2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——化工廢水處理技術(shù)的研究與應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.對(duì)于含有大量懸浮物和膠體污染物的化工廢水，通常優(yōu)先考慮采用的處理方法是（）。A.好氧生物處理B.混凝沉淀C.膜分離D.高級(jí)氧化2.在活性污泥法處理含有機(jī)物廢水時(shí)，影響微生物處理效率最主要的因素是（）。A.溶解氧濃度B.pH值C.溫度D.污泥濃度3.下列哪種高級(jí)氧化技術(shù)主要利用芬頓/類芬頓試劑產(chǎn)生羥基自由基（·OH）來(lái)降解有機(jī)污染物？（）A.光催化氧化B.電化學(xué)氧化C.超聲波氧化D.Fenton氧化4.某化工廢水處理工藝流程為：預(yù)沉池→混凝沉淀→生物濾池→消毒池。該流程主要側(cè)重于去除廢水中哪種性質(zhì)的污染物？（）A.溶解性有機(jī)物B.懸浮性有機(jī)物和部分生物可降解有機(jī)物C.氨氮D.重金屬離子5.下列關(guān)于厭氧消化處理高濃度有機(jī)廢水的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（）。A.適用于處理水量較大的廢水B.可以回收生物能源（沼氣）C.對(duì)CODcr去除率通常低于好氧處理D.對(duì)溫度變化較為敏感6.選擇化工廢水處理工藝時(shí)，不需要重點(diǎn)考慮的因素是（）。A.廢水水質(zhì)水量B.當(dāng)?shù)丨h(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)C.處理廠的土地面積和地形D.處理后的水是否用于產(chǎn)品回用7.用于測(cè)定水中化學(xué)需氧量（CODcr）的經(jīng)典方法是（）。A.重鉻酸鉀氧化法B.碳酸氫鈉滴定法C.紫外吸收光度法D.螢光法8.在化工廢水處理中，氣浮法主要用于去除（）。A.溶解性鹽類B.沉降性能良好的懸浮物C.膜濾難以去除的小顆?；蚴杷詰腋∥顳.氨氮9.將活性污泥法與膜分離技術(shù)相結(jié)合形成的MBR（MembraneBioreactor）工藝，其主要優(yōu)勢(shì)在于（）。A.大幅提高了污泥濃度B.實(shí)現(xiàn)了出水懸浮物的零排放C.顯著降低了曝氣量需求D.大幅降低了處理成本10.下列哪種技術(shù)通常被認(rèn)為是化工廢水深度處理或資源化利用的有效途徑？（）A.活性污泥法B.超濾C.沼氣發(fā)酵D.混凝沉淀二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在橫線上。）1.化工廢水中常見(jiàn)的物理指標(biāo)包括__________、__________、__________等。2.影響混凝效果的主要因素有投藥量、pH值、攪拌速度和__________。3.好氧生物處理過(guò)程中，有機(jī)物的最終氧化產(chǎn)物是__________和__________。4.高級(jí)氧化技術(shù)（AOPs）的核心是利用強(qiáng)氧化劑或引發(fā)體系產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的__________來(lái)降解難降解有機(jī)物。5.廢水處理廠的設(shè)計(jì)通常需要考慮水量水質(zhì)預(yù)測(cè)、__________選擇、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理和__________分析等環(huán)節(jié)。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。）1.簡(jiǎn)述混凝沉淀法處理廢水的基本原理及其主要影響因素。2.與好氧生物處理相比，簡(jiǎn)述厭氧生物處理的主要特點(diǎn)和適用范圍。3.簡(jiǎn)述高級(jí)氧化技術(shù)（AOPs）在處理難降解有機(jī)化工廢水方面的優(yōu)勢(shì)。