水處理工試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.以下水質(zhì)指標(biāo)中，反映水中有機(jī)物總量的是（）A.BOD?（五日生化需氧量）B.COD（化學(xué)需氧量）C.NH?-N（氨氮）D.TP（總磷）答案：B解析：COD是指在一定條件下，強(qiáng)氧化劑氧化水中有機(jī)物所消耗的氧量，反映水中有機(jī)物總量；BOD?是微生物分解可生物降解有機(jī)物所消耗的氧量，僅反映可生物降解部分；NH?-N和TP分別代表氨氮和總磷含量，與有機(jī)物總量無(wú)直接關(guān)聯(lián)。2.聚合氯化鋁（PAC）作為混凝劑時(shí)，其主要作用機(jī)理是（）A.壓縮雙電層與吸附架橋B.中和電荷與沉淀網(wǎng)捕C.氧化還原與離子交換D.消毒殺菌與除味脫色答案：A解析：PAC屬于高分子混凝劑，水解后生成帶正電的多核羥基絡(luò)合物，一方面通過(guò)壓縮膠體顆粒的雙電層降低ζ電位（壓縮雙電層），另一方面通過(guò)長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)吸附多個(gè)膠體顆粒形成大絮體（吸附架橋）。中和電荷是低分子電解質(zhì)（如硫酸鋁）的主要作用，沉淀網(wǎng)捕是混凝劑投加過(guò)量時(shí)的輔助作用。3.活性污泥法中，衡量污泥沉降性能的關(guān)鍵指標(biāo)是（）A.MLSS（混合液懸浮固體濃度）B.SVI（污泥體積指數(shù)）C.MLVSS（混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度）D.SV??（30分鐘污泥沉降比）答案：B解析：SVI=（SV??×1000）/MLSS，單位為mL/g，直接反映污泥的松散程度和沉降性能。SV??是30分鐘沉降比，僅表示污泥體積占比；MLSS和MLVSS分別表示污泥總量和活性部分含量，不直接體現(xiàn)沉降性能。4.反滲透（RO）膜分離過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)水透過(guò)膜的主要?jiǎng)恿κ牵ǎ〢.濃度差B.壓力差C.電位差D.溫度差答案：B解析：反滲透是在高于溶液滲透壓的壓力作用下，使水透過(guò)半透膜，而溶質(zhì)被截留的過(guò)程。壓力差是主要驅(qū)動(dòng)力，濃度差是滲透的驅(qū)動(dòng)力（與反滲透方向相反）。5.某污水廠進(jìn)水pH為11.5，需調(diào)節(jié)至中性，應(yīng)優(yōu)先投加的藥劑是（）A.氫氧化鈉B.生石灰（CaO）C.硫酸（H?SO?）D.次氯酸鈉（NaClO）答案：C解析：進(jìn)水pH為堿性（>7），需投加酸性藥劑中和。硫酸是強(qiáng)酸，反應(yīng)迅速且成本較低；氫氧化鈉和生石灰會(huì)增加堿性，次氯酸鈉主要用于消毒，無(wú)中和作用。6.曝氣池中溶解氧（DO）濃度應(yīng)控制在（）A.0.5~1.0mg/LB.2.0~4.0mg/LC.5.0~7.0mg/LD.8.0~10.0mg/L答案：B解析：好氧生物處理中，DO過(guò)低（<2mg/L）會(huì)導(dǎo)致微生物缺氧，影響代謝；過(guò)高（>4mg/L）會(huì)增加能耗并可能導(dǎo)致污泥過(guò)氧化。常規(guī)控制范圍為2~4mg/L。7.以下屬于生物膜法工藝的是（）A.氧化溝B.序批式活性污泥法（SBR）C.生物接觸氧化池D.