2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫——微生物在污水處理中的應(yīng)用研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每題3分，共15分）1.活性污泥法2.生物膜法3.硝化作用4.反硝化作用5.資源化利用二、填空題（每空1分，共20分）1.污水處理的主要目的是去除水中的______、______和懸浮物，并降低水的______。2.參與污水生物處理的主要微生物包括______、______、______和原生動物等。3.在活性污泥法中，微生物聚集形成的絮狀物稱為______，其沉降性能直接影響處理效果。4.生物膜法處理污水的主要優(yōu)勢在于微生物濃度高、______、對水質(zhì)水量變化適應(yīng)性強(qiáng)等。5.污水生物處理過程中，微生物利用有機(jī)物進(jìn)行代謝，同時將含氮化合物轉(zhuǎn)化為______、______和氮?dú)獾取?.重金屬在微生物作用下可能發(fā)生______、______和______等轉(zhuǎn)化過程。7.污水處理廠產(chǎn)生的污泥中含有大量微生物，其處理處置目標(biāo)是______和______。8.微生物處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源化利用，主要體現(xiàn)在對______、______和部分能源的回收上。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述活性污泥法處理污水的核心原理。2.比較生物膜法與活性污泥法在微生物群落結(jié)構(gòu)和處理效果方面的主要區(qū)別。3.簡述污水脫氮除磷過程中，硝化作用和反硝化作用發(fā)生的必要條件。4.從資源化學(xué)的角度，簡述回收污水處理過程中磷資源的意義和方法。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述微生物處理技術(shù)在水處理資源化利用方面的潛力和面臨的挑戰(zhàn)。2.結(jié)合你所學(xué)專業(yè)知識，論述如何針對含有難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水，選擇或優(yōu)化微生物處理工藝。試卷答案一、名詞解釋1.活性污泥法:一種利用人工培養(yǎng)的富含微生物的活性污泥，在曝氣條件下與污水接觸，使微生物降解有機(jī)物的生物處理方法。*解析思路：考察對活性污泥法基本概念的理解，包括其核心要素（活性污泥、曝氣、接觸降解有機(jī)物）。2.生物膜法:微生物附著在固體表面，形成一層具有代謝活性的薄膜（生物膜），利用這種生物膜處理污水的生物處理技術(shù)。*解析思路：考察對生物膜法定義及其關(guān)鍵特征（微生物附著、固體表面、生物膜結(jié)構(gòu)）的掌握。3.硝化作用:微生物（主要是亞硝化單胞菌和硝化桿菌）將氨氮（NH?-N）氧化為亞硝酸鹽氮（NO??-N）的過程。*解析思路：考察對污水脫氮過程中第一步核心生化反應(yīng)的識別，需掌握反應(yīng)物（氨氮）和產(chǎn)物（亞硝酸鹽氮）及主要微生物。4.反硝化作用:微生物（主要是反硝化細(xì)菌）在缺氧條件下，將亞硝酸鹽氮（NO??-N）或硝酸鹽氮（NO??-N）還原為氮?dú)猓∟?）逸出水體，實(shí)現(xiàn)脫氮的過程。*解析思路：考察對污水脫氮過程中第二步核心生化反應(yīng)的識別，需掌握反應(yīng)條件（缺氧）、反應(yīng)物（亞硝酸鹽/硝酸鹽）和產(chǎn)物（氮?dú)猓┘爸饕⑸镱愋汀?.資源化利用:將污水處理過程視為資源回收和利用的過程，從中提取有價值的物質(zhì)（如能源、磷、氮等）或生產(chǎn)有用產(chǎn)品。*解析思路：考察對現(xiàn)代水處理發(fā)展趨勢的理解，即從末端處理轉(zhuǎn)向資源回收利用，體現(xiàn)《資源化學(xué)》專業(yè)視角。二、填空題1.污水處理的主要目的是去除水中的懸浮物、有機(jī)物和營養(yǎng)鹽（或氮磷），并降低水的生物需氧量（BOD）。*解析思路：考察對污水處理基本目標(biāo)的認(rèn)識，涵蓋主要污染物類別（物理、化學(xué)、生物指標(biāo)）。2.參與污水生物處理的主要微生物包括細(xì)菌、真菌、藻類和原生動物等。*解析思路：考察對構(gòu)成生物處理體系的主要生物類群的掌握。3.