水质工程学习题库

水质工程学习题库一、选择题

1.下列关于水中杂质的说法，错误的是（）A.水中杂质按颗粒大小可分为悬浮物、胶体和溶解物B.悬浮物是指粒径大于100nm的杂质C.胶体是指粒径在1100nm之间的杂质D.溶解物是指粒径小于1nm的杂质

答案：B

解析：悬浮物是指粒径大于100μm的杂质，所以B选项错误。

2.水中溶解氧的含量与下列因素无关的是（）A.水温B.气压C.水中有机物含量D.水的硬度

答案：D

解析：水温、气压会影响氧气在水中的溶解度，水中有机物含量会影响微生物对氧气的消耗，从而影响溶解氧含量，而水的硬度主要取决于水中钙、镁等离子的含量，与溶解氧无关。

3.以下哪种消毒方法不属于化学消毒法（）A.氯气消毒B.紫外线消毒C.二氧化氯消毒D.臭氧消毒

答案：B

解析：紫外线消毒属于物理消毒法，利用紫外线的杀菌作用，而氯气消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒都是通过化学反应来消毒的，属于化学消毒法。

4.活性污泥法处理污水的核心是（）A.曝气系统B.二沉池C.活性污泥D.进水水质

答案：C

解析：活性污泥是活性污泥法处理污水的关键，其中含有大量的微生物，通过微生物的代谢作用去除污水中的污染物。

5.下列关于沉淀类型的说法，正确的是（）A.自由沉淀是指悬浮颗粒浓度不高，沉淀过程中颗粒之间互不干扰的沉淀B.絮凝沉淀是指悬浮颗粒浓度较高，沉淀过程中颗粒相互聚合的沉淀C.拥挤沉淀是指悬浮颗粒浓度很高，沉淀过程中颗粒相互挤压的沉淀D.以上说法都正确

