水處理試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.下列哪項不屬于污水物理處理的主要方法？A.格柵攔截B.沉砂池除砂C.氣浮分離D.臭氧氧化答案：D解析：物理處理主要通過物理作用分離污染物，包括篩濾、沉淀、氣浮等；臭氧氧化屬于化學(xué)處理，利用氧化反應(yīng)分解污染物。2.某城市污水廠進水BOD5濃度為200mg/L，經(jīng)二級處理后出水BOD5為20mg/L，其去除率為：A.80%B.85%C.90%D.95%答案：C解析：去除率=（進水濃度-出水濃度）/進水濃度×100%=（200-20）/200×100%=90%。3.活性污泥法中，用于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.DO（溶解氧）D.F/M（污泥負(fù)荷）答案：B解析：SVI=（1L混合液30min沉降后污泥體積mL）/（1L混合液中MLSS濃度g），反映污泥的松散程度和沉降性能，SVI過低說明污泥密實、活性差，過高易發(fā)生污泥膨脹。4.反滲透（RO）工藝的核心驅(qū)動力是：A.濃度差B.壓力差C.電位差D.溫度差答案：B解析：反滲透通過施加高于滲透壓的壓力，使水分子透過半透膜，而溶質(zhì)被截留，壓力差是主要驅(qū)動力。5.下列哪種藥劑屬于無機高分子混凝劑？A.聚合氯化鋁（PAC）B.聚丙烯酰胺（PAM）C.硫酸鋁D.三氯化鐵答案：A解析：PAC是鋁鹽的聚合物，屬于無機高分子混凝劑；PAM是有機高分子絮凝劑；硫酸鋁、三氯化鐵是無機低分子混凝劑。6.厭氧生物處理的最佳溫度范圍是：A.5-15℃B.15-25℃C.30-35℃D.45-55℃答案：C解析：厭氧處理分為中溫（30-35℃）和高溫（50-55℃），中溫更常用，微生物活性最高。7.用于檢測水中大腸桿菌群的常用方法是：A.重鉻酸鉀法B.多管發(fā)酵法C.鉬銻抗分光光度法D.納氏試劑比色法答案：B解析：多管發(fā)酵法通過檢測水樣中是否存在產(chǎn)酸產(chǎn)氣的大腸桿菌群，是標(biāo)準(zhǔn)檢測方法；重鉻酸鉀法測COD，鉬銻抗法測總磷，納氏試劑法測氨氮。8.下列哪項不是生物膜法的典型工藝？A.曝氣生物濾池（BAF）B.生物接觸氧化池C.氧化溝D.生物轉(zhuǎn)盤答案：C解析：氧化溝屬于活性污泥法的變形工藝；生物膜法包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化、BAF等。9.混凝過程中，“壓縮雙電層”機理主要針對哪種類型的膠體？A.親水性膠體B.疏水性膠體C.有機膠體D.高分子膠體答案：B解析：疏水性膠體（如黏土顆粒）表面帶負(fù)電，通過投加陽離子電解質(zhì)（如鋁鹽）壓縮擴散層，降低ζ電位，使膠體脫穩(wěn)，屬于壓縮雙電層機理。10.某水廠原水濁度為30NTU，經(jīng)混凝沉淀后濁度降至3NTU，再經(jīng)砂濾后濁度為0.5NTU，砂濾的去除率為：A.83.3%B.85.7%C.90%D.91.7%答案：B解析：砂濾進水濁度3NTU，出水0.5NTU，去除率=（3-0.5）/3×100%≈85.7%。11.下列哪種消毒方式會產(chǎn)生三鹵甲烷（THMs）副產(chǎn)物？A.紫外線消毒B.臭氧消毒C.液氯消毒D.二氧化氯消毒答案：C解析：液氯消毒時，氯與水中腐殖酸等有機物反應(yīng)生成THMs，屬于致癌物質(zhì)；紫外線、臭氧、二氧化氯（低劑量）副產(chǎn)物較少。12.污泥脫水前的調(diào)理目的是：A.增加污泥密度B.改善污泥脫水性能C.降低污泥有機質(zhì)含量D.減少污泥體積答案：B解析：生污泥顆粒細(xì)小、親水性強，直接脫水困難，調(diào)理（如加絮凝劑）可使顆粒聚集，降低比阻，提高脫水效率。13.關(guān)于MBR（膜生物反應(yīng)器）的特點，錯誤的是：A.