完全混合式曝氣池答案：C解析：生物膜法的核心是微生物附著在載體表面形成生物膜，如生物接觸氧化池、生物濾池等；活性污泥法（氧化溝、SBR、完全混合式曝氣池）的微生物以懸浮狀態(tài)存在。8.混凝工藝中，“快速混合”階段的攪拌時(shí)間通常為（）A.1~2分鐘B.5~10分鐘C.15~20分鐘D.30分鐘以上答案：A解析：快速混合的目的是使藥劑與水快速均勻接觸，時(shí)間過(guò)短（<1分鐘）混合不充分，過(guò)長(zhǎng)（>2分鐘）會(huì)破壞膠體脫穩(wěn)。通?？刂圃?~2分鐘，攪拌強(qiáng)度（G值）約300~500s?1。9.測(cè)定水中懸浮物（SS）時(shí)，需將濾膜在（）下烘干至恒重A.50~60℃B.103~105℃C.150~160℃D.200~250℃答案：B解析：SS的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)是將水樣通過(guò)0.45μm濾膜過(guò)濾后，濾膜在103~105℃烘箱中烘干至恒重，以去除水分但不分解有機(jī)物。高溫（>105℃）可能導(dǎo)致部分有機(jī)物分解，影響結(jié)果準(zhǔn)確性。10.以下哪種物質(zhì)不是常見(jiàn)的還原劑（）A.亞硫酸鈉（Na?SO?）B.硫酸亞鐵（FeSO?）C.次氯酸鈉（NaClO）D.焦亞硫酸鈉（Na?S?O?）答案：C解析：次氯酸鈉是強(qiáng)氧化劑（含ClO?），用于消毒或氧化還原反應(yīng)中的氧化端；亞硫酸鈉、硫酸亞鐵、焦亞硫酸鈉均具有還原性，可用于去除水中的余氯或還原高價(jià)金屬離子（如Cr??）。11.污泥脫水前調(diào)理的主要目的是（）A.降低污泥pHB.增加污泥密度C.改善污泥脫水性能D.減少污泥總量答案：C解析：原生污泥（如剩余活性污泥）含水量高（99%以上）、呈膠體狀，直接脫水困難。調(diào)理（投加絮凝劑或石灰）可破壞膠體結(jié)構(gòu)，使水分更容易分離，提高脫水效率。12.超濾（UF）膜的截留分子量范圍通常為（）A.100~1000DaB.1000~100000DaC.100000~1000000DaD.1000000Da以上答案：B解析：超濾膜的孔徑約0.001~0.1μm，可截留大分子有機(jī)物、膠體、細(xì)菌等，截留分子量（MWCO）一般為1000~100000Da；反滲透（RO）截留小分子（<100Da），微濾（MF）截留懸浮物（>0.1μm）。13.某廢水含大量油類(lèi)物質(zhì)，預(yù)處理應(yīng)優(yōu)先采用（）A.格柵B.沉砂池C.隔油池D.調(diào)節(jié)池答案：C解析：隔油池利用油與水的密度差（油密度<1），通過(guò)自然上浮或斜板/斜管強(qiáng)化分離油類(lèi)；格柵用于去除大顆粒懸浮物，沉砂池去除無(wú)機(jī)砂粒，調(diào)節(jié)池用于均衡水質(zhì)水量。14.以下關(guān)于硝化反應(yīng)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.硝化菌是自養(yǎng)菌B.反應(yīng)需在好氧條件下進(jìn)行C.消耗堿度，導(dǎo)致pH下降D.主要產(chǎn)物是NH?答案：D解析：硝化反應(yīng)是NH??被氧化為NO??（亞硝化）和NO??（硝化）的過(guò)程，產(chǎn)物為硝酸鹽；反硝化反應(yīng)才會(huì)將NO??還原為N?。硝化菌為自養(yǎng)菌，需DO>2mg/L，每氧化1gNH??-N消耗7.14g堿度（以CaCO?計(jì)），導(dǎo)致pH下降。15.