答案

废水处理高考试题及答案一、选择题（共10题，每题3分，共30分）1.下列哪项不属于水体富营养化的主要表现？A.藻类大量繁殖B.水体透明度增加C.溶解氧含量昼夜变化剧烈D.部分鱼类死亡2.在处理含有重金属离子的工业废水时，下列方法中，通常不用于回收重金属的是：A.化学沉淀法B.离子交换法C.活性污泥法D.电解法3.某城市污水处理厂采用A²/O工艺，其核心目标不包括：A.高效去除有机物B.深度脱氮除磷C.回收沼气能源D.同步硝化反硝化4.关于活性炭吸附在废水处理中的应用，下列描述正确的是：A.主要用于去除大颗粒悬浮物B.对极性强的有机物吸附效果最好C.饱和后的活性炭不可再生D.常用于深度处理以去除微量有机物和色度5.在废水生物处理中，F/M比（食微比）是一个重要参数。当F/M比过高时，最可能导致：A.污泥老化，出水清澈但含有细小絮体B.微生物处于内源呼吸阶段C.溶解氧消耗过快，处理效果下降D.丝状菌大量繁殖，引起污泥膨胀6.利用膜分离技术处理废水时，下列哪项操作有助于减缓膜污染？A.提高进料液的浓度和温度B.增加膜表面的粗糙度以增大通量C.定期进行反冲洗或化学清洗D.采用尽可能小的跨膜压差运行7.对于高浓度难降解有机废水（如制药废水、焦化废水），较为经济有效的预处理方法是：A.直接采用好氧活性污泥法B.混凝沉淀法C.厌氧生物处理法D.单纯稀释后排放8.测定废水中化学需氧量（COD）时，使用重铬酸钾法，其主要干扰物是：A.硝酸盐B.氯化物C.硫酸盐D.磷酸盐9.在厌氧消化过程中，将复杂有机物转化为甲烷的过程主要分为四个阶段，其正确顺序是：A.水解、酸化、产氢产乙酸、产甲烷B.酸化、水解、产甲烷、产氢产乙酸C.水解、产甲烷、酸化、产氢产乙酸D.产氢产乙酸、水解、酸化、产甲烷10.关于消毒工艺在污水处理中的应用，下列说法错误的是：A.紫外线消毒无二次污染，但对水体浊度要求高B.氯消毒成本低，但可能产生致癌的消毒副产物C.臭氧消毒效果好，但设备投资和运行成本高D.二氧化氯消毒不能有效灭活病毒和孢子二、填空题（共10空，每空2分，共20分）1.格栅和筛网主要用于去除废水中________的悬浮物和漂浮物，以保护后续处理设施。2.在混凝过程中，投加的无机盐混凝剂（如聚合氯化铝）主要通过________和网捕卷扫作用使胶体脱稳凝聚。3.衡量活性污泥沉降性能的常用指标是SV30和________。4.生物脱氮过程中，氮的形态转化主要包括氨化作用、________、反硝化作用。5.曝气沉砂池通过控制________和曝气强度，使有机颗粒保持悬浮，而砂粒沉降。6.SBR工艺的中文全称是________。7.废水处理中，将pH值调节至酸性（通常pH<3），使某些金属离子形成氢氧化物沉淀而除去的方法，属于________沉淀法。8.高级氧化技术（AOPs）的核心是产生具有强氧化性的________，用于降解难生化有机物。9.污泥处理中，通过降低污泥含水率，减少其体积的过程称为________。10.电渗析技术利用________的选择透过性，在直流电场作用下实现离子的分离和溶液的脱盐。三、判断题（共10题，每题1分，共10分）1.（）初沉池主要去除以无机物为主的悬浮固体，可去除约50%-70%的悬浮物。2.（）UASB（上流式厌氧污泥床）反应器中，三相分离器的功能是分离气、液、固，其中气体为甲烷和二氧化碳的混合气。3.（）废水中的总磷包括正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷，所有形式的磷都能被聚磷菌直接过量摄取。4.（）反渗透（RO）膜的孔径小于超滤（UF）膜，主要用于截留离子和小分子有机物。5.（）污泥容积指数（SVI）值越高，表明污泥的沉降性能越好。6.（）好氧生物处理必须在有充足溶解氧的条件下进行，而兼性微生物则只能在无氧环境中生存。7.（）吸附再生法（接触稳定法）将活性污泥对有机物的吸附和代谢分解过程分别在两个池子中进行。8.（）水体中DO（溶解氧）浓度越高，对水生生物越有利，不存在过饱和的危害。9.（）离心脱水机利用离心力分离污泥中的水分，其脱水效果一般优于带式压滤机。10.（）废水的一级处理主要去除悬浮物，二级处理主要去除胶体和溶解性有机物，三级处理（深度处理）则针对特定污染物如氮、磷、难降解有机物等。四、简答题（共4题，每题5分，共20分）1.简述活性污泥法运行过程中，引起污泥膨胀的主要原因及两种控制措施。