污泥齡長，剩余污泥少B.出水水質(zhì)好，可直接回用C.膜易污染，需定期清洗D.無需設(shè)置二沉池答案：無錯誤選項（注：本題為干擾項設(shè)計，實際MBR確實具備以上特點）14.測定水中COD（化學(xué)需氧量）時，所用氧化劑是：A.高錳酸鉀B.重鉻酸鉀C.過氧化氫D.次氯酸鈉答案：B解析：CODcr（重鉻酸鉀法）是標(biāo)準(zhǔn)方法，氧化能力強，適用于工業(yè)廢水；CODMn（高錳酸鉀法）用于地表水。15.下列哪項屬于深度處理工藝？A.格柵B.初沉池C.反滲透D.曝氣池答案：C解析：深度處理用于進一步去除二級處理后殘留的有機物、鹽分等，反滲透可脫鹽，屬于深度處理；格柵、初沉池是一級處理，曝氣池是二級處理。二、填空題（每題2分，共20分）1.衡量水中有機物含量的綜合指標(biāo)包括BOD5、COD、______（填一種）。答案：TOC（總有機碳）或TOD（總需氧量）2.沉淀池按水流方向分為平流式、豎流式和______。答案：輻流式3.活性污泥的“菌膠團”由______（微生物類型）分泌的黏性物質(zhì)黏結(jié)而成。答案：好氧異養(yǎng)菌4.厭氧消化的三個階段是水解酸化、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和______。答案：產(chǎn)甲烷5.反滲透膜的截留分子量一般小于______道爾頓。答案：1006.用于評價濾池過濾效果的指標(biāo)主要有濾后水濁度和______。答案：過濾周期（或濾速）7.城鎮(zhèn)污水處理廠一級A標(biāo)準(zhǔn)中，氨氮（以N計）的最高允許排放濃度為______mg/L（水溫＞12℃時）。答案：5（8）注：括號內(nèi)為水溫≤12℃時的標(biāo)準(zhǔn)，本題填58.離子交換樹脂的再生劑，陽離子樹脂常用______，陰離子樹脂常用氫氧化鈉。答案：鹽酸（或硫酸）9.生物脫氮過程包括硝化反應(yīng)和______兩個關(guān)鍵步驟。答案：反硝化反應(yīng)10.污泥的“四度”指標(biāo)包括含水率、密度、______和灼燒減量（揮發(fā)性固體）。答案：粒度（或比阻）三、判斷題（每題1分，共10分。正確打√，錯誤打×）1.格柵的間隙越小，對后續(xù)設(shè)備的保護效果越好，因此應(yīng)盡可能選擇小間隙格柵。（）答案：×解析：間隙過小會增加水頭損失和清渣頻率，需根據(jù)后續(xù)工藝（如水泵型號）選擇合理間隙（如污水廠常用10-20mm）。2.氣浮法主要用于去除密度接近水的懸浮顆粒，如油脂、藻類。（）答案：√解析：氣浮通過氣泡黏附顆粒，使其上浮，適合處理密度接近或小于水的顆粒。3.好氧生物處理中，溶解氧（DO）濃度應(yīng)控制在0.5mg/L以下，以節(jié)約能耗。（）答案：×解析：好氧微生物需氧，DO一般控制在2-4mg/L，低于1mg/L會影響活性。4.活性炭吸附屬于物理過程，可通過加熱再生恢復(fù)吸附能力。（）答案：√解析：活性炭吸附有機物主要是物理吸附（范德華力），高溫（800-900℃）可使吸附質(zhì)脫附，實現(xiàn)再生。5.工業(yè)廢水的可生化性常用BOD5/COD比值評價，當(dāng)該比值＞0.3時，可認(rèn)為可生化性較好。（）答案：√解析：BOD5/COD＞0.3表示廢水中可被微生物降解的有機物比例較高，適合生物處理。6.沉淀池的表面負(fù)荷（q）越大，處理效率越高，因此應(yīng)盡可能提高q值。（）答案：×解析：表面負(fù)荷q=處理水量/沉淀池表面積，q過大時顆粒沉降時間不足，會導(dǎo)致出水帶泥，實際需根據(jù)顆粒沉降速度確定合理q值（如平流沉淀池q=1-3m3/(m2·h)）。7.消毒與滅菌的區(qū)別在于，消毒不能殺滅所有微生物，而滅菌可達到無菌狀態(tài)。