以下不屬于工業(yè)循環(huán)冷卻水常見(jiàn)問(wèn)題的是（）A.結(jié)垢B.腐蝕C.生物黏泥D.重金屬污染答案：D解析：循環(huán)冷卻水因蒸發(fā)濃縮易結(jié)垢（如CaCO?），溶解氧和離子濃度高易腐蝕，微生物繁殖形成生物黏泥；重金屬污染通常來(lái)自生產(chǎn)工藝廢水，非循環(huán)水系統(tǒng)自身問(wèn)題。二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.濁度是指水中懸浮物對(duì)光線透過(guò)時(shí)所發(fā)生的阻礙程度，與SS濃度呈嚴(yán)格線性關(guān)系。（）答案：×解析：濁度反映水中懸浮物和膠體對(duì)光的散射/吸收能力，SS是懸浮物的質(zhì)量濃度。二者相關(guān)但非嚴(yán)格線性（如膠體不沉淀但影響濁度）。2.氣浮法適用于去除密度大于水的懸浮物（如砂粒）。（）答案：×解析：氣浮法通過(guò)氣泡附著懸浮物（密度接近水或小于水）使其上浮，適用于油類(lèi)、藻類(lèi)等；密度大于水的懸浮物（砂粒）應(yīng)采用沉淀或離心分離。3.活性炭吸附主要去除水中的大分子有機(jī)物和重金屬離子。（）答案：×解析：活性炭對(duì)小分子有機(jī)物（如苯系物、酚類(lèi)）吸附效果更好；重金屬離子（如Pb2?、Cd2?）需通過(guò)離子交換或化學(xué)沉淀去除，活性炭吸附能力有限（除非改性）。4.厭氧處理（如UASB）可在無(wú)氧氣條件下分解有機(jī)物，最終產(chǎn)物為CO?和H?O。（）答案：×解析：厭氧處理的最終產(chǎn)物是CH?（甲烷）和CO?，好氧處理的產(chǎn)物才是CO?和H?O。5.污泥齡（SRT）是指污泥在曝氣池中的平均停留時(shí)間，SRT越長(zhǎng)，污泥老化越嚴(yán)重。（）答案：√解析：SRT=（曝氣池污泥總量）/（每日排出污泥量）。SRT過(guò)長(zhǎng)時(shí)，微生物因營(yíng)養(yǎng)不足進(jìn)入內(nèi)源呼吸期，污泥活性下降，出現(xiàn)老化（如解絮、上清液渾濁）。6.次氯酸鈉（NaClO）投加后分解產(chǎn)生ClO?，其消毒能力隨pH升高而增強(qiáng)。（）答案：×解析：ClO?（次氯酸根）的消毒能力弱于HClO（次氯酸），pH升高時(shí)HClO解離為ClO?，消毒能力下降。7.反滲透濃水的TDS（總?cè)芙夤腆w）濃度低于進(jìn)水。（）答案：×解析：反滲透膜截留溶解鹽類(lèi)，濃水是未透過(guò)膜的部分，TDS高于進(jìn)水；產(chǎn)水TDS低于進(jìn)水。8.生物脫氮工藝中，硝化反應(yīng)在缺氧池完成，反硝化反應(yīng)在好氧池完成。（）答案：×解析：硝化需要好氧條件（好氧池），反硝化需要缺氧/厭氧條件（缺氧池）。9.混凝工藝中，水溫越低，混凝效果越好。（）答案：×解析：水溫低時(shí)，膠體顆粒布朗運(yùn)動(dòng)減弱，混凝劑水解速度慢，絮體形成困難，混凝效果下降（需增加藥劑投加量或延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間）。10.超濾膜可完全截留細(xì)菌和病毒。（）答案：×解析：超濾膜孔徑約0.001~0.1μm，可截留大部分細(xì)菌（0.5~5μm），但對(duì)小病毒（如噬菌體，約20~100nm）可能部分透過(guò)，需結(jié)合消毒工藝。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述混凝工藝中“快速混合-絮凝反應(yīng)-沉淀分離”三個(gè)階段的作用及控制要點(diǎn)。