2025年水處理技術(shù)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.以下哪種膜分離技術(shù)主要通過(guò)篩分作用去除水中的膠體和大分子有機(jī)物？A.反滲透（RO）B.納濾（NF）C.超濾（UF）D.微濾（MF）2.臭氧氧化處理廢水時(shí)，若水中存在大量碳酸氫鹽，其主要影響是：A.促進(jìn)臭氧分解產(chǎn)生羥基自由基（·OH）B.抑制羥基自由基的提供C.提高臭氧的直接氧化效率D.降低臭氧在水中的溶解度3.在生物脫氮過(guò)程中，硝化反應(yīng)的主要限制因素是：A.溶解氧（DO）濃度B.碳源濃度C.pH值D.溫度4.某工業(yè)廢水COD為2000mg/L，BOD5為800mg/L，其可生化性（B/C比）為：A.0.2B.0.4C.0.6D.0.85.關(guān)于MBR（膜生物反應(yīng)器）工藝，以下描述錯(cuò)誤的是：A.膜組件可替代二沉池實(shí)現(xiàn)泥水分離B.污泥齡（SRT）與水力停留時(shí)間（HRT）可獨(dú)立控制C.膜污染主要由溶解性微生物產(chǎn)物（SMP）和膠體物質(zhì)引起D.曝氣強(qiáng)度需低于傳統(tǒng)活性污泥法以保護(hù)膜組件6.電芬頓（Electro-Fenton）技術(shù)中，H2O2的主要提供途徑是：A.陽(yáng)極氧化水提供B.陰極氧氣還原反應(yīng)C.外加H2O2投加D.鐵離子催化水分解7.以下哪種吸附材料對(duì)重金屬離子（如Pb2+）的選擇性吸附能力最強(qiáng)？A.活性炭B.沸石C.殼聚糖改性吸附劑D.硅藻土8.用于處理高鹽廢水的膜蒸餾（MD）技術(shù)，其分離驅(qū)動(dòng)力是：A.壓力差B.濃度差C.溫度差D.電勢(shì)差9.某城市污水處理廠采用A2/O工藝，若出水總氮（TN）超標(biāo)，最可能的原因是：A.厭氧段DO過(guò)高B.缺氧段碳源不足C.好氧段污泥濃度（MLSS）過(guò)低D.二沉池表面負(fù)荷過(guò)低10.關(guān)于高級(jí)氧化技術(shù)（AOPs）的特點(diǎn)，以下描述正確的是：A.僅適用于可生化性好的廢水B.主要通過(guò)自由基反應(yīng)降解難降解有機(jī)物C.處理成本普遍低于生物處理D.對(duì)重金屬離子無(wú)去除效果11.污泥厭氧消化過(guò)程中，產(chǎn)甲烷階段的主要產(chǎn)物是：A.CH4和CO2B.揮發(fā)性脂肪酸（VFA）C.氫氣和二氧化碳D.氨氮和硫化氫12.反滲透（RO）膜的脫鹽率計(jì)算公式為：（進(jìn)水鹽濃度-產(chǎn)水鹽濃度）/進(jìn)水鹽濃度×100%。若進(jìn)水TDS為3000mg/L，產(chǎn)水TDS為50mg/L，脫鹽率為：A.98.3%B.98.5%C.98.7%D.98.9%13.以下哪種預(yù)處理技術(shù)可有效控制膜污染？A.投加聚合氯化鋁（PAC）混凝B.降低進(jìn)水pH至酸性C.減少膜組件的曝氣強(qiáng)度D.提高膜通量運(yùn)行參數(shù)14.微生物燃料電池（MFC）處理廢水時(shí)，其核心功能是：A.同步實(shí)現(xiàn)有機(jī)物降解和電能回收B.提高硝化反應(yīng)速率C.強(qiáng)化磷的化學(xué)沉淀D.降低污泥產(chǎn)率15.用于檢測(cè)水中余氯的常用方法是：A.重鉻酸鉀法B.N,N-二乙基對(duì)苯二胺（DPD）分光光度法C.鉬酸銨分光光度法D.納氏試劑分光光度法二、填空題（每空1分，共20分）1.活性污泥法中，污泥沉降比（SV30）是指混合液在量筒中靜置30分鐘后，沉淀污泥體積與______的比值。2.超濾膜的截留分子量通常為_(kāi)_____Da（道爾頓）。3.臭氧-生物活性炭（O3-BAC）工藝中，臭氧的主要作用是______和提高有機(jī)物的可生化性。4.反滲透膜的操作壓力一般為_(kāi)_____MPa。5.生物除磷過(guò)程中，聚磷菌（PAOs）在厭氧段釋放磷，在好氧段______磷。6.電滲析（ED）技術(shù)利用______的選擇透過(guò)性實(shí)現(xiàn)離子分離。7.混凝過(guò)程中，膠體脫穩(wěn)的主要機(jī)制包括壓縮雙電層、吸附電中和、______和網(wǎng)捕卷掃。8.污泥脫水常用的調(diào)理方法有化學(xué)調(diào)理（如投加PAM）和______調(diào)理（如加熱、冷凍）。9.光催化氧化中，常用的催化劑是______（寫(xiě)出化學(xué)式）。10.循環(huán)式活性污泥法（CASS）屬于______（連續(xù)流/間歇流）生物處理工藝。11.高濃度有機(jī)廢水厭氧處理時(shí)，若VFA（揮發(fā)性脂肪酸）濃度超過(guò)______mg/L（以乙酸計(jì)），可能導(dǎo)致反應(yīng)器酸化。