工业废水处理工(高级)理论考试题及答案

工业废水处理工(高级)理论考试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.在工业废水处理中，用于表征废水可生化性的常用指标是（）。A.COD与BOD的比值B.总有机碳（TOC）C.悬浮物（SS）D.氨氮（NH3-N）答案：A2.高级氧化技术（AOPs）的核心机理是产生（），从而高效降解难生物降解有机物。A.氢氧根离子（OH-）B.羟基自由基（·OH）C.过氧化氢（H2O2）D.臭氧（O3）答案：B3.下列哪种膜分离过程的操作压力最高？（）A.微滤（MF）B.超滤（UF）C.纳滤（NF）D.反渗透（RO）答案：D4.在厌氧生物处理中，将复杂有机物转化为甲烷的过程，不包含以下哪个阶段？（）A.水解阶段B.硝化阶段C.产酸阶段D.产甲烷阶段答案：B5.采用Fenton试剂法处理含难降解有机物废水时，反应需要在（）条件下进行效果最佳。A.强碱性B.中性C.弱碱性D.酸性答案：D6.曝气生物滤池（BAF）中，同时起到截留悬浮物和微生物载体作用的滤料是（）。A.石英砂B.活性炭C.陶粒D.无烟煤答案：C7.电渗析技术用于废水处理，主要基于（）的定向迁移实现分离。A.有机物分子B.离子C.胶体颗粒D.溶解性气体答案：B8.在混凝过程中，主要压缩双电层、起电性中和作用的混凝剂是（）。A.聚丙烯酰胺（PAM）B.聚合氯化铝（PAC）C.三氯化铁（FeCl3）D.B和C答案：D9.序批式活性污泥法（SBR）的一个完整运行周期通常不包括（）。A.进水B.曝气C.沉淀D.污泥消化答案：D10.衡量活性污泥沉降性能的指标是（）。A.MLSSB.SV30C.SVID.B和C答案：D11.采用吹脱法去除废水中氨氮时，为提高去除率，通常将pH调节至（）。A.4-6B.6-8C.9-11D.11以上答案：D12.下列哪种方法不属于物理化学法深度处理单元？（）A.活性炭吸附B.臭氧氧化C.混凝沉淀D.A2/O工艺答案：D13.UASB（上流式厌氧污泥床）反应器中，实现污泥与出水有效分离的关键部件是（）。A.布水系统B.三相分离器C.加热系统D.排泥系统答案：B14.在反渗透（RO）系统中，为了防止膜结垢，常需要添加（）。A.阻垢剂B.消毒剂C.营养盐D.混凝剂答案：A15.废水生物脱氮过程中，硝化作用是指（）。A.NO3-转化为N2B.NH4+转化为NO2-和NO3-C.有机氮转化为NH4+D.NO2-转化为N2答案：B16.下列哪项不是导致膜生物反应器（MBR）膜污染的主要因素？（）A.污泥浓度过高B.溶解性微生物产物（SMP）C.膜通量设置过低D.进水悬浮物浓度答案：C17.对于含重金属铬（Cr6+）的废水，常采用（）法将其还原为毒性较低的Cr3+，再沉淀去除。A.化学沉淀法B.离子交换法C.化学还原法D.电解法答案：C18.在好氧生物处理中，维持微生物正常活动所需的溶解氧（DO）浓度一般应保持在（）mg/L以上。A.0.5B.1.0C.2.0D.4.0答案：C19.下列哪项指标通常不作为废水排放的强制性控制指标？（）A.化学需氧量（COD）B.五日生化需氧量（BOD5）C.总有机碳（TOC）D.氨氮（NH3-N）答案：C20.污泥比阻是衡量污泥（）的指标。A.活性B.沉降性C.脱水性能D.有机质含量答案：C二、多项选择题（每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.工业废水处理中，预处理单元的主要目的包括（）。A.去除大颗粒悬浮物B.调节水质水量C.去除大部分溶解性有机物D.去除有毒物质以保障后续生物处理E.实现深度脱氮除磷答案：A,B,D2.影响混凝效果的主要因素有（）。A.水温B.pH值C.水力条件（搅拌强度与时间）D.混凝剂的种类与投加量E.废水的可生化性答案：A,B,C,D3.活性污泥法运行中，可能引起污泥膨胀（丝状菌膨胀）的原因有（）。A.溶解氧（DO）不足B.营养物缺乏（N、P比例失调）C.pH值过低D.