工業(yè)廢水處理工程案例分析試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某印染園區(qū)采用“水解酸化+好氧+臭氧催化氧化”工藝，出水COD長(zhǎng)期穩(wěn)定在40mg/L左右。2023年冬季，進(jìn)水BOD/COD由0.42驟降至0.18，出水COD升高至110mg/L。下列哪項(xiàng)措施可在不停產(chǎn)條件下最快恢復(fù)達(dá)標(biāo)？A.將好氧池MLSS從3.5g/L提至5.5g/LB.向水解酸化池投加200mg/L的葡萄糖C.把臭氧投加量從80mg/L提至150mg/L并降低pH至6.5D.在好氧池投加高效COD菌劑并投加微量Fe2+催化答案：D解析：BOD/COD驟降表明可生化性急劇惡化，葡萄糖只能短期提高BOD，無(wú)法解決根本；提高M(jìn)LSS對(duì)難降解COD去除有限；臭氧在低溫下效率下降且高投加量成本陡增；投加菌劑+Fe2+可快速激活難降解有機(jī)物開環(huán)反應(yīng)，72h內(nèi)COD可降至45mg/L以下。2.某電鍍廠含鎳廢水采用“pH調(diào)節(jié)+DF膜+離子交換”工藝，DF膜通量由110L·m?2·h?1降至60L·m?2·h?1，跨膜壓差由0.6bar升至2.8bar。在線維護(hù)清洗（CIP）后通量?jī)H恢復(fù)至85L·m?2·h?1。下列哪項(xiàng)判斷最合理？A.無(wú)機(jī)鎳氫氧化物污染B.有機(jī)絡(luò)合劑污染C.微生物污染D.膜氧化老化答案：B解析：電鍍漂洗水中檸檬酸鹽、NTA等絡(luò)合劑與Ni形成穩(wěn)定絡(luò)合物，常規(guī)堿洗難去除，導(dǎo)致不可逆污染；SEMEDS顯示膜面C、O、Ni共存，XPS出現(xiàn)400eV處N1s峰，證實(shí)有機(jī)絡(luò)合劑沉積。3.某制藥園區(qū)高含鹽廢水（TDS28g/L，COD3200mg/L）擬采用“厭氧顆粒污泥+兩級(jí)AO+電催化”工藝。設(shè)計(jì)厭氧進(jìn)水SO?2?3000mg/L，若采用UASB，下列哪項(xiàng)控制策略可防止硫酸鹽還原菌（SRB）對(duì)產(chǎn)甲烷菌（MPB）的抑制？A.將厭氧進(jìn)水COD/SO?2?比值控制在2.5以上并維持pH7.2B.投加20mg/L的鉬酸根選擇性抑制SRBC.將上升流速?gòu)?.6m/h提至1.2m/hD.回流好氧池硝化液至厭氧段答案：A解析：COD/SO?2?>2.5時(shí)MPB可優(yōu)先利用底物，pH7.2時(shí)H?S以HS?為主，毒性降低；鉬酸根對(duì)MPB同樣有毒；提高流速造成顆粒污泥解體；硝化液含DO和NO??會(huì)抑制厭氧反應(yīng)。4.某煉油廠含油廢水氣浮池出水油含量由30mg/L升至120mg/L，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)溶氣罐壓力正常但釋放器出口呈“線狀”而非“霧狀”。下列哪項(xiàng)檢查優(yōu)先級(jí)最高？A.檢查溶氣泵葉輪磨損B.檢查釋放器是否堵塞C.檢查PAC投加量是否不足D.檢查原水溫度是否升高答案：B解析：釋放器孔徑堵塞導(dǎo)致氣泡合并變大，氣浮效率驟降；溶氣泵磨損壓力會(huì)下降；PAC不足不會(huì)導(dǎo)致“線狀”氣泡；溫度升高降低氣泡穩(wěn)定性，但非首要。5.某PCB企業(yè)絡(luò)合銅廢水采用“硫化+重金屬捕集劑+膜濃縮”工藝，出水Cu0.25mg/L，但鎳偶爾超標(biāo)至0.3mg/L。下列哪項(xiàng)改造對(duì)鎳去除最有效？A.提高硫化鈉投加量至Cu理論量的3倍B.將pH從8.5調(diào)至10.5C.在捕集劑后增設(shè)螯合樹脂塔D.在膜濃縮前加酸破絡(luò)答案：C解析：硫化對(duì)Ni去除有限；pH10.5時(shí)Ni(OH)?溶度積仍較高；螯合樹脂對(duì)Ni2?選擇性高于Cu2?，可將Ni降至0.05mg/L以下；酸破絡(luò)釋放Ni后膜濃縮無(wú)法截留。6.某園區(qū)采用“芬頓+BAF”深度處理，出水COD45mg/L，色度30倍?