2025年化學(xué)水污水試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某城市污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)為COD=450mg/L，BOD5=220mg/L，SS=300mg/L，NH3-N=35mg/L，TP=5.5mg/L。根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，出水需滿足的NH3-N和TP限值分別為（）A.≤5mg/L（8mg/L）、≤0.5mg/LB.≤8mg/L（15mg/L）、≤1.0mg/LC.≤10mg/L、≤1.5mg/LD.≤15mg/L、≤2.0mg/L2.以下關(guān)于混凝工藝的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.聚合氯化鋁（PAC）屬于無(wú)機(jī)高分子混凝劑B.混凝過(guò)程包括凝聚和絮凝兩個(gè)階段C.水溫升高會(huì)降低混凝效果（因布朗運(yùn)動(dòng)加劇）D.pH值會(huì)影響鋁鹽混凝劑的水解產(chǎn)物形態(tài)3.活性污泥法中，反映污泥沉降性能的關(guān)鍵指標(biāo)是（）A.MLSS（混合液懸浮固體濃度）B.SVI（污泥體積指數(shù)）C.SV30（30分鐘污泥沉降比）D.MLVSS（混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度）4.某工業(yè)廢水含大量六價(jià)鉻（Cr(VI)），最適宜的預(yù)處理方法是（）A.中和沉淀法B.還原沉淀法C.離子交換法D.膜分離法5.以下屬于生物脫氮關(guān)鍵步驟的是（）A.硝化反應(yīng)（NH4+→NO2-→NO3-）B.水解酸化（大分子有機(jī)物→小分子）C.產(chǎn)甲烷反應(yīng)（乙酸→CH4+CO2）D.混凝沉淀（去除懸浮物）6.測(cè)定水中COD（化學(xué)需氧量）時(shí)，若水樣氯離子濃度為800mg/L，需額外加入（）以消除干擾A.硫酸汞B.硫酸銀C.重鉻酸鉀D.硫酸亞鐵銨7.厭氧生物處理的主要優(yōu)勢(shì)是（）A.能耗低，可產(chǎn)生沼氣B.對(duì)溫度不敏感C.適合處理低濃度有機(jī)廢水D.出水水質(zhì)優(yōu)于好氧處理8.某污水處理廠采用A2/O工藝（厭氧-缺氧-好氧），其主要功能是（）A.強(qiáng)化有機(jī)物去除B.同步脫氮除磷C.提高污泥沉降性D.降低運(yùn)行成本9.以下關(guān)于污泥脫水的描述中，正確的是（）A.帶式壓濾機(jī)脫水后的泥餅含水率通常為80%左右B.離心脫水機(jī)適合處理高濃度污泥（如濃縮后污泥）C.自然干化法適用于大規(guī)模污水處理廠D.板框壓濾機(jī)的脫水效率低于帶式壓濾機(jī)10.某電鍍廢水含氰化物（CN-），常用的處理方法是（）A.電解法B.堿性氯化法C.吸附法D.氣浮法二、填空題（每空1分，共15分）1.水質(zhì)指標(biāo)中，BOD5表示（），其測(cè)定原理是通過(guò)（）微生物在（）條件下分解有機(jī)物所消耗的溶解氧量。2.化學(xué)除磷的常用藥劑包括（）（如PAC）和（）（如FeCl3），其反應(yīng)機(jī)理是與磷酸根生成（）沉淀。3.膜生物反應(yīng)器（MBR）是（）與（）結(jié)合的工藝，其核心優(yōu)勢(shì)是（）和（）。4.污泥的“四步處理”通常包括（）、（）、（）和最終處置（如填埋、焚燒、土地利用）。5.測(cè)定水中氨氮時(shí)，常用的方法是（）（如納氏試劑分光光度法），其顯色反應(yīng)的關(guān)鍵條件是（）。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述混凝工藝中“壓縮雙電層”和“吸附架橋”的作用機(jī)理，并說(shuō)明兩者的主要區(qū)別。2.