(完整版)水污染控制工程期末考試試題附答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種物質不屬于水中的膠體物質（）A.黏土顆粒B.腐殖質C.細菌D.溶解氧2.格柵的作用是（）A.去除污水中的漂浮物和懸浮物B.去除污水中的溶解性有機物C.去除污水中的重金屬離子D.去除污水中的氮、磷等營養(yǎng)物質3.沉淀法的基本原理是（）A.利用重力作用使水中的懸浮顆粒沉淀下來B.利用化學反應使水中的污染物沉淀下來C.利用物理吸附作用使水中的污染物沉淀下來D.利用生物作用使水中的污染物沉淀下來4.活性污泥法處理污水的主要微生物是（）A.細菌B.真菌C.藻類D.原生動物5.下列哪種曝氣方式屬于鼓風曝氣（）A.機械曝氣B.射流曝氣C.微孔曝氣D.表面曝氣6.生物膜法處理污水時，生物膜的主要組成成分是（）A.細菌、真菌和原生動物B.細菌、藻類和后生動物C.細菌、真菌和藻類D.細菌、原生動物和后生動物7.厭氧消化過程中，產(chǎn)生甲烷的階段是（）A.水解階段B.產(chǎn)酸階段C.產(chǎn)甲烷階段D.發(fā)酵階段8.下列哪種方法不屬于化學處理法（）A.中和法B.氧化還原法C.混凝法D.過濾法9.反滲透膜的孔徑一般為（）A.0.1～1μmB.1～10nmC.0.001～0.1μmD.10～100nm10.污水回用的目的不包括（）A.節(jié)約水資源B.減少污水排放C.降低污水處理成本D.提高污水的排放標準二、多項選擇題（每題3分，共15分）1.水中的雜質按其顆粒大小可分為（）A.懸浮物B.膠體C.溶解物D.沉淀物2.常用的沉淀類型有（）A.自由沉淀B.絮凝沉淀C.區(qū)域沉淀D.壓縮沉淀3.活性污泥法的運行方式有（）A.傳統(tǒng)活性污泥法B.階段曝氣法C.完全混合活性污泥法D.延時曝氣法4.生物膜法的主要工藝有（）A.生物濾池B.生物轉盤C.生物接觸氧化法D.曝氣生物濾池5.污水處理廠的污泥處理方法有（）A.污泥濃縮B.污泥消化C.污泥脫水D.污泥焚燒三、判斷題（每題1分，共10分）1.格柵的間隙越小，去除懸浮物的效果越好，但水頭損失也越大。（）2.沉淀過程中，顆粒的沉淀速度只與顆粒的大小有關。（）3.活性污泥法中，污泥齡越長，處理效果越好。（）4.生物膜法處理污水時，生物膜的厚度越厚，處理效果越好。（）5.厭氧消化過程中，不需要氧氣的參與。（）6.化學處理法主要用于去除污水中的溶解性有機物。（）7.反滲透膜可以去除水中的所有雜質。（）8.污水回用可以減少對新鮮水資源的需求。（）9.污泥處理的目的是減少污泥的體積和有害物質的含量。（）10.污水處理廠的出水水質必須達到國家規(guī)定的排放標準。（）四、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述格柵的工作原理和作用。2.沉淀法有哪些類型？各有什么特點？3.活性污泥法的基本原理是什么？主要影響因素有哪些？4.生物膜法與活性污泥法相比，有哪些優(yōu)缺點？5.簡述厭氧消化的過程和影響因素。五、計算題（15分）某城市污水處理廠設計流量為Q=20000m3/d，進水BOD?濃度為C?=200mg/L，要求出水BOD?濃度為C?=20mg/L。采用傳統(tǒng)活性污泥法處理，污泥回流比R=0.5，曝氣池容積V=3000m3，混合液懸浮固體濃度MLSS=3000mg/L。試計算：（1）曝氣池的有機負荷F/M；（2）污泥齡θc；（3）每日剩余污泥量ΔX。