高级工业废水处理工题库附答案

高级工业废水处理工题库附答案一、选择题1.下列哪种物质不属于工业废水中常见的重金属污染物（）A.汞B.铅C.钙D.镉答案：C。钙不属于重金属污染物，汞、铅、镉都是工业废水中常见的重金属污染物，它们具有毒性且难以降解，会对环境和人体健康造成严重危害。2.活性污泥法处理废水时，污泥龄是指（）A.污泥在曝气池内的停留时间B.污泥在二沉池内的停留时间C.污泥在整个处理系统内的停留时间D.污泥在污泥回流系统内的停留时间答案：C。污泥龄是指活性污泥在整个处理系统内的平均停留时间，它是活性污泥处理系统设计和运行的重要参数之一，对污泥的性质、处理效果等有重要影响。3.反渗透膜的截留分子量一般为（）A.小于100B.1001000C.100010000D.大于10000答案：A。反渗透膜具有较高的截留精度，其截留分子量一般小于100，能够有效截留水中的盐分、小分子有机物等物质。4.以下哪种废水处理方法属于物理处理法（）A.化学沉淀法B.生物膜法C.过滤法D.氧化还原法答案：C。过滤法是利用过滤介质截留废水中的悬浮物质，属于物理处理法。化学沉淀法和氧化还原法属于化学处理法，生物膜法属于生物处理法。5.工业废水中的COD表示（）A.生化需氧量B.化学需氧量C.总需氧量D.溶解氧量答案：B。COD即化学需氧量，是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，它反映了水中受还原性物质污染的程度。6.对于含磷废水的处理，常用的化学沉淀剂是（）A.石灰B.硫酸亚铁C.活性炭D.聚丙烯酰胺答案：A。石灰可以与废水中的磷反应提供磷酸钙沉淀，从而达到除磷的目的。硫酸亚铁主要用于去除废水中的重金属离子等；活性炭主要用于吸附废水中的有机物等；聚丙烯酰胺是一种絮凝剂，用于助凝。7.曝气池中溶解氧的浓度一般控制在（）A.01mg/LB.12mg/LC.24mg/LD.46mg/L答案：C。曝气池中溶解氧浓度一般控制在24mg/L，这个范围能够满足活性污泥中微生物的生长和代谢需求，保证废水处理效果。如果溶解氧过低，微生物的代谢活动会受到抑制；如果过高，则会增加能耗。8.电渗析过程中，离子交换膜对离子具有（）A.选择性透过性B.吸附性C.催化性D.溶解性答案：A。离子交换膜在电渗析过程中对离子具有选择性透过性，即只允许特定的离子通过，从而实现离子的分离和浓缩。9.废水的一级处理主要去除的污染物是（）A.悬浮固体B.溶解性有机物C.重金属离子D.氮、磷等营养物质答案：A。废水的一级处理主要通过物理方法去除废水中的悬浮固体，如格栅、沉砂池、沉淀池等工艺。溶解性有机物、重金属离子、氮磷等营养物质主要通过后续的二级处理和深度处理去除。10.厌氧生物处理的最终产物不包括（）A.甲烷B.二氧化碳C.氢气D.氧气答案：D。厌氧生物处理是在无氧条件下，由厌氧微生物分解有机物的过程，最终产物主要包括甲烷、二氧化碳和氢气等，不会产生氧气。二、判断题1.工业废水的水质和水量一般比较稳定。（）答案：错误。工业废水的水质和水量通常具有较大的波动性，不同行业、不同生产工艺以及不同的生产时段，废水的水质和水量都会有很大变化。2.生物处理法只能处理可生物降解的有机物。（）答案：正确。生物处理法是利用微生物的代谢作用来分解有机物，只有可生物降解的有机物才能被微生物利用和分解。3.反渗透过程需要消耗大量的能量。（）答案：正确。反渗透是一种在压力驱动下的膜分离过程，为了克服渗透压，需要施加较高的压力，因此会消耗大量的能量。4.活性污泥中的微生物主要是细菌。（）答案：正确。活性污泥中的微生物种类繁多，其中细菌是主要的组成部分，它们在有机物的分解和代谢中起着关键作用。5.废水的深度处理是为了进一步去除二级处理后水中的残余污染物。（）答案：正确。深度处理是在二级处理的基础上，进一步去除水中的难降解有机物、氮磷营养物质、重金属离子等残余污染物，以满足更高的水质要求。6.化学氧化法可以去除废水中的所有有机物。（）答案：错误。