废水中有大量易生物降解碳水化合物E.污泥龄过长答案：A,B,C,D4.厌氧生物处理工艺相比好氧工艺的优势体现在（）。A.剩余污泥产量少B.可处理高浓度有机废水C.运行能耗低D.能产生甲烷等清洁能源E.水力停留时间（HRT）通常更短答案：A,B,C,D5.膜生物反应器（MBR）技术的主要特点包括（）。A.污泥浓度高，处理效率高B.出水水质好，可直接回用C.剩余污泥产量显著增加D.占地面积相对较小E.膜污染问题需要有效控制答案：A,B,D,E6.废水深度处理中，可用于去除难降解有机物及脱色的方法有（）。A.臭氧氧化B.活性炭吸附C.芬顿（Fenton）氧化D.生物滤池E.混凝沉淀答案：A,B,C7.化学沉淀法处理含重金属废水时，常用的沉淀剂有（）。A.氢氧化钠（生成氢氧化物沉淀）B.硫化钠（生成硫化物沉淀）C.聚合氯化铝（PAC）D.碳酸钠（生成碳酸盐沉淀）E.聚丙烯酰胺（PAM）（助凝剂）答案：A,B,D8.A2/O同步脱氮除磷工艺中，各反应区的主要功能描述正确的是（）。A.厌氧区：释磷，部分有机物氨化B.缺氧区：反硝化脱氮，以硝酸盐为电子受体C.好氧区：硝化、有机物降解、吸磷D.沉淀区：实现泥水分离，防止污泥流失E.所有区域溶解氧浓度要求一致答案：A,B,C,D9.离子交换法处理废水时，影响离子交换树脂工作交换容量的因素有（）。A.树脂的类型与结构B.进水中目标离子的浓度与种类C.废水的pH值D.操作流速与温度E.再生剂的种类与用量答案：A,B,C,D,E10.废水处理厂（站）运行过程中，需要定期监测的理化指标包括（）。A.pH值B.化学需氧量（COD）C.溶解氧（DO）D.污泥容积指数（SVI）E.混合液悬浮固体浓度（MLSS）答案：A,B,C,D,E三、填空题（每空1分，共20分）1.活性污泥法处理系统主要由曝气池、______、污泥回流系统和剩余污泥排放系统组成。答案：二沉池（或沉淀池）2.根据斯托克斯定律，颗粒在静水中的自由沉降速度与颗粒直径的______次方成正比。答案：二（或2）3.在废水生物脱氮的硝化过程中，1g氨氮（以N计）完成硝化需要消耗______g碱度（以CaCO3计）。答案：7.144.电镀废水中的氰化物通常采用碱性氯化法破氰，其反应分为两个阶段：第一阶段将氰化物氧化为______，第二阶段将其进一步氧化为氮气和碳酸盐。答案：氰酸盐（或CNO-）5.表征过滤介质截留悬浮物能力的指标是______。答案：截污容量6.厌氧消化产甲烷菌属于严格厌氧菌，其最适宜的pH值范围是______。答案：6.8-7.27.在反渗透系统中，用于衡量膜性能的关键参数是______和脱盐率。答案：产水通量（或水通量）8.混凝过程中，混合阶段要求快速剧烈，通常在______秒至2分钟内完成。答案：10（或30，合理即可）9.污泥焚烧处理时，需要关注的主要大气污染物是二噁英和______。答案：重金属蒸气（或酸性气体，如SO2、HCl等，任答一个即可）10.气浮法根据产生微气泡方式的不同，可分为溶气气浮、散气气浮和______气浮。答案：电解11.废水处理中，将出水部分回流至处理系统前端，以提供电子受体或稀释进水浓度的操作称为______。答案：回流（或内回流/外回流，根据上下文）12.生物接触氧化池中，填料的作用是为微生物提供附着的______，并增加生物量。答案：载体（或介质）13.超滤（UF）膜分离的驱动力是______，其分离机理主要是筛分作用。答案：压力差（或跨膜压差）14.监测水体富营养化的关键指标是总氮、总磷和______。答案：叶绿素a（或透明度，任答一个即可）15.在绘制管道仪表流程图（P&ID）时，字母代号“LT”通常表示______变送器。答案：液位16.污泥调理的目的是改善污泥的______性能，提高脱水效率。答案：脱水17.水解酸化工艺作为预处理，主要功能是将大分子难降解有机物转化为小分子______有机物，提高废水可生化性。答案：易生物降解（或可溶性）18.废水处理设施中，用于精确计量水流量的仪表是______。