水污染控制工程期末考試試題答案一、單項選擇題1.答案：D解析：溶解氧是溶解在水中的氧氣，屬于溶解性物質，不屬于膠體物質。黏土顆粒、腐殖質和細菌通常以膠體形式存在于水中。2.答案：A解析：格柵是安裝在污水處理廠進水口處的一種預處理設備，其作用是去除污水中的漂浮物和懸浮物，防止這些物質進入后續(xù)處理單元，造成設備堵塞和損壞。3.答案：A解析：沉淀法是利用重力作用使水中的懸浮顆粒沉淀下來，從而達到固液分離的目的?；瘜W反應、物理吸附和生物作用不是沉淀法的基本原理。4.答案：A解析：活性污泥法處理污水的主要微生物是細菌，細菌能夠分解污水中的有機物，將其轉化為二氧化碳和水等無害物質。真菌、藻類和原生動物在活性污泥中也存在，但不是主要的微生物。5.答案：C解析：鼓風曝氣是將空氣通過管道輸送到曝氣池中，通過曝氣裝置將空氣分散成小氣泡，使氣泡與污水充分接觸，從而達到曝氣的目的。微孔曝氣屬于鼓風曝氣的一種，機械曝氣、射流曝氣和表面曝氣不屬于鼓風曝氣。6.答案：A解析：生物膜法處理污水時，生物膜的主要組成成分是細菌、真菌和原生動物。細菌是生物膜中最主要的微生物，能夠分解污水中的有機物；真菌可以分解一些難降解的有機物；原生動物可以捕食細菌和其他微生物，起到凈化水質的作用。7.答案：C解析：厭氧消化過程分為水解階段、產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷階段是厭氧消化的最后一個階段，在這個階段，產(chǎn)甲烷菌將有機酸和氫氣等轉化為甲烷和二氧化碳。8.答案：D解析：化學處理法是利用化學反應的原理去除污水中的污染物，包括中和法、氧化還原法和混凝法等。過濾法是利用物理方法去除污水中的懸浮物，不屬于化學處理法。9.答案：B解析：反滲透膜的孔徑一般為1～10nm，能夠截留水中的溶解鹽類、膠體、微生物和有機物等雜質。10.答案：D解析：污水回用的目的是節(jié)約水資源、減少污水排放和降低污水處理成本，而不是提高污水的排放標準。二、多項選擇題1.答案：ABC解析：水中的雜質按其顆粒大小可分為懸浮物、膠體和溶解物。沉淀物是經(jīng)過沉淀處理后形成的固體物質，不屬于水中雜質的分類。2.答案：ABCD解析：常用的沉淀類型有自由沉淀、絮凝沉淀、區(qū)域沉淀和壓縮沉淀。自由沉淀是指顆粒在沉淀過程中不受其他顆粒的干擾，單獨進行沉淀；絮凝沉淀是指顆粒在沉淀過程中相互碰撞、凝聚，形成較大的絮體后沉淀；區(qū)域沉淀是指顆粒在沉淀過程中相互干擾，形成一個整體的沉淀區(qū)域；壓縮沉淀是指顆粒在沉淀過程中受到重力和上層顆粒的壓力，發(fā)生壓縮變形后沉淀。3.答案：ABCD解析：活性污泥法的運行方式有傳統(tǒng)活性污泥法、階段曝氣法、完全混合活性污泥法和延時曝氣法等。不同的運行方式具有不同的特點和適用范圍。4.答案：ABCD解析：生物膜法的主要工藝有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和曝氣生物濾池等。這些工藝都是利用生物膜來處理污水，具有處理效果好、運行穩(wěn)定等優(yōu)點。5.答案：ABCD解析：污水處理廠的污泥處理方法有污泥濃縮、污泥消化、污泥脫水和污泥焚燒等。污泥濃縮可以減少污泥的體積，便于后續(xù)處理；污泥消化可以分解污泥中的有機物，降低污泥的含水率；污泥脫水可以進一步降低污泥的含水率，便于污泥的運輸和處置；污泥焚燒可以將污泥中的有機物完全燃燒，實現(xiàn)污泥的減量化和無害化。