2026年廢水消毒處理試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種消毒方法的主要殺菌機理是通過破壞微生物DNA結(jié)構(gòu)，使其失去復制能力？A.液氯消毒B.紫外線消毒C.臭氧消毒D.二氧化氯消毒答案：B2.氯消毒過程中，若原水氨氮濃度較高，為減少三鹵甲烷（THMs）生成，宜采用：A.折點加氯法B.預(yù)氯化法C.氯胺消毒法D.后氯化法答案：C3.紫外線消毒的主要缺點是：A.消毒后無持續(xù)抑菌能力B.運行成本高C.對隱孢子蟲無效D.需嚴格控制pH值答案：A4.臭氧消毒的氧化還原電位（25℃，pH=7）約為：A.1.36V（液氯）B.1.50V（二氧化氯）C.2.07V（臭氧）D.0.81V（次氯酸鈉）答案：C5.某廢水處理廠采用次氯酸鈉（有效氯含量10%）消毒，需投加有效氯5mg/L，處理水量為2×10?m3/d，則每日次氯酸鈉投加量（kg）為：A.10B.100C.1000D.10000答案：B（計算：2×10?m3/d×5g/m3=100×103g=100kg，有效氯含量10%，故次氯酸鈉投加量=100kg/0.1=100kg）二、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述液氯消毒的主要反應(yīng)過程及殺菌機理。答案：液氯（Cl?）溶于水生成次氯酸（HClO）和鹽酸（HCl）：Cl?+H?O?HClO+H?+Cl?。次氯酸（HClO）為中性分子，易穿透微生物細胞膜，與細胞內(nèi)酶蛋白的巰基（SH）反應(yīng)，破壞酶的活性，導致微生物死亡。HClO的殺菌能力遠強于ClO?（次氯酸根），因此pH較低時（pH<6）消毒效果更好。2.列舉影響紫外線消毒效果的主要因素，并說明其作用機制。答案：主要因素包括：①微生物類型：隱孢子蟲、賈第鞭毛蟲等對紫外線抗性較強；②懸浮物濃度：懸浮物會遮擋紫外線，減少微生物受照劑量；③紫外線燈老化：燈的輸出強度隨使用時間下降，需定期更換；④水流狀態(tài)：湍流可減少短流，使微生物均勻受照；⑤水的透射率：濁度、色度越高，紫外線穿透性越差。3.臭氧消毒的主要優(yōu)缺點有哪些？答案：優(yōu)點：氧化能力強（氧化還原電位2.07V），殺菌速度快（比氯快10100倍），無持續(xù)毒性副產(chǎn)物（分解為O?），可同時去除色度、嗅味和部分有機物。缺點：臭氧需現(xiàn)場制備（電耗高），無持續(xù)抑菌能力（需與其他消毒方法聯(lián)用），設(shè)備投資和維護成本高，過量臭氧可能生成溴酸鹽（原水含溴離子時）。4.某工業(yè)園區(qū)廢水含高濃度氰化物（CN?），采用氯消毒時需注意什么？說明原因。答案：需先去除氰化物或調(diào)整投氯順序。氰化物與氯反應(yīng)生成毒性更強的氯化氰（CNCl）：CN?+Cl?→CNCl+Cl?。氯化氰揮發(fā)性強、毒性高（LC50約120mg/m3），可能造成二次污染。因此，應(yīng)先通過堿性氯化法將氰化物氧化為無毒的N?和CO?（2CN?+5Cl?+8OH?→2CO?↑+N?↑+10Cl?+4H?O），再進行消毒。5.簡述氯胺消毒的適用場景及控制要點。答案：適用場景：原水氨氮含量較高（避免折點加氯的高氯投量）、需長距離輸配水（氯胺持續(xù)抑菌時間長）、需控制THMs生成（氯胺反應(yīng)活性低，副產(chǎn)物少）。控制要點：需嚴格控制氯氮比（一般3:1~5:1），避免游離氯殘留；pH宜控制在7~8（氯胺穩(wěn)定性較好）；需監(jiān)測余氯類型（總氯、游離氯），確保消毒效果。三、計算題（每題10分，共20分）1.某醫(yī)院廢水處理站設(shè)計流量為500m3/h，采用紫外線消毒，要求消毒后糞大腸菌群數(shù)≤100MPN/L。已知紫外線燈單支有效輸出功率為120W，照射強度為40mW/cm2，接觸池有效過水面積為2m2，水流速度為0.3m/s。假設(shè)微生物滅活所需劑量為20mJ/cm2，計算至少需要多少支紫外線燈（忽略燈老化和水層衰減）。答案：①接觸時間t=接觸池長度L/流速v；接觸池長度L=流量Q/(過水面積A)=(500m3/h)/(2m2×3600s/h)=0.0694m/s×3600s/h？