2.说明在废水处理中，为什么要对污泥进行厌氧消化处理？简述其两大主要目的。3.列举两种物理化学法深度处理废水的技术，并简要说明其原理。4.什么是中水回用？列举中水回用的两个主要途径。五、计算与分析题（共2题，共20分）1.（10分）某污水处理厂设计流量Q=50000m³/d，进水BOD₅浓度S₀=200mg/L，要求出水BOD₅浓度S_e≤20mg/L。拟采用完全混合活性污泥系统，测得动力学参数：Y=0.6mgVSS/mgBOD₅，K_d=0.06d⁻¹，θ_c=10d。请计算：（1）每日产生的剩余污泥量（以干重计，单位：kg/d）。已知：Δ（2）曝气池有效容积V（m³）。已知：=，且U=2.（10分）某电镀厂废水含有Cu²⁺，浓度为50mg/L，流量为20m³/h。拟采用氢氧化物沉淀法处理至1mg/L以下。已知常温下Cu(OH)₂的溶度积K_sp=2.2×10⁻²⁰，Cu的原子量为63.5。（1）计算理论所需的最小pH值（不考虑其他络合反应及副反应）。（2）在实际操作中，为什么通常需要将pH值控制得比理论值更高一些（例如，形成沉淀后，再提高0.5-1个pH单位）？六、综合应用题（共1题，20分）某工业园区新建一座综合性废水处理厂，主要接纳园区内食品加工、印染和少量机械加工企业的排水。设计进水水质为：COD=800mg/L，BOD₅=350mg/L，SS=300mg/L，TN=45mg/L，TP=8mg/L，色度=200倍。要求出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准（主要限值：COD≤50mg/L，BOD₅≤10mg/L，SS≤10mg/L，TN≤15mg/L，TP≤0.5mg/L，色度≤30倍）。请根据以上条件，设计一套合理的处理工艺流程（用文字和箭头简要描述），并说明各主要处理单元的核心功能及选择理由。答案与解析一、选择题1.B。水体富营养化会导致藻类暴发，透明度下降，溶解氧因藻类光合作用和呼吸作用而剧烈变化，最终可能导致鱼类死亡。透明度增加是水质良好的表现。2.C。活性污泥法主要用于去除有机物和营养盐，不能有效回收重金属。化学沉淀、离子交换和电解法可用于重金属的回收或富集。3.C。A²/O工艺的核心是厌氧、缺氧、好氧环境的结合，以实现同步脱氮除磷，并高效去除有机物。沼气回收是厌氧消化过程的产物，并非A²/O工艺的核心目标。4.D。活性炭具有发达的微孔结构，主要用于吸附去除溶解性的微量有机物、色度、臭味等，常用于深度处理。其对非极性或弱极性有机物吸附效果好，饱和后可通过热再生等方法恢复部分活性。5.C。F/M比过高意味着单位微生物负担的有机物过多，微生物会快速消耗水中溶解氧，导致缺氧，处理效率下降。A、B是F/M比过低（泥龄过长）的表现，D与F/M比低、缺氧、低负荷等因素更相关。6.C。定期反冲洗或化学清洗是控制膜污染、恢复膜通量的常规操作。A、B会加剧膜污染，D虽然可能减缓污染但会牺牲处理能力，需在通量与污染间平衡。7.C。厌氧生物处理法对高浓度有机废水具有负荷高、能耗低、可产生沼气等优点，常作为预处理，提高废水的可生化性。好氧法直接处理高浓度废水能耗高且可能受抑制；混凝法对溶解性难降解有机物效果有限；稀释排放是违规行为。8.B。氯化物会被重铬酸钾氧化，消耗氧化剂，导致COD测定值偏高，通常需加入硫酸汞掩蔽。9.A。这是厌氧消化的经典四阶段理论顺序。10.D。二氧化氯是一种广谱、高效的消毒剂，对病毒、细菌、甚至一些孢子和原生动物胞囊都有良好的灭活效果。其他选项描述正确。二、填空题1.较大（或粗大）2.电性中和3.SVI（污泥容积指数）4.硝化作用5.水平流速6.序批式活性污泥法7.氢氧化物8.羟基自由基（·OH）9.浓缩与脱水（或脱水）10.离子交换膜三、判断题1.√。初沉池主要沉降比重较大的无机颗粒和部分有机悬浮物。2.√。三相分离器是UASB反应器的关键部件，实现沼气、处理水和污泥的分离。3.×。聚磷菌只能直接摄取正磷酸盐。聚磷酸盐和有机磷需要通过水解或生物降解转化为正磷酸盐。4.√。反渗透膜孔径最小，以压力差为推动力，可截留绝大多数离子、分子和微粒。5.×。SVI值越高，通常表明污泥沉降性能越差，易发生膨胀。良好的活性污泥SVI值一般在50-150mL/g之间。6.×。兼性微生物既能在有氧也能在无氧条件下生存，只是代谢途径不同。7.√。