三、判斷題1.答案：√解析：格柵的間隙越小，能夠去除的懸浮物顆粒越小，去除效果越好。但間隙越小，水流通過格柵時的阻力越大，水頭損失也越大。2.答案：×解析：沉淀過程中，顆粒的沉淀速度不僅與顆粒的大小有關，還與顆粒的密度、形狀、水溫等因素有關。3.答案：×解析：活性污泥法中，污泥齡并不是越長越好。污泥齡過長，會導致污泥老化，處理效果下降；污泥齡過短，會導致污泥流失，處理效果也會受到影響。4.答案：×解析：生物膜法處理污水時，生物膜的厚度并不是越厚越好。生物膜過厚，會導致生物膜內部的微生物缺氧，影響處理效果。5.答案：√解析：厭氧消化是在無氧的條件下進行的，不需要氧氣的參與。在厭氧消化過程中，微生物利用有機物中的碳、氫、氧等元素進行代謝，產(chǎn)生甲烷和二氧化碳等氣體。6.答案：×解析：化學處理法主要用于去除污水中的溶解性無機物和一些難降解的有機物，而不是溶解性有機物。7.答案：×解析：反滲透膜雖然可以去除水中的大部分雜質，但不能去除水中的所有雜質。例如，反滲透膜對一些小分子的有機物和離子的去除效果較差。8.答案：√解析：污水回用可以將處理后的污水再次利用，減少對新鮮水資源的需求，從而達到節(jié)約水資源的目的。9.答案：√解析：污泥處理的目的是減少污泥的體積和有害物質的含量，便于污泥的運輸和處置，同時降低污泥對環(huán)境的污染。10.答案：√解析：污水處理廠的出水水質必須達到國家規(guī)定的排放標準，否則會對環(huán)境造成污染。四、簡答題1.答：格柵的工作原理是利用格柵的間隙攔截污水中的漂浮物和懸浮物，使這些物質不能通過格柵，從而達到去除的目的。格柵的作用主要有以下幾點：（1）保護后續(xù)處理設備：防止漂浮物和懸浮物進入后續(xù)處理單元，造成設備堵塞和損壞。（2）減輕后續(xù)處理負荷：去除污水中的大顆粒物質，減輕后續(xù)處理單元的處理負荷。（3）提高處理效果：保證后續(xù)處理單元的正常運行，提高污水處理效果。2.答：沉淀法的類型及特點如下：（1）自由沉淀：顆粒在沉淀過程中不受其他顆粒的干擾，單獨進行沉淀。其特點是沉淀過程中顆粒的形狀、大小和密度不變，沉淀速度恒定。（2）絮凝沉淀：顆粒在沉淀過程中相互碰撞、凝聚，形成較大的絮體后沉淀。其特點是沉淀速度隨絮體的增大而增大。（3）區(qū)域沉淀：顆粒在沉淀過程中相互干擾，形成一個整體的沉淀區(qū)域。其特點是沉淀過程中顆粒的濃度基本不變，沉淀速度也基本恒定。（4）壓縮沉淀：顆粒在沉淀過程中受到重力和上層顆粒的壓力，發(fā)生壓縮變形后沉淀。其特點是沉淀速度隨顆粒的壓縮而減小。3.答：活性污泥法的基本原理是利用活性污泥中的微生物分解污水中的有機物，將其轉化為二氧化碳和水等無害物質。主要影響因素有以下幾點：（1）有機負荷：有機負荷是指單位時間內單位體積曝氣池中進入的有機物量。有機負荷過高，會導致微生物代謝異常，處理效果下降；有機負荷過低，會導致微生物生長緩慢，處理效率降低。（2）污泥齡：污泥齡是指活性污泥在曝氣池中的平均停留時間。污泥齡過長，會導致污泥老化，處理效果下降；污泥齡過短，會導致污泥流失，處理效果也會受到影響。（3）溶解氧：溶解氧是活性污泥中微生物生存和代謝的必要條件。溶解氧過低，會導致微生物缺氧，處理效果下降；溶解氧過高，會浪費能源。（4）溫度：溫度對活性污泥中微生物的生長和代謝有很大影響。一般來說，活性污泥法的適宜溫度為15～30℃。