廢水處理高級工知識試卷及答案一、單項選擇題（每題1分，共20分）1.某印染廢水經(jīng)混凝沉淀后COD仍高達(dá)280mg/L，若后續(xù)采用臭氧生物活性炭工藝，臭氧投加量設(shè)計值（以O(shè)?/COD質(zhì)量比計）宜取A.0.2B.0.5C.1.1D.2.0答案：C2.在AnMBR系統(tǒng)中，若膜通量恒定為12L·m?2·h?1，膜面凝膠層阻力Rg與膜自身阻力Rm之比為3:1，則系統(tǒng)總阻力中凝膠層占比A.25%B.50%C.75%D.80%答案：C3.某城鎮(zhèn)污水廠采用五段Bardenpho工藝，進(jìn)水TN55mg/L，要求出水TN≤10mg/L，若內(nèi)回流比R?=300%，污泥回流比R?=100%，則最大理論脫氮率A.66.7%B.75.0%C.80.0%D.83.3%答案：D4.下列關(guān)于厭氧氨氧化顆粒污泥描述正確的是A.顆粒密度1.05g·cm?3，SVI?>120mL·g?1B.菌屬CandidatusBrocadia最適pH8.3~8.5C.基質(zhì)抑制常數(shù)K_I,NO??為90mgN·L?1D.比厭氧氨氧化活性以NH??N計通常<0.1gN·g?1VSS·d?1答案：B5.某工業(yè)廢水含難降解有機(jī)物，擬采用電化學(xué)氧化，電流密度50mA·cm?2，實測槽電壓4.2V，電流效率60%，則處理1m3廢水能耗（kWh·m?3）A.35B.70C.140D.280答案：B6.采用Fenton氧化處理RO濃水，若[H?O?]?=500mg·L?1，[Fe2?]?=200mg·L?1，反應(yīng)15min后H?O?剩余20%，則H?O?消耗速率常數(shù)（min?1，擬一級）A.0.107B.0.134C.0.179D.0.223答案：C7.某MBR系統(tǒng)運行3年后，膜透水率由初始120L·m?2·h?1·bar?1降至30L·m?2·h?1·bar?1，若僅考慮不可逆污染，則膜阻力年均增長率A.30%B.50%C.100%D.150%答案：C8.關(guān)于短程硝化反硝化（PN/A）工藝，下列說法錯誤的是A.控制DO0.3~0.5mg·L?1可抑制NOBB.溫度升高至30℃時，AOB生長速率高于NOBC.游離氨濃度>1mgNH?N·L?1對NOB抑制更強(qiáng)D.出水NO??N/NH??N≈1.32時最利于Anammox答案：D9.某高鹽染料廢水Cl?=12000mg·L?1，采用電滲析脫鹽，極限電流密度公式i_lim=k·c·v^0.5，k=0.35，流速v=5cm·s?1，則i_lim（mA·cm?2）A.48B.76C.120D.190答案：B10.在兩級A/OMBR工藝中，若好氧池DO維持2mg·L?1，膜池DO6mg·L?1，則膜池混合液回流至缺氧池最大回流比（防止DO穿透）A.100%B.200%C.300%D.400%答案：B11.某制藥廢水經(jīng)水解酸化后B/C由0.12升至0.35，下列對水解酸化機(jī)理描述正確的是A.主要依賴產(chǎn)甲烷菌將大分子酸化B.優(yōu)勢菌屬Syntrophus可降解對氯苯酚C.ORP維持50~+50mV利于產(chǎn)酸菌D.pH>8.5可強(qiáng)化脂肪族化合物酸化答案：C12.采用UV/H?O?工藝，若量子產(chǎn)率Φ=0.5，254nm光強(qiáng)I?=20mW·cm?2，光程L=5cm，H?O?初始濃度1mmol·L?1，則H?O?光解速率（μmol·L?1·s?1）A.3.9B.7.8C.15.6D.31.2答案：B13.某污水廠采用側(cè)流磷回收，厭氧上清液PO?3?P120mg·L?1，投加MgCl?形成鳥糞石，若要求剩余PO?3?P≤20mg·L?1，Mg:P摩爾比宜取A.1.0B.1.2C.1.5D.2.0答案：C14.