答案：D

解析：这三种沉淀类型的描述都是正确的，它们在不同的悬浮颗粒浓度情况下发生，具有不同的沉淀特点。

6.水的软化主要是去除水中的（）A.钙、镁离子B.铁、锰离子C.氯离子D.硫酸根离子

答案：A

解析：水的软化主要目的是降低水中钙、镁离子的含量，以防止水垢的产生等。

7.过滤过程中，起主要过滤作用的是（）A.滤料层B.承托层C.滤板D.反冲洗装置

答案：A

解析：滤料层具有较大的比表面积，能够截留水中的杂质，是过滤过程中起主要过滤作用的部分。

8.下列哪种膜分离技术常用于海水淡化（）A.微滤B.超滤C.纳滤D.反渗透

答案：D

解析：反渗透技术能够有效截留海水中的盐分等小分子物质，常用于海水淡化。

9.曝气生物滤池的特点不包括（）A.处理效果好B.占地面积小C.运行费用高D.抗冲击负荷能力强

答案：C

解析：曝气生物滤池处理效果好、占地面积小、抗冲击负荷能力强，且运行费用相对较低，所以C选项错误。

10.以下哪种水质指标可以反映水中有机物被微生物分解所需的氧量（）A.CODB.BODC.TOCD.SS

答案：B

解析：BOD（生化需氧量）反映水中可生物降解有机物被微生物分解所需的氧量。

二、填空题

1.水的净化方法主要有沉淀、过滤、______、消毒等。

答案：吸附

解析：吸附是水净化的一种常见方法，可去除水中的一些溶解性杂质和异味等。

2.常用的混凝剂有铝盐、铁盐和______等。

答案：高分子混凝剂

解析：高分子混凝剂在水处理中也发挥着重要作用，能提高混凝效果。

3.活性污泥中的微生物主要有细菌、真菌、原生动物和______等。

答案：后生动物

解析：后生动物也是活性污泥中的重要组成部分，参与污水净化过程。

4.沉淀的类型可分为自由沉淀、絮凝沉淀、______和压缩沉淀。

答案：拥挤沉淀

解析：这是沉淀的四种基本类型。

5.过滤的滤料应具有足够的机械强度、______和化学稳定性。

答案：良好的吸附性能

解析：良好的吸附性能有助于提高过滤效果，去除更多杂质。

6.水的消毒方法主要有物理消毒法和______消毒法。

答案：化学

解析：物理消毒法如紫外线消毒，化学消毒法如氯气消毒等。

7.反渗透膜的孔径一般在______以下。

答案：1nm

解析：反渗透膜能截留小分子物质，孔径通常较小。

8.生物膜法处理污水的主要设施有生物滤池、生物转盘、______和曝气生物滤池等。

答案：生物接触氧化池

解析：这些都是生物膜法的常见处理设施。

9.水质指标可分为物理指标、化学指标和______指标。

答案：微生物

解析：微生物指标如细菌总数、大肠杆菌群数等，用于衡量水质的卫生状况。

10.水的硬度分为碳酸盐硬度和______硬度。

答案：非碳酸盐

解析：这是水硬度的两种分类方式。

三、判断题

1.水中的溶解氧越多越好。（）

答案：×

解析：水中溶解氧过多可能会导致水中的一些金属离子氧化等问题，同时对于一些厌氧环境下的处理工艺也不利，所以并不是越多越好。

2.混凝剂的投加量越大，混凝效果越好。（）

答案：×

解析：混凝剂投加量存在一个最佳范围，超过这个范围可能会导致胶体重新稳定，影响混凝效果。

3.活性污泥法处理污水时，污泥回流比越大越好。（）

答案：×

解析：污泥回流比过大可能会导致能耗增加、二沉池负荷增大等问题，需要合理控制。

4.过滤时，滤速越快，过滤效果越好。（）

答案：×

解析：滤速过快会导致杂质穿透滤层，影响过滤效果，应控制合适的滤速。

5.紫外线消毒可以杀灭所有的微生物。（）

答案：×

解析：紫外线消毒对细菌、病毒等有较好的杀灭效果，但对一些芽孢等抗性较强的微生物效果有限。

6.水的软化就是去除水中所有的离子。（）

答案：×

解析：水的软化主要是去除钙、镁离子等硬度离子，并非去除所有离子。

7.生物膜法比活性污泥法更适合处理高浓度有机废水。（）

答案：√

解析：生物膜法中微生物附着生长，对高浓度有机废水有较好的适应性。

8.膜分离技术可以完全截留水中的杂质。（）

答案：×

解析：膜分离技术虽然能有效截留大部分杂质，但不能完全截留，存在一定的截留率。

9.曝气生物滤池不需要进行反冲洗。（）

答案：×

解析：曝气生物滤池运行一段时间后，滤料表面会截留杂质，需要进行反冲洗以恢复过滤性能。

10.水质监测的频率越高越好。（）

答案：×

解析：水质监测频率应根据实际情况合理确定，过高的监测频率会增加成本，过低则可能无法及时准确反映水质变化。

四、简答题

1.简述混凝的基本原理。

答案：

混凝是通过向水中投加混凝剂，使水中胶体颗粒和细微悬浮物脱稳、凝聚为较大颗粒，以便于后续沉淀或过滤去除的过程。其基本原理包括以下几个方面：

（1）压缩双电层作用：胶体颗粒表面带有电荷，形成双电层结构。混凝剂水解产生的带相反电荷的离子进入胶体颗粒的扩散层，中和部分电荷，使双电层厚度减小，颗粒间的静电斥力降低，从而有利于颗粒相互靠近。

（2）吸附架桥作用：高分子混凝剂在水中会发生水解和聚合反应，形成线性结构的高分子聚合物。这些高分子聚合物可以通过吸附作用，将多个胶体颗粒或细微悬浮物连接在一起，形成较大的絮体，这种作用称为吸附架桥。