活性污泥法中，污泥膨脹的主要原因及控制措施有哪些？3.比較好氧生物處理與厭氧生物處理的適用條件、能耗及產(chǎn)物特點(diǎn)。4.列舉三種常見的工業(yè)廢水特征污染物（如重金屬、有機(jī)物等），并分別說(shuō)明其對(duì)應(yīng)的處理技術(shù)。5.簡(jiǎn)述重鉻酸鉀法測(cè)定COD的實(shí)驗(yàn)步驟（包括試劑、關(guān)鍵操作和計(jì)算原理）。四、計(jì)算題（共25分）1.（8分）某城市污水處理廠設(shè)計(jì)日處理水量為5×104m3/d，進(jìn)水BOD5=200mg/L，出水BOD5=10mg/L，污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.6kgVSS/kgBOD5，污泥自身氧化系數(shù)Kd=0.05d-1，混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度MLVSS=3000mg/L。計(jì)算該系統(tǒng)的污泥齡（θc）。2.（9分）取20.00mL工業(yè)廢水樣，加入20.00mL0.2500mol/L的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液，在強(qiáng)酸性條件下回流2小時(shí)，冷卻后加入試亞鐵靈指示劑，用0.1000mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至終點(diǎn)，消耗體積為18.50mL?？瞻自囼?yàn)消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液體積為24.60mL。計(jì)算該廢水的COD值（以mg/L計(jì)，K2Cr2O7與有機(jī)物反應(yīng)的摩爾比為1:1/6）。3.（8分）某曝氣池有效容積為2000m3，混合液溶解氧（DO）濃度需維持在2.0mg/L。已知進(jìn)水流量為1000m3/h，進(jìn)水DO=0.5mg/L，出水DO=2.0mg/L，曝氣設(shè)備的氧轉(zhuǎn)移效率為15%（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），計(jì)算該曝氣池每小時(shí)需提供的標(biāo)準(zhǔn)曝氣量（空氣密度為1.293kg/m3，氧氣占空氣體積比為21%）。五、綜合分析題（共10分）某工業(yè)園區(qū)廢水主要來(lái)自電鍍廠（含Cr(VI)、Ni2+、CN-）、化工廠（含苯酚、甲醇）和食品廠（含高濃度淀粉、蛋白質(zhì)），混合后水質(zhì)為：pH=3.5，COD=1800mg/L，BOD5=800mg/L，SS=400mg/L，Cr(VI)=8mg/L，Ni2+=5mg/L，CN-=2mg/L，氨氮=30mg/L，TP=8mg/L。要求出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（COD≤100mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤70mg/L，Cr(VI)≤0.5mg/L，Ni2+≤1.0mg/L，CN-≤0.5mg/L，氨氮≤15mg/L，TP≤0.5mg/L）。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一套合理的污水處理工藝流程（需包含預(yù)處理、生物處理、深度處理單元），并說(shuō)明各單元的作用及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。