2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫——汽油廢水資源化學(xué)凈化處理技術(shù)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題干后的括號內(nèi)）1.汽油廢水的主要污染物不包括以下哪一類？A.苯系烴B.醇類C.脂肪酸D.烯烴和芳香烴2.芬頓法處理汽油廢水的核心是利用哪種物質(zhì)產(chǎn)生羥基自由基？A.O?B.H?O?C.·OHD.SO?·?3.下列哪種化學(xué)處理方法主要依靠形成絮體來去除廢水中的懸浮物和部分溶解性有機物？A.光催化氧化B.臭氧氧化C.催化濕式氧化D.混凝沉淀4.在芬頓反應(yīng)中，通常需要控制pH值在什么范圍以獲得最佳氧化效果？A.2-3B.5-7C.8-10D.11-125.與直接臭氧氧化相比，臭氧催化氧化技術(shù)的顯著優(yōu)勢是？A.能量消耗更低B.操作條件更溫和C.可選擇性去除目標(biāo)污染物D.不會產(chǎn)生有害副產(chǎn)物6.影響高級氧化技術(shù)（AOPs）處理汽油廢水效率的關(guān)鍵因素之一是？A.廢水溫度B.污染物濃度C.催化劑活性D.以上都是7.在化學(xué)處理汽油廢水時，投加鐵鹽或鋁鹽進行混凝，其主要去除對象是？A.溶解性CODB.揮發(fā)性有機物（VOCs）C.色度D.油類物質(zhì)8.對于高濃度、難降解的汽油廢水，通常優(yōu)先考慮采用哪種處理技術(shù)？A.混凝沉淀B.生物處理C.高級氧化技術(shù)D.自然沉淀9.廢水化學(xué)處理過程中，pH值的變化可能會顯著影響？A.污染物的溶解度B.催化劑的活性C.羥基自由基的生成速率D.以上都是10.化學(xué)處理汽油廢水后，對處理效果進行評價時，通常優(yōu)先關(guān)注哪個指標(biāo)？A.BOD?/COD值B.懸浮物（SS）C.化學(xué)需氧量（COD）D.色度二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.汽油主要由__________、脂肪烴和環(huán)烴組成。2.芬頓法中，F(xiàn)e2?和H?O?在特定條件下發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生具有強氧化性的__________自由基，能氧化降解有機污染物。3.臭氧（O?）是一種強氧化劑，其氧化還原電位比氧氣（O?）__________。4.催化濕式氧化技術(shù)通常在__________壓力和較高溫度下進行，以促進有機物的氧化。5.化學(xué)混凝過程中，為使生成的絮體具有良好的沉降性能，通常需要加入__________劑進行脫穩(wěn)和凝聚。6.廢水化學(xué)處理效果的優(yōu)劣常用__________和__________等指標(biāo)來衡量。7.某些高級氧化技術(shù)如光催化氧化，利用半導(dǎo)體材料在光照下產(chǎn)生__________和__________，攻擊有機污染物。三、名詞解釋（每小題3分，共12分。請給出簡潔、準(zhǔn)確的定義）1.羥基自由基（·OH）2.化學(xué)需氧量（COD）3.催化濕式氧化4.資源化四、簡答題（每小題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述芬頓法處理汽油廢水的原理及其主要優(yōu)缺點。2.影響臭氧氧化汽油廢水效率的主要因素有哪些？3.簡述化學(xué)混凝法處理汽油廢水的機理。4.在設(shè)計汽油廢水的化學(xué)處理工藝時，通常需要考慮哪些主要因素？五、計算題（共8分）某廠排放的汽油廢水，經(jīng)初步分析其主要含有苯（C?H?）和甲苯（C?H?），總COD約為1500mg/L。擬采用芬頓法處理，實驗確定最佳反應(yīng)條件為：pH=3，H?O?濃度為800mg/L，F(xiàn)e2?濃度為40mg/L，反應(yīng)溫度為30℃。已知在該條件下，芬頓反應(yīng)對苯的初始反應(yīng)速率常數(shù)約為0.05min?1。假設(shè)苯和甲苯在芬頓反應(yīng)中的表現(xiàn)相似，且反應(yīng)過程符合一級動力學(xué)模型。試計算：（1）反應(yīng)10分鐘后，廢水中苯的理論去除率是多少？（2）若要求處理后廢水中苯的濃度低于50mg/L，大致需要多長的反應(yīng)時間？（假設(shè)反應(yīng)速率常數(shù)和反應(yīng)條件保持不變）六、論述題（10分）試論述比較芬頓法與催化濕式氧化法處理高濃度、難降解汽油廢水的各自特點、適用條件及可能存在的問題。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.D4.A5.C6.D7.C8.C9.D10.C二、填空題1.脂肪烴2.羥基3.高4.高5.聚凝6.COD,BOD?7.