水处理基础知识考试试题(含答案)(2024版)

水处理基础知识考试试题(含答案)(2024版)一、填空题（每空1分，共20分）1.我国现行《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2022）规定，出厂水浊度限值为____NTU，水源与净水技术条件受限时不得超过____NTU；出厂水游离氯余量在与水接触30min后不应低于____mg/L，管网末梢水游离氯余量不应低于____mg/L。2.常规水处理工艺中，混凝过程的四大作用机理分别为压缩双电层、____、____、网捕卷扫。3.活性污泥法运行中，常用的污泥沉降性能评价指标中，SV30是指曝气池混合液静置沉降30min后____所占的体积比例；SVI的正常范围为____mL/g，数值过高易引发____问题。4.膜分离技术按截留孔径从大到小可分为微滤、____、纳滤、____，其中____可实现99%以上的溶解性盐类截留，多用于海水淡化、纯水制备场景。5.城镇污水生物脱氮过程需依次经过氨化、____、____三个核心阶段，其中反硝化过程需要在____（填溶解氧条件）环境下进行。6.2024年我国水生态环境保护领域对水处理新污染物管控提出明确要求，城镇供水、污水处理系统需重点防控的典型新污染物包括微塑料、____、内分泌干扰物三类。7.污泥处理处置的常规流程为浓缩、____、脱水、最终处置，其中城镇污水处理厂污泥厌氧消化产生的沼气主要成分为____和二氧化碳，其中可回收利用的能源成分占比约为60%-70%。8.工业循环冷却水系统的三大核心处理任务为阻垢、____、杀菌灭藻，为降低补水消耗、提升用水效率，系统运行的浓缩倍数一般控制在____范围。二、单项选择题（每题1分，共20分）1.我国现行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准规定，出水COD、氨氮（水温>12℃时）、总磷的限值分别为（）A.60mg/L、8mg/L、1mg/LB.50mg/L、5mg/L、0.5mg/LC.100mg/L、15mg/L、1mg/LD.50mg/L、8mg/L、1mg/L2.以下混凝剂中，更适合低温低浊原水处理的是（）A.精制硫酸铝B.聚合氯化铝C.聚合硫酸铁D.明矾3.普通快滤池正常运行时的设计滤速范围一般为（），反冲洗时需满足滤层膨胀率达到30%-50%以保障冲洗效果。A.2-4m/hB.8-12m/hC.20-25m/hD.30-40m/h4.以下水处理消毒方式中，（）消毒过程易产生溴酸盐、甲醛等消毒副产物，需严格控制投加剂量与接触时间。A.液氯B.次氯酸钠C.臭氧D.紫外线5.活性污泥法A2/O工艺中，厌氧段的核心功能是（）A.聚磷菌释放磷、反硝化菌脱氮B.聚磷菌过量吸磷、硝化菌氧化氨氮C.聚磷菌释放磷、氨化菌转化有机氮D.反硝化菌还原硝态氮、去除BOD6.生物除磷过程中，最终是通过（）途径将磷从污水系统中去除。A.曝气吹脱B.排放剩余污泥C.二沉池泥水分离D.微生物硝化反应7.以下指标中，（）是反映水中可生物降解有机物含量的核心指标，可用于评价污水的可生化性，当该指标与COD的比值大于0.3时，说明污水可采用生物处理工艺。A.BOD₅B.TOCC.浊度D.碱度8.超滤膜的截留分子量范围一般为（），可有效截留水中胶体、细菌、病毒、大分子有机物，无法截留溶解性盐类。A.100-1000道尔顿B.1000-300000道尔顿C.1-10道尔顿D.30万-100万道尔顿9.离子交换法处理硬水进行软化时，主要是通过阳离子交换树脂去除水中的（），降低水的硬度。A.钙、镁离子B.钠、钾离子C.硫酸根、氯离子D.碳酸氢根10.滤池运行过程中出现负水头现象的主要原因是（）A.