---答案及解析一、單項(xiàng)選擇題1.A（一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)NH3-N限值為5mg/L（水溫≤12℃時(shí)為8mg/L），TP≤0.5mg/L）2.C（水溫升高可促進(jìn)混凝劑水解，通常提高混凝效果）3.B（SVI=SV30/MLSS×1000，直接反映污泥沉降性能）4.B（Cr(VI)需先還原為Cr(III)，再通過(guò)沉淀去除）5.A（硝化反應(yīng)是生物脫氮的第一步，后續(xù)為反硝化）6.A（硫酸汞與Cl-生成絡(luò)合物，消除其對(duì)COD測(cè)定的干擾）7.A（厭氧處理能耗低，且可產(chǎn)生沼氣作為能源）8.B（A2/O工藝通過(guò)厭氧（釋磷）、缺氧（反硝化）、好氧（吸磷+硝化）實(shí)現(xiàn)脫氮除磷）9.A（帶式壓濾機(jī)泥餅含水率約75%-85%，離心脫水適合中低濃度污泥）10.B（堿性氯化法通過(guò)ClO-將CN-氧化為CO2和N2）二、填空題1.五日生化需氧量；好氧；20℃、5天2.鋁鹽；鐵鹽；難溶性磷酸鹽3.膜分離技術(shù)；生物處理；污泥濃度高；出水水質(zhì)好（或占地面積小）4.濃縮；穩(wěn)定（如厭氧消化）；脫水5.分光光度法；控制pH（或避免干擾離子）三、簡(jiǎn)答題1.壓縮雙電層：通過(guò)加入電解質(zhì)（如Al3+、Fe3+）降低膠體表面ζ電位，減少靜電斥力，使膠體脫穩(wěn)聚集。吸附架橋：高分子混凝劑（如PAM）通過(guò)鏈狀分子吸附多個(gè)膠體顆粒，形成“膠粒-高分子-膠?！钡臉蚵?lián)結(jié)構(gòu)。區(qū)別：前者依賴離子電荷中和，后者依賴高分子鏈的吸附作用，適用于膠體濃度較低的情況。2.主要原因：絲狀菌過(guò)度繁殖（如低溶解氧、低F/M比、高硫化物）；非絲狀菌膨脹（如碳水化合物過(guò)多導(dǎo)致污泥粘性增大）。控制措施：提高DO（≥2mg/L）；調(diào)整F/M比（增加污泥負(fù)荷）；投加化學(xué)藥劑（如Cl2抑制絲狀菌）；改善廢水性質(zhì)（如補(bǔ)充氮磷）。3.適用條件：好氧處理適合中低濃度有機(jī)廢水（BOD≤5000mg/L）；厭氧處理適合高濃度（BOD≥2000mg/L）或難降解廢水。能耗：好氧需曝氣（高能耗），厭氧無(wú)需曝氣（低能耗）。產(chǎn)物：好氧產(chǎn)物為CO2、H2O和污泥；厭氧產(chǎn)物為CH4（沼氣）、CO2和污泥（產(chǎn)量少）。4.示例：①Cr(VI)（電鍍廢水）：還原沉淀法（加FeSO4將Cr(VI)→Cr(III)，調(diào)pH至8-9生成Cr(OH)3沉淀）；②苯酚（化工廢水）：生物法（馴化耐酚微生物）或高級(jí)氧化（如Fenton試劑氧化）；③油類（石化廢水）：隔油（去除浮油）+氣?。ㄈコ榛停?。5.實(shí)驗(yàn)步驟：①取樣（20mL），加HgSO4（掩蔽Cl-）、Ag2SO4-H2SO4（催化）、過(guò)量K2Cr2O7（0.25mol/L）；②回流2小時(shí)（消解有機(jī)物）；③冷卻后加試亞鐵靈指示劑；④用(NH4)2Fe(SO4)2（0.1mol/L）滴定至磚紅色終點(diǎn)。計(jì)算：COD(mg/L)=[(V0-V1)×C×8×1000]/V樣，其中V0為空白滴定體積，V1為樣品滴定體積，C為(NH4)2Fe(SO4)2濃度，8為O的摩爾質(zhì)量（1/4O2）。四、計(jì)算題1.污泥齡θc=MLVSS×V/(Y×(S0-Se)×Q-Kd×MLVSS×V)已知：Q=5×104m3/d，S0=200mg/L=0.2kg/m3，Se=10mg/L=0.01kg/m3，MLVSS=3kg/m3（3000mg/L），V=？（需先求曝氣池體積？題目未直接給V，可能隱含V=Q×t，但需另一種方法。正確公式：θc=MLVSS/(Y×(S0-Se)-Kd×MLVSS)×(Q×t)/Q→簡(jiǎn)化為θc=MLVSS/(Y×(S0-Se)/θ-Kd×MLVSS)（θ為水力停留時(shí)間）。但更直接的公式為θc=(MLVSS×V)/(Y×(S0-Se)×Q-Kd×MLVSS×V)。假設(shè)V=Q×t，若t未知，可能題目隱含污泥齡公式θc=(MLVSS×V)/(ΔX)，其中ΔX=Y×(S0-Se)×Q-Kd×MLVSS×V。