12.膜污染可分為可逆污染和______污染，前者可通過(guò)反沖洗恢復(fù)膜通量。13.離子交換樹(shù)脂的再生劑，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂常用______溶液，陰離子交換樹(shù)脂常用NaOH溶液。14.地下水鐵錳超標(biāo)時(shí)，常用的處理方法是______氧化法，通過(guò)曝氣充氧將Fe2+、Mn2+氧化為沉淀。15.污泥齡（SRT）是指活性污泥在反應(yīng)器中的平均停留時(shí)間，計(jì)算公式為_(kāi)_____/每日排出的剩余污泥量（以MLSS計(jì)）。16.電解法處理含鉻廢水時(shí)，Cr(Ⅵ)在______（陽(yáng)極/陰極）被還原為Cr(Ⅲ)。17.人工濕地根據(jù)水流方式可分為表面流濕地、水平潛流濕地和______潛流濕地。18.用于評(píng)價(jià)膜性能的關(guān)鍵參數(shù)包括膜通量、截留率和______。19.次氯酸鈉（NaClO）消毒的有效成分是______（寫(xiě)出離子或分子）。20.新型水處理材料MXene（二維過(guò)渡金屬碳化物）因其______特性，在吸附和催化領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述A2/O工藝的脫氮除磷原理，并說(shuō)明各反應(yīng)段（厭氧、缺氧、好氧）的主要功能。2.膜生物反應(yīng)器（MBR）與傳統(tǒng)活性污泥法相比，有哪些優(yōu)勢(shì)？列舉3點(diǎn)并簡(jiǎn)要解釋。3.簡(jiǎn)述芬頓（Fenton）試劑的反應(yīng)機(jī)理，說(shuō)明pH值對(duì)其處理效果的影響及原因。4.高鹽廢水對(duì)生物處理系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在哪些方面？可采取哪些應(yīng)對(duì)措施？5.簡(jiǎn)述臭氧氧化與紫外（UV）氧化聯(lián)合技術(shù)（O3/UV）的協(xié)同機(jī)制，舉例說(shuō)明其適用的廢水類(lèi)型。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某印染廢水處理廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模為2000m3/d，進(jìn)水COD為1500mg/L，出水COD要求≤100mg/L。若采用厭氧-好氧聯(lián)合工藝，厭氧段COD去除率為60%，計(jì)算：（1）厭氧段出水COD濃度；（2）好氧段需去除的COD總量（以kg/d計(jì)）。2.某反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)水量為50m3/h，膜組件的有效面積為40m2/支，共50支膜。運(yùn)行時(shí)膜通量為15L/(m2·h)，計(jì)算：（1）系統(tǒng)實(shí)際產(chǎn)水量（m3/h）；（2）若需將產(chǎn)水量提升至60m3/h，需增加多少支膜組件（假設(shè)膜通量不變）。五、論述題（每題15分，共30分）1.隨著“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，水處理領(lǐng)域?qū)Φ吞技夹g(shù)的需求日益增長(zhǎng)。請(qǐng)結(jié)合生物處理、膜技術(shù)、污泥處理等方向，論述3種低碳水處理技術(shù)的原理及應(yīng)用前景。2.新興污染物（如微塑料、抗生素、內(nèi)分泌干擾物）對(duì)水環(huán)境的威脅逐漸凸顯。請(qǐng)分析傳統(tǒng)水處理工藝（如混凝、沉淀、生物處理、消毒）對(duì)新興污染物的去除局限性，并提出2種針對(duì)性強(qiáng)化技術(shù)及其作用機(jī)制。答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.B3.A4.B5.D6.B7.C8.C9.B10.B11.A12.A13.A14.A15.B二、填空題1.混合液總體積2.1000-1000003.氧化分解大分子有機(jī)物4.1.0-1.5（或根據(jù)膜類(lèi)型調(diào)整，如海水淡化RO為5-8MPa）5.過(guò)量吸收6.離子交換膜7.吸附架橋8.物理9.TiO210.間歇流11.200012.不可逆13.HCl（或硫酸）14.曝氣15.反應(yīng)器中污泥總量16.陰極17.垂直18.抗污染性（或壽命）19.HClO（次氯酸）20.