滤速过慢，滤层孔隙堵塞B.滤层内局部压力低于大气压，气囊阻断过滤通道C.反冲洗强度过大，滤料流失D.进水浊度过低，滤料板结11.以下不属于生物膜法处理工艺的是（）A.生物接触氧化池B.曝气生物滤池C.序批式活性污泥法（SBR）D.生物转盘12.化学除磷工艺中，投加铁盐、铝盐除磷的核心原理是（）A.金属离子与磷酸根生成难溶磷酸盐沉淀物，经固液分离去除B.化学药剂氧化分解磷酸盐C.药剂吸附磷酸盐后随水流出D.金属离子置换磷酸盐转化为气体逸出13.城市再生水回用于绿化浇灌、道路清扫等城市杂用水场景时，现行《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2020）要求浊度不得超过（）A.1NTUB.5NTUC.10NTUD.20NTU14.污泥脱水工序中，常用的污泥调理药剂阳离子聚丙烯酰胺的主要作用是（）A.杀菌除臭B.中和污泥表面电荷，吸附架桥形成大颗粒絮体，改善脱水性能C.氧化分解污泥中的有机物，降低污泥含水率D.调节污泥pH值15.以下对反渗透膜运行参数描述错误的是（）A.苦咸水反渗透操作压力一般为1.5-3MPaB.运行回收率过高会加剧膜表面浓差极化，引发结垢污染C.反渗透可完全去除水中所有溶解气体、小分子有机物D.进水需经过保安过滤，控制浊度低于0.1NTU方可进入膜组件16.循环冷却水系统中，补充水的暂时硬度过高、浓缩倍数过大时，最易引发的问题是（）A.管道设备腐蚀B.微生物大量滋生C.碳酸钙垢沉积D.水量损失过大17.氯消毒过程中，（）是发挥杀菌作用的核心有效成分，在pH值为6-8时杀菌效率最高。A.次氯酸B.次氯酸根C.氯离子D.一氯胺18.污水处理过程中，若二沉池出现大块黑色污泥上浮、伴有腐败性恶臭，最可能的原因是（）A.污泥龄过短，污泥松散B.曝气过量，污泥过氧化C.二沉池局部污泥停留时间过长，发生厌氧反硝化产生气体携带污泥上浮D.进水有机负荷过低，污泥老化19.以下高级氧化技术中，（）是通过产生羟基自由基强氧化物质分解难降解有机物，多用于污水深度处理、饮用水新污染物去除场景。A.芬顿氧化B.混凝沉淀C.过滤D.活性炭吸附20.根据我国“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划要求，到2025年全国地级及以上缺水城市再生水利用率需达到（）以上，京津冀等区域达到更高水平。A.15%B.25%C.35%D.55%三、多项选择题（每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.影响混凝处理效果的主要因素包括（）A.原水水温B.原水pH值与碱度C.混凝剂投加量与投加顺序D.水力搅拌条件（混合强度、反应时间）E.原水中胶体、悬浮物浓度与性质2.以下属于给水处理深度处理工艺，可用于去除水中溶解性有机物、消毒副产物前体物、新污染物的有（）A.臭氧-活性炭工艺B.纳滤/反渗透工艺C.高级氧化工艺D.常规沉淀过滤工艺E.紫外线/过氧化氢联合消毒工艺3.城镇污水处理厂出水总氮超标，可能的原因有（）A.好氧段溶解氧不足，硝化反应不充分B.缺氧段碳源不足，反硝化效率低C.污泥龄过短，硝化菌无法在系统内富集D.内回流比过低，硝态氮回流到缺氧段的量不足E.水温过低，硝化、反硝化菌活性受抑制4.活性污泥膨胀是运行中常见的异常问题，以下属于污泥膨胀诱发原因的有（）A.进水有机负荷过低，营养物质不足B.溶解氧长期低于1mg/L，引发丝状菌过量繁殖C.进水pH值长期低于6.5，抑制菌胶团细菌生长D.氮、磷营养元素比例失衡，BOD:N:P比例失调E.污泥龄过长，污泥老化5.水处理膜污染的常见类型包括（）A.无机结垢污染（钙镁垢、金属氧化物、硅酸盐沉淀）B.有机污染（腐殖质、多糖、蛋白质等有机物吸附）C.