不，正確計算：流量Q=500m3/h=500/3600m3/s≈0.1389m3/s；過水面積A=2m2，流速v=Q/A=0.1389/2≈0.0694m/s；接觸池長度L=v×t（t為接觸時間）。但紫外線劑量D=照射強度I×時間t，故t=D/I=20mJ/cm2/40mW/cm2=0.5s（因1mJ=1mW·s）。②接觸池長度L=v×t=0.0694m/s×0.5s≈0.0347m（此為水流方向的理論長度，實際接觸池需滿足該時間）。③單支燈的有效照射面積：假設(shè)燈均勻分布，接觸池過水面積2m2=20000cm2，每支燈覆蓋面積需滿足總劑量?？偣β市枨螅嚎倓┝柯?I×A=40mW/cm2×20000cm2=800000mW=800W。每支燈功率120W，需燈數(shù)=800W/120W≈6.67，取7支。2.某城鎮(zhèn)污水廠二級出水余氯為0.2mg/L（游離氯），需將其降低至0.05mg/L以下排放（避免對水生生物毒性），采用亞硫酸鈉（Na?SO?）脫氯。已知反應(yīng)式：Na?SO?+HClO→Na?SO?+HCl，計算每立方米廢水需投加的亞硫酸鈉量（mg）。（原子量：Na=23，S=32，O=16，Cl=35.5）答案：反應(yīng)式配平：Na?SO?+HClO→Na?SO?+HCl（已配平）。摩爾比1:1。HClO的摩爾質(zhì)量=1+35.5+16=52.5g/mol；Na?SO?的摩爾質(zhì)量=2×23+32+3×16=126g/mol。需脫除的游離氯量=0.20.05=0.15mg/L（以Cl?計？不，題目中余氯為游離氯，即HClO形態(tài)，需以HClO計）。但通常余氯以Cl?當量表示，1molHClO相當于1molCl?（殺菌能力）。Cl?的摩爾質(zhì)量=71g/mol，故0.15mg/LCl?當量對應(yīng)的HClO摩爾數(shù)=0.15×10?3g/L/71g/mol≈2.11×10??mol/L。根據(jù)反應(yīng)式，1molHClO需1molNa?SO?，故Na?SO?投加量=2.11×10??mol/L×126g/mol≈2.66×10??g/L=0.266mg/L。四、案例分析題（20分）某城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計規(guī)模10×10?m3/d，二級出水水質(zhì)：COD=30mg/L，BOD5=10mg/L，SS=5mg/L，氨氮=5mg/L，總氮=15mg/L，糞大腸菌群數(shù)=1×10?MPN/L，要求消毒后糞大腸菌群數(shù)≤103MPN/L，且出水需排入Ⅲ類水域（《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》）。該廠原采用液氯消毒，近年周邊居民投訴消毒副產(chǎn)物（THMs）氣味明顯。問題：（1）分析液氯消毒產(chǎn)生THMs的原因，并提出2種替代消毒工藝及選擇依據(jù)。（2）若選擇紫外線消毒，需重點考慮哪些設(shè)計參數(shù)？答案：（1）THMs生成原因：液氯消毒時，氯與廢水中的天然有機物（如腐殖酸、富里酸）反應(yīng)，生成三氯甲烷（CHCl?）、二氯一溴甲烷（CHCl?Br）等三鹵甲烷。原水有機物濃度（COD=30mg/L）較高，是THMs生成的主要條件。替代工藝及依據(jù)：①紫外線消毒：無化學添加，不生成THMs，適用于糞大腸菌群滅活（對1×10?MPN/L降至103MPN/L需劑量約2030mJ/cm2）；但需確保出水懸浮物（SS=5mg/L）較低（避免遮擋紫外線），且無持續(xù)抑菌能力（Ⅲ類水域?qū)τ嗦葻o要求時適用）。②臭氧+紫外線聯(lián)合消毒：臭氧可氧化部分有機物（降低THMs前體物），紫外線彌補臭氧無持續(xù)抑菌的缺點；但投資和運行成本較高，適合對水質(zhì)要求嚴格的場景。（2）紫外線消毒設(shè)計重點參數(shù)：①紫外線劑量：根據(jù)微生物滅活目標（103MPN/L），需確定所需劑量（如25mJ/cm2）；②水的透射率（UVT）：SS=5mg/L時，UVT應(yīng)≥60%（需實測