2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫——化學(xué)工業(yè)廢物處理與資源化利用考試時間：______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括號內(nèi)）1.下列哪種工業(yè)廢水通常不屬于典型的酸性或堿性廢水？（）A.硫酸廠廢水B.純堿廠廢水C.鋼鐵廠冷卻水D.電鍍廠廢水2.關(guān)于活性污泥法處理廢水的描述，下列說法錯誤的是？（）A.利用微生物降解有機(jī)物B.需要曝氣提供氧氣C.出水通常需要進(jìn)一步消毒D.對營養(yǎng)鹽（氮磷）的需求較低3.吸附法處理氣態(tài)污染物的主要局限性在于？（）A.設(shè)備投資成本高B.吸附劑再生困難或成本高C.通常只對高濃度污染物有效D.無法處理多種類型的污染物4.下列哪種方法最適合處理含有難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水？（）A.混凝沉淀B.生物過濾C.化學(xué)氧化D.自然沉淀5.在工業(yè)固體廢物的資源化利用中，“物化”通常指的是？（）A.微生物分解有機(jī)質(zhì)B.物理方法處理（如壓實、破碎）C.化學(xué)方法轉(zhuǎn)化（如轉(zhuǎn)化為有用物質(zhì)）D.熱解氣化過程6.廢塑料化學(xué)回收的主要目的是？（）A.生產(chǎn)再生塑料顆粒B.直接焚燒發(fā)電C.填埋處置D.生產(chǎn)建筑材料7.對于具有強(qiáng)腐蝕性的化工廢氣，首選的處理技術(shù)通常是？（）A.催化燃燒B.冷凝C.吸收法D.生物法8.礦業(yè)廢料中，尾礦的處理處置方式主要包括？（）A.綜合利用（如制磚、建材）、堆存、回填B.直接排放、焚燒、填埋C.生物降解、過濾、吸附D.燃燒發(fā)電、回收金屬、土壤改良9.評價一個工業(yè)廢物處理與資源化項目經(jīng)濟(jì)可行性的關(guān)鍵因素不包括？（）A.技術(shù)成熟度B.處理成本C.產(chǎn)品市場價值D.處理效率10.根據(jù)我國《固體廢物污染環(huán)境防治法》，下列哪項活動屬于資源化利用？（）A.將生活垃圾簡單填埋B.將危險廢物委托有資質(zhì)單位處置C.將廢礦物油用于制取潤滑油基礎(chǔ)油D.將廢舊電池直接焚燒二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.化工廢物的特性主要包括物理特性（如______、密度）、化學(xué)特性（如酸堿度、______）和生物特性（如可生物降解性）。2.常用的化學(xué)沉淀法處理含重金屬廢水，其原理是利用化學(xué)藥劑使重金屬離子形成______而沉淀析出。3.布袋除塵器屬于______除塵設(shè)備，主要依靠氣體流動時粉塵的______作用被收集。4.常用于吸附廢水中有機(jī)物的吸附劑有活性炭、______和樹脂等。5.廢物資源化利用的基本原則包括減量化、______和再利用。6.礦山酸性廢水的形成主要是由于含硫礦物（如______）在水中氧化產(chǎn)生的。7.廢氣處理中，吸收法適用于處理______的氣體污染物，而吸附法更適用于處理______的氣體污染物。8.廢物處理過程的“三廢”通常指廢水、廢氣和______。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述化學(xué)混凝法處理廢水的原理及其主要影響因素。2.簡述廢塑料熱解與化學(xué)回收的主要區(qū)別。3.簡述選擇化學(xué)工業(yè)廢物處理方法時應(yīng)考慮的主要因素。4.簡述礦業(yè)廢料（如尾礦、廢石）資源化利用的意義。四、計算題（每題10分，共20分）1.某工廠排放含Cd2?的廢水，水量為100m3/h，Cd2?濃度為5mg/L。采用化學(xué)沉淀法處理，設(shè)計沉淀效率為95%。若使用氫氧化鈉調(diào)pH并沉淀Cd2?（Cd2?+2OH?→Cd(OH)?↓），假設(shè)沉淀反應(yīng)瞬時完成且無其他干擾。試計算理論上需要投加的NaOH質(zhì)量濃度是多少？（NaOH相對分子質(zhì)量為40，Cd相對原子質(zhì)量為112）2.