關(guān)于厭氧膜生物反應(yīng)器（AnMBR）產(chǎn)甲烷潛力，下列正確的是A.35℃時理論甲烷產(chǎn)率0.30LCH?·g?1CODB.膜截留使SRT與HRT完全分離，產(chǎn)甲烷率提高20~30%C.膜污染導(dǎo)致TMP>0.6bar時，產(chǎn)甲烷菌活性下降>50%D.顆粒污泥粒徑>2mm易加劇膜污染答案：B15.某含氰廢水CN?=200mg·L?1，采用堿性氯化法，完全氧化為CO?+N?，理論需氯量（Cl?:CN?質(zhì)量比）A.2.7B.4.1C.6.8D.8.5答案：C16.在好氧顆粒污泥系統(tǒng)中，若顆粒平均直徑1.2mm，DO4mg·L?1，比耗氧速率SOUR=20mgO?·g?1VSS·h?1，則顆粒內(nèi)部DO穿透深度（μm，假設(shè)有效擴(kuò)散系數(shù)De=1.8×10??m2·s?1）A.180B.250C.320D.400答案：C17.某工業(yè)園區(qū)廢水采用零排放路線，蒸發(fā)結(jié)晶器進(jìn)料TDS80000mg·L?1，若選用立式強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶器，設(shè)計蒸汽壓縮機(jī)溫升宜取A.5℃B.8℃C.12℃D.20℃答案：C18.關(guān)于正滲透（FO）濃縮RO濃水，下列說法錯誤的是A.驅(qū)動液NaCl濃度6mol·L?1時，水通量可達(dá)15L·m?2·h?1B.反向溶質(zhì)通量RSF隨溫度升高呈指數(shù)增長C.膜取向ALDS模式比ALFS模式污染輕D.稀釋后的驅(qū)動液可用RO再濃縮，能耗低于多效蒸發(fā)答案：C19.某屠宰廢水采用兩相厭氧，產(chǎn)酸相pH5.5，產(chǎn)甲烷相pH7.2，若產(chǎn)酸相出水VFA4000mg·L?1（以HAc計），則產(chǎn)甲烷相需補(bǔ)充NaHCO?量（mg·L?1，維持堿度2000mgCaCO?·L?1）A.1200B.2400C.3600D.4800答案：B20.采用厭氧膜生物反應(yīng)器處理高濃度有機(jī)廢水，若膜氣體沖刷強(qiáng)度為0.3m3·m?2·h?1，膜絲外徑1.8mm，則膜面剪切率（s?1）A.55B.110C.220D.440答案：C二、多項選擇題（每題2分，共20分；每題至少有兩個正確答案，多選少選均不得分）21.下列措施可提高Anammox菌截留率的有A.投加粉末活性炭形成顆粒B.采用孔徑0.1μm陶瓷膜C.控制SRT>80dD.維持溫度18℃E.投加NOB抑制劑答案：A、B、C22.關(guān)于高級氧化工藝中羥基自由基測定方法，正確的有A.對氯苯甲酸法需校正其自身光解B.水楊酸捕集后用HPLC熒光檢測C.電子順磁共振（EPR）需加DMPO作spintrapD.碘化鉀法適用于臭氧體系?OH測定E.苯酚法反應(yīng)速率常數(shù)k=6.6×10?L·mol?1·s?1答案：A、B、C、E23.影響MBR膜污染的主要污泥混合液性質(zhì)包括A.溶解性微生物產(chǎn)物（SMP）B.胞外聚合物（EPS）中蛋白質(zhì)/多糖比C.污泥粒徑d??D.混合液粘度E.溫度系數(shù)θ答案：A、B、C、D24.采用電化學(xué)還原法去除硝酸鹽，下列可作為陰極催化層的材料有A.PdCu/石墨氈B.SnPd/TiC.CuZn/不銹鋼D.Ti/RuO?IrO?E.Ag/碳?xì)执鸢福篈、B、C、E25.關(guān)于厭氧氨氧化菌代謝特性，正確的有A.以CO?為唯一碳源自養(yǎng)生長B.細(xì)胞產(chǎn)率0.11gVSS·g?1NH??NC.對O?耐受極限0.5mg·L?1D.最適pH6.5~9.0E.比活性隨NO??升高呈Monod型飽和答案：A、B、C、E26.下列屬于控制RO膜生物污染的有效策略A.投加2,2dibromo3nitrilopropionamide（DBNPA）B.間歇式低劑量NaClO沖擊C.