（3）网捕作用：混凝剂水解产生的沉淀物在沉降过程中，会以其巨大的表面积吸附水中的胶体颗粒和细微悬浮物，形成絮体并将其包裹，从而实现沉淀分离，这种作用称为网捕作用。

2.活性污泥法处理污水的工艺流程包括哪些部分？

答案：

活性污泥法处理污水的工艺流程一般包括以下几个部分：

（1）预处理：包括格栅、沉砂池等，用于去除污水中的粗大悬浮物和砂粒，以保护后续处理设备。

（2）初次沉淀池：污水经过预处理后进入初次沉淀池，去除部分悬浮物和漂浮物，降低后续处理单元的负荷。

（3）曝气池：是活性污泥法的核心处理单元，在曝气池中，污水与活性污泥充分混合，通过曝气提供氧气，使微生物在适宜的环境下对污水中的有机物进行分解代谢。

（4）二次沉淀池：曝气后的混合液进入二次沉淀池，进行泥水分离，使活性污泥沉淀下来，回流至曝气池前端，继续参与污水的处理，上清液则作为处理后的出水排放。

（5）污泥回流系统：将二次沉淀池沉淀下来的活性污泥部分回流至曝气池前端，以维持曝气池中活性污泥的浓度，保证处理效果。

（6）污泥处理系统：对剩余的污泥进行处理，一般包括污泥浓缩、脱水等过程，以减少污泥体积，便于后续处置。

3.简述过滤的作用和影响过滤效果的因素。

答案：

过滤的作用主要是进一步去除水中经过沉淀后残留的细小悬浮颗粒、胶体物质以及部分溶解性有机物等，使水的浊度、色度等指标进一步降低，提高水的清澈度和质量。

影响过滤效果的因素主要有以下几个方面：

（1）滤料特性：滤料的粒径、形状、均匀度、孔隙率、比表面积等会影响过滤效果。一般来说，粒径适中、形状规则、均匀度好、孔隙率大、比表面积大的滤料过滤效果较好。

（2）滤速：滤速过高会导致杂质穿透滤层，使过滤效果下降；滤速过低则会降低设备的处理能力，增加运行成本。因此，需要根据滤料特性和水质情况合理控制滤速。

（3）水头损失：随着过滤的进行，滤层中截留的杂质逐渐增多，水头损失会不断增加。当水头损失达到一定程度时，需要进行反冲洗以恢复过滤性能。水头损失过大不仅会影响过滤效果，还可能导致过滤无法正常进行。

（4）进水水质：进水的浊度、悬浮物浓度、溶解性有机物含量等会影响过滤效果。进水水质波动较大时，可能需要调整过滤工艺参数或采取预处理措施，以保证过滤效果的稳定。

（5）反冲洗：反冲洗的强度、时间、频率等对过滤效果有重要影响。合适的反冲洗操作可以有效去除滤层中的杂质，恢复滤料的过滤性能。如果反冲洗不彻底，会导致滤层中杂质积累过多，影响过滤效果；反冲洗过度则可能破坏滤料结构，降低过滤效果。

4.水的消毒方法有哪些？各有什么优缺点？

答案：

水的消毒方法主要有物理消毒法和化学消毒法。

（1）物理消毒法

紫外线消毒：优点：消毒效率高，杀菌速度快，不产生消毒副产物，操作简单，运行管理方便。缺点：紫外线穿透能力较弱，对水中悬浮物、浊度等有一定要求，消毒后无持续消毒能力，设备投资较大，运行成本较高。

加热消毒：优点：能有效杀灭所有微生物，消毒效果可靠。缺点：能耗大，运行成本高，不适用于大规模水处理。

（2）化学消毒法

氯气消毒：优点：消毒效果好，成本较低，来源广泛，有持续消毒能力。缺点：会与水中有机物反应生成消毒副产物，如三卤甲烷等，对人体健康有潜在危害；对某些病毒的杀灭效果较差；易产生氯气泄漏等安全问题。

