工業(yè)廢水初級(jí)模擬習(xí)題與答案一、選擇題1.以下哪種物質(zhì)不屬于工業(yè)廢水中常見(jiàn)的重金屬污染物？（）A.汞B.鉛C.鈣D.鎘答案：C解析：汞、鉛、鎘都是工業(yè)廢水中常見(jiàn)的重金屬污染物，它們具有毒性，會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重危害。而鈣是人體和自然界中常見(jiàn)的元素，一般不作為工業(yè)廢水的特征重金屬污染物，通常以鈣離子形式存在于水中時(shí)，主要影響水的硬度等，不屬于具有明顯毒害作用的重金屬污染范疇。2.工業(yè)廢水處理中，格柵的主要作用是（）A.去除細(xì)小懸浮物B.去除膠體物質(zhì)C.去除較大的漂浮物和懸浮物D.去除溶解性有機(jī)物答案：C解析：格柵是安裝在污水處理前端的預(yù)處理設(shè)備，其主要作用是攔截較大的漂浮物和懸浮物，如樹(shù)枝、塑料瓶、纖維等，防止這些物質(zhì)進(jìn)入后續(xù)處理單元，避免堵塞水泵、管道等設(shè)備。而去除細(xì)小懸浮物通常采用沉淀、過(guò)濾等工藝；去除膠體物質(zhì)常使用混凝等方法；去除溶解性有機(jī)物則需要采用生物處理等方式。3.活性污泥法處理工業(yè)廢水時(shí)，污泥膨脹是常見(jiàn)的問(wèn)題，以下哪種情況不易導(dǎo)致污泥膨脹？（）A.絲狀菌大量繁殖B.污泥齡過(guò)長(zhǎng)C.水溫適宜D.有機(jī)負(fù)荷過(guò)低答案：C解析：絲狀菌大量繁殖是導(dǎo)致污泥膨脹的主要原因之一，絲狀菌的過(guò)度生長(zhǎng)會(huì)破壞污泥的正常結(jié)構(gòu)，使污泥的沉降性能變差。污泥齡過(guò)長(zhǎng)會(huì)使污泥中微生物代謝緩慢，一些絲狀菌可能會(huì)在這種環(huán)境下大量繁殖，從而引發(fā)污泥膨脹。有機(jī)負(fù)荷過(guò)低時(shí)，微生物的生長(zhǎng)環(huán)境發(fā)生變化，也容易導(dǎo)致絲狀菌的優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)。而水溫適宜通常有利于活性污泥中微生物的正常生長(zhǎng)和代謝，一般不會(huì)直接導(dǎo)致污泥膨脹。4.以下哪種工業(yè)廢水處理方法屬于物理化學(xué)處理法？（）A.生物膜法B.氣浮法C.活性污泥法D.厭氧消化法答案：B解析：生物膜法、活性污泥法和厭氧消化法都屬于生物處理方法，它們主要依靠微生物的代謝作用來(lái)去除廢水中的有機(jī)物。氣浮法是物理化學(xué)處理法，它是通過(guò)向廢水中通入空氣，產(chǎn)生微小氣泡，使廢水中的懸浮顆粒附著在氣泡上，隨氣泡上浮到水面，從而實(shí)現(xiàn)固液分離的目的。5.工業(yè)廢水的化學(xué)需氧量（COD）反映了（）A.水中可生物降解有機(jī)物的含量B.水中全部有機(jī)物的含量C.水中溶解性有機(jī)物的含量D.水中還原性物質(zhì)的含量答案：D解析：化學(xué)需氧量（COD）是指在一定條件下，用強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)所消耗氧化劑的量，它反映了水中還原性物質(zhì)的含量，這些還原性物質(zhì)包括有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。雖然有機(jī)物是廢水中主要的還原性物質(zhì)，但COD并不能準(zhǔn)確反映水中可生物降解有機(jī)物的含量，因?yàn)樗鼤?huì)把一些不可生物降解的有機(jī)物也計(jì)算在內(nèi)。它也不是單純反映水中溶解性有機(jī)物的含量，而是涵蓋了各種形態(tài)的還原性物質(zhì)。二、填空題1.工業(yè)廢水按污染物的化學(xué)性質(zhì)可分為_(kāi)_________廢水和__________廢水。答案：無(wú)機(jī)；有機(jī)解析：工業(yè)廢水根據(jù)污染物的化學(xué)性質(zhì)，可簡(jiǎn)單分為無(wú)機(jī)廢水和有機(jī)廢水。無(wú)機(jī)廢水中主要含有無(wú)機(jī)物，如重金屬離子、酸、堿、鹽等；有機(jī)廢水中則含有大量的有機(jī)化合物，如酚類、醛類、醇類、石油類等。2.常用的工業(yè)廢水沉淀處理設(shè)備有__________、__________和斜板（管）沉淀池等。