吸附池（接触池）进行快速吸附，再生池（稳定池）对吸附了有机物的污泥进行曝气氧化，恢复其活性。8.×。过高的DO会导致鱼类患气泡病，对水生生物有害。9.√。离心脱水通常能获得更低的污泥含水率，但能耗和噪音也相对较高。10.√。这是对传统三级处理概念的准确描述。四、简答题1.主要原因：丝状菌过度生长是导致污泥膨胀的最常见原因。诱发条件包括：低溶解氧、低F/M比（长期低负荷）、营养物缺乏（如N、P不足）、pH过低、废水成分复杂（含大量碳水化合物）等。控制措施：①临时应急措施：投加混凝剂（如PAC）或氧化剂（如Cl₂、H₂O₂）抑制丝状菌，提高污泥沉降性。②工艺调整措施：增加曝气量提高DO；采用渐减曝气或分段进水提高反应器前端F/M；在曝气池前设置选择器（好氧或缺氧），创造有利于菌胶团细菌生长的环境。2.目的：①稳定化：通过厌氧微生物分解污泥中的有机物，使其转化为甲烷、二氧化碳等稳定物质，消除恶臭，杀死部分病原菌和寄生虫卵，使污泥性质稳定，便于后续处置。②减量化：有机物被降解，固体总量减少，同时产生的沼气可作为能源回收利用。3.示例：①臭氧氧化：利用臭氧的强氧化性，直接氧化分解废水中的难降解有机物（如染料、酚类），或将其转化为易生物降解的小分子物质，同时具有脱色、消毒作用。②活性炭吸附：利用活性炭巨大的比表面积和丰富的孔隙结构，通过物理吸附和部分化学吸附作用，去除经过二级处理后残留的溶解性有机物、微量有毒物质、色度和异味。（其他如：芬顿氧化、膜过滤等也可）4.中水回用：将城市污水或生活污水经过适当处理，达到规定的水质标准后，用于非饮用水用途的再生水利用过程。主要途径：①城市杂用水：如绿化灌溉、道路清扫、车辆冲洗、建筑施工、消防用水。②工业用水：如冷却水、锅炉补给水、工艺用水。③景观环境用水：如补充公园、庭院的人工河湖、湿地等。（答出任意两点即可）五、计算与分析题1.解：（1）已知：Q=50000m³/d=5×10⁴m³/d，S_0=200mg/L，S_e=20mg/L，Y=0.6，K_d=0.06d⁻¹，θ_c=10d。代入公式：Δ计算分子：0.6×50000×180=0.6×9,000,000=5,400,000(mg/d)=5400(kg/d)计算分母：1+0.6=1.6Δ答：每日产生的剩余污泥量为3375kg/d。（2）已知：X=3000mg/L=3kg/m³。首先计算底物利用速率U：由=YU，得又U=0.2667=计算分子：50000×0.180=9000kg/d则0.2667所以V答：曝气池有效容积约为11250m³。2.解：（1）目标出水[Cu²⁺]≤1mg/L=1/由溶度积公式：=代入：2.2解得：[[则pOH=-lg(3.737×10⁻⁸)≈7.43pH=14pOH=147.43=6.57答：理论所需最小pH值约为6.57。（2）实际操作中需要提高pH的原因：①确保沉淀完全：理论计算基于理想平衡状态，实际反应可能不完全，提高pH可增大[OH⁻]，使[Cu²⁺]进一步降低，确保出水达标。②克服共存离子影响：废水中可能存在其他络合剂（如NH₃、CN⁻等）与Cu²⁺形成络合物，提高pH有助于破坏络合物，使铜沉淀更彻底。③形成更稳定的沉淀：在稍高的pH下，可能促进其他更稳定形态的沉淀（如碱式盐）生成。但需注意pH过高会形成铜氨络离子或导致两性氢氧化物溶解，因此需控制合适范围（通常pH=8-9）。六、综合应用题设计工艺流程：进水→粗格栅及提升泵房→细格栅及沉砂池→调节池→混凝沉淀池（预处理）→水解酸化池→A²/O生物反应池→二沉池→芬顿氧化池（或臭氧氧化池）→活性炭滤池（或砂滤池）→消毒池（紫外线或次氯酸钠）→达标出水污泥处理路线：二沉池污泥及混凝沉淀池污泥→污泥浓缩池→厌氧消化池→污泥脱水机房→泥饼外运处置。厌氧消化产生的沼气可回收利用。各单元功能及选择理由：1.格栅与沉砂池：去除大块悬浮物、漂浮物及砂粒，保护后续水泵和管道设备。2.调节池：均衡园区不同企业排水的水质水量波动，为后续生物处理提供稳定条件。3.混凝沉淀池（预处理）：针对印染废水的高色度、高SS及部分难降解COD，通过投加混凝剂（如PAC、PAM）进行强化预处理，有效去除胶体、色度、部分COD和TP，减轻后续生物处理负荷。4.水解酸化池：将废水中难降解的大分子有机物（如印染废水中的染料分子、食品废水中的复杂多糖）转化为易生物降解的小分子有机物，提高废水的可生化性（BOD₅/COD值）