，F(xiàn)要求色度<10倍，下列哪項(xiàng)最經(jīng)濟(jì)？A.將芬頓Fe2?投加量提高50%B.將BAF水力負(fù)荷從1.2m3·m?2·h?1降至0.6C.在BAF后加5mg/L次氯酸鈉D.在芬頓后加2mg/LPAM強(qiáng)化沉淀答案：C解析：色度由難降解發(fā)色基團(tuán)引起，次氯酸鈉氧化共軛雙鍵最快速，噸水成本僅0.08元；提高Fe2?增加色度（Fe3?黃色）；降低BAF負(fù)荷對(duì)色度去除有限；PAM無(wú)氧化能力。7.某煤化工廢水“臭氧催化+生物濾池”工藝，臭氧接觸池尾氣臭氧濃度為120mg/m3，下列哪項(xiàng)尾氣處置方式可同時(shí)實(shí)現(xiàn)臭氧分解與能量回收？A.加熱至300℃熱分解B.通過(guò)錳基催化劑后進(jìn)入生物濾池反沖洗儲(chǔ)氣罐C.通入活性炭纖維吸附并原位再生D.通入低溫等離子體反應(yīng)器答案：B解析：錳基催化劑在80℃即可完全分解臭氧，產(chǎn)生O?可儲(chǔ)存用于反沖洗，實(shí)現(xiàn)能量回用；加熱能耗高；活性炭再生需熱氮?dú)?；等離子體產(chǎn)生NOx。8.某電子廠含氟廢水采用“鈣鹽沉淀+絮凝+膜分離”工藝，出水F?6mg/L，要求<1.5mg/L。下列哪項(xiàng)藥劑組合最經(jīng)濟(jì)？A.投加過(guò)量Ca(OH)?并加Na?CO?除鈣B.投加CaCl?并加PACC.投加Ca(OH)?后再加Al?(SO?)?D.投加Ca(OH)?后加Na?PO?答案：C解析：Al3?與F?形成AlF?3?絡(luò)合物，經(jīng)PAC絮凝共沉淀，可將F?降至1mg/L，藥劑成本最低；Na?CO?除鈣產(chǎn)生大量污泥；Na?PO?引入PO?3?超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。9.某園區(qū)污水廠采用“MBR+納濾”工藝，納濾濃水COD1200mg/L，TDS15g/L，擬采用“電滲析+結(jié)晶”分鹽。下列哪項(xiàng)預(yù)處理對(duì)電滲析膜污染控制最關(guān)鍵？A.投加阻垢劑B.投加NaClO殺菌C.降低濃水硬度至<50mg/L（以CaCO?計(jì)）D.調(diào)節(jié)pH至6.0答案：C解析：電滲析最怕CaSO?、CaCO?結(jié)垢，硬度<50mg/L可確保電流效率>85%；阻垢劑對(duì)硅污染無(wú)效；NaClO氧化膜；pH6.0加速膜水解。10.某造紙廢水“IC反應(yīng)器+好氧”工藝，IC出水VFA400mg/L（以乙酸計(jì)），堿度2000mg/L（以CaCO?計(jì)）。若好氧池進(jìn)水pH6.8，下列哪項(xiàng)措施可防止好氧池pH驟降？A.投加NaHCO?B.投加NaOHC.回流二沉池污泥至IC出水井D.提高IC出水DO答案：A解析：VFA在好氧池被氧化消耗堿度，NaHCO?可溫和補(bǔ)充堿度，維持pH7.2；NaOH沖擊大；回流污泥無(wú)堿度；提高DO無(wú)助于緩沖。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）11.某染料廢水采用“鐵碳微電解+臭氧+MBR”工藝，發(fā)現(xiàn)鐵碳池pH持續(xù)升高至5.5，下列哪些因素可能導(dǎo)致該現(xiàn)象？A.鐵碳填料表面鈍化成Fe?O?B.染料分子中含大量磺酸基消耗H?C.曝氣量過(guò)大導(dǎo)致CO?吹脫D.鐵碳池水力停留時(shí)間縮短至30min答案：B、C解析：磺酸基還原消耗H?；CO?吹脫導(dǎo)致pH上升；Fe?O?鈍化會(huì)抑制反應(yīng)但pH下降；HRT縮短降低酸產(chǎn)生量但pH不會(huì)反升。12.某屠宰廢水“氣浮+UASB+AO”工藝，UASB顆粒污泥沉降速度由60m/h降至20m/h，SVI由18mL/g升至45mL/g，下列哪些檢測(cè)可判斷污泥解體原因？A.顯微鏡觀察顆粒污泥中絲狀菌豐度B.檢測(cè)進(jìn)水SO?2?濃度C.檢測(cè)進(jìn)水總磷D.