答案：平流式沉淀池；豎流式沉淀池解析：平流式沉淀池是一種較為常見(jiàn)的沉淀設(shè)備，其水流呈水平流動(dòng)，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。豎流式沉淀池水流方向?yàn)樨Q向流動(dòng)，占地面積較小。斜板（管）沉淀池是在普通沉淀池的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，通過(guò)增加沉淀面積，提高了沉淀效率。3.工業(yè)廢水生物處理中，好氧生物處理主要有__________和__________兩種類型。答案：活性污泥法；生物膜法解析：活性污泥法是利用懸浮生長(zhǎng)的微生物絮體（活性污泥）來(lái)處理廢水，通過(guò)曝氣使活性污泥與廢水充分接觸，微生物分解廢水中的有機(jī)物。生物膜法是使微生物附著在載體表面形成生物膜，廢水流經(jīng)生物膜時(shí)，有機(jī)物被生物膜上的微生物分解去除。4.工業(yè)廢水的預(yù)處理方法主要包括__________、__________、調(diào)節(jié)等。答案：格柵；沉砂解析：格柵的作用前面已提到，是去除較大的漂浮物和懸浮物。沉砂池主要用于去除廢水中的砂粒、礫石等無(wú)機(jī)顆粒，防止這些顆粒磨損設(shè)備、堵塞管道等。調(diào)節(jié)的目的是調(diào)節(jié)廢水的水量和水質(zhì)，使后續(xù)處理單元能夠穩(wěn)定運(yùn)行。5.工業(yè)廢水的深度處理技術(shù)包括__________、__________、膜分離等。答案：活性炭吸附；離子交換解析：活性炭吸附是利用活性炭的巨大比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，吸附廢水中的有機(jī)物、重金屬離子等污染物。離子交換是通過(guò)離子交換樹(shù)脂與廢水中的離子進(jìn)行交換反應(yīng)，去除水中的特定離子，如硬度離子、重金屬離子等。膜分離技術(shù)則是利用膜的選擇性透過(guò)性，分離廢水中的不同物質(zhì)。三、判斷題1.工業(yè)廢水只要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理就可以直接排放到自然水體中。（）答案：錯(cuò)誤解析：工業(yè)廢水成分復(fù)雜，可能含有多種污染物，簡(jiǎn)單處理往往不能使廢水達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。如果直接排放到自然水體中，會(huì)對(duì)水體環(huán)境造成嚴(yán)重污染，影響水生生物的生存和水資源的利用。必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的處理，使各項(xiàng)指標(biāo)符合相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)后才能排放。2.生物處理法只能處理有機(jī)工業(yè)廢水，對(duì)無(wú)機(jī)工業(yè)廢水無(wú)效。（）答案：錯(cuò)誤解析：雖然生物處理法主要用于處理有機(jī)工業(yè)廢水，通過(guò)微生物的代謝作用分解有機(jī)物。但在一定程度上，生物處理法也可以對(duì)無(wú)機(jī)工業(yè)廢水進(jìn)行處理，例如一些微生物可以對(duì)某些重金屬離子進(jìn)行吸附、轉(zhuǎn)化等作用，同時(shí)對(duì)于一些含有氮、磷等無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的廢水，生物處理也可以實(shí)現(xiàn)脫氮除磷的效果。3.工業(yè)廢水的pH值對(duì)廢水處理過(guò)程沒(méi)有影響。（）答案：錯(cuò)誤解析：工業(yè)廢水的pH值對(duì)廢水處理過(guò)程有重要影響。不同的處理工藝和微生物對(duì)pH值有一定的適應(yīng)范圍。例如，在生物處理過(guò)程中，大多數(shù)微生物適宜在中性或接近中性的環(huán)境中生長(zhǎng)，pH值過(guò)高或過(guò)低都會(huì)抑制微生物的活性，影響處理效果。在化學(xué)處理中，pH值也會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，如沉淀反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等。