2025年生物膜技术笔试试卷及答案

2025年生物膜技术笔试试卷及答案一、名词解释（每小题3分，共15分）1.生物膜答案生物膜是由附着在载体表面的微生物细胞及胞外聚合物（EPS）组成的微生态系统，具有分层结构和一定厚度，是生物膜法去除污染物的核心功能单元。2.胞外聚合物（EPS）答案微生物在代谢过程中分泌到细胞外的高分子聚合物，主要成分包括多糖、蛋白质、核酸和腐殖质等，是维持生物膜结构、促进细胞黏附和影响传质的重要物质。3.移动床生物膜反应器（MBBR）答案在反应池中投加密度接近水、可悬浮流化的载体填料，微生物以生物膜形式附着生长，在曝气或搅拌作用下流化，兼具活性污泥法和生物膜法特征的水处理工艺。4.生物接触氧化法答案在曝气条件下，污水流经装有填料的接触氧化池，填料表面生物膜与污水充分接触，通过生物氧化和生物吸附等作用去除有机污染物的工艺。5.水力停留时间（HRT）答案污水在反应器中的平均停留时间，等于反应器有效容积与进水流量之比，常用t=二、填空题（每空1分，共20分）1.生物膜形成过程通常依次为：载体表面条件膜形成、微生物______附着、______附着、微菌落形成、成熟生物膜形成与脱落。答案可逆；不可逆2.生物膜内物质传递主要依靠______作用，其通量可依据______定律描述。答案扩散；Fick（菲克）3.在Monod方程中，μmax表示微生物的________，K答案最大比增长速率；半饱和常数（饱和常数）4.常见生物膜法工艺包括普通生物滤池、生物转盘、______和______等。答案生物接触氧化；移动床生物膜反应器（或生物流化床、曝气生物滤池）5.MBBR常用悬浮填料的填充率一般为池容积的______，填料有效比表面积通常大于______m2答案30%~50%；5006.影响生物膜脱落的主要外部因素是______和______。答案水流剪切力；曝气强度（水力冲刷）7.硝化细菌多属于______型细菌，其生长速率相对较______（填“快”或“慢”）。答案化能自养；慢8.生物膜由外向内，溶解氧浓度逐渐______，底物浓度逐渐______。答案降低；降低9.与活性污泥法相比，生物膜法一般具有剩余污泥量较______、抗冲击负荷能力较______的特点。答案少（低）；强10.生物膜反应器常用的填料应具有较大的比表面积、良好的亲水性和______、足够的______。答案生物相容性（或适宜的表面粗糙度）；机械强度（或化学稳定性）三、单项选择题（每题2分，共20分）1.生物膜法处理污水时，微生物的主要存在形态是（）A.悬浮态菌胶团B.附着态生物膜C.游离单细胞D.活性污泥絮体答案B2.下列关于生物膜结构的说法，错误的是（）A.生物膜由外到内可形成好氧、缺氧和厌氧区B.生物膜内部传质主要依靠湍流混合C.胞外聚合物有利于微生物聚集和附着D.成熟生物膜会不断发生脱落和更新答案B解析生物膜内部物质传质主要依靠分子扩散，而不是湍流混合。3.下列工艺中，不属于生物膜法的是（）A.生物滤池B.生物转盘C.序批式活性污泥法（SBR）D.生物接触氧化法答案C解析SBR属于活性污泥法，微生物以悬浮态存在。4.MBBR与传统活性污泥法相比，一个主要优点是（）A.无需曝气B.池内可保持较高生物量，抗冲击负荷能力强C.无剩余污泥产生D.对总氮去除率可达100%答案B5.生物转盘在运行中，盘片交替接触污水和空气的主要作用是（）A.仅搅拌混合B.促进氧传质和生物膜对底物的氧化降解C.排除剩余污泥D.去除色度答案B6.生物脱氮过程中，硝化细菌的主要功能是（）A.将NO3B.将NH4+氧化为C.将有机物分解为CO2D.将磷酸盐合成聚磷答案B7.生物膜反应器中，底物从主体液相进入生物膜内部的主要限速环节通常是（）A.主体液相湍流传质B.生物膜内的分子扩散C.细菌细胞壁主动运输D.气泡表面传质答案B8.当生物膜过厚时，最常见的问题是（）A.生物量减少B.生物膜内部营养和氧供应不足，导致内层厌氧甚至异常脱落C.填料成本降低D.出水溶解氧升高答案B9.与活性污泥法相比，生物膜法一般具有的剩余污泥量（）A.较多B.较少C.相同D.无法比较答案B10.生物膜填料比表面积增大，一般来说（）A.不利于生物膜附着B.可提供更大的附着面积，有利于提高生物量C.曝气能耗一定降低D.不会发生填料层堵塞答案B四、简答题（每题5分，共25分）1.简述生物膜形成的主要阶段。答案生物膜形成通常经历：载体表面形成条件膜；微生物可逆附着；微生物不可逆附着并分泌EPS；微菌落形成；生物膜逐渐成熟；在流体剪切和内部厌氧等作用下发生脱落，脱落后表面可再次附着形成新膜。2.简述生物膜法的主要优点。答案微生物附着生长，生物量高且泥龄长；对水质水量变化抗冲击负荷能力强；脱落的生物膜沉降性能较好，剩余污泥量相对较少；管理方便，一般无需污泥回流，适合中小型污水处理。3.简述影响生物膜反应器运行效果的主要因素。答案进水有机负荷和水力负荷；溶解氧浓度；温度；pH和营养物质；填料种类、比表面积和填充率；生物膜厚度与脱膜更新速率；水力剪切条件等。4.简述生物接触氧化法的基本构造和工作原理。答案基本构造包括接触氧化池、填料、曝气系统和进水配水系统等。污水进入池内，在曝气供氧和搅拌条件下流经填料，填料表面生物膜吸附并氧化分解污染物；老化生物膜在水力剪切下脱落，经沉淀后与水分离。5.简述生物滤池填料应满足的基本要求。答案具有较大的比表面积；良好的亲水性和表面粗糙度；足够的机械强度和化学稳定性；适当的孔隙率，不易堵塞；材质经济适用。答出上述4点即可。五、论述与计算题（共20分）1.计算题（10分）某生物膜反应器进水流量Q=1000 m3/d，进水BOD（1）BOD5（2）BOD5（3）每日BOD5答案（1）η（2）L（3）M解析：计算时需注意单位换算，1 2.论述题（10分）比较活性污泥法与生物膜法在微生物存在状态、抗冲击负荷能力、剩余污泥产量和运行管理方面的主要差异，并简述生物膜法在中小型分散式污水处理中的适用性。答案微生物存在状态：活性污泥法微生物以悬浮絮体形式存在；生物膜法微生物主要附着在填料表面形成生物膜。抗冲击负荷能力：生物膜法具有较长泥龄、较高生物量和分层结构，对水力负荷和有机负荷变化适应能力一般更强。剩余污泥产量：生物膜法食物链较长，能量沿食物链损失较多，剩余污泥量通常较少。运行管理：活性污泥法需控制污泥回流、污泥膨胀、剩余污泥排放等；生物膜法一般无需污泥回