生物污染（微生物附着生长形成生物膜）D.胶体污染（黏土、细微胶体颗粒堵塞膜孔）E.膜材质老化破损6.以下城镇污水处理工艺中，具备脱氮除磷功能的有（）A.A²/O工艺B.改良氧化沟工艺C.分段进水多级A/O工艺D.MBR（膜生物反应器）组合工艺E.传统活性污泥法（仅设曝气池+二沉池）7.关于水的硬度与碱度，以下描述正确的有（）A.水的总硬度是水中钙、镁离子的总浓度B.碳酸盐硬度（暂时硬度）可通过加热煮沸的方式去除C.非碳酸盐硬度（永久硬度）无法通过煮沸去除，需通过离子交换、膜法等工艺处理D.水的碱度是水中能与强酸发生中和反应的物质总量，主要包括碳酸氢根、碳酸根、氢氧根E.碱度过高的原水进行混凝处理时，无需额外投加碱性药剂调节pH8.给水处理中，滤池的核心作用包括（）A.截留沉淀工艺未去除的细微悬浮物、胶体颗粒，进一步降低出水浊度B.附着在滤料表面的微生物可降解部分溶解性有机物C.截留水中大部分病原微生物，降低后续消毒单元的负荷D.去除水中全部溶解性盐类E.调节出水pH值9.污泥最终处置的合规路径包括（），需满足对应泥质标准要求，严禁非法倾倒、随意丢弃。A.污泥经稳定化、无害化处理后达到标准要求，进行土地利用（园林绿化、土地改良）B.污泥经脱水干化后与水泥、骨料等混合制备建材C.污泥干化后送入垃圾焚烧厂协同焚烧或单独焚烧，回收热能D.污泥达到填埋泥质标准后进入生活垃圾填埋场单独分区填埋E.直接将含水率80%的湿污泥排入河道作为底泥改良材料10.关于污水生物处理中微生物生长的环境条件，以下描述正确的有（）A.好氧微生物处理系统中，溶解氧需维持在2mg/L以上B.硝化细菌适宜的pH范围为7.0-8.0，pH过高或过低都会抑制硝化活性C.反硝化细菌适宜的碳氮比（BOD₅/TN）需大于4，否则反硝化效率不足D.厌氧微生物处理系统中，氧化还原电位需控制在-300mV以下，严格隔绝氧气E.所有水处理微生物的最适生长温度均为30-35℃，低温下会完全失活四、判断题（每题1分，共10分，正确打√，错误打×）1.混凝处理过程中，混凝剂投加量越大，对水中胶体、悬浮物的去除效果越好。（）2.滤池滤速越慢，过滤周期越长，出水水质越好，因此运行中应尽可能降低滤速。（）3.紫外线消毒的原理是通过紫外线照射破坏微生物的遗传物质，使其丧失繁殖能力，且无持续消毒能力，需配合氯胺等维持管网余氯。（）4.活性污泥SVI值越低，说明污泥中无机杂质含量越少、活性越高，沉降性能越好。（）5.采用氯消毒时，接触时间越长、投加量越大，消毒效果越好，无需控制投加上限。（）6.生物接触氧化法结合了活性污泥法与生物膜法的优势，填料上附着生长生物膜，无需设置污泥回流系统，抗冲击负荷能力强。（）7.总磷是引发水体富营养化的核心控制指标之一，当水体总磷浓度超过0.02mg/L时，易引发藻类过度繁殖。（）8.超滤膜运行过程中仅需定期进行水力反冲洗即可完全恢复膜通量，无需开展化学清洗。（）9.污水厌氧生物处理工艺有机负荷高、能耗低，可产生沼气作为能源回收，但出水水质一般无法达到直接排放标准，需后续好氧工艺进一步处理。（）10.循环冷却水系统中投加阻垢剂的主要作用是杀灭水中的细菌、藻类，防止微生物黏泥滋生。（）五、简答题（每题5分，共15分）1.简述生活饮用水常规处理工艺“混凝-沉淀-过滤-消毒”各处理单元的核心作用。2.简述A²/O生物处理工艺实现污水脱氮除磷的基本原理，并列出各工段的核心运行控制参数。3.简述饮用水、污水处理过程中消毒副产物的主要类型、生成原因及防控措施。六、案例分析题（共15分）某南方县级市新建供水厂设计规模10万m³/d，水源为当地大型水库，原水水质常年符合《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）III类标准，雨季存在短期低浊、高藻问题，冬季水温最低为8-10℃，出厂水需满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2022）要求。