某吸附劑處理某氣態(tài)污染物，在常壓下，吸附劑的最大吸附量為20mg/g（基于吸附劑質(zhì)量）?，F(xiàn)處理100m3/h的含該污染物濃度為100mg/m3的氣流，氣流密度為1.2kg/m3。若要求吸附劑床層出口氣體濃度低于5mg/m3，且忽略吸附劑床層的壓降和體積。試計算：（1）每小時需要多少千克該吸附劑？（2）若吸附劑吸附飽和后需要再生，再生效率為90%，再生過程需要多少次才能使吸附劑完全再生？（假設(shè)吸附過程為瞬時且等溫）五、論述題（15分）試結(jié)合你所學(xué)知識，論述在化學(xué)工業(yè)中實施廢物資源化利用的重要意義，并分析當(dāng)前工業(yè)廢物資源化利用面臨的主要挑戰(zhàn)及可能的解決途徑。試卷答案一、選擇題1.C解析思路：硫酸廠廢水呈酸性，純堿廠廢水呈堿性，電鍍廠廢水通常含有重金屬離子，這三者都屬于典型的酸性或堿性/有毒有害廢水。鋼鐵廠冷卻水主要是降溫用，除了水本身和可能存在的少量腐蝕產(chǎn)物，通常不呈強(qiáng)酸性或堿性，主要污染物是水蒸氣和其他夾帶物，不屬于典型的酸堿廢水。2.D解析思路：活性污泥法處理廢水，核心是利用微生物降解有機(jī)物（A對），需要曝氣提供微生物呼吸所需的氧氣（B對），由于出水可能仍含有少量病原體或余氯，通常需要消毒（C對）。微生物生長需要合適的營養(yǎng)鹽，特別是氮（N）和磷（P）（D錯）。3.B解析思路：吸附法處理氣態(tài)污染物效率高，應(yīng)用廣泛，但吸附劑通常需要再生以回收成本和重復(fù)使用，吸附劑的再生可能需要復(fù)雜的工藝和較高的能耗或成本（B對）。吸附設(shè)備投資可能較高（A錯），吸附法對高濃度和特定種類污染物效果好（C錯），也可處理多種類型污染物，只是選擇性不同（D錯）。4.C解析思路：活性污泥法、生物過濾等生物方法對難降解有機(jī)物的效果通常有限。混凝沉淀主要去除懸浮物和部分膠體?；瘜W(xué)氧化法（如Fenton氧化、臭氧氧化等）能夠通過強(qiáng)氧化劑直接破壞難降解有機(jī)物的化學(xué)鍵，將其轉(zhuǎn)化為小分子易生物降解物質(zhì)或無機(jī)物（C對）。5.C解析思路：“物化”是“物理化學(xué)”的簡稱，在廢物處理領(lǐng)域特指利用物理方法和化學(xué)方法相結(jié)合或單獨化學(xué)方法將廢物轉(zhuǎn)化為其他形態(tài)或更有用物質(zhì)的過程（C對）。微生物分解是有機(jī)物處理（A錯），物理方法處理包括壓實、破碎等（B錯），熱解氣化是熱化學(xué)方法（D錯）。6.A解析思路：廢塑料化學(xué)回收是指通過化學(xué)反應(yīng)（如裂解、氣化、聚合等）將廢塑料大分子結(jié)構(gòu)打斷，轉(zhuǎn)化為單體、低聚物、單體衍生物或其他化工原料（A對）。直接焚燒發(fā)電是熱能回收（B錯），填埋是處置方式（C錯），生產(chǎn)建筑材料屬于物理利用或簡單再生（D錯）。7.C解析思路：對于具有強(qiáng)腐蝕性的化工廢氣（如酸性氣體），吸收法利用堿性吸收液或惰性固體吸收劑進(jìn)行中和或反應(yīng)，能有效去除腐蝕性氣體，且設(shè)備相對成熟（C對）。催化燃燒適用于可燃性有機(jī)廢氣（A錯），冷凝適用于高濃度、低沸點可凝性氣體（B錯），生物法通常處理低濃度揮發(fā)性有機(jī)物（D錯）。8.A解析思路：尾礦是礦業(yè)的主要廢料之一，其處理處置方式包括利用其自身或經(jīng)過加工后用于生產(chǎn)建材（如磚、水泥摻料）、筑壩回填（如形成尾礦庫用于蓄水或回填采空區(qū)）、安全堆存（防止?jié)挝廴经h(huán)境）等（A對）。直接排放會污染水體和土地（B錯），焚燒尾礦風(fēng)險大、成本高（C錯），生物降解和過濾吸附不是尾礦的主要處理方式（D錯）。9.A解析思路：評價廢物處理與資源化項目經(jīng)濟(jì)可行性，關(guān)鍵因素包括處理成本（B）、產(chǎn)品市場價值（C）和投資回報期等。技術(shù)成熟度（A）雖然重要，但更多影響項目的風(fēng)險和穩(wěn)定性，而非直接的經(jīng)濟(jì)衡量指標(biāo)。10.C解析思路：資源化利用是指將廢物轉(zhuǎn)化為新的物質(zhì)或能源，實現(xiàn)價值的回收。將廢礦物油通過化學(xué)或物理方法轉(zhuǎn)化為潤滑油基礎(chǔ)油，是典型的資源化利用（C對）。