高比表面積（或親水性、導(dǎo)電性）三、簡(jiǎn)答題1.A2/O工藝通過(guò)厭氧、缺氧、好氧三段實(shí)現(xiàn)脫氮除磷。厭氧段：聚磷菌（PAOs）釋放磷并吸收有機(jī)物轉(zhuǎn)化為內(nèi)碳源（PHA）；缺氧段：反硝化菌利用內(nèi)碳源或外加碳源將硝酸鹽（NO3?-N）還原為N2；好氧段：硝化菌將NH4?-N氧化為NO3?-N，PAOs過(guò)量吸收磷（吸磷），同時(shí)降解剩余有機(jī)物。2.MBR優(yōu)勢(shì)：①泥水分離效率高，出水水質(zhì)好（膜截留微生物和懸浮物）；②污泥齡長(zhǎng)（SRT可達(dá)20-30天），利于硝化菌等慢生微生物生長(zhǎng)，提高脫氮效果；③反應(yīng)器容積?。ㄎ勰酀舛雀?，MLSS可達(dá)8000-12000mg/L），節(jié)省占地。3.芬頓反應(yīng)機(jī)理：Fe2+催化H2O2分解提供強(qiáng)氧化性·OH（Fe2++H2O2→Fe3++OH?+·OH），·OH與有機(jī)物發(fā)生加成、取代等反應(yīng)，將其礦化為CO2和H2O。pH影響：最佳pH為2-4，酸性條件抑制Fe3+水解沉淀，維持Fe2+/Fe3+循環(huán)；pH過(guò)高時(shí)Fe2+易沉淀，H2O2分解為O2而非·OH；pH過(guò)低時(shí)H+與·OH反應(yīng)（·OH+H+→H2O），降低氧化效率。4.高鹽廢水影響：①滲透壓升高導(dǎo)致微生物細(xì)胞脫水（鹽度＞30g/L時(shí)）；②抑制酶活性（如硝化酶、產(chǎn)甲烷酶）；③改變污泥沉降性能（高Cl?腐蝕設(shè)備）。應(yīng)對(duì)措施：①馴化耐鹽微生物（逐步提高鹽度）；②稀釋進(jìn)水（與低鹽廢水混合）；③采用耐鹽工藝（如嗜鹽菌厭氧反應(yīng)器、膜蒸餾）；④投加保護(hù)劑（如甘油、甜菜堿維持細(xì)胞滲透壓）。5.O3/UV協(xié)同機(jī)制：UV輻射促進(jìn)O3分解為·OH（O3+hν→O(1D)+O2，O(1D)+H2O→2·OH），同時(shí)UV可直接斷裂有機(jī)物化學(xué)鍵（如芳香族化合物），O3與·OH協(xié)同降解難降解物質(zhì)。適用廢水：含抗生素（如四環(huán)素）、農(nóng)藥（如莠去津）、內(nèi)分泌干擾物（如雙酚A）的工業(yè)廢水，因其分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，單一O3或UV處理效率低。四、計(jì)算題1.（1）厭氧段出水COD=1500×(1-60%)=600mg/L；（2）好氧段需去除COD總量=2000m3/d×(600-100)mg/L=2000×500g/d=1000000g/d=1000kg/d。2.（1）系統(tǒng)實(shí)際產(chǎn)水量=膜通量×膜總面積=15L/(m2·h)×(40m2/支×50支)=15×2000=30000L/h=30m3/h；（2）目標(biāo)產(chǎn)水量60m3/h=60000L/h，需膜總面積=60000L/h÷15L/(m2·h)=4000m2，需膜組件數(shù)=4000m2÷40m2/支=100支，需增加100-50=50支。五、論述題1.低碳水處理技術(shù)：①厭氧氨氧化（Anammox）：在厭氧條件下，Anammox菌以NH4?為電子供體、NO2?為電子受體，直接提供N2（NH4?+NO2?→N2↑+2H2O）。無(wú)需曝氣（節(jié)省60%能耗）和外加碳源（減少COD消耗），適用于高氨氮廢水（如垃圾滲濾液），可降低碳足跡。②膜蒸餾-光伏耦合（PV-MD）：利用太陽(yáng)能光伏供電驅(qū)動(dòng)膜蒸餾，通過(guò)溫度差實(shí)現(xiàn)高鹽廢水濃縮。減少化石能源依賴(lài)，適用于干旱地區(qū)零液體排放（ZLD），碳排放較傳統(tǒng)多效蒸餾（MED）降低40%以上。③污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷（AD）：污泥中的有機(jī)物經(jīng)水解、酸化、產(chǎn)甲烷階段轉(zhuǎn)化為CH4（可替代天然氣），消化后污泥減量30-50%。通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）回收能量（1kgVS可產(chǎn)0.35m3CH4），實(shí)現(xiàn)“以廢治廢”，碳減排效益顯著。2.傳統(tǒng)工藝局限性：①混凝/沉淀：對(duì)溶解性新興污染物（如微塑料碎片＜1μm、抗生素分子）去除率低（＜30%），因膠體表面電荷弱或分子極性強(qiáng)，難以形成絮體。②生物處理：抗生素抑制微生物活性（如硝化菌），微塑料吸附有機(jī)物后影響污泥傳質(zhì)；內(nèi)分泌干擾物（如雌二醇）難被普通異養(yǎng)菌降解