答案：（1）快速混合：使混凝劑與原水快速均勻接觸，破壞膠體穩(wěn)定性?？刂埔c(diǎn)：時(shí)間1~2分鐘，攪拌強(qiáng)度G=300~500s?1，避免絮體破碎。（2）絮凝反應(yīng)：促進(jìn)脫穩(wěn)膠體碰撞凝聚成大絮體?？刂埔c(diǎn)：時(shí)間15~30分鐘，攪拌強(qiáng)度由強(qiáng)到弱（G=20~70s?1），避免剪切力過(guò)大破壞絮體。（3）沉淀分離：使大絮體依靠重力沉降，實(shí)現(xiàn)泥水分離?？刂埔c(diǎn)：表面負(fù)荷0.5~1.5m3/(m2·h)，停留時(shí)間1.5~2.5小時(shí)，避免水流擾動(dòng)。2.活性污泥法中，污泥膨脹的主要原因及防治措施有哪些？答案：主要原因：（1）絲狀菌過(guò)度繁殖（如球衣菌、諾卡氏菌），常見(jiàn)于低DO（<2mg/L）、低F/M（污泥負(fù)荷）、高硫化物或pH異常（<6.5）條件；（2）非絲狀菌膨脹（菌膠團(tuán)結(jié)合水過(guò)多），多因進(jìn)水中溶解性有機(jī)物濃度過(guò)高（如糖蜜廢水）。防治措施：（1）調(diào)整工藝參數(shù)：提高DO（>2mg/L），控制F/M在0.2~0.4kgBOD?/(kgMLSS·d)，調(diào)節(jié)pH至6.5~8.5；（2）投加藥劑：投加次氯酸鈉（5~10mg/L）或聚合氯化鋁抑制絲狀菌；（3）改善進(jìn)水水質(zhì)：增加營(yíng)養(yǎng)（N、P），減少高溶解性有機(jī)物沖擊；（4）引入優(yōu)勢(shì)菌種：投加適量好氧顆粒污泥或生物增效菌劑。3.簡(jiǎn)述反滲透（RO）膜污染的主要類(lèi)型及防治措施。答案：污染類(lèi)型：（1）無(wú)機(jī)結(jié)垢：CaCO?、CaSO?、SiO?等在膜表面沉積；（2）有機(jī)污染：腐殖酸、蛋白質(zhì)等大分子有機(jī)物吸附堵塞膜孔；（3）生物污染：細(xì)菌、藻類(lèi)等微生物在膜表面繁殖形成生物膜；（4）膠體污染：鐵、鋁的氫氧化物膠體或黏土顆粒附著膜面。防治措施：（1）預(yù)處理：通過(guò)混凝沉淀、超濾/微濾去除膠體和懸浮物，投加阻垢劑（如有機(jī)膦酸鹽）抑制結(jié)垢，調(diào)節(jié)pH防止CaCO?沉淀；（2）運(yùn)行控制：控制回收率（一般<75%），避免濃水側(cè)鹽類(lèi)過(guò)飽和；定期沖洗（反沖洗、化學(xué)加強(qiáng)反洗）；（3）化學(xué)清洗：針對(duì)污染類(lèi)型選擇清洗劑（酸液除無(wú)機(jī)垢，堿液除有機(jī)物，殺菌劑除生物污染）。4.簡(jiǎn)述污水中氮的存在形式及生物脫氮的基本原理。答案：氮的存在形式：有機(jī)氮（如蛋白質(zhì)、尿素）、氨氮（NH?-N）、亞硝酸鹽氮（NO??-N）、硝酸鹽氮（NO??-N）。生物脫氮原理：（1）氨化反應(yīng)：有機(jī)氮在氨化菌作用下分解為NH?-N（如蛋白質(zhì)→氨基酸→NH?）；（2）硝化反應(yīng)：NH?-N在亞硝化菌（Nitrosomonas）和硝化菌（Nitrobacter）作用下，先氧化為NO??-N，再氧化為NO??-N（需好氧條件，DO>2mg/L）；（3）反硝化反應(yīng)：NO??-N在反硝化菌（如假單胞菌）作用下，以有機(jī)物為碳源，還原為N?（需缺氧/厭氧條件，DO<0.5mg/L）。5.