簡單填埋是處置（A錯），委托處置是合規(guī)管理要求（B錯），廢舊電池焚燒會產(chǎn)生有毒物質(zhì)（D錯）。二、填空題1.粒度，危險性解析思路：廢物特性包括物理（粒度、密度、形狀、含水率等）、化學(xué)（成分、酸堿度、毒性、反應(yīng)性、易燃性、危險性等）和生物（可生物降解性、生物毒性等）。2.沉淀物解析思路：化學(xué)沉淀法通過加入化學(xué)藥劑，使目標(biāo)污染物離子與藥劑反應(yīng)生成溶解度極低的沉淀物，從廢水中分離出來。3.慣性，靜電解析思路：布袋除塵器利用氣體流動時，顆粒物由于慣性碰撞和靜電吸引等作用附著在布袋濾料上。4.活性炭纖維解析思路：常見的吸附劑有活性炭、硅膠、活性氧化鋁、分子篩和活性炭纖維等。5.再利用解析思路：廢物資源化利用的三大原則是減量化（Reduce）、再利用（Reuse）和再循環(huán)（Recycle）。6.黃鐵礦解析思路：黃鐵礦（FeS?）是常見的含硫礦物，其在空氣中氧化會產(chǎn)生硫化氫（H?S）和硫酸（H?SO?），導(dǎo)致水體和土壤酸化。7.高濃度，低濃度解析思路：吸收法效率隨濃度增加而降低，通常適用于處理濃度較高的氣體污染物。吸附法對低濃度氣體污染物也有較好的去除效果，且選擇性好。8.固體廢物解析思路：工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物種類繁多，通常將廢水、廢氣、固體廢物并稱為“三廢”。三、簡答題1.答：化學(xué)混凝法是向廢水中投加混凝劑（如鋁鹽、鐵鹽），混凝劑水解產(chǎn)生的膠體狀的氫氧化物或無機(jī)鹽對廢水中的懸浮物、膠體顆粒進(jìn)行電性中和、架橋吸附等作用，使其聚集形成較大的絮體，然后通過沉淀或氣浮等方式從水中分離出來。主要影響因素包括：混凝劑種類和投加量、pH值、水溫、水力條件（攪拌速度和混合時間）、水中鹽類濃度等。2.答：廢塑料熱解是指在缺氧或微氧條件下，通過高溫使塑料大分子鏈斷裂，轉(zhuǎn)化為小分子氣體（如氫氣、甲烷、二氧化碳）、液體（如油、蠟）和固體炭（炭黑）等產(chǎn)物的過程。熱解側(cè)重于化學(xué)結(jié)構(gòu)的分解和轉(zhuǎn)化。廢塑料化學(xué)回收是指通過化學(xué)反應(yīng)（如裂解、聚合等）將塑料轉(zhuǎn)化為單體、低聚物或其他化工原料的過程。化學(xué)回收通常對原料純度要求更高，產(chǎn)物價值可能更高，但工藝技術(shù)可能更復(fù)雜。3.答：選擇化學(xué)工業(yè)廢物處理方法時應(yīng)考慮：①廢物的性質(zhì)（成分、濃度、形態(tài)、危害性等）；②處理效率要求（去除率、回收率）；③技術(shù)成熟度和可靠性；④投資成本和運行費用；⑤占地面積和空間要求；⑥對環(huán)境的影響（二次污染）；⑦操作管理和維護(hù)的便利性；⑧相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求；⑨是否符合資源化利用原則等。4.答：礦業(yè)廢料（如尾礦、廢石）資源化利用的意義在于：①減少廢料堆存量，節(jié)約土地資源，降低土地占用和環(huán)境風(fēng)險（如潰壩、污染）；②減少礦山開采對生態(tài)環(huán)境的破壞，促進(jìn)礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)；③實現(xiàn)資源循環(huán)利用，變廢為寶，獲取經(jīng)濟(jì)價值，提高礦山經(jīng)濟(jì)效益；④延長礦山服務(wù)年限；⑤促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，如建材、選礦等。四、計算題1.解：理論需要處理的Cd2?量Q=100m3/h×5mg/L=500mg/h=0.5kg/h。設(shè)沉淀效率為η，則實際沉淀的Cd2?量=Q×η=0.5kg/h×0.95=0.475kg/h。需要轉(zhuǎn)化為Cd(OH)?沉淀的Cd2?量=0.475kg/h。反應(yīng)式為Cd2?+2OH?→Cd(OH)?↓。摩爾質(zhì)量：Cd=112,Cd(OH)?=172,NaOH=40。1molCd2?(112g)生成1molCd(OH)?(172g)，需要2molNaOH(80g)。