二氧化氯消毒：优点：消毒效果优于氯气，杀菌谱广，不与水中有机物反应生成三卤甲烷等消毒副产物，有持续消毒能力。缺点：二氧化氯不稳定，易爆炸，制备和储存要求较高，成本相对较高。

臭氧消毒：优点：消毒效果好，杀菌速度快，不产生消毒副产物，能氧化分解水中有机物、色度、嗅味等。缺点：无持续消毒能力，设备投资大，运行成本高，臭氧有毒，需注意安全防护。

氯胺消毒：优点：消毒效果较好，有持续消毒能力，消毒副产物生成量少。缺点：消毒作用缓慢，成本相对较高。

5.简述生物膜法处理污水的原理。

答案：

生物膜法处理污水的原理是使污水中的微生物附着在载体表面生长繁殖，形成一层生物膜。生物膜由细菌、真菌、原生动物、后生动物等微生物群体以及它们分泌的胞外聚合物组成。

在生物膜法处理污水过程中，污水与生物膜接触，污水中的有机物首先被生物膜表面的微生物吸附，然后微生物利用这些有机物进行代谢分解，将其转化为二氧化碳、水和自身的细胞物质等。微生物在代谢过程中，一部分有机物被分解为能量供自身生长繁殖，另一部分则被合成新的细胞物质。随着微生物的生长繁殖，生物膜逐渐增厚，当生物膜达到一定厚度时，会出现内层微生物因缺氧而形成厌氧层，外层为好氧层的情况。

在好氧层，微生物进行有氧代谢，对有机物进行分解；在厌氧层，微生物进行厌氧代谢，分解一些难降解的有机物。当生物膜生长到一定程度时，会出现老化脱落的现象，脱落的生物膜随水流进入后续的沉淀单元，通过沉淀去除。同时，新的生物膜又会在载体表面不断生长形成，从而保证生物膜法处理污水的持续稳定运行。生物膜法通过微生物在载体表面的附着生长，提供了一个相对稳定的生态环境，有利于微生物对污水中有机物的高效降解，具有处理效果好、抗冲击负荷能力强、污泥产量低等优点。

五、论述题

1.结合实际，论述如何选择合适的水质处理工艺来满足不同的用水需求。

答案：

水质处理工艺的选择需要综合考虑多种因素，以满足不同的用水需求。以下结合实际进行论述：

（1）生活饮用水处理

生活饮用水对水质要求较高，需要去除水中的悬浮物、胶体、微生物、有机物、重金属等多种杂质。

常规处理工艺：一般包括混凝、沉淀、过滤和消毒。混凝剂可使水中胶体颗粒和细微悬浮物凝聚成较大颗粒，便于后续沉淀去除；沉淀过程进一步分离出较大颗粒的杂质；过滤则去除残留的细小悬浮颗粒和胶体物质；消毒是杀灭水中致病微生物的关键环节，常用的消毒剂有氯气、二氧化氯、臭氧等。例如，在大多数城市供水系统中，采用常规处理工艺能够有效保证生活饮用水的基本质量。

深度处理工艺：随着对水质要求的不断提高，对于一些受污染较为严重的水源，可能需要采用深度处理工艺。如活性炭吸附可以去除水中的有机物、色度、嗅味等；膜过滤技术（如反渗透、纳滤等）能进一步去除水中的溶解性有机物、重金属离子等，提高水质的纯度。例如，对于一些以地表水为水源且水质较差的地区，会在常规处理基础上增加活性炭吸附或膜过滤等深度处理工艺，以满足生活饮用水的高标准要求。

（2）工业用水处理

工业用水根据不同的工业生产需求，对水质的要求差异很大。

锅炉用水：主要目的是防止结垢、腐蚀和产生蒸汽污染。需要去除水中的钙、镁离子等硬度成分，通常采用离子交换软化法或反渗透法等。例如，在火力发电厂的锅炉用水处理中，通过离子交换树脂去除水中大部分钙、镁离子，保证锅炉的