答案：电磁流量计（或超声波流量计，任答一个常见类型即可）19.当废水中的硫化物含量高时，在酸性条件下易产生具有臭鸡蛋气味的______气体，需注意安全防护。答案：硫化氢（或H2S）20.《水污染防治法》规定，排放水污染物，不得超过国家或者地方规定的______和重点水污染物排放总量控制指标。答案：水污染物排放标准四、简答题（每题5分，共20分）1.简述在活性污泥法运行管理中，如何通过镜检观察微生物来判断系统运行状况。答案：通过显微镜观察活性污泥中微生物的种类、数量、活性及形态。当系统运行良好时，可见大量结构紧密、菌胶团粗大、边界清晰的菌胶团，以及活跃的钟虫、轮虫、累枝虫等后生动物。当出现大量丝状菌，且菌胶团细小松散时，预示可能发生污泥膨胀。当出现大量游离细菌、缺乏后生动物时，可能表示负荷过高或污泥龄过短。当微生物活性差、内部空虚时，可能表示中毒或营养不足。2.列举三种去除废水中磷的化学沉淀法，并写出其主要化学反应式（以磷酸根为例）。答案：（1）石灰沉淀法：5Ca2++3PO43-+OH-→Ca5(OH)(PO4)3↓（羟基磷灰石）（2）铝盐沉淀法：Al3++PO43-→AlPO4↓（3）铁盐沉淀法：Fe3++PO43-→FePO4↓或Fe2++PO43-→Fe3(PO4)2·8H2O↓（磷酸亚铁）3.什么是MBR工艺中的“临界通量”？在运行中如何利用这一概念减缓膜污染？答案：“临界通量”是指低于该通量运行时，膜污染随时间增长缓慢或可忽略；高于该通量运行时，膜污染会迅速加剧。在MBR运行中，应通过实验确定系统的临界通量值，并将操作通量设定在低于临界通量的水平。此外，可采用间歇抽吸（如抽吸8分钟，停2分钟）、定期反冲洗、维持合适的曝气强度（利用气泡擦洗膜表面）以及优化污泥浓度和粘度等方式，使系统在亚临界通量区稳定运行，从而有效减缓膜污染速度，延长膜清洗周期和使用寿命。4.简述UASB反应器成功启动的三个关键步骤及注意事项。答案：（1）接种污泥：选用颗粒污泥或消化污泥接种，接种量宜为反应器容积的10%-30%。（2）启动初期：采用低负荷启动，控制容积负荷在0.5-2.0kgCOD/(m3·d)左右，逐步提升。注意保持适宜的温度（中温35-37℃）和pH（6.8-7.5）。（3）污泥颗粒化促进：通过控制适宜的上升流速（0.5-1.5m/h）形成水力筛选，促进絮状污泥向颗粒污泥转化。注意避免负荷冲击、温度波动和有毒物质进入。监测出水VFA浓度，防止酸积累。五、计算题（每题8分，共16分）1.某污水处理厂采用活性污泥法处理废水，设计流量Q=10000m3/d，进水BOD5浓度S0=200mg/L，要求出水BOD5浓度Se≤20mg/L。已知污泥产率系数Y=0.6kgVSS/kgBOD5，内源衰减系数Kd=0.05d-1，设计污泥龄θc=10d，混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）Xv=2500mg/L。试计算：（1）每日需去除的BOD5量（kg/d）；（2）曝气池的有效容积V（m3）；（3）每日产生的剩余污泥量（以VSS计，kg/d）。答案：（1）每日需去除的BOD5量=Q*(S0-Se)/1000=10000*(200-20)/1000=1800kg/d（2）根据劳伦斯-麦卡蒂方程：1/θc=Y*U-Kd，其中U=(S0-Se)/(Xv*θh)，θh=V/Q首先计算比底物利用速率U：U=(S0-Se)/(Xv*θh)…①又由1/θc=Y*U-Kd得：U=(1/θc+Kd)/Y=(1/10+0.05)/0.6=(0.1+0.05)/0.6=0.15/0.6=0.25kgBOD5/(kgMLVSS·d)由①式变换得：θh=(S0-Se)/(U*Xv)=(200-20)/(0.25*2500)=180/625=0.288d则曝气池有效容积V=Q*θh=10000*0.288=2880m3（3）每日产生的剩余污泥量（VSS）ΔXv=Y*Q*(S0-Se)-Kd*Xv*VΔXv=0.6*1800-0.05*2500*2880/1000（注意单位统一：Xv=2500mg/L=2.5kg/m3,V=2880m3）=1080-0.05*2.5*2880=1080-360=720kgVSS/d2.