水处理工试题及答案

水处理工试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.下列哪项是评价水体富营养化的关键指标？A.化学需氧量（COD）B.五日生化需氧量（BOD5）C.总氮（TN）和总磷（TP）D.悬浮固体（SS）答案：C2.在混凝过程中，主要作用是压缩双电层、降低电位的是？A.高分子絮凝剂B.助凝剂C.混凝剂D.消毒剂答案：C3.活性污泥法处理系统中，表示活性污泥微生物量的常用指标是？A.污泥沉降比（SV）B.混合液悬浮固体浓度（MLSS）C.污泥容积指数（SVI）D.污泥龄（θc）答案：B4.平流式沉淀池的设计，主要依据的参数是？A.表面负荷（过流率）B.停留时间C.水平流速D.以上都是答案：D5.下列哪种滤料具有最大的比表面积，常用于生物滤池？A.石英砂B.无烟煤C.陶粒D.活性炭答案：C6.氯气消毒时，水中含有氨氮会生成氯胺，此过程称为？A.折点氯化B.游离氯消毒C.化合氯消毒D.二氧化氯消毒答案：C7.厌氧消化过程依次经历的四个阶段是？A.水解、酸化、产乙酸、产甲烷B.酸化、水解、产甲烷、产乙酸C.产甲烷、水解、酸化、产乙酸D.水解、产甲烷、酸化、产乙酸答案：A8.衡量曝气设备效率的常用指标是？A.氧转移效率（EA）B.充氧能力（R0）C.标准氧转移效率（SOTE）D.以上都是答案：D9.采用重力浓缩法进行污泥浓缩时，主要去除的是污泥颗粒间的？A.毛细结合水B.内部水C.表面吸附水D.间隙水答案：D10.反渗透膜分离技术的主要推动力是？A.浓度差B.电位差C.压力差D.温度差答案：C11.在污水生物脱氮过程中，将氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程称为？A.氨化作用B.同化作用C.硝化作用D.反硝化作用答案：C12.下列哪项指标通常用于表征水体的有机污染综合程度？A.pH值B.溶解氧（DO）C.化学需氧量（COD）D.浊度（NTU）答案：C13.格栅的主要作用是去除污水中的？A.砂粒B.悬浮物C.漂浮物和大块悬浮物D.油脂答案：C14.紫外线消毒的主要机理是？A.破坏细胞壁B.使蛋白质变性C.破坏微生物的DNA或RNA结构D.氧化细胞物质答案：C15.污泥厌氧消化池中，维持产甲烷菌活性的最佳pH值范围是？A.5.5-6.5B.6.8-7.2C.7.5-8.5D.8.5-9.0答案：B16.离心脱水机脱水的原理主要基于？A.重力沉降B.过滤C.离心力作用D.热干化答案：C17.在活性污泥法中，污泥回流的主要目的是？A.降低处理成本B.维持曝气池内一定的微生物浓度C.降低污泥产量D.提高出水溶解氧答案：B18.下列哪种药剂常用于污水的化学除磷？A.硫酸铝B.氢氧化钠C.活性炭D.聚丙烯酰胺（PAM）答案：A19.生物膜法处理工艺中，生物膜的主要组成部分不包括？A.好氧层B.厌氧层C.惰性载体D.沉淀区答案：D20.监测污水处理厂出水水质时，要求至少每（）小时取样一次，计算24小时混合样。A.1B.2C.4D.8答案：B二、多项选择题（每题2分，共10分，多选、少选、错选均不得分）1.影响混凝效果的主要因素包括？A.水温B.水的pH值和碱度C.水力条件（搅拌强度和时间）D.水中悬浮物的性质和浓度E.混凝剂的种类和投加量答案：A,B,C,D,E2.活性污泥法运行中，可能出现的异常现象有？A.污泥膨胀B.污泥上浮C.泡沫问题D.污泥解体E.污泥腐化答案：A,B,C,D,E3.城市污水处理厂的一级处理通常包括哪些单元？A.格栅B.沉砂池C.初次沉淀池D.曝气池E.二次沉淀池答案：A,B,C4.污水深度处理的目的主要是为了进一步去除？A.悬浮固体B.难生物降解的有机物C.氮、磷等营养盐D.病原微生物E.溶解性无机盐答案：B,C,D,E5.污泥处理与处置的常用方法有？A.浓缩B.消化（好氧或厌氧）C.脱水D.干燥与焚烧E.