在活性污泥法中，微生物聚集形成的絮狀物稱為活性污泥，其沉降性能直接影響處理效果。*解析思路：考察對活性污泥法核心產(chǎn)物“活性污泥”及其物理特性（沉降性）重要性的理解。4.生物膜法處理污水的主要優(yōu)勢在于微生物濃度高、處理效率高、對水質(zhì)水量變化適應(yīng)性強(qiáng)等。*解析思路：考察對生物膜法相對活性污泥法的優(yōu)勢特點(diǎn)的認(rèn)知。5.污水生物處理過程中，微生物利用有機(jī)物進(jìn)行代謝，同時將含氮化合物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮和氮?dú)獾取?解析思路：考察對污水脫氮過程中主要中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物的掌握。6.重金屬在微生物作用下可能發(fā)生氧化、還原和沉淀/吸附等轉(zhuǎn)化過程。*解析思路：考察對微生物如何影響重金屬化學(xué)形態(tài)變化的理解。7.污水處理廠產(chǎn)生的污泥中含有大量微生物，其處理處置目標(biāo)是穩(wěn)定化和無害化（或減量化）。*解析思路：考察對污泥處理處置的基本要求的掌握。8.微生物處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源化利用，主要體現(xiàn)在對磷、氮和部分能源（如沼氣）的回收上。*解析思路：考察從《資源化學(xué)》角度出發(fā)，識別污水處理過程中可被回收利用的關(guān)鍵資源。三、簡答題1.簡述活性污泥法處理污水的核心原理。解析思路：要求系統(tǒng)描述活性污泥法的工作機(jī)制。核心在于：利用曝氣設(shè)備向混合液中提供溶解氧，使好氧微生物增殖；這些微生物通過新陳代謝（氧化分解）吸收利用污水中的有機(jī)污染物作為營養(yǎng)和能量，從而實(shí)現(xiàn)污水的凈化。2.比較生物膜法與活性污泥法在微生物群落結(jié)構(gòu)和處理效果方面的主要區(qū)別。解析思路：要求對比兩種方法的差異。結(jié)構(gòu)上：生物膜法微生物附著生長，形成相對穩(wěn)定的多層結(jié)構(gòu)，微生物濃度遠(yuǎn)高于活性污泥；活性污泥法微生物呈懸浮狀態(tài)，濃度相對較低。效果上：生物膜法對水質(zhì)水量變化適應(yīng)性強(qiáng)，抗沖擊負(fù)荷能力好；活性污泥法對進(jìn)水水質(zhì)水量要求較穩(wěn)定；生物膜法能更好地去除某些難降解有機(jī)物和懸浮物。3.簡述污水脫氮除磷過程中，硝化作用和反硝化作用發(fā)生的必要條件。解析思路：要求分別說明硝化和反硝化所需條件。硝化作用：需要好氧條件（溶解氧充足）、氨氮作為氮源、以及專性硝化細(xì)菌（亞硝化單胞菌和硝化桿菌）。反硝化作用：需要缺氧或厭氧條件（無溶解氧）、亞硝酸鹽氮或硝酸鹽氮作為氮源、以及反硝化細(xì)菌。4.從資源化學(xué)的角度，簡述回收污水處理過程中磷資源的意義和方法。解析思路：要求結(jié)合專業(yè)背景回答。意義：回收磷可以緩解磷資源短缺，減少對自然磷礦的依賴，降低環(huán)境影響。方法：通常通過化學(xué)沉淀法（如投加鐵鹽、鋁鹽或石灰使磷酸鹽沉淀）或生物法（利用特定微生物富集或轉(zhuǎn)化）從廢水中回收磷化合物，再進(jìn)行提純處理。四、論述題1.論述微生物處理技術(shù)在水處理資源化利用方面的潛力和面臨的挑戰(zhàn)。解析思路：要求全面分析微生物技術(shù)在資源回收方面的兩個方面。潛力：可以高效去除污染物；能夠回收有價值的物質(zhì)如磷、氮、能源（沼氣）；可處理高濃度有機(jī)廢水；環(huán)境友好。挑戰(zhàn)：資源回收效率有待提高（尤其磷回收）；對復(fù)雜成分工業(yè)廢水的適應(yīng)性有限；部分資源回收過程成本較高；微生物生長和產(chǎn)物分離純化存在技術(shù)難度；需考慮二次污染問題（如抗生素抗性）。2.結(jié)合你所學(xué)專業(yè)知識，論述如何針對含有難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水，選擇或優(yōu)化微生物處理工藝。解析思路：要求提出具體策略，體現(xiàn)專業(yè)知識結(jié)合?？蓮囊韵聨讉€方面論述：選擇合適的微生物種類（如馴化適應(yīng)性強(qiáng)的微生物、引入外源高效微生物）；采用強(qiáng)化生物處理工藝（如生物膜法、固定化微生物技術(shù)、生物催化技術(shù)）；