采用芬顿（Fenton）试剂法处理一批有机废水，水量为50m3，初始COD为800mg/L。小试确定的最佳反应条件为：H2O2/COD质量比=1.2，Fe2+/H2O2摩尔比=1/5，反应后COD去除率为70%。已知H2O2纯度为30%（质量分数），FeSO4·7H2O作为亚铁源。请计算本次处理需要投加：（1）纯H2O2的质量（kg）；（2）FeSO4·7H2O的质量（kg）。（原子量：H=1,O=16,Fe=56,S=32）答案：（1）需去除的COD总量=50m3*800mg/L*70%/(1000g/kg*1000mg/g)=50*800*0.7/1,000,000=28000/1,000,000=0.028吨=28kgCOD按H2O2/COD=1.2计，所需纯H2O2质量=28kgCOD*1.2=33.6kg（2）所需纯H2O2的摩尔数=33.6*1000g/34g/mol≈988.24mol（H2O2分子量=34）按Fe2+/H2O2摩尔比=1/5，所需Fe2+摩尔数=988.24mol*(1/5)=197.65mol所需FeSO4·7H2O的摩尔数=197.65mol（因其提供1个Fe2+）FeSO4·7H2O的分子量=56+32+4*16+7*(2*1+16)=56+32+64+7*18=56+32+64+126=278g/mol所需FeSO4·7H2O质量=197.65mol*278g/mol≈54946.7g≈54.95kg六、综合分析题（每题12分，共24分）1.某化工厂生产废水，主要污染物为苯胺类、硝基苯类有机物及少量氨氮，COD约1500mg/L，BOD5约350mg/L，可生化性较差（BOD5/COD≈0.23），色度深，pH为6-9。现计划新建处理设施，要求出水COD≤100mg/L，氨氮≤15mg/L，色度≤50倍。请设计一套合理的处理工艺流程（用框图表示），并简要说明各核心单元的作用及选择依据。答案：推荐工艺流程：废水→调节池→预处理（高级氧化，如芬顿或臭氧催化氧化）→中和/混凝沉淀→水解酸化→A/O（或A2/O）生物处理→二沉池→深度处理（如活性炭吸附或臭氧脱色）→出水。流程说明及依据：（1）调节池：均化水质水量，保证后续处理稳定。（2）预处理（高级氧化）：由于废水含苯胺、硝基苯等难生物降解有机物，B/C比低（0.23），直接生物处理效率低。采用芬顿法或臭氧催化氧化等高级氧化技术，能将大分子、难降解有机物部分氧化分解为小分子中间产物，甚至矿化，同时去除部分色度，提高废水的可生化性（B/C比），为后续生物处理创造条件。（3）中和/混凝沉淀：高级氧化后pH可能偏离中性（如芬顿法出水呈酸性），需调节至中性；同时去除氧化及混凝产生的絮体，减轻生物处理负荷。（4）水解酸化：进一步将复杂有机物转化为简单有机物，提高可生化性，并完成有机氮的氨化。（5）A/O生物处理：A段（缺氧）利用回流硝态氮进行反硝化脱氮；O段（好氧）进行有机物的进一步降解、硝化以及部分难降解物的生物降解。选择A/O是考虑到废水中有机物和氨氮都需要去除。若总氮要求严格，可采用A2/O增加厌氧段除磷（本例磷未提及，可简化）。（6）二沉池：实现泥水分离，污泥部分回流至生物处理单元。（7）深度处理（活性炭吸附或臭氧脱色）：生物处理后出水可能仍含有少量难降解COD并带有色度，为确保出水COD≤100mg/L和色度≤50倍，采用活性炭吸附（高效去除溶解性有机物和色度）或臭氧氧化（有效脱色并进一步氧化有机物）进行把关。2.你是某工业园区集中污水处理厂的技术负责人。近期系统出现以下异常情况：好氧池溶解氧（DO）持续偏低（<0.5mg/L），加大曝气量效果不明显；二沉池出水浑浊，悬浮物（SS）超标；镜检发现活性污泥中丝状菌大量繁殖，菌胶团细小。请分析可能导致该问题的原因，并提出具体的排查步骤和解决措施