最终处置（填埋、土地利用等）答案：A,B,C,D,E三、填空题（每空1分，共20分）1.我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中，一级A标准规定的CODcr限值为______mg/L，氨氮（以N计）限值为______mg/L（水温>12℃）。答案：50，5（8）2.在沉淀池中，根据颗粒的浓度和絮凝性能，沉淀类型可分为自由沉淀、______、______和压缩沉淀。答案：絮凝沉淀，成层沉淀（区域沉淀）3.曝气方式主要分为______曝气和______曝气两大类。答案：鼓风，机械4.生物脱氮的基本原理包括______作用和______作用两个过程。答案：硝化，反硝化5.污泥含水率从99%降至96%，其体积减少为原来的______。答案：1/4（或25%）6.滤池的反冲洗强度是指单位______单位______内反冲洗水的用量，通常以L/(s·m²)表示。答案：面积，时间7.消毒方法中，属于物理法的是______消毒和______消毒。答案：紫外线，加热（煮沸）8.膜生物反应器（MBR）是______技术与______技术相结合的高效污水处理技术。答案：膜分离，生物处理9.序批式活性污泥法（SBR）的一个完整运行周期包括进水、______、沉淀、______、闲置五个阶段。答案：反应，排水10.监测水体中溶解氧（DO）时，常使用______法或______法。答案：碘量（温克勒），电化学探头（膜电极）四、判断题（每题1分，共10分，正确的打“√”，错误的打“×”）1.BOD5/CODcr的比值越大，表明污水的可生化性越好。（）答案：√2.沉砂池的主要功能是去除污水中密度大于水的无机颗粒，如砂粒、煤渣等。（）答案：√3.活性污泥法中，污泥龄越长，表明微生物在系统内的平均停留时间越短。（）答案：×4.所有滤池的反冲洗目的都是清除滤层中截留的污染物，恢复其过滤能力。（）答案：√5.氯消毒时，加氯量越多，消毒效果就一定越好。（）答案：×6.厌氧消化处理污泥可以产生沼气，实现能源回收。（）答案：√7.超滤（UF）膜能有效截留水中的溶解性盐分。（）答案：×8.生物接触氧化池中需要设置污泥回流系统。（）答案：×9.污泥焚烧是一种彻底的无害化、减量化处置方法，但可能产生二次污染。（）答案：√10.总大肠菌群数是评价水体受病原微生物污染程度的直接指标。（）答案：×（是间接指标）五、简答题（每题5分，共30分）1.简述活性污泥法的基本工艺流程，并说明二沉池的作用。答案：活性污泥法的基本工艺流程为：原污水→预处理（格栅、沉砂池等）→初次沉淀池→曝气池→二次沉淀池→消毒→出水。其中，二沉池的作用主要有两个：一是进行泥水分离，确保出水清澈；二是将沉淀下来的活性污泥一部分作为回流污泥回流至曝气池前端，以维持曝气池内所需的微生物浓度，另一部分作为剩余污泥排出系统进行后续处理。2.什么是污泥膨胀？简述引起丝状菌污泥膨胀的主要原因。答案：污泥膨胀是指活性污泥沉降性能恶化，污泥体积指数（SVI）异常升高（通常>150mL/g），在二沉池中难以沉降分离的现象。引起丝状菌污泥膨胀的主要原因包括：（1）水质因素：低分子量可溶性有机物过多，氮、磷等营养物质缺乏或不平衡；（2）环境因素：溶解氧（DO）不足（尤其在推流式曝气池首端），pH值过低；（3）运行条件：污泥负荷（F/M）过低，水温适宜丝状菌生长等。3.列举三种常用的化学除磷药剂，并简述其除磷的基本原理。答案：（1）铝盐（如硫酸铝、聚合氯化铝）：Al³⁺与水中磷酸根离子（PO₄³⁻）反应生成难溶的磷酸铝沉淀。（2）铁盐（如三氯化铁、硫酸亚铁）：Fe³⁺或Fe²⁺（氧化后）与磷酸根离子反应生成难溶的磷酸铁沉淀。（3）石灰（氢氧化钙）：提高pH值，与水中的磷酸根和钙离子生成羟基磷灰石沉淀。基本原理都是通过化学反应将溶解性的磷转化为不溶性的磷酸盐沉淀物，再通过固液分离将其去除。4.简述厌氧生物处理的三个阶段及其主要产物。