簡(jiǎn)述離子交換樹(shù)脂的再生原理及陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂再生劑的選擇。答案：再生原理：離子交換樹(shù)脂吸附飽和后，通過(guò)投加高濃度再生劑（含目標(biāo)離子），利用離子濃度差使樹(shù)脂上的吸附離子被置換下來(lái)，恢復(fù)交換能力。再生劑選擇：（1）陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（吸附Ca2?、Mg2?、Na?等）：常用鹽酸（HCl）或硫酸（H?SO?）作為再生劑，H?置換樹(shù)脂上的陽(yáng)離子（如R-Na+HCl→R-H+NaCl）；（2）陰離子交換樹(shù)脂（吸附Cl?、SO?2?、HCO??等）：常用氫氧化鈉（NaOH）作為再生劑，OH?置換樹(shù)脂上的陰離子（如R-Cl+NaOH→R-OH+NaCl）。四、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.某水廠需投加PAC（有效成分為Al?O?，含量30%）作為混凝劑，原水流量為10000m3/h，目標(biāo)投加量為15mg/L（以Al?O?計(jì)）。計(jì)算每日PAC固體投加量（單位：kg/d）。解：每日原水總量=10000m3/h×24h=240000m3=240000×103L=2.4×10?L每日需Al?O?量=2.4×10?L×15mg/L=3.6×10?mg=3600kgPAC固體投加量=3600kg/30%=12000kg/d答案：12000kg/d2.某曝氣池有效容積為2000m3，MLSS=3500mg/L，每日排出剩余污泥量為200m3（含泥量5000mg/L）。計(jì)算污泥齡（SRT，單位：d）。解：曝氣池污泥總量=2000m3×3500mg/L=2000×103L×3500×10?3g/L=7×10?g=7000kg每日排出污泥量=200m3×5000mg/L=200×103L×5000×10?3g/L=1×10?g=1000kg/dSRT=曝氣池污泥總量/每日排出污泥量=7000kg/1000kg/d=7d答案：7d3.某城市污水廠進(jìn)水BOD?=200mg/L，流量Q=50000m3/d，采用活性污泥法處理，出水BOD?=20mg/L。已知微生物合成系數(shù)Y=0.5kgVSS/kgBOD?，內(nèi)源代謝系數(shù)Kd=0.05d?1，MLVSS=3000mg/L（MLVSS/MLSS=0.8）。計(jì)算曝氣池容積（V，單位：m3）。解：（1）去除的BOD?總量=（200-20）mg/L×50000m3/d=180×10?3g/L×50000×103L/d=9×10?g/d=9000kg/d（2）污泥產(chǎn)率系數(shù)Yobs=Y/(1+Kd×SRT)（假設(shè)SRT=10d，城市污水常見(jiàn)值）但本題需通過(guò)污泥負(fù)荷公式計(jì)算：Nrs=（Q×(S?-S?)）/(V×Xv)，其中Nrs=0.2~0.4kgBOD?/(kgMLVSS·d)（取0.3）則V=（Q×(S?-S?)）/(Nrs×Xv)=（50000m3/d×180g/m3）/(0.3kgBOD?/(kgMLVSS·d)×3000g/m3)=（50000×0.18kg/d）/(0.3kg/(kg·d)×3kg/m3)=9000/(0.9)=10000m3注：實(shí)際計(jì)算中，若未給定Nrs，可通過(guò)污泥齡公式SRT=Xv×V/(Y×Q×(S?-S?)-Kd×Xv×V)，代入數(shù)據(jù)后解得V≈10000m3。答案