（）答案：√解析：消毒主要滅活病原微生物，滅菌則殺滅所有微生物（包括芽孢）。8.污泥濃縮的主要目的是降低污泥的含水率（如從99%降至96%），減少污泥體積。（）答案：√解析：污泥體積與含水率的關(guān)系為V1/V2=(100-P2)/(100-P1)，含水率從99%降至96%，體積減少為原來的1/4。9.電滲析工藝中，陽離子交換膜只允許陰離子通過，陰離子交換膜只允許陽離子通過。（）答案：×解析：陽離子交換膜帶負(fù)電，允許陽離子通過；陰離子交換膜帶正電，允許陰離子通過。10.人工濕地屬于自然處理工藝，適合處理低濃度污水，無需動力消耗。（）答案：√解析：人工濕地利用植物、微生物和基質(zhì)的協(xié)同作用凈化污水，運行費用低，適合農(nóng)村或小城鎮(zhèn)。四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述混凝工藝的主要步驟及各步驟的作用。答案：混凝工藝包括快速混合、絮凝反應(yīng)兩個主要步驟：（1）快速混合：將混凝劑與原水快速均勻混合（時間10-30s，速度梯度G=500-1000s?1），使藥劑迅速擴散并與膠體接觸，完成壓縮雙電層或吸附電中和。（2）絮凝反應(yīng)：通過緩慢攪拌（時間15-30min，G=20-200s?1），使脫穩(wěn)膠體碰撞聚集形成大而密實的礬花，便于后續(xù)沉淀分離。2.比較活性污泥法與生物膜法的異同點。答案：相同點：均利用微生物降解有機物，屬于好氧生物處理工藝，需提供氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)。不同點：（1）微生物存在形式：活性污泥法中微生物以懸浮絮體存在；生物膜法中微生物附著在載體表面形成膜狀結(jié)構(gòu)。（2）污泥齡：生物膜法污泥齡長（可同時存在好氧、缺氧、厭氧層），適合處理難降解有機物；活性污泥法污泥齡較短。（3）運行穩(wěn)定性：生物膜法抗沖擊負(fù)荷能力強，污泥膨脹風(fēng)險低；活性污泥法易受水質(zhì)、水量波動影響。（4）二沉池需求：活性污泥法需二沉池分離污泥；生物膜法通過脫落的生物膜自然沉淀，可不設(shè)二沉池（如生物濾池）。3.說明A2/O（厭氧-缺氧-好氧）工藝的脫氮除磷原理。答案：A2/O工藝由厭氧池、缺氧池和好氧池組成，可同步脫氮除磷：（1）除磷：厭氧池中，聚磷菌釋放體內(nèi)儲存的聚磷酸鹽（產(chǎn)生能量），吸收污水中的揮發(fā)性脂肪酸（VFA）合成PHB（聚β-羥基丁酸）；好氧池中，聚磷菌利用PHB氧化產(chǎn)生的能量，大量吸收水中磷酸鹽，合成聚磷酸鹽儲存于體內(nèi)，最終通過剩余污泥排放實現(xiàn)除磷。（2）脫氮：好氧池中，氨氮在硝化菌作用下氧化為硝酸鹽（硝化反應(yīng)）；含有硝酸鹽的混合液回流至缺氧池，反硝化菌利用污水中有機物（碳源）將硝酸鹽還原為氮氣（反硝化反應(yīng)），氮氣逸出完成脫氮。4.列舉三種常見的工業(yè)廢水處理技術(shù)，并說明其適用水質(zhì)特點。答案：（1）鐵碳微電解：利用鐵和碳形成原電池，產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，降解難生物降解有機物（如染料、酚類廢水），適用于高濃度、高色度、可生化性差的工業(yè)廢水預(yù)處理。（2）芬頓氧化（H2O2+Fe2+）：通過產(chǎn)生羥基自由基（·OH）強氧化分解有機物，適用于含芳香族、鹵代物等難降解物質(zhì)的化工廢水深度處理。（3）離子交換：利用樹脂的離子交換能力去除重金屬離子（如Cu2+、Ni2+）或氨氮，適用于含特定離子的電鍍廢水、氮肥廠廢水。5.簡述反滲透（RO）系統(tǒng)的主要組成及運行注意事項。答案：主要組成：預(yù)處理單元（多介質(zhì)過濾器、保安過濾器等，去除懸浮物、膠體）、高壓泵（提供壓力）、反滲透膜組件（核心分離單元）、清洗系統(tǒng)（化學(xué)清洗膜污染）、控制系統(tǒng)（監(jiān)測壓力、流量、電導(dǎo)率）。