虽然化学氧化法可以氧化分解部分有机物，但并不是所有的有机物都能被化学氧化法完全去除，一些难降解的有机物可能需要采用其他方法进行处理。7.污泥脱水的目的是降低污泥的含水率。（）答案：正确。污泥脱水是将污泥中的水分去除，降低污泥的含水率，从而减少污泥的体积，便于污泥的运输和后续处理。8.曝气的主要作用是向水中提供氧气和搅拌混合。（）答案：正确。曝气一方面可以向水中溶解氧，满足微生物的需氧要求；另一方面可以使废水和活性污泥充分混合，促进微生物与有机物的接触和反应。9.离子交换树脂可以重复使用。（）答案：正确。离子交换树脂在使用一段时间后，可以通过再生的方法恢复其交换能力，从而实现重复使用。10.含油废水的处理可以采用气浮法。（）答案：正确。气浮法是利用微小气泡附着在油滴上，使油滴上浮到水面从而实现分离的方法，对于含油废水的处理具有较好的效果。三、简答题1.简述工业废水处理的基本原则。答：工业废水处理应遵循以下基本原则：（1）减量化原则：通过改革生产工艺、提高生产管理水平等措施，减少废水的产生量。例如采用清洁生产技术，降低原材料的消耗，从源头上减少废水的排放。（2）无害化原则：采用合适的处理方法，将废水中的污染物转化为无害物质或降低其浓度，使其达到排放标准。如采用生物处理法分解有机物，化学沉淀法去除重金属离子等。（3）资源化原则：对废水中的有用物质进行回收和利用，实现资源的循环利用。例如从含重金属的废水中回收重金属，从高浓度有机废水中回收能源等。（4）分类处理原则：根据废水的性质和特点，将不同类型的废水分类收集和处理。因为不同性质的废水处理方法可能不同，分类处理可以提高处理效率和降低处理成本。（5）达标排放原则：处理后的废水必须达到国家或地方规定的排放标准，以防止对环境造成污染。2.活性污泥法处理废水的基本原理是什么？答：活性污泥法处理废水的基本原理是利用活性污泥中的微生物群体，在有氧条件下对废水中的有机物进行分解和代谢。具体过程如下：（1）吸附阶段：当废水与活性污泥接触时，活性污泥中的微生物会迅速吸附废水中的有机物，使有机物在污泥表面富集。（2）代谢阶段：吸附在污泥表面的有机物被微生物摄取，在细胞内通过一系列的酶促反应进行氧化分解，一部分有机物被分解为二氧化碳和水等无机物，同时释放出能量，供微生物生长和代谢使用；另一部分有机物则被合成为新的细胞物质，使微生物不断生长繁殖。（3）沉淀分离阶段：经过微生物代谢后的混合液进入沉淀池，活性污泥在重力作用下沉淀，与处理后的水分离。沉淀下来的污泥一部分回流到曝气池中，继续参与废水处理过程，另一部分则作为剩余污泥排出系统。3.简述反渗透膜分离技术的优缺点。答：反渗透膜分离技术具有以下优点：（1）分离效率高：反渗透膜能够有效地截留水中的盐分、小分子有机物、微生物等物质，分离精度高，可以得到高质量的淡水。（2）操作简单：该技术的操作相对简单，自动化程度高，易于实现连续化生产。（3）无化学变化：在分离过程中，不需要添加化学药剂，不会引入新的杂质，对环境友好。（4）占地面积小：与传统的水处理方法相比，反渗透膜分离设备的占地面积较小，适合在空间有限的地方使用。其缺点主要包括：（1）能耗高：为了克服渗透压，需要施加较高的压力，因此反渗透过程能耗较大，运行成本较高。（2）膜易污染：反渗透膜容易受到水中悬浮物、有机物、微生物等的污染，导致膜通量下降和分离性能降低，需要定期进行清洗和维护。（3）膜寿命有限：膜的使用寿命通常为23年，需要定期更换，增加了设备的投资成本。（4）对进水水质要求高：为了保证反渗透膜的正常运行，对进水水质有较高的要求，需要进行预处理，增加了处理工艺的复杂性和成本。4.简述含重金属废水的处理方法。答：含重金属废水的处理方法主要有以下几种：（1）化学沉淀法：通过向废水中加入沉淀剂，使重金属离子与沉淀剂反应提供难溶的沉淀物，从而从废水中分离出来。常见的沉淀剂有氢氧化物、硫化物、碳酸盐等。例如，向含铜废水加入氢氧化钠，提供氢氧化铜沉淀。（2）离子交换法：利用离子交换树脂与废水中的重金属离子进行交换反应，将重金属离子吸附在树脂上，从而去除废水中的重金属。离子交换树脂可以通过再生恢复其交换能力，实现重复使用。