采用光滑聚酰胺復(fù)合膜（LFC）D.進(jìn)水電導(dǎo)率<1000μS·cm?1E.維持β多聚糖<150μg·L?1答案：A、B、C、E27.某廢水采用厭氧好氧高級耦合工藝，欲實現(xiàn)同步脫氮除硫，需控制的關(guān)鍵參數(shù)有A.厭氧段COD/SO?2?≥3B.好氧段DO0.8~1.2mg·L?1C.硫化物負(fù)荷<100mgS·L?1·d?1D.好氧段pH7.8~8.2E.投加Fe2?形成FeS沉淀答案：A、B、C、D28.關(guān)于正滲透反滲透（FORO）混合系統(tǒng)，正確的有A.FO段可減輕RO膜結(jié)垢B.驅(qū)動液TDS越高，比能耗越低C.FO膜污染可逆性優(yōu)于ROD.系統(tǒng)回收率可達(dá)85%E.需額外能量回收裝置答案：A、C、D、E29.采用電滲析（ED）回收酸洗廢液中的H?SO?，下列操作條件合理的有A.電流密度低于極限值80%B.膜對選擇透過性>90%C.進(jìn)液Fe2?<200mg·L?1D.溫度45℃E.采用單價選擇性陰膜答案：A、B、C、D30.關(guān)于好氧顆粒污泥快速培養(yǎng)策略，正確的有A.選擇壓采用短沉淀時間（5min）B.進(jìn)水負(fù)荷梯度提高，N/COD=0.1C.維持剪切速率>2cm·s?1D.投加Ca2?100mg·L?1E.Feastfamine周期比1:4答案：A、C、D、E三、判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯誤打“×”）31.在AnMBR中，膜污染層阻力Rm與凝膠層阻力Rg呈線性疊加關(guān)系。答案：√32.對于高濃度有機(jī)廢水，兩相厭氧的產(chǎn)酸相SRT越短越好，以提高酸化率。答案：×33.采用UV/Chlorine工藝時，活性氯物種（RCS）對卡馬西平的降解速率常數(shù)高于?OH。答案：√34.在RO濃水中投加抗垢劑PBTCA，其抑制CaSO?結(jié)垢的閾值劑量為2mg·L?1。答案：√35.厭氧氨氧化菌在鹽度>10gNaCl·L?1時活性完全喪失。答案：×36.電化學(xué)氧化中，摻硼金剛石（BDD）陽極的析氧電位高于傳統(tǒng)Ti/RuO?陽極。答案：√37.正滲透膜的水通量隨驅(qū)動液粘度升高而線性增加。答案：×38.采用Fe2?/PMS體系時，SO???在堿性條件下壽命高于酸性條件。答案：√39.在MBR中，污泥齡SRT延長會降低SMP中多糖比例。答案：×40.蒸發(fā)結(jié)晶器采用機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）技術(shù)時，其比蒸汽耗量<0.05kWh·kg?1蒸餾水。答案：√四、填空題（每空2分，共20分）41.某廢水COD3200mg·L?1，BOD?800mg·L?1，經(jīng)水解酸化后B/C升至0.45，則水解酸化池出水BOD?為________mg·L?1。答案：144042.在Anammox反應(yīng)器中，若進(jìn)水NO??N140mg·L?1，NH??N120mg·L?1，按化學(xué)計量比1:1.32:0.066，反應(yīng)后剩余NH??N為________mg·L?1。答案：1543.采用臭氧氧化，若?OH穩(wěn)態(tài)濃度為10?12mol·L?1，對苯酚二級速率常數(shù)k=6.6×10?L·mol?1·s?1，則苯酚表觀一級降解速率常數(shù)為________s?1。答案：6.6×10?344.某RO系統(tǒng)回收率75%，進(jìn)水Ca2?400mg·L?1，濃水側(cè)Ca2?濃度為________mg·L?1。答案：160045.電Fenton法，陰極兩電子氧還原生成H?O?的電流效率80%，電流密度20mA·cm?2，運行1h，陰極面積100cm2，則生成H?O?