4.氣浮法處理工業(yè)廢水時(shí)，氣泡越小，氣浮效果越好。（）答案：正確解析：在氣浮法中，氣泡越小，其比表面積越大，與廢水中懸浮顆粒的接觸機(jī)會(huì)就越多，更容易附著在顆粒上，使顆粒更快地浮到水面，從而提高氣浮效果。同時(shí)，小氣泡在上升過(guò)程中也更穩(wěn)定，不易破裂，有利于固液分離。5.工業(yè)廢水處理中，污泥的處理處置只是一個(gè)附屬環(huán)節(jié)，不重要。（）答案：錯(cuò)誤解析：工業(yè)廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥含有大量的污染物、病原體、重金屬等，如果處理處置不當(dāng)，會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。污泥的處理處置是工業(yè)廢水處理系統(tǒng)中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，合理的污泥處理處置可以實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、無(wú)害化和資源化，降低對(duì)環(huán)境的影響。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述工業(yè)廢水的特點(diǎn)。答：工業(yè)廢水具有以下特點(diǎn)：-成分復(fù)雜：工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程多樣，不同行業(yè)產(chǎn)生的廢水成分差異很大。例如化工廢水可能含有各種有機(jī)化合物、重金屬、酸堿等；電鍍廢水則主要含有重金屬離子如鉻、鎳、銅等。-污染物濃度高：很多工業(yè)廢水的污染物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生活污水。如造紙廢水含有大量的木質(zhì)素、纖維素等有機(jī)物，其化學(xué)需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）值較高。-毒性大：工業(yè)廢水中常含有有毒有害物質(zhì)，如重金屬（汞、鉛、鎘等）、有機(jī)毒物（酚類、氰化物等），這些物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康危害極大。-水量和水質(zhì)變化大：工業(yè)生產(chǎn)的周期性和季節(jié)性會(huì)導(dǎo)致廢水的水量和水質(zhì)不穩(wěn)定。例如，一些化工企業(yè)在生產(chǎn)旺季和淡季的廢水排放量和污染物濃度會(huì)有明顯差異。-處理難度大：由于成分復(fù)雜、污染物濃度高和毒性大等特點(diǎn)，工業(yè)廢水的處理難度相對(duì)較大，需要采用多種處理工藝組合才能達(dá)到較好的處理效果。2.活性污泥法處理工業(yè)廢水的基本原理是什么？答：活性污泥法是一種好氧生物處理方法，其基本原理是利用活性污泥中的微生物群落對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化。具體過(guò)程如下：-吸附階段：當(dāng)廢水與活性污泥接觸時(shí)，活性污泥中的微生物會(huì)迅速吸附廢水中的有機(jī)物，使有機(jī)物附著在污泥表面。-代謝階段：吸附在污泥表面的有機(jī)物被微生物攝入體內(nèi)，通過(guò)微生物的新陳代謝作用，將有機(jī)物分解為二氧化碳、水和其他簡(jiǎn)單物質(zhì)。在這個(gè)過(guò)程中，微生物獲得能量用于自身的生長(zhǎng)和繁殖。-沉淀階段：經(jīng)過(guò)代謝作用后，處理后的廢水和活性污泥混合液進(jìn)入沉淀池，活性污泥在重力作用下沉淀到池底，實(shí)現(xiàn)固液分離。沉淀下來(lái)的活性污泥一部分回流到曝氣池中，繼續(xù)參與廢水處理過(guò)程，另一部分則作為剩余污泥排出系統(tǒng)。3.簡(jiǎn)述工業(yè)廢水預(yù)處理的目的和常用方法。答：工業(yè)廢水預(yù)處理的目的主要有以下幾點(diǎn)：-去除較大的懸浮物和漂浮物，防止這些物質(zhì)堵塞后續(xù)處理設(shè)備和管道，影響處理效果和設(shè)備正常運(yùn)行。