檢測(cè)UASB出水VFA/ALK比值答案：A、B、D解析：絲狀菌膨脹導(dǎo)致沉降性能下降；SO?2?高時(shí)SRB產(chǎn)H?S使顆粒解體；VFA/ALK>0.4表明酸化失衡；總磷與顆粒結(jié)構(gòu)無(wú)直接關(guān)系。13.某光伏含硅廢水采用“混凝+溶氣氣浮+陶瓷膜”工藝，陶瓷膜通量下降，SEM顯示膜面呈“蜂窩狀”污染層，EDS含Si、O、C，下列哪些清洗方案有效？A.0.5%NaOH+2000mg/LNaClO40℃浸泡2hB.1%HCl+0.5%HF30℃浸泡1hC.0.5%檸檬酸+0.2%EDTA35℃浸泡2hD.2%NaOH+1%SDS50℃浸泡1h答案：A、B解析：蜂窩狀為硅垢和有機(jī)硅聚合物，需堿+氧化或酸+氟化物溶解；檸檬酸對(duì)Si無(wú)效；SDS僅去油脂。14.某制藥廢水“水解+好氧+臭氧+BAC”工藝，出水COD30mg/L，但Ames試驗(yàn)呈陽(yáng)性，下列哪些單元對(duì)致突變物去除有效？A.提高臭氧投加量至1.5g/gCODB.將BAC空床接觸時(shí)間從30min提至60minC.在BAC后加ClO?消毒D.在臭氧后加H?O?形成高級(jí)氧化答案：A、B、D解析：致突變物多為含氮雜環(huán)，臭氧+BAC可開環(huán)礦化；ClO?可能產(chǎn)生亞氯酸鹽毒性；H?O?協(xié)同臭氧提高·OH產(chǎn)率。15.某電鍍園區(qū)采用“反滲透+蒸發(fā)結(jié)晶”零排放，RO濃水含Ni2?20mg/L，COD800mg/L，NH?N150mg/L，下列哪些預(yù)處理可降低蒸發(fā)器結(jié)垢與腐蝕風(fēng)險(xiǎn)？A.投加Na?S沉淀NiB.投加Ca(ClO)?氧化CODC.投加MgO去除NH?ND.投加Na?CO?軟化硬度答案：A、B、D解析：Na?S可將Ni降至0.1mg/L，防止蒸發(fā)器Ni結(jié)垢；Ca(ClO)?氧化COD降低沸點(diǎn)升高；Na?CO?軟化硬度；MgO對(duì)NH?N無(wú)效，需吹脫或樹脂。三、判斷題（每題1分，共10分）16.某印染廢水采用“厭氧+好氧+芬頓”工藝，若將芬頓置于厭氧前，可提高B/C比并減少Fe2?投加量。答案：錯(cuò)誤解析：芬頓前置會(huì)氧化部分可生化COD，導(dǎo)致厭氧產(chǎn)甲烷量下降，且需額外中和，F(xiàn)e2?用量反而增加。17.某含氰電鍍廢水采用“堿性氯化+活性炭”工藝，當(dāng)CN?<0.2mg/L時(shí)，活性炭主要起吸附作用而非催化氧化作用。答案：錯(cuò)誤解析：活性炭在堿性氯化后表面含ClO?，可催化CN?進(jìn)一步氧化為NO??，吸附貢獻(xiàn)<10%。18.某高鹽有機(jī)廢水采用“電滲析+生化”工藝，電滲析淡水TDS<1g/L時(shí)，可直接進(jìn)入活性污泥系統(tǒng)而不需馴化。答案：錯(cuò)誤解析：淡水仍含難降解有機(jī)物，需逐步馴化，否則鹽度驟降導(dǎo)致菌膠團(tuán)解體。19.某造紙廢水“IC+好氧”工藝，IC出水硫化物50mg/L，進(jìn)入好氧池前用曝氣吹脫可完全避免絲狀硫細(xì)菌膨脹。答案：錯(cuò)誤解析：曝氣吹脫僅去除游離H?S，硫化物氧化菌仍可利用殘余S?O?2?、SO?2?，若DO不足仍可引發(fā)021N型硫絲菌膨脹。20.某園區(qū)采用“MBR+臭氧+BAC”工藝，當(dāng)臭氧尾氣O?<50mg/m3時(shí)，可直接用管道接入MBR曝氣主管，實(shí)現(xiàn)臭氧分解與節(jié)能。答案：正確解析：MBR曝氣量遠(yuǎn)大于臭氧尾氣量，可快速稀釋分解，且O?<50mg/m3對(duì)PVDF膜無(wú)氧化損傷。四、計(jì)算題（共25分）21.某制藥廢水流量2000m3/d，COD4500mg/L，采用“IC+AO”工藝，IC容積負(fù)荷15kgCOD/(m3·d)，COD去除率80%，IC出水COD按可生化部分（B/C=0.4）進(jìn)入AO，AO污泥負(fù)荷0.18kgBOD/(kgMLSS·d)，MLSS4g/L，求IC有效容積及AO池容。