質(zhì)量為________mg。答案：29746.采用厭氧氨氧化工藝，若N負(fù)荷率2.5kgN·m?3·d?1，比活性0.8gN·g?1VSS·d?1，則所需污泥濃度為________gVSS·L?1。答案：3.12547.某MBR膜通量15L·m?2·h?1，運行通量與臨界通量比值J/Jc=0.6，則臨界通量為________L·m?2·h?1。答案：2548.采用Fe3?/過硫酸鹽體系，若[Fe3?]=0.5mmol·L?1，[PMS]=1mmol·L?1，F(xiàn)e3?還原為Fe2?的一級速率常數(shù)0.05s?1，則Fe2?穩(wěn)態(tài)濃度為________μmol·L?1。答案：1049.某蒸發(fā)結(jié)晶器蒸汽壓縮機(jī)絕熱效率80%，溫升10℃，則其比電耗________kWh·t?1水。（已知空氣絕熱指數(shù)1.4，蒸汽比熱2.1kJ·kg?1·K?1）答案：7.350.在電滲析系統(tǒng)中，若膜對電壓0.8V，電流密度100A·m?2，則能耗________kWh·kg?1NaCl。（法拉第常數(shù)96485C·mol?1）答案：0.34五、簡答題（每題10分，共30分）51.簡述AnMBR處理高濃度有機(jī)廢水時，膜污染與產(chǎn)甲烷效率之間的耦合關(guān)系，并提出三條同步優(yōu)化策略。答案：（1）耦合關(guān)系：膜污染層形成初期，凝膠層對溶解性有機(jī)物（SMP）的截留可提高底物利用率，產(chǎn)甲烷率略有上升；當(dāng)污染層增厚，TMP升高，導(dǎo)致膜通量下降，系統(tǒng)HRT被動延長，產(chǎn)酸階段過度酸化，pH降至6.5以下，抑制產(chǎn)甲烷菌活性，甲烷產(chǎn)率下降10~20%。同時，污染層內(nèi)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的小分子酸（如丙酸）積累，進(jìn)一步加劇膜孔堵塞。（2）優(yōu)化策略：①采用動態(tài)膜生物膜耦合，在支撐膜表面預(yù)涂PAC層，形成可逆污染層，降低Rm30%；②間歇式氣體沖刷（曝氣10min/停2min），剪切率>200s?1，使SMP中多糖含量<30mg·g?1VSS；③側(cè)流投加微量金屬（Ni2?0.05mg·L?1、Co2?0.02mg·L?1），提高產(chǎn)甲烷菌對低pH的耐受，維持比產(chǎn)甲烷活性>0.25gCH?COD·g?1VSS·d?1。52.某園區(qū)廢水經(jīng)RO濃縮后TDS60000mg·L?1，COD1200mg·L?1，氨氮80mg·L?1，擬采用電化學(xué)氧化電滲析耦合工藝實現(xiàn)零排放，請給出工藝流程并說明各單元功能。答案：工藝流程：RO濃水→調(diào)節(jié)pH7.5→電化學(xué)氧化（BDD陽極，電流密度40mA·cm?2，HRT2h）→脫氣塔→電滲析（單價選擇性膜，電流密度150A·m?2）→結(jié)晶器→淡水回用。功能：①電化學(xué)氧化：BDD陽極產(chǎn)生?OH、SO???，將難降解COD降至<120mg·L?1，同時將氨氮部分氧化為NO??；②脫氣塔：去除CO?、Cl?，防止后續(xù)膜氧化；③電滲析：單價選擇性膜實現(xiàn)Na?、Cl?與二價離子分離，產(chǎn)水TDS5000mg·L?1，可回至前端RO；濃水TDS180000mg·L?1，進(jìn)入結(jié)晶器回收NaCl；④結(jié)晶器：MVR蒸發(fā)，回收鹽純度>98.5%，冷凝水TDS<50mg·L?1，系統(tǒng)總回收率>95%。53.簡述短程硝化厭氧氨氧化（PN/A）工藝在主流城市污水低溫（15℃）條件下的啟動要點，并給出關(guān)鍵控制參數(shù)。