-調(diào)節(jié)廢水的水量和水質(zhì)，使后續(xù)處理單元能夠在穩(wěn)定的條件下運(yùn)行，避免因水量和水質(zhì)的劇烈變化對(duì)處理系統(tǒng)造成沖擊。-去除一些對(duì)后續(xù)處理工藝有抑制作用或有毒有害的物質(zhì)，為后續(xù)處理創(chuàng)造良好的條件。常用的預(yù)處理方法包括：-格柵：用于去除較大的漂浮物和懸浮物，如樹(shù)枝、塑料瓶等。-沉砂池：主要去除廢水中的砂粒、礫石等無(wú)機(jī)顆粒，防止其磨損設(shè)備和堵塞管道。-調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)廢水的水量和水質(zhì)，使廢水的流量和水質(zhì)在一定時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定。-中和：對(duì)于酸性或堿性廢水，通過(guò)添加酸或堿來(lái)調(diào)節(jié)廢水的pH值，使其接近中性，以滿足后續(xù)處理工藝的要求。4.工業(yè)廢水深度處理的必要性是什么？答：工業(yè)廢水深度處理具有重要的必要性，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：-滿足更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)：隨著環(huán)保要求的不斷提高，許多地區(qū)對(duì)工業(yè)廢水的排放要求越來(lái)越嚴(yán)格。經(jīng)過(guò)常規(guī)處理后的廢水可能仍含有一些微量的污染物，如難降解有機(jī)物、重金屬離子等，深度處理可以進(jìn)一步降低這些污染物的含量，使廢水達(dá)到更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。-實(shí)現(xiàn)水資源的回用：工業(yè)生產(chǎn)中需要大量的水資源，通過(guò)深度處理可以使廢水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，減少對(duì)新鮮水資源的依賴，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。-保護(hù)生態(tài)環(huán)境：即使廢水中的污染物含量較低，如果直接排放到自然水體中，長(zhǎng)期積累也會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成潛在的危害。深度處理可以進(jìn)一步去除廢水中的污染物，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，保護(hù)水資源和生態(tài)系統(tǒng)的平衡。-應(yīng)對(duì)特殊行業(yè)的需求：一些特殊行業(yè)對(duì)用水水質(zhì)要求較高，如電子、制藥等行業(yè)。通過(guò)對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行深度處理，可以為這些行業(yè)提供符合要求的回用水，滿足其生產(chǎn)需求。5.簡(jiǎn)述工業(yè)廢水處理中污泥處理處置的一般流程。答：工業(yè)廢水處理中污泥處理處置的一般流程包括以下幾個(gè)主要步驟：-污泥濃縮：污泥在初次沉淀和二次沉淀等過(guò)程中產(chǎn)生，其含水率較高，一般在95%-99%左右。污泥濃縮的目的是降低污泥的含水率，減少污泥的體積。常用的濃縮方法有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮等。-污泥消化：污泥消化可以分為好氧消化和厭氧消化。好氧消化是在有氧條件下，利用好氧微生物分解污泥中的有機(jī)物；厭氧消化則是在無(wú)氧條件下，通過(guò)厭氧微生物的作用將有機(jī)物分解為甲烷等氣體。污泥消化可以進(jìn)一步降低污泥的有機(jī)物含量，減少污泥的體積，同時(shí)產(chǎn)生的沼氣可以作為能源利用。-污泥脫水：經(jīng)過(guò)濃縮和消化后的污泥，含水率仍然較高，需要進(jìn)行脫水處理。常用的脫水方法有機(jī)械脫水和自然干化等。機(jī)械脫水包括帶式壓濾機(jī)、板框壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)等設(shè)備，通過(guò)機(jī)械壓力或離心力將污泥中的水分分離出來(lái)，使污泥的含水率降低到60%-80%左右。