（3）吸附法：利用吸附剂对重金属离子的吸附作用，将重金属离子从废水中去除。常用的吸附剂有活性炭、沸石、黏土等。吸附剂具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，能够有效地吸附重金属离子。（4）膜分离法：包括反渗透、纳滤等膜分离技术，可以通过膜的截留作用，将重金属离子从废水中分离出来。膜分离法具有分离效率高、操作简单等优点，但能耗较高，膜易污染。（5）生物处理法：利用微生物对重金属的吸附、积累和转化作用，去除废水中的重金属。例如，某些微生物可以将重金属离子还原为低价态或固定在细胞内，从而降低废水中重金属的浓度。生物处理法具有成本低、环境友好等优点，但处理效率相对较低。5.简述污泥处理与处置的主要方法。答：污泥处理与处置的主要方法如下：（1）污泥浓缩：污泥浓缩的目的是降低污泥的含水率，减少污泥的体积。常用的浓缩方法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。重力浓缩是利用污泥的重力作用，使污泥中的水分自然沉淀分离；气浮浓缩是通过向污泥中通入微小气泡，使污泥颗粒附着在气泡上上浮，从而实现污泥与水的分离；离心浓缩是利用离心力的作用，使污泥中的水分和污泥颗粒分离。（2）污泥消化：污泥消化是利用微生物的代谢作用，将污泥中的有机物分解为稳定的无机物和气体。污泥消化可以分为厌氧消化和好氧消化。厌氧消化是在无氧条件下，由厌氧微生物分解有机物，产生甲烷等气体；好氧消化是在有氧条件下，由好氧微生物分解有机物。污泥消化可以减少污泥的体积，降低污泥的臭味，同时还可以回收能源。（3）污泥脱水：污泥脱水是将污泥中的水分进一步去除，降低污泥的含水率，便于污泥的运输和后续处理。常用的脱水方法有自然干化、机械脱水等。自然干化是将污泥放置在干化场上，通过自然蒸发的方式去除水分；机械脱水是利用机械力的作用，将污泥中的水分挤出，常用的机械脱水设备有带式压滤机、板框压滤机、离心机等。（4）污泥处置：污泥处置的方法主要有土地利用、填埋、焚烧等。土地利用是将处理后的污泥作为肥料或土壤改良剂施用于农田、林地等，但需要注意控制污泥中的重金属含量和病原体等有害物质；填埋是将污泥填埋在专门的填埋场，但填埋会占用大量的土地资源，并且可能会对地下水造成污染；焚烧是将污泥在高温下燃烧，使污泥中的有机物完全分解，同时可以回收热量，但焚烧会产生二次污染，需要配备完善的尾气处理设备。四、计算题1.某工厂排放的废水流量为500m³/d，废水中COD的浓度为800mg/L，要求处理后COD的浓度降至100mg/L。计算每天需要去除的COD的量。解：首先将废水流量的单位转换为L/d，因为1m³=1000L，所以500m³/d=500×1000=5×10⁵L/d。处理前废水中COD的含量为：5处理后废水中COD的含量为：5每天需要去除的COD的量为处理前COD的含量减去处理后COD的含量，即：4将单位转换为kg/d，因为1kg=10⁶mg，所以3.5答：每天需要去除的COD的量为350kg。2.某曝气池的有效容积为1000m³，进水流量为200m³/d，进水BOD₅浓度为200mg/L，出水BOD₅浓度为20mg/L，计算该曝气池的BOD₅容积负荷。解：首先计算每天进入曝气池的BOD₅的量：200BOD₅容积负荷是指单位曝气池容积在单位时间内承受的BOD₅量，计算公式为：=其中为BOD₅容积负荷（kgBOD₅/(m³·d)），Q为进水流量（m³/d），为进水BOD₅浓度（kg/m³），V为曝气池有效容积（m³）。将数据代入公式可得：=答：该曝气池的BOD₅容积负荷为0.04kgBOD₅/(m³·d)。3.某废水处理厂的污泥产量为10m³/d，污泥的含水率为98%，要求将污泥的含水率降至80%，计算脱水后污泥的体积。解：设脱水后污泥的体积为。根据污泥中干污泥的质量在脱水前后不变的原理，先计算脱水前干污泥的质量。