答案：厌氧生物处理主要分为三个阶段：（1）水解酸化阶段：复杂有机物（多糖、蛋白质、脂肪）在兼性和厌氧菌作用下，被水解和发酵转化为简单的溶解性有机物（如单糖、氨基酸、脂肪酸）、醇类及少量CO₂和H₂。（2）产氢产乙酸阶段：上一阶段的产物被产氢产乙酸菌进一步转化为乙酸、H₂和CO₂。（3）产甲烷阶段：产甲烷菌利用乙酸、H₂/CO₂等生成甲烷（CH₄）和CO₂。5.什么是A²/O工艺？请画出其基本流程框图并简述各池功能。答案：A²/O工艺是厌氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic）生物脱氮除磷工艺的简称。流程框图：进水→厌氧池→缺氧池→好氧池→二沉池→出水↑↓↓回流污泥内回流（硝化液）剩余污泥各池功能：（1）厌氧池：释磷，聚磷菌分解体内聚磷酸盐，释放磷酸盐，同时部分有机物被酸化。（2）缺氧池：反硝化脱氮，反硝化菌利用来自好氧池回流的硝态氮和进水中的有机物进行反硝化，将硝态氮还原为氮气。（3）好氧池：硝化、有机物降解和摄磷，硝化菌将氨氮氧化为硝态氮，聚磷菌超量吸收磷，异养菌降解有机物。6.简述紫外线消毒的优点与局限性。答案：优点：（1）消毒效率高，对细菌、病毒灭活速度快；（2）不向水中投加化学物质，不产生有毒有害的副产物；（3）不影响水的物理化学性质；（4）设备操作相对简单，易于实现自动化。局限性：（1）无持续消毒能力，处理后的水在管网中可能被再次污染；（2）消毒效果受水中悬浮物、浊度、色度影响较大，这些物质会吸收或散射紫外线，降低透光率；（3）灯管寿命有限，需定期更换；（4）对水的水力流态要求较高，需保证足够的照射剂量。六、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，进水BOD5浓度S0=200mg/L，要求出水BOD5浓度Se≤20mg/L。采用传统活性污泥法，设计污泥负荷Ls=0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)，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）每日产生的剩余污泥量（干重）ΔX（kg/d）。设污泥产率系数Y=0.6kgVSS/kgBOD5，污泥自身氧化率Kd=0.05d⁻¹，MLVSS/MLSS=0.75。答案：（1）曝气池有效容积V=Q*(S0-Se)/(Ls*X)=50000m³/d*(200-20)g/m³/[0.15kg/(kg·d)*3000g/m³]。注意单位换算：1g/m³=1mg/L。先计算分子：50000*180=9,000,000g/d=9000kg/d。分母：0.15*3000=450kg/(m³·d)？注意单位：Ls=0.15kgBOD/(kgMLSS·d)，X=3000mg/L=3kg/m³，所以Ls*X=0.15*3=0.45kgBOD/(m³·d)。因此，V=9000kg/d/0.45kg/(m³·d)=20000m³。（2）根据劳伦斯-麦卡蒂方程，每日产生的剩余污泥量（干重，以VSS计）：ΔXv=Y*Q*(S0-Se)-Kd*V*Xv。其中Xv=MLVSS=X*0.75=3000*0.75=2250mg/L=2.25kg/m³。ΔXv=0.6kg/kg*9000kg/d-0.05d⁻¹*20000m³*2.25kg/m³=5400kg/d-2250kg/d=3150kgVSS/d。则剩余污泥干重ΔX=ΔXv/(MLVSS/MLSS)=3150kg/d/0.75=4200kgSS/d。2.某污水处理厂采用平流式沉淀池处理初沉池出水，设计流量Qmax=0.5m³/s，表面负荷q=1.5m³/(m²·h)，要求沉淀时间t=1.5h。试计算：（1）沉淀池的表面积A（m²）。（2）沉淀池的有效水深H（m）。（3）若沉淀池宽度B取8m，则池长L应为多少米？