（10分）解：IC進(jìn)水COD=4500mg/LIC去除COD=4500×0.8=3600mg/LIC出水COD=900mg/LIC容積負(fù)荷=15kg/(m3·d)IC有效容積V_IC=(2000×4.5×0.8)/15=480m3IC出水可生化COD=900×0.4=360mg/L→BOD≈360×0.5=180mg/LAO進(jìn)水BOD=180mg/LAO污泥負(fù)荷=0.18kg/(kg·d)MLSS=4g/LAO池容V_AO=(2000×0.18)/(0.18×4)=500m3答案：IC有效容積480m3，AO池容500m3。22.某電鍍廢水含Cr??30mg/L，流量100m3/d，采用“還原+沉淀”工藝，用FeSO?·7H?O作還原劑，反應(yīng)式：Cr?O?2?+6Fe2?+14H?→2Cr3?+6Fe3?+7H?O求理論FeSO?·7H?O投加量（kg/d），并計(jì)算產(chǎn)生含Cr(OH)?和Fe(OH)?的干污泥量（kg/d）。（15分）解：Cr??物質(zhì)的量=30×100/52=57.69mol/dCr?O?2?物質(zhì)的量=57.69/2=28.85mol/d需Fe2?=6×28.85=173.08mol/dFeSO?·7H?O質(zhì)量=173.08×278=48.1kg/d沉淀階段：Cr3?=57.69mol/d→Cr(OH)?=57.69×107=6.17kg/dFe3?=173.08mol/d→Fe(OH)?=173.08×107=18.52kg/d總干污泥=6.17+18.52=24.69kg/d答案：FeSO?·7H?O48.1kg/d，干污泥24.7kg/d。五、綜合案例分析題（共30分）23.案例背景某大型化工園區(qū)綜合廢水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模30000m3/d，進(jìn)水水質(zhì)：COD1800mg/L，BOD350mg/L，NH?N120mg/L，TN180mg/L，TP4mg/L，TDS6000mg/L，含少量難降解雜環(huán)有機(jī)物（苯并三唑、吡啶等）。原工藝為“水解酸化+AO+二沉+臭氧催化+BAC”，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB189182002一級(jí)A。2024年3月起，出水COD由48mg/L升至90mg/L，NH?N由3mg/L升至15mg/L，TN由12mg/L升至25mg/L，現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)：1)臭氧催化塔催化劑表面出現(xiàn)白色結(jié)垢，XRD分析為CaCO?與SiO?；2)BAF池生物膜變薄，反沖洗后出水COD短時(shí)下降但24h后反彈；3)二沉池表面有黑色浮泥，測(cè)得SO?2?2800mg/L，S2?8mg/L；4)進(jìn)水苯并三唑濃度由0.2mg/L升至1.5mg/L。請(qǐng)回答：（1）分析導(dǎo)致出水COD、氮升高的主要原因；（8分）（2）提出一套不停產(chǎn)改造與運(yùn)行優(yōu)化方案，要求給出關(guān)鍵參數(shù)與預(yù)期效果；（12分）（3）估算改造后臭氧催化塔年節(jié)省電耗（kWh/a），給出計(jì)算依據(jù)。（10分）答案：（1）原因分析：①臭氧催化塔CaCO?/SiO?結(jié)垢覆蓋催化劑活性位點(diǎn)，·OH產(chǎn)率下降，苯并三唑等難降解有機(jī)物去除率由70%降至30%，導(dǎo)致BAC進(jìn)水負(fù)荷升高，生物膜變薄，COD反彈。②進(jìn)水SO?2?高，二沉池局部厭氧，SRB還原產(chǎn)生S2?，S2?與Fe2?形成FeS黑色浮泥，同時(shí)消耗COD，導(dǎo)致AO段碳源不足，反硝化受阻，TN升高。③苯并三唑?qū)ο趸幸种谱饔茫琋H?N升高進(jìn)一步影響反硝化，TN超標(biāo)。④BAF反沖洗周期過(guò)短，生物膜未成熟，難降解COD穿透。（2）改造與優(yōu)化方案：①臭氧催化塔增設(shè)pH軟化預(yù)處理：投加Na?CO?+NaOH，將進(jìn)水硬度降至8