代入數(shù)據(jù)：ΔX=0.6×(200-10)×5×104×10-3-0.05×3×5×104=0.6×190×50-0.05×3×50000=5700-7500=-1800（不合理，說(shuō)明假設(shè)錯(cuò)誤）。正確公式應(yīng)為θc=(MLVSS×V)/(Y×(S0-Se)×Q)（忽略自身氧化，或題目中Y為凈產(chǎn)率系數(shù)）?？赡茴}目簡(jiǎn)化，θc=MLVSS/(Y×(S0-Se)/θ)，但更準(zhǔn)確的方法是θc=(MLVSS×V)/(Y×(S0-Se)×Q)。假設(shè)V=Q×t，t=(MLVSS×θc)/(Y×(S0-Se))，但需重新整理。正確計(jì)算：污泥齡θc=(MLVSS×V)/(ΔX)，其中ΔX=Y×(S0-Se)×Q-Kd×MLVSS×V。設(shè)V為曝氣池體積，假設(shè)題目中MLVSS=3000mg/L=3kg/m3，Q=5×104m3/d=5×104m3/d，S0-Se=190mg/L=0.19kg/m3。ΔX=0.6×0.19×5×104-0.05×3×V=5700-0.15V同時(shí)，MLVSS×V=3Vθc=3V/(5700-0.15V)但題目未給V，可能遺漏條件（如污泥負(fù)荷Ns=(S0-Se)/(θc×MLVSS)），Ns=(0.2-0.01)/(θc×3)=0.19/(3θc)。通常Ns=0.2-0.4kgBOD5/(kgMLVSS·d)，假設(shè)Ns=0.3，則0.19/(3θc)=0.3→θc≈0.21d（不合理）?？赡茴}目數(shù)據(jù)有誤，或應(yīng)使用簡(jiǎn)化公式θc=(MLVSS)/(Y×(S0-Se)/Q×V)，即θc=(MLVSS×V)/(Y×(S0-Se)×Q)。假設(shè)V=5×104m3/d×t（t為HRT），但無(wú)法計(jì)算?？赡苷_步驟應(yīng)為：污泥齡θc=(MLVSS×V)/(Y×(S0-Se)×Q)（忽略Kd），則θc=(3kg/m3×V)/(0.6kgVSS/kgBOD5×0.19kg/m3×5×104m3/d)若V=Q×t，t=(3×θc)/(0.6×0.19×5×104)，但仍無(wú)法解?？赡茴}目實(shí)際要求使用θc=MLVSS/(Y×(S0-Se)/X)，其中X=MLVSS，S0-Se=190mg/L，Y=0.6，則θc=3/(0.6×0.19/3)=3/(0.038)=78.9d（可能正確）。2.COD計(jì)算：空白滴定體積V0=24.60mL，樣品滴定體積V1=18.50mL，C=0.1000mol/L，V樣=20.00mL。COD(mg/L)=[(V0-V1)×C×8×1000]/V樣=(24.60-18.50)×0.1000×8×1000/20.00=6.10×0.1×8×50=6.10×40=244mg/L3.需氧量計(jì)算：每小時(shí)處理水量Q=1000m3/h，進(jìn)水DO=0.5mg/L，出水DO=2.0mg/L，需補(bǔ)充的DO量=1000×(2.0-0.5)=1500g/h=1.5kg/h（以O(shè)2計(jì)）。曝氣設(shè)備氧轉(zhuǎn)移效率15%，則實(shí)際需氧量=1.5/0.15=10kg/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）?？諝庵蠴2體積分?jǐn)?shù)21%，密度1.293kg/m3，O2密度=1.293×21%=0.2715kg/m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下O2密度約1.429kg/m3，此處可能題目簡(jiǎn)化）。正確計(jì)算：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下O2密度為1.429kg/m3，空氣含O221%（體積），則每m3空氣含O2質(zhì)量=1.429×0.21=0.300kg/m3。需曝氣量=10k