该厂最初设计工艺为“网格絮凝-斜管沉淀-V型滤池-液氯消毒”，通水调试阶段出现以下问题：（1）冬季低温低浊期，絮凝池形成的矾花细小、松散，斜管沉淀池出水浊度长期在3-5NTU，导致V型滤池过滤周期缩短至8h以内，出厂水浊度偶尔超标；（2）夏季高藻期，沉淀池表面漂浮大量藻渣，滤池堵塞快，出厂水存在明显土腥味，同时出厂水三卤甲烷指标偶尔接近标准限值；（3）液氯消毒接触池出水游离氯含量波动大，管网末梢部分点位余氯不足0.05mg/L，存在微生物超标风险。请结合水处理基础知识，分析上述问题的产生原因，并提出具体可落地的优化整改措施。参考答案一、填空题答案1.1；3；0.3；0.052.吸附电中和；吸附架桥3.沉降污泥；50-150；污泥膨胀4.超滤；反渗透；反渗透5.硝化；反硝化；溶解氧低于0.5mg/L（缺氧）6.药品和个人护理品（PPCPs）7.消化（厌氧/好氧消化）；甲烷8.缓蚀；3-5倍二、单项选择题答案1.B2.C3.B4.C5.C6.B7.A8.B9.A10.B11.C12.A13.B14.B15.C16.C17.A18.C19.A20.C三、多项选择题答案1.ABCDE2.ABCE3.ABCDE4.ABCD5.ABCD6.ABCD7.ABCD8.ABC9.ABCD10.ABCD四、判断题答案1.×2.×3.√4.×5.×6.√7.√8.×9.√10.×五、简答题答案1.各单元核心作用如下：（1）混凝单元：向原水中投加混凝剂，通过快速混合使药剂均匀分散，利用压缩双电层、吸附电中和等作用使水中稳定存在的胶体颗粒、细微悬浮物脱稳，在慢速絮凝过程中通过吸附架桥、网捕卷扫作用形成粒径较大、易沉降的矾花，为后续沉淀分离创造条件，可去除水中60%-80%的悬浮物、部分胶体结合态有机物及微生物。（2）沉淀单元：利用重力作用使混凝过程形成的大颗粒矾花从水中分离沉降，去除大部分悬浮物，将出水浊度降至2NTU以下，降低后续滤池的处理负荷，常用的斜管/斜板沉淀池表面负荷可达8-12m³/(m²·h)，沉淀效率较传统平流沉淀池提升1倍以上。（3）过滤单元：以石英砂、无烟煤等粒状滤料组成滤层，通过机械截留、吸附、接触絮凝等作用，去除沉淀单元未分离的细微颗粒、胶体、大部分浮游生物、细菌及病毒，将出水浊度降至0.3NTU以下，同时去除颗粒附着的有机物、重金属等污染物，为后续消毒工艺提供良好条件——滤后水浊度越低，消毒过程对微生物的杀灭效率越高，消毒副产物生成量越低。（4）消毒单元：通过消毒剂或物理消毒作用杀灭水中的病原微生物（细菌、病毒、寄生虫卵等），防止水致传染病传播；同时需维持出厂水及管网中的持续消毒能力，抑制管网中微生物再次繁殖，保障输配过程水质安全。2.A²/O工艺即厌氧-缺氧-好氧工艺，其脱氮除磷原理及控制参数如下：（1）基本原理：①厌氧工段：污水与回流污泥首先进入厌氧段，严格控制无分子态氧、无硝态氮的环境，聚磷菌分解胞内储存的聚磷获得能量，向水中释放磷酸盐，同时快速吸收进水中的易降解挥发性脂肪酸，合成聚-β-羟基丁酸（PHB）等储能物质储存在胞内；氨化菌将进水中的有机氮转化为氨氮，为后续硝化反应提供底物。②缺氧工段：厌氧段出水进入缺氧段，控制低溶解氧环境，反硝化菌利用进水中的易降解有机物作为碳源，将好氧段内回流带入的硝态氮、亚硝态氮还原为氮气释放到空气中，实现总氮的去除。③好氧工段：缺氧段出水进入好氧段，维持充足溶解氧环境，首先由自养型硝化细菌将氨氮氧化为亚硝态氮、硝态氮，随内回流进入缺氧段；其次聚磷菌在好氧条件下分解胞内PHB获得能量，过量摄取环境中的磷酸盐合成聚磷储存在细胞内，通过排放高含磷量的剩余污泥将磷从系统中去除；同时异养型好氧细菌将水中的可生物降解有机物氧化分解为二氧化碳和水，实现BOD₅的去除。