答案：（1）沉淀池表面积A=Qmax/q=(0.5m³/s)/(1.5m³/(m²·h))。需统一单位：q=1.5m³/(m²·h)=1.5/3600m³/(m²·s)≈0.0004167m/s。或者将Qmax化为小时流量：Qmax=0.5m³/s*3600s/h=1800m³/h。则A=1800m³/h/1.5m³/(m²·h)=1200m²。（2）沉淀池有效容积V=Qmax*t=0.5m³/s*1.5h*3600s/h=0.5*5400=2700m³。有效水深H=V/A=2700m³/1200m²=2.25m。（3）池长L=A/B=1200m²/8m=150m。七、综合应用题（共40分）1.案例分析题（20分）某城镇污水处理厂采用氧化沟工艺，近期出水水质出现波动，特别是氨氮和总氮指标时有超标。现场观察发现，氧化沟内混合液颜色发黑，有异味，DO测定显示部分区域DO低于0.5mg/L。二沉池出水略显浑浊。请分析可能导致上述现象的原因，并提出相应的运行调控措施。答案：可能原因分析：（1）氨氮和总氮超标，DO偏低，混合液发黑有异味，表明氧化沟内硝化过程受到抑制。硝化菌是好氧自养菌，对DO和碱度敏感。DO长期不足（<1.0-1.5mg/L）是硝化失败的主要原因。（2）部分区域DO过低，可能由于：①曝气设备故障或充氧能力不足；②进水有机负荷突然升高，导致耗氧速率超过充氧速率；③混合液循环不畅，存在死区或短流；④污泥浓度（MLSS）过高，导致耗氧量增加。（3）二沉池出水浑浊，可能与污泥沉降性能变差有关，可能由DO不足引起的污泥腐化、部分厌氧消化导致。（4）其他可能原因：进水pH值过低或过高影响硝化菌活性；进水含有有毒物质抑制硝化菌；水温过低（<15℃）显著降低硝化速率；污泥龄过短，硝化菌无法有效富集。运行调控措施：（1）立即检查曝气系统：确保所有曝气器（如转刷、转碟、曝气管）运行正常，无堵塞、损坏。适当提高曝气强度，确保氧化沟主体区域DO维持在2.0-3.0mg/L，尤其要关注沟道首端和缺氧区域的DO控制。（2）调整运行参数：①若MLSS过高，可适当增加剩余污泥排放量，降低MLSS至设计范围。②检查并优化污泥回流比，确保生物量稳定。③若进水负荷过高，可考虑调节进水分配或上报主管部门关注进水水质。（3）监测与调整水质：①加强进水氨氮、pH、碱度及有毒物质的监测。若pH偏低，可考虑投加适量碱度（如碳酸钠、氢氧化钠）以维持硝化所需碱度（通常氧化1mgNH₄⁺-N需消耗7.14mg碱度以CaCO₃计）。②若怀疑有毒物质冲击，需查明源头并采取预处理或应急措施。（4）改善水力条件：检查氧化沟推流器运行状态，确保混合液循环良好，避免短流和死区。（5）长期措施：考虑是否需要对曝气系统进行改造或增容，以适应更高的处理要求或实际进水负荷。2.工艺设计分析题（20分）现计划为一座工业园区污水处理站选择主体处理工艺。设计水量为10000m³/d，进水主要特点：CODcr=800-1200mg/L，BOD5=400-600mg/L，TN=80-120mg/L，TP=8-15mg/L，可生化性较好（B/C>0.4），但含有少量难降解有机物。出水要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。请：（1）分析该污水水质特点及处理难点。（2）提出一套可行的主体处理工艺流程（可用框图表示），并简要说明各核心单元的选择理由。答案：（1）水质特点及处理难点分析：特点：①有机物浓度高（COD>800mg/L，BOD>400mg/L），属于中高浓度有机废水；②营养物（氮、磷）浓度高，需进行有效的脱氮除磷；③B/C比>0.4，可生化性较好，主体可采用生物处理；④含有少量难降解有机物，需考虑强化去除。难点：①高浓度有机物和氮磷的同步高效去除是核心；②出水要求高（一级A标准），尤其对TN（≤15mg/L）、TP（≤0.5mg/L）要求严格，需深度脱氮除磷；③难降解有机物的去除可能需辅助高级