答案：啟動要點：①接種污泥采用側(cè)流Anammox顆粒污泥（比活性>0.4gN·g?1VSS·d?1，35℃），接種量2gVSS·L?1；②控制DO0.15~0.25mg·L?1，通過間歇曝氣（開15min/關(guān)45min）抑制NOB；③投用游離氨（FA）抑制劑，維持FA0.5~1.0mgNH?N·L?1，選擇性洗脫NOB；④溫度梯度馴化：每周降溫1℃，從25℃降至15℃，同時提高NH??N負(fù)荷率由0.05升至0.15kgN·m?3·d?1；⑤補(bǔ)充微量Anammox生長因子：Fe2?0.05mg·L?1、Ca2?20mg·L?1，維持pH7.2~7.5；⑥采用海綿填料（填充率30%）形成生物膜，提高Anammox菌保留。關(guān)鍵參數(shù)：SRT>50d，HRT8h，NO??N/NH??N=1.1~1.3，出水NO??N/NH??N<0.1，穩(wěn)定運行后TN去除率>80%。六、計算題（共30分）54.（10分）某印染廢水COD4500mg·L?1，色度1800倍（稀釋倍數(shù)），采用臭氧曝氣生物濾池（O?BAF）工藝。實驗得臭氧投加量與COD、色度去除關(guān)系如下：O?投加量（mg·L?1）050100150200COD剩余（mg·L?1）45003600270022502025色度剩余（倍）1800900450225180若要求出水COD≤200mg·L?1、色度≤50倍，且O?BAF總運行成本最低，請計算最佳臭氧投加量，并求BAF所需COD容積負(fù)荷率（已知BAFCOD去除率線性，k=0.12m·d?1，填料高度3m）。答案：（1）由表插值，COD≤200mg·L?1需O?≥225mg·L?1，色度≤50倍需O?≥125mg·L?1，取O?=225mg·L?1，此時COD剩余=191mg·L?1，色度=162倍，滿足COD，色度超標(biāo)；再提高O?至275mg·L?1（外推），色度≈45倍，COD≈175mg·L?1，均達(dá)標(biāo)。（2）考慮成本，O?單價0.8元·kg?1，BAF運行費0.3元·kg?1COD去除。設(shè)流量1m3·h?1，O?=275mg·L?1，則O?成本=0.22元·m?3；BAF進(jìn)水COD=175mg·L?1，去除至175200×0.85=30mg·L?1，去除量145g·m?3，BAF成本=0.3×0.145=0.044元·m?3，總成本0.264元·m?3。若O?=300mg·L?1，COD=160mg·L?1，BAF去除130g·m?3，總成本0.24+0.039=0.279元·m?3，更高。故最佳O?=275mg·L?1。（3）BAFCOD負(fù)荷率：N_v=k·ΔC/H=0.12×(17530)/3=5.8kgCOD·m?3·d?1。55.（10分）某高鹽化工廢水Cl?=18000mg·L?1，SO?2?=4000mg·L?1，采用電滲析（ED）選擇性電滲析（SED）兩段工藝，要求產(chǎn)水Cl?≤500mg·L?1，SO?2?≤200mg·L?1，回收率70%。已知ED膜對選擇透過性P_Cl=0.95，P_SO?=0.30，SED采用單價選擇性陰膜，P_Cl=0.98，P_SO?=0.05。若SED段電流效率90%，計算SED所需電流密度（A·m?2）及能耗（kWh·m?3），流量100m3·h?1。答案：（1）物料衡算：進(jìn)水Cl?18000mg·L?1，SO?2?4000mg·L?1，回收率70%，則濃水30m3·h?1，產(chǎn)水70m3·h?1。產(chǎn)水Cl?≤500mg·L?1，需去除Cl?=18000×0.7500×0.7=12250g·h?1=341.7mol·h?1；SO?2?需去除4000×0.7200×0.7=2660g·h?1=27.7mol·h?1。（2）SED段單價選擇性膜，Cl?遷移數(shù)t_Cl=0.98，SO?2?t_SO?=0.05，總電流I=nF/η，n為總當(dāng)量，Cl?341.7mol·h?1×1=341.7eq·h?1，SO?2?2