脱水前污泥的含水率为98%，则干污泥的含量为198脱水前污泥的体积为=10m³脱水前干污泥的质量为10000k脱水后污泥的含水率为80%，则干污泥的含量为180因为干污泥质量不变，所以可得：×=答：脱水后污泥的体积为1m³。五、论述题1.论述工业废水处理工艺的选择原则和影响因素。答：工业废水处理工艺的选择需要综合考虑多方面的因素，遵循一定的原则，以下是详细阐述：选择原则（1）达标原则：处理后的废水必须达到国家或地方规定的排放标准，这是选择处理工艺的首要原则。不同行业、不同地区的废水排放标准可能不同，处理工艺应能够有效地去除废水中的污染物，确保出水水质符合要求。（2）经济合理原则：在满足达标排放的前提下，应选择经济合理的处理工艺。这包括处理工艺的建设投资、运行成本、维护费用等方面。要综合考虑工艺的设备购置费用、能耗、药剂消耗、人工成本等因素，选择投资少、运行成本低的工艺。（3）技术可行原则：处理工艺应具有技术可行性，能够稳定、可靠地运行。所选用的工艺应是经过实践验证的成熟技术，并且在技术上能够适应废水的水质和水量变化。同时，工艺应易于操作和管理，对操作人员的技术水平要求不宜过高。（4）资源化原则：对于含有可回收利用物质的废水，应优先选择能够实现资源回收利用的处理工艺。例如，从含重金属的废水中回收重金属，从高浓度有机废水中回收能源等，以提高资源的利用率，降低生产成本。（5）环境友好原则：处理工艺应尽量减少对环境的二次污染。避免使用有毒有害的化学药剂，减少废渣、废气的产生。同时，处理过程中产生的废弃物应能够得到妥善处理和处置。影响因素（1）废水水质：废水的水质是选择处理工艺的关键因素。不同行业的废水水质差异很大，包括废水的酸碱度、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、悬浮物（SS）、重金属含量、有毒有害物质等。例如，对于含有大量悬浮物的废水，可先采用沉淀、过滤等物理处理方法进行预处理；对于含有难降解有机物的废水，可能需要采用高级氧化、生物强化等处理工艺。（2）废水水量：废水的水量大小也会影响处理工艺的选择。对于水量较小的废水，可以选择占地面积小、处理效率高的工艺；对于水量较大的废水，则需要考虑工艺的处理能力和运行稳定性，可能需要采用大型的处理设备和连续化的处理工艺。（3）处理要求：根据废水的排放去向和回用要求，对处理后的水质有不同的要求。如果废水需要直接排放到自然水体，处理要求相对较低；如果废水需要回用，如作为工业用水或景观用水，则处理要求较高，需要采用更高级的处理工艺。（4）场地条件：处理工艺的选择还受到场地条件的限制。如果场地有限，应选择占地面积小的处理工艺；如果场地开阔，可以考虑采用一些占地面积较大但处理效果好的工艺。（5）经济条件：经济条件是选择处理工艺的重要因素之一。建设投资和运行成本是企业考虑的重点。一些先进的处理工艺可能处理效果好，但建设投资和运行成本较高；而一些传统的处理工艺虽然处理效果相对较差，但成本较低。企业需要根据自身的经济实力选择合适的处理工艺。（6）技术水平：企业的技术水平和管理能力也会影响处理工艺的选择。如果企业技术力量较强，管理水平较高，可以选择一些技术含量较高、操作要求较严格的处理工艺；如果企业技术力量薄弱，管理水平较低，则应选择操作简单、易于管理的工艺。2.论述活性污泥法在工业废水处理中的应用和发展趋势。答：活性污泥法是一种广泛应用于工业废水处理的生物处理方法，具有处理效果好、运行稳定等优点。以下是关于其应用和发展趋势的论述：应用（1）处理多种类型的工业废水：活性污泥法可以处理多种类型的工业废水，如化工废水、食品废水、印染废水等。对于含有可生物降解有机物的工业废水，活性污泥法能够有效地去除废水中的有机物，降低化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）。例如，在化工废水处理中，活性污泥法可以去除废水中的醇类、醛类、酮类等有机物；在食品废水处理中，可以去除废水中的糖类、蛋白质、油脂等有机物。（2）脱氮除磷：通过对活性污泥法工艺的改进和优化，可以实现对工业废水中氮、磷等营养物质的去除。例如，采用A/O（厌氧好氧）