所需NaOH量=0.475kg/h×(80/112)kg/kg=0.3411kg/h。所需NaOH質(zhì)量濃度=0.3411kg/h/100m3/h=3.41kg/m3。答：理論上需要投加的NaOH質(zhì)量濃度為3.41kg/m3。2.解：吸附劑床層出口氣體濃度低于5mg/m3，即去除率η_a=(C_in-C_out)/C_in=(100-5)/100=0.95。吸附劑最大吸附量q_m=20mg/g。氣體流量V=100m3/h，氣體密度ρ=1.2kg/m3。每小時處理氣體總質(zhì)量M=V×ρ=100m3/h×1.2kg/m3=120kg/h。每小時污染物總量C_in×M=100mg/m3×120kg/h=12000mg/h=12kg/h。每小時實際去除的污染物量=12kg/h×0.95=11.4kg/h。每小時需要吸附劑的質(zhì)量m=每小時去除的污染物量/吸附劑的單位吸附量q_m。m=11400mg/h/(20mg/g×1000g/kg)=11400/20000kg/h=0.57kg/h。答：每小時需要0.57kg吸附劑。(2)吸附飽和后，吸附量達(dá)到q_m=20mg/g。再生效率為90%，即每次再生后殘留吸附量=q_m×(1-η_r)=20mg/g×(1-0.90)=2mg/g。每次再生能脫附的量=q_m-殘留吸附量=20mg/g-2mg/g=18mg/g。吸附劑完全再生需要脫附的總污染物量=20000mg/g。再生次數(shù)n=總污染物量/每次再生能脫附的量=20000/18≈1111.1。答：需要約1112次再生才能使吸附劑完全再生。五、論述題試結(jié)合你所學(xué)知識，論述在化學(xué)工業(yè)中實施廢物資源化利用的重要意義，并分析當(dāng)前工業(yè)廢物資源化利用面臨的主要挑戰(zhàn)及可能的解決途徑。答：在化學(xué)工業(yè)中實施廢物資源化利用具有重要意義。首先，資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)的雙重效益?；瘜W(xué)工業(yè)往往消耗大量原料和能源，產(chǎn)生大量廢物。資源化利用可以將廢物中的有用組分回收，替代原生資源開采，減少對自然資源的消耗和破壞。同時，通過處理和轉(zhuǎn)化廢物，可以減少廢物排放量，降低對水體、土壤、大氣等環(huán)境介質(zhì)造成的污染，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。其次，經(jīng)濟(jì)效益提升。廢物資源化利用可以將廢物轉(zhuǎn)化為有價值的產(chǎn)品或能源，創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長點，降低生產(chǎn)成本（如原料成本、處置成本），提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和市場競爭力。例如，將廢塑料化學(xué)回收制取單體，或?qū)⒐I(yè)余熱用于廢物熱解，都能帶來直接的經(jīng)濟(jì)回報。再次，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念和國家政策導(dǎo)向。資源化利用是循環(huán)經(jīng)濟(jì)“減量化、再利用、再循環(huán)”原則的核心內(nèi)容，有助于構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會。國家也出臺了一系列政策法規(guī)，鼓勵和規(guī)范工業(yè)廢物的資源化利用。最后，提升社會形象和應(yīng)對環(huán)境壓力。積極推行廢物資源化利用的企業(yè)，能夠展現(xiàn)其社會責(zé)任感和環(huán)保意識，提升社會形象。同時，面對日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)和國際社會的環(huán)保要求，實施資源化利用是企業(yè)合規(guī)經(jīng)營、應(yīng)對環(huán)境壓力的必然選擇。當(dāng)前工業(yè)廢物資源化利用面臨的主要挑戰(zhàn)包括：1.技術(shù)瓶頸：部分廢物（如成分復(fù)雜、低價值、高毒性廢物）的資源化技術(shù)