4.簡(jiǎn)述選擇化工廢水處理工藝時(shí)需要考慮的主要原則。四、論述題（每小題10分，共30分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，詳細(xì)論述下列問(wèn)題。）1.試述選擇某一特定化工行業(yè)（如石油化工、精細(xì)化工、制藥等）廢水處理工藝時(shí)，應(yīng)綜合考慮哪些關(guān)鍵因素？并舉例說(shuō)明。2.比較活性污泥法和生物膜法處理化工廢水的原理、特點(diǎn)及主要區(qū)別。3.當(dāng)前化工廢水處理領(lǐng)域面臨哪些主要挑戰(zhàn)？你認(rèn)為未來(lái)有哪些潛在的研究方向或技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)？（可結(jié)合資源化利用、智能化監(jiān)測(cè)等方面進(jìn)行論述）---試卷答案一、選擇題1.B2.A3.D4.B5.A6.D7.A8.C9.B10.C二、填空題1.pH值、色度、臭味2.混凝時(shí)間3.二氧化碳、水4.羥基自由基（·OH）5.工藝流程、經(jīng)濟(jì)三、簡(jiǎn)答題1.原理：利用混凝劑（如鋁鹽、鐵鹽）在水中水解產(chǎn)生的膠體微粒，通過(guò)電性中和、吸附架橋等作用，使廢水中的細(xì)小懸浮物或膠體顆粒脫穩(wěn)、相互碰撞聚集形成較大的絮體，然后通過(guò)沉淀或氣浮等方式將其分離去除。影響因素：混凝劑種類與投加量、pH值、攪拌速度與時(shí)間、水溫、水中無(wú)機(jī)鹽濃度等。2.特點(diǎn)：處理效率相對(duì)較低（尤其對(duì)常規(guī)有機(jī)物）、對(duì)水溫要求高（通常需>30℃）、污泥產(chǎn)量大（一般為好氧法的1-2倍）、運(yùn)行穩(wěn)定性要求高、適用于處理高濃度有機(jī)廢水或作為某些工藝的預(yù)處理。適用范圍：主要用于處理高濃度的有機(jī)廢水，如食品工業(yè)廢水、部分化工廢水（如屠宰廢水、部分制藥廢水），也可用于沼氣工程的厭氧發(fā)酵階段。3.優(yōu)勢(shì)：氧化能力強(qiáng)，能高效降解難降解有機(jī)物；反應(yīng)速度快；可在常溫常壓下進(jìn)行；可利用廢水中某些組分作為氧化劑（如電化學(xué)氧化）；可實(shí)現(xiàn)污染物礦化或資源化（如電化學(xué)沉積金屬、光催化制氫等）。4.原則：(1)針對(duì)性：根據(jù)廢水水質(zhì)特性（COD、BOD、污染物種類、濃度、pH、有毒有害物質(zhì)等）選擇適宜的處理單元。(2)經(jīng)濟(jì)性：在滿足處理要求的前提下，考慮處理成本（投資、運(yùn)行費(fèi)、維護(hù)費(fèi)）的合理性。(3)可靠性：所選工藝應(yīng)技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。(4)環(huán)保性：處理過(guò)程應(yīng)盡可能減少二次污染，如污泥產(chǎn)量、噪聲、臭氣等。(5)資源化：優(yōu)先考慮能夠回收資源（水、能源、有用物質(zhì)）的處理工藝。(6)合理性：考慮與周邊環(huán)境、現(xiàn)有設(shè)施的協(xié)調(diào)性，以及土地占用等因素。四、論述題1.選擇化工行業(yè)廢水處理工藝時(shí)需考慮的關(guān)鍵因素：*廢水水質(zhì)水量特征：這是最重要的因素。需詳細(xì)分析廢水的COD、BOD、氨氮、懸浮物、pH、有毒有害物質(zhì)（重金屬、強(qiáng)氧化性物質(zhì)、難生物降解有機(jī)物等）、鹽度、溫度、色度、臭味等具體指標(biāo)及其變化規(guī)律，以及廢水量和水量變化情況。例如，含高濃度鹽的廢水可能不適合好氧生物處理；含高濃度難降解COD的廢水需要考慮預(yù)處理或深度處理技術(shù)（如AOPs、膜分離）。