-污泥處置：經(jīng)過(guò)脫水后的污泥可以采用多種方式進(jìn)行處置。常見(jiàn)的處置方式包括填埋、焚燒、土地利用等。填埋是將污泥直接填埋到指定的填埋場(chǎng)，但需要注意防止污泥對(duì)土壤和地下水造成污染。焚燒是將污泥在高溫下燃燒，使污泥中的有機(jī)物分解，實(shí)現(xiàn)減量化和無(wú)害化，但焚燒過(guò)程中需要注意控制二次污染。土地利用是將處理后的污泥作為肥料或土壤改良劑用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)等領(lǐng)域，但需要嚴(yán)格控制污泥中的重金屬和有害物質(zhì)含量，確保符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。五、計(jì)算題1.某工業(yè)廢水處理廠日處理廢水量為5000m3，進(jìn)水化學(xué)需氧量（COD）濃度為800mg/L，出水COD濃度為100mg/L，計(jì)算該廠每日去除的COD量。解：首先，將廢水量的單位轉(zhuǎn)換為升：$5000m3=5000×1000L=5×10^6L$然后，根據(jù)公式：去除的污染物量=（進(jìn)水污染物濃度-出水污染物濃度）×廢水體積進(jìn)水COD濃度為$800mg/L$，出水COD濃度為$100mg/L$，則每日去除的COD量為：$(800-100)mg/L×5×10^6L=700mg/L×5×10^6L=3.5×10^9mg$將單位轉(zhuǎn)換為千克：$3.5×10^9mg=3.5×10^6g=3500kg$答：該廠每日去除的COD量為3500kg。2.某活性污泥法處理系統(tǒng)中，曝氣池有效容積為2000m3，進(jìn)水流量為400m3/d，進(jìn)水BOD?濃度為200mg/L，出水BOD?濃度為20mg/L，污泥回流比為0.5，計(jì)算該系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷（以BOD?計(jì)）。解：首先，計(jì)算進(jìn)入曝氣池的BOD?總量：進(jìn)入曝氣池的BOD?總量=進(jìn)水流量×進(jìn)水BOD?濃度進(jìn)水流量$Q=400m3/d$，進(jìn)水BOD?濃度$C_0=200mg/L=0.2kg/m3$則進(jìn)入曝氣池的BOD?總量$M=Q×C_0=400m3/d×0.2kg/m3=80kg/d$然后，計(jì)算曝氣池內(nèi)的污泥量。設(shè)進(jìn)水流量為$Q$，污泥回流比為$R$，則進(jìn)入曝氣池的混合液流量為$Q(1+R)$。這里$Q=400m3/d$，$R=0.5$，則混合液流量$Q_{混合}=400m3/d×(1+0.5)=600m3/d$曝氣池有效容積$V=2000m3$有機(jī)負(fù)荷$N=\frac{M}{V}$將$M=80kg/d$，$V=2000m3$代入公式得：$N=\frac{80kg/d}{2000m3}=0.04kgBOD?/(m3·d)$答：該系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷（以BOD?計(jì)）為$0.04kgBOD?/(m3·d)$。3.某工業(yè)廢水含有一定濃度的銅離子（Cu2?），取100mL廢水樣品，用原子吸收光譜法測(cè)得其中銅離子的含量為0.5mg。計(jì)算該廢水中銅離子的濃度（以mg/L計(jì)）。解：已知廢水樣品體積$V=100mL=0.1L$，銅離子含量$m=0.5mg$根據(jù)濃度公式$C=\frac{m}{V}$將$m=0.5mg$，$V=0.1L$代入公式得：$C=\frac{0.5mg}{0.1L}=5mg/L$答：該廢水中銅離子的濃度為5mg/L。4.某污水處理廠采用化學(xué)沉淀法處理含重金屬離子的廢水，已知廢水中重金屬離子的初始濃度為100mg/L，處理后要求重金屬離子濃度降至10mg/L以下。若采用某沉淀劑進(jìn)行處理，沉淀劑與重金屬離子的反應(yīng)化學(xué)計(jì)量比為2:1（摩爾比），沉淀劑的分子量為100，重金屬離子的分子量為64。計(jì)算處理1m3該廢水至少需要投加多少克沉淀劑？解：首先，計(jì)算1m3廢水中重金屬離子的物質(zhì)的量。1m3廢水中重金屬離子的質(zhì)量$m=100mg/L×1000L=100000mg=100g$重金屬離子的物質(zhì)的量$n_1=\frac{m}{M_1}$，其中$M_1=64g/mol$$n_1=\frac{100g}{6