（2）核心控制参数：厌氧段DO<0.2mg/L，氧化还原电位低于-200mV；缺氧段DO<0.5mg/L，碳氮比BOD₅/TN≥4；好氧段DO=2-3mg/L，pH=7.0-7.8；污泥龄控制在10-20d，兼顾硝化菌世代时间与除磷污泥排放需求；污泥回流比为50%-100%，混合液内回流比为200%-400%；MLSS维持在2500-4000mg/L，水温宜控制在12-35℃。3.消毒副产物相关内容如下：（1）主要类型：消毒副产物是消毒剂与水中天然有机物、藻类代谢物、溴离子等前体物反应生成的有害污染物，常见类型包括：氯消毒生成的三卤甲烷、卤乙酸等卤代消毒副产物；臭氧消毒生成的溴酸盐、甲醛；氯胺消毒生成的亚硝胺类物质（如N-二甲基亚硝胺）等，部分副产物已被证实具有致癌、致畸、致突变风险，是2022版生活饮用水标准的重点控制指标。（2）生成原因：一是水源水中存在腐殖酸、富里酸、藻类胞外有机物等消毒副产物前体物；二是消毒剂投加量过高、接触时间过长，与前体物充分反应；三是水源水中溴离子含量较高时，臭氧消毒易生成溴酸盐，氯消毒易生成溴代三卤甲烷。（3）防控措施：①强化前端预处理与深度处理，通过混凝沉淀、活性炭吸附、膜过滤、高级氧化等工艺尽可能去除水中消毒副产物前体物，降低消毒单元的前体物浓度；②优化消毒工艺，可采用组合消毒方式（如紫外线+氯胺、臭氧+氯），适当降低游离氯投加量，减少副产物生成，同时满足持续消毒要求；③优化消毒条件，控制消毒接触池的pH在6.5-7.5范围，避免pH过高导致次氯酸根占比升高、副产物生成量增加；④对溴离子含量较高的水源，采用臭氧消毒时需控制臭氧投加量，投加过氧化氢抑制溴酸盐生成；⑤加强消毒副产物的日常监测，严格控制其浓度符合标准限值要求。六、案例分析题答案针对该水厂调试阶段出现的三类问题，原因分析及整改措施如下：（1）冬季低温低浊期混凝沉淀效果差、滤池周期缩短问题①原因分析：一是冬季低温条件下，混凝剂水解反应速率显著降低，聚合铝类混凝剂的水解产物架桥能力下降，无法有效形成大颗粒絮体；二是低浊原水中胶体颗粒浓度低，颗粒碰撞概率大幅降低，且低温下水的黏度升高，絮体沉降阻力大，易穿透斜管沉淀池进入滤池；三是原有网格絮凝池的搅拌参数未根据低温低浊水质调整，絮凝时间不足，矾花成长不充分，导致沉淀池出水浊度偏高，滤池负荷过大，过滤周期缩短。②整改措施：第一，优化混凝剂选型，更换为低温低浊原水适配性更好的聚合硫酸铁或聚硅硫酸铝类复合型混凝剂，配合投加0.1-0.3mg/L的阴离子聚丙烯酰胺作为助凝剂，通过吸附架桥作用强化絮体粒径与密实度；第二，调整絮凝池运行参数，适当降低网格絮凝池前段的搅拌强度、延长后段絮凝时间，将总絮凝时间从常规15min延长至20-25min，为矾花成长提供充足的水力条件；第三，在冬季低温期可在原水取水口投加少量黏土或沉淀池回流少量沉后泥渣，增加原水中颗粒浓度，提升颗粒碰撞概率，强化混凝效果；第四，优化斜管沉淀池排泥周期，避免斜管表面积泥引发絮体上浮，保障沉淀效率，将沉后水浊度稳定控制在1NTU以下，降低滤池负荷，将过滤周期恢复至24-48h的正常范围。（2）夏季高藻期藻渣堵塞滤池、水腥味重、三卤甲烷超标的问题①原因分析：一是夏季高温期水库水源藻类大量繁殖，藻类密度过高，常规混凝沉淀工艺对藻细胞的去除率仅为50%-70%，未去除的藻细胞漂浮在沉淀池表面形成藻渣，部分穿透沉淀池进入滤池，堵塞滤料孔隙，导致滤池过滤周期缩短；二是藻类代谢产生的二甲基异莰醇、土臭素等致嗅物质，以及藻类胞外有机物属于溶解性小分子物质，常规工艺无法有效去除，导致出水存在土