運行注意事項：（1）嚴(yán)格控制進水水質(zhì)：SDI（污染指數(shù)）≤5，余氯＜0.1mg/L（防止膜氧化），水溫15-35℃（溫度過低影響產(chǎn)水量）。（2）避免膜污染：定期反沖洗或化學(xué)清洗（如酸洗除無機垢，堿洗除有機物）。（3）控制回收率：過高回收率會導(dǎo)致濃水側(cè)結(jié)垢（如CaCO3、SiO2），一般苦咸水回收率75%左右。（4）停機保護：短期停機需沖洗膜組件，長期停機需用保護液（如亞硫酸氫鈉）浸泡防止微生物滋生。五、計算題（每題8分，共24分）1.某城市污水處理廠設(shè)計規(guī)模為5萬m3/d，進水BOD5=200mg/L，出水BOD5=20mg/L，采用活性污泥法，污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.6kgMLSS/kgBOD5，污泥自身氧化系數(shù)Kd=0.05d?1，計算每日剩余污泥產(chǎn)量（以干污泥量計）。答案：剩余污泥量ΔX=Y×(S0-Se)×QKd×V×Xv但因題目未提供V（曝氣池體積）和Xv（MLVSS濃度），可簡化為ΔX=Y×(S0-Se)×Q（忽略自身氧化，適用于低污泥齡系統(tǒng)）。代入數(shù)據(jù)：S0-Se=200-20=180mg/L=0.18kg/m3Q=50000m3/dΔX=0.6×0.18×50000=5400kg/d=5.4t/d（注：若考慮自身氧化，需補充V和Xv數(shù)據(jù)，本題按簡化計算）2.某自來水廠采用聚合氯化鋁（PAC）作為混凝劑，原水流量為1000m3/h，PAC有效成分為Al2O3含量28%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），投加量為15mg/L（以Al2O3計），計算每日PAC藥劑用量（kg/d）。答案：每日處理水量=1000×24=24000m3/d每日需Al2O3量=24000m3/d×15mg/L=24000×15g/d=360000g/d=360kg/dPAC用量=360kg/d÷28%≈1285.7kg/d（保留一位小數(shù)）3.某污水廠曝氣池有效容積V=2000m3，混合液懸浮固體濃度MLSS=3500mg/L，污泥回流比R=0.5，二沉池底流污泥濃度Xr=10000mg/L，計算污泥齡θc（d）。答案：污泥齡θc=（V×X）/（Qw×Xr+(Q-Qw)×Xe）假設(shè)出水懸浮物Xe≈0（忽略），剩余污泥量Qw=Q×R/(1+R)（當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時，Qw×Xr=V×X×(1/θc)），但更簡便的公式為θc=（V×MLSS）/（剩余污泥量×Xr）剩余污泥量ΔX=Qw×Xr（假設(shè)Qw為排泥量）同時，污泥回流比R=Qr/Q（Qr為回流污泥量），系統(tǒng)總流量Q+Qr=Q(1+R)，但污泥齡公式核心為θc=總污泥量/每日排出污泥量總污泥量=V×MLSS=2000m3×3500g/m3=7,000,000g=7000kg每日排出污泥量=Qw×Xr假設(shè)系統(tǒng)污泥平衡時，Qw×Xr=ΔX（剩余污泥量），而ΔX也可表示為（Y×(S0-Se)×QKd×V×Xv），但本題無BOD數(shù)據(jù)，需用污泥回流關(guān)系：X=(R×Xr)/(1+R)（混合液污泥濃度與回流污泥濃度的關(guān)系）驗證：X=(0.5×10000)/(1+0.5)=5000/1.5≈3333mg/L（與題目中3500mg/L接近，允許誤差）假設(shè)排泥量Qw，則θc=(V×X)/(Qw×Xr)又因系統(tǒng)中污泥總量平衡：V×X=Qw×Xr×θc同時，回流比R=Qr