電子,空穴三、名詞解釋1.羥基自由基（·OH）：化學(xué)性質(zhì)非?；顫姷暮踝杂苫?，是芬頓法、臭氧氧化等高級氧化技術(shù)中主要的氧化劑，能高效降解有機污染物。2.化學(xué)需氧量（COD）：指在一定條件下，用強氧化劑氧化水中還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑量，通常以氧氣的質(zhì)量表示，單位為mg/L，是衡量水樣中污染物總量的一項重要指標(biāo)，能反映水樣的污染程度。3.催化濕式氧化：一種在催化劑存在下，于高溫（通常150-350°C）高壓（通常20-80bar）水相中進行的有機物氧化過程，能在較溫和的酸性條件下高效降解難降解有機污染物。4.資源化：指將廢物通過物理、化學(xué)或生物方法轉(zhuǎn)化為可利用的資源或能源，實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用，減少環(huán)境污染。四、簡答題1.原理：芬頓法利用Fe2?催化H?O?分解產(chǎn)生氧化性極強的·OH自由基，·OH能進攻汽油廢水中的苯系物等有機分子，破壞其化學(xué)鍵，將其氧化降解為小分子物質(zhì)（如CO?、H?O）或無機鹽。機理包括羥基加成、羥基abstraction、重排、環(huán)氧化等。優(yōu)點：氧化能力強，對難降解有機物去除率較高，適用pH范圍較寬。缺點：可能產(chǎn)生鐵泥副產(chǎn)物，H?O?和Fe2?投加量不易精確控制，可能產(chǎn)生有害副產(chǎn)物如羥胺，能耗較高。2.主要影響因素：臭氧濃度（濃度越高，初期效率越高）、pH值（影響臭氧分解速率和有機物性質(zhì)）、溫度（升高反應(yīng)速率）、反應(yīng)時間（需足夠時間保證反應(yīng)完全）、廢水基質(zhì)（共存無機物、天然有機物等可消耗臭氧或影響傳質(zhì)）。3.機理：化學(xué)混凝法主要通過投加混凝劑（如鐵鹽、鋁鹽），使其水解生成具有吸附架橋或電性中和作用的膠體或絮體。這些絮體與廢水中的懸浮物、部分溶解性有機物（特別是帶相反電荷或能與混凝劑作用的部分）發(fā)生吸附、架橋、沉淀等作用，形成較大的絮團，隨后通過沉降或過濾去除，從而凈化廢水。4.主要考慮因素：廢水的特性（COD濃度、BOD?/COD值、污染物種類、pH、溫度等）、處理目標(biāo)（出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)）、處理技術(shù)的選擇與比較（各種化學(xué)方法的適用性、優(yōu)缺點）、工藝流程設(shè)計（預(yù)處理、主要處理單元、后處理）、成本效益分析（設(shè)備投資、運行費用）、二次污染問題（如污泥處理、副產(chǎn)物影響）、安全與環(huán)保（化學(xué)品使用、操作安全、廢物處置）。五、計算題（1）解：設(shè)苯的初始濃度為C?，反應(yīng)10分鐘后的濃度為C??，反應(yīng)時間為t，反應(yīng)速率常數(shù)為k。根據(jù)一級動力學(xué)方程：ln(C?/C??)=ktC?=1500mg/L（假設(shè)苯占COD的比例與COD值相同，或直接用給定COD值，此處按題意用1500mg/L代表初始苯濃度進行計算）k=0.05min?1t=10minln(C?/C??)=k*t=0.05*10=0.5C??=C?/e^0.5=1500/e^0.5≈1500/1.6487≈911.2mg/L理論去除率=(C?-C??)/C?*100%=(1500-911.2)/1500*100%≈39.0%（2）解：要求處理后苯濃度C_f<50mg/Lln(C?/C_f)=k*tln(1500/50)=0.05*tln(30)=0.05*tt=ln(30)/0.05≈3.401/0.05≈68.02min大致需要約68分鐘的反應(yīng)時間。六、論述題芬頓法與催化濕式氧化法是兩種常用的化學(xué)高級氧化技術(shù)，用于處理高濃度、難降解的汽油廢水，各有特點：芬頓法：特點：氧化能力強，對苯系物等污染物去除效率高，操作相對簡單，可在較寬pH范圍內(nèi)（尤其酸性條件）進行。適用條件：適用于處理濃度相對不高（幾百到幾千mg/L）的難降解有機廢水，特別是含有易被羥基自由基氧化的污染物（如苯環(huán)、雙鍵）的廢水。問題：Fe2?和H?O?投加量控制要求高，過量可能導(dǎo)致二次污染（鐵泥）；可能產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物（如羥胺）；能耗較高；對設(shè)備腐蝕性較強。催化濕式氧化法：特點：可在高溫高壓下進行，氧化效率高，選擇性好（可在溫和條件下氧化特定目標(biāo)物），能耗相對較低（因高溫可降低反應(yīng)活化能），無鐵泥產(chǎn)生，副產(chǎn)物較少。適用條件：適用于處理高濃度（幾千甚至上萬mg/L）的難降解有機廢