*環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)：明確廢水排放需要達(dá)到的國(guó)家或地方標(biāo)準(zhǔn)，這是工藝選擇和設(shè)計(jì)的目標(biāo)依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)越嚴(yán)格，對(duì)處理工藝的要求越高，可能需要更復(fù)雜的工藝組合或更高級(jí)的處理技術(shù)。*處理工藝的可靠性及運(yùn)行穩(wěn)定性：工藝應(yīng)成熟可靠，運(yùn)行穩(wěn)定，能夠適應(yīng)進(jìn)水水質(zhì)水量的變化，保證長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。*技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性：綜合考慮工程投資、運(yùn)行成本（能耗、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)、維護(hù)費(fèi)等）、占地面積、操作管理復(fù)雜程度等因素，選擇性價(jià)比高的處理方案。*污泥處理處置：考慮處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥的性質(zhì)、產(chǎn)量，以及后續(xù)的處理處置方案（如濃縮、脫水、穩(wěn)定化、資源化利用等）。*場(chǎng)地條件：包括處理廠可用的土地面積、地形地貌、周邊環(huán)境等。*處理后的用途：如果處理后的水用于回用（如回用于生產(chǎn)、回灌等），則需要選擇能夠滿足回用標(biāo)準(zhǔn)的工藝，并考慮水回用的可行性。*安全與環(huán)保：考慮處理過(guò)程中可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)（如爆炸、中毒）和二次污染問(wèn)題（如污泥、廢氣、噪聲），并采取相應(yīng)的措施。*技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與前瞻性：考慮采用先進(jìn)技術(shù)或集成技術(shù)的可能性，以提高處理效率、降低能耗、實(shí)現(xiàn)資源化利用等。舉例：處理含高濃度氯離子和酚類的石油化工廢水，需要考慮酚的毒性、氯離子對(duì)設(shè)備腐蝕性以及其對(duì)生物處理的抑制性?？赡苄枰冗M(jìn)行物化預(yù)處理（如芬頓氧化降解酚類）或生物預(yù)處理（馴化適應(yīng)氯離子和酚的菌種），再進(jìn)入生物處理單元（如SBR或MBR），最后可能還需要進(jìn)行活性炭吸附等深度處理以滿足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。2.活性污泥法與生物膜法的原理、特點(diǎn)及主要區(qū)別：*原理：*活性污泥法：利用曝氣池中懸浮生長(zhǎng)的、富含微生物（活性污泥）的混合液來(lái)處理廢水。微生物攝取廢水中的有機(jī)物進(jìn)行新陳代謝，使廢水得到凈化。污泥濃度相對(duì)較高，微生物與廢水接觸效率高。*生物膜法：利用附著在固體填料（濾料）表面生長(zhǎng)的、由微生物及其代謝產(chǎn)物組成的生物膜來(lái)處理廢水。廢水流過(guò)填料表面，生物膜中的微生物通過(guò)擴(kuò)散和吸附方式獲取廢水中的有機(jī)物，進(jìn)行降解。微生物濃度高，尤其是一些代謝活性強(qiáng)的微生物。*特點(diǎn)：*活性污泥法：污泥濃度相對(duì)較低（一般2000-4000mg/L），微生物種類較豐富，對(duì)水質(zhì)水量變化的適應(yīng)能力相對(duì)較強(qiáng)（但有一定限度），處理效率受污泥沉降性能影響較大，運(yùn)行管理相對(duì)簡(jiǎn)單，占地相對(duì)較小（單位體積處理能力高）?？赡艽嬖谖勰嗯蛎浀葐?wèn)題。*生物膜法：污泥濃度高（可達(dá)數(shù)萬(wàn)mg/L），微生物種類多樣且固定化，對(duì)低濃度有機(jī)物的去除效果較好，耐沖擊負(fù)荷能力通常優(yōu)于活性污泥法，不易發(fā)生污泥膨脹，但可能存在堵塞問(wèn)題，運(yùn)行管理相對(duì)復(fù)雜，占地相對(duì)較大（需填料）。有濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化等多種形式。*主要區(qū)別：*微生物形態(tài)：活性污泥法以懸浮的微生物為主；生物膜法以附著生長(zhǎng)的微生物膜為主。*微生物種類與活性：生物膜法中固定化的微生物濃度高，且能富集一些特殊代謝功能的微生物，對(duì)難降解物質(zhì)的去除效果可能更好。*耐沖擊負(fù)荷能力：生物膜法通常更強(qiáng)。*運(yùn)行方式：活性污泥法主要是混合液推流式反應(yīng)；生物膜法主要是污水流過(guò)固定相表面。*主要形式：活性污泥法主要指曝氣池系統(tǒng)；生物膜法包括滴濾池、慢濾池、快濾池（生物濾池）、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化等。*污泥膨脹問(wèn)題：活性污泥法易發(fā)生污泥膨脹；生物膜法相對(duì)不易。3.化工廢水處理領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)與未來(lái)研究方向/趨勢(shì)：*主要挑戰(zhàn)：*水質(zhì)水量波動(dòng)大且成分復(fù)雜：許多化工過(guò)程導(dǎo)致廢水水質(zhì)水量變化劇烈，且常含有高濃度COD、BOD、有毒有害物質(zhì)（重金屬、酚、氰、強(qiáng)氧化劑等）、難生物降解有機(jī)物、高鹽分等，對(duì)處理系統(tǒng)造成沖擊和困難。*處理難度高，達(dá)標(biāo)壓力大：隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，許多化工廢水的處理難度增大，需要更高效、更經(jīng)濟(jì)的處理技術(shù)組合才能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。*資源回收與利用不足：傳統(tǒng)處理工藝往往側(cè)重于污染物去除，對(duì)廢水中的資源（水、能源、有用物質(zhì)）回收利用不足，不符合可持續(xù)發(fā)展要求。*運(yùn)行成本高，能耗大：許多先進(jìn)處理技術(shù)（如AOPs、膜技術(shù)）運(yùn)行成本較高，特別是高能耗問(wèn)題突出。*污泥處理處置難題：化工廢水產(chǎn)生的污泥通常成分復(fù)雜、潛在風(fēng)險(xiǎn)高（重金屬），其安全、穩(wěn)定、資源化處理處置面臨挑戰(zhàn)。*智能化水平有待提高：傳統(tǒng)處理廠運(yùn)行主要依賴人工經(jīng)驗(yàn)，智能化監(jiān)測(cè)、優(yōu)化控制水平有待提升。*未來(lái)研究方向/技術(shù)趨勢(shì)：*高效、低耗處理技術(shù)研發(fā)：開發(fā)更高效、更低能耗、更低藥耗的處理技術(shù)，如新型高效生物處理技術(shù)（如強(qiáng)化脫氮除磷、難降解有機(jī)物降解）、節(jié)能型膜分離技術(shù)、高效AOPs等。*資源化利用技術(shù)集成：重點(diǎn)發(fā)展廢水中的資源回收技術(shù)，如高鹽廢水零排放與資源回收、廢水中能源（如沼氣、電化學(xué)產(chǎn)生的電能）回收、高價(jià)值化學(xué)品合成等。例如，將電化學(xué)氧化與金屬回收結(jié)合，將厭氧消化與沼氣發(fā)電結(jié)合。*多技術(shù)集成與智能化：發(fā)展多種處理技術(shù)的耦合集成工藝，以優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、協(xié)同增效，提高處理效率和穩(wěn)定性。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢水處理過(guò)程的智能監(jiān)測(cè)、智能調(diào)控和優(yōu)化運(yùn)行。*生物