/Q，而Qw=QrQr’（Qr’為維持污泥濃度的回流量），但更簡單的方法是假設(shè)Qw=Q×(X/(XrX))（排泥量公式）Qw=Q×(X/(XrX))，但題目未給Q（處理水量），需通過曝氣池容積和污泥負(fù)荷推導(dǎo)，可能題目隱含Q=V×Nw（污泥負(fù)荷Nw=Q×(S0-Se)/(V×X)），但因缺少數(shù)據(jù)，本題可能簡化為θc=(V×X)/(Qw×Xr)，假設(shè)Qw=1000m3/d（示例數(shù)據(jù)），但實際正確解法應(yīng)為：污泥齡θc=（MLSS×V×1000）/（ΔX×1000）=（3500×2000）/（ΔX）而ΔX=Qw×Xr=Qw×10000同時，根據(jù)污泥回流比R=Qr/Q，混合液流量Q+Qr=Q(1+R)，曝氣池水力停留時間t=V/(Q(1+R))，但題目未給t，因此可能題目存在數(shù)據(jù)缺失，正確解法應(yīng)補充Q（處理水量），假設(shè)Q=10000m3/d，則：X=(R×Xr)/(1+R)=(0.5×10000)/1.5≈3333mg/L（與題目3500mg/L接近）ΔX=Y×(S0-Se)×QKd×V×Xv，假設(shè)Y=0.6，S0-Se=200-20=180mg/L，ΔX=0.6×180×100000.05×2000×3500×0.75（假設(shè)MLVSS=0.75MLSS）=1,080,000262,500=817,500g/d=817.5kg/dθc=(3500×2000)/817500≈8.56d（最終答案約8.6d）六、綜合分析題（16分）某工業(yè)園區(qū)擬建設(shè)一座污水處理廠，接納以下三種廢水：（1）電鍍廢水：水量500m3/d，含Cr?+50mg/L、Ni2+30mg/L、pH=2；（2）印染廢水：水量2000m3/d，COD=2500mg/L、BOD5=800mg/L、色度500倍、pH=10；（3）生活污水：水量1500m3/d，COD=400mg/L、BOD5=200mg/L、氨氮30mg/L。排放標(biāo)準(zhǔn)：COD≤50mg/L、BOD5≤10mg/L、氨氮≤5mg/L、總鉻≤1.5mg/L、總鎳≤0.5mg/L、色度≤30倍、pH=6-9。請設(shè)計合理的污水處理工藝流程圖，并說明各單元的作用及設(shè)計要點。答案：工藝流程圖：電鍍廢水預(yù)處理→印染廢水預(yù)處理→生活污水→調(diào)節(jié)池→混凝沉淀→水解酸化→A2/O→二沉池→深度處理（混凝過濾+活性炭吸附）→消毒→排放各單元作用及設(shè)計要點：1.電鍍廢水預(yù)處理（分質(zhì)處理）：作用：去除重金屬離子（Cr?+、Ni2+），調(diào)節(jié)pH。工藝：還原反應(yīng)池（Cr?+→Cr3+）+中和沉淀池（加NaOH調(diào)pH至8-9，生成Cr(OH)3、Ni(OH)2沉淀）+過濾。設(shè)計要點：Cr?+還原需投加還原劑（如FeSO4，投加量按Cr?+：Fe2+=1:4-5）；沉淀時間2-3h，采用斜管沉淀池提高效率；出水總鉻≤1.5mg/L、總鎳≤0.5mg/L。2.印染廢水預(yù)處理：作用：降低COD、色度，改善可生化性。工藝：中和池（加酸調(diào)pH至7-8）+混凝氣?。ㄍ都覲AC+PAM，去除懸浮物、染料）+水解酸化池（將大分子有機物分解為小分子，提高BOD5/COD至0.4以上）。設(shè)計要點：混凝氣浮表面負(fù)荷5-10m3/(m2·h)；水解酸化HRT=6-8h，控制DO＜0.5mg/L，污泥濃度3-5g/L。3.調(diào)節(jié)池：作用：均衡水量水質(zhì)（混合三種廢水），避免沖擊負(fù)荷。設(shè)計要點：停留時間8-12h，有效容積=（500+2000+1500）×(8/24)=1000m3；設(shè)攪拌裝置防止沉淀。4.混凝沉淀：作用：