（5）pH值：pH值對活性污泥中微生物的生長和代謝也有很大影響。一般來說，活性污泥法的適宜pH值為6.5～8.5。4.答：生物膜法與活性污泥法相比，具有以下優(yōu)缺點：優(yōu)點：（1）對水質和水量的變化適應性強：生物膜法中的微生物附著在填料表面生長，形成生物膜，對水質和水量的變化有較強的適應性。（2）剩余污泥量少：生物膜法中的微生物生長速度較慢，剩余污泥量較少，降低了污泥處理的成本。（3）運行管理方便：生物膜法不需要污泥回流系統(tǒng)，運行管理相對方便。（4）處理效果好：生物膜法中的微生物種類豐富，能夠分解一些難降解的有機物，處理效果較好。缺點：（1）占地面積大：生物膜法需要設置填料，占地面積較大。（2）投資成本高：生物膜法需要購買填料和曝氣設備等，投資成本較高。（3）易堵塞：生物膜法中的填料容易被堵塞，需要定期進行清洗和更換。5.答：厭氧消化的過程分為水解階段、產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段：（1）水解階段：在這個階段，厭氧微生物將復雜的有機物分解為簡單的有機物，如糖類、氨基酸和脂肪酸等。（2）產(chǎn)酸階段：在這個階段，產(chǎn)酸菌將水解階段產(chǎn)生的簡單有機物進一步分解為有機酸和氫氣等。（3）產(chǎn)甲烷階段：在這個階段，產(chǎn)甲烷菌將有機酸和氫氣等轉化為甲烷和二氧化碳。影響厭氧消化的因素有以下幾點：（1）溫度：溫度對厭氧消化的影響很大，一般來說，厭氧消化的適宜溫度為35～55℃。（2）pH值：pH值對厭氧消化的影響也很大，一般來說，厭氧消化的適宜pH值為6.5～7.5。（3）有機負荷：有機負荷過高，會導致厭氧消化過程中產(chǎn)生過多的有機酸，使pH值下降，影響產(chǎn)甲烷菌的生長和代謝；有機負荷過低，會導致厭氧消化效率降低。（4）停留時間：停留時間過短，會導致有機物分解不完全；停留時間過長，會浪費能源和設備投資。（5）有毒物質：一些有毒物質，如重金屬、抗生素和消毒劑等，會對厭氧消化過程產(chǎn)生抑制作用。五、計算題（1）計算曝氣池的有機負荷F/M首先，計算每日進入曝氣池的有機物量：$Q=20000m3/d$，$C?=200mg/L=0.2kg/m3$每日進入曝氣池的有機物量$W=Q\timesC?=20000\times0.2=4000kg/d$曝氣池容積$V=3000m3$，混合液懸浮固體濃度$MLSS=3000mg/L=3kg/m3$$F/M=\frac{Q\timesC?}{V\timesMLSS}=\frac{4000}{3000\times3}=\frac{4}{9}kgBOD?/(kgMLSS\cdotd)\approx0.44kgBOD?/(kgMLSS\cdotd)$（2）計算污泥齡$\theta_c$根據(jù)公式$\theta_c=\frac{V\timesMLSS}{\DeltaX}$，需要先求出污泥產(chǎn)率系數(shù)$Y$和衰減系數(shù)$K_d$。對于傳統(tǒng)活性污泥法，一般取$Y=0.5kgVSS/kgBOD?$，$K_d=0.05d^{1}$$F/M=0.44kgBOD?/(kgMLSS\cdotd)$$\theta_c=\frac{1+K_d\times\theta_c}{Y\timesF/M}$設$\theta_c=x$，則$\x=\frac{1+0.05x}{0.5\times0.44}$$0.5\time