环境工程水处理技术论述题

环境工程水处理技术论述题姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、填空题1.水处理工程中，根据水质和水量，可将水处理分为生活饮用水处理和工业用水处理。

2.在水处理过程中，常用的预处理方法有自然沉淀、化学沉淀和过滤。

3.水处理过程中的絮凝剂主要分为无机絮凝剂和有机絮凝剂。

4.沉淀池是水处理工艺中的一种物理处理设施。

5.生物膜法是一种利用微生物对污染物进行降解的水处理技术。

6.水处理过程中，反渗透膜主要用于去除溶解性盐类。

7.水处理过程中，臭氧氧化法是一种高级氧化处理技术。

8.水处理过程中，消毒剂的选择应考虑其有效性、安全性和经济性。

答案及解题思路：

答案：

1.生活饮用水处理，工业用水处理

2.自然沉淀，化学沉淀，过滤

3.无机絮凝剂，有机絮凝剂

4.物理

5.微生物

6.溶解性盐类

7.高级氧化

8.有效性，安全性，经济性

解题思路：

1.根据水质和水量对水处理进行分类，生活饮用水处理主要关注饮用水的安全与健康，工业用水处理则关注工业生产对水质的要求。

2.预处理方法的选择依据是去除污染物的效率和对后续处理步骤的影响，自然沉淀、化学沉淀和过滤分别对应不同的处理需求和效果。

3.絮凝剂的选择基于其与水中悬浮物结合的能力，无机絮凝剂和有机絮凝剂各有特点，适用于不同水质。

4.沉淀池作为物理处理设施，主要通过重力作用使悬浮物沉降分离。

5.生物膜法依赖于微生物的代谢活动，对污染物进行生物降解。

6.反渗透膜能够去除水中的溶解性盐类，常用于海水淡化等场合。

7.臭氧氧化法通过臭氧的强氧化性，对污染物进行高级氧化处理。

8.消毒剂的选择需要综合考虑其处理效果、对环境和人体健康的影响以及经济成本。二、选择题1.下列哪种物质不属于水处理过程中的絮凝剂？

A.氯化铁

B.氢氧化铝

C.硫酸铝

D.碳酸钙

2.水处理过程中，下列哪种方法适用于处理含油废水？

A.吸附法

B.沉淀法

C.生物膜法

D.臭氧氧化法

3.水处理过程中，下列哪种处理设施主要用于去除悬浮物？

A.反渗透膜

B.沉淀池

C.生物膜

D.臭氧氧化器

4.下列哪种方法在水处理过程中用于去除溶解性有机物？

A.吸附法

B.沉淀法

C.生物膜法

D.臭氧氧化法

5.水处理过程中，下列哪种消毒剂适用于饮用水的消毒？

A.氯气

B.氢氧化钠

C.臭氧

D.碘酊

答案及解题思路：

1.答案：D.碳酸钙

解题思路：絮凝剂是一种能够使悬浮颗粒聚集成絮状物的化学物质。氯化铁、氢氧化铝和硫酸铝都是常用的絮凝剂，而碳酸钙通常用作沉淀剂，不属于絮凝剂。

2.答案：A.吸附法

解题思路：含油废水中的油类物质可以通过吸附法去除，因为吸附剂能够吸附油分子。沉淀法、生物膜法和臭氧氧化法虽然也能处理废水，但不是针对含油废水的最佳方法。

3.答案：B.沉淀池

解题思路：沉淀池是水处理设施中用于去除悬浮物的主要设施。反渗透膜主要用于去除溶解性物质，生物膜和臭氧氧化器则不是主要用于去除悬浮物的。

4.答案：A.吸附法

解题思路：吸附法能够有效去除水中的溶解性有机物，通过吸附剂表面吸附有机物分子。沉淀法主要用于去除悬浮物，生物膜法和臭氧氧化法虽然能处理有机物，但不是主要用于去除溶解性有机物的。

5.答案：A.氯气

解题思路：氯气是常用的饮用水消毒剂，能有效杀灭水中的病原微生物。氢氧化钠是一种强碱，不适合用于饮用水的消毒。臭氧和碘酊也可以用于消毒，但氯气更为常见和有效。三、判断题1.水处理过程中的絮凝剂种类繁多，其中，聚丙烯酰胺是最常用的絮凝剂。（）

2.沉淀池在水处理过程中主要用于去除悬浮物和胶体物质。（）

3.生物膜法在水处理过程中主要用于去除重金属离子。（）

4.反渗透膜在水处理过程中主要用于去除有机物和重金属离子。（）

5.臭氧氧化法在水处理过程中主要用于去除有机物和色度。（）

答案及解题思路：

1.答案：√

解题思路：聚丙烯酰胺因其高效的絮凝功能和良好的兼容性，在水处理过程中被广泛使用，尤其是在给水处理和废水处理中，因此该说法正确。

2.答案：√

解题思路：沉淀池通过重力作用使悬浮物和胶体物质沉降，从而实现固液分离，是水处理过程中常用的预处理手段，因此该说法正确。

3.答案：×

解题思路：生物膜法主要利用微生物在其表面形成的生物膜来去除水中的有机污染物，虽然对某些重金属离子有一定去除效果，但不是其主要用途，因此该说法错误。

4.答案：√

解题思路：反渗透膜是一种高效的分离膜，能够有效去除水中的有机物、重金属离子以及部分微生物，因此该说法正确。

5.答案：√

解题思路：臭氧氧化法利用臭氧的强氧化性，能够有效分解水中的有机物和色素，从而降低色度，因此该说法正确。

：四、简答题1.简述水处理过程中的预处理方法及其作用。

水处理过程中的预处理方法主要包括：物理预处理、化学预处理和生物预处理。物理预处理主要采用混凝、沉淀、过滤等方法，去除水中的悬浮物、胶体物质和颗粒物。化学预处理主要采用絮凝剂、氧化剂等方法，去除水中的重金属、有机物、色度等。生物预处理主要是通过微生物的作用，降低水体中的有机负荷，提高后续处理的效率。预处理方法的作用是保证水质达到后续处理要求，提高处理效率，降低运行成本。

2.简述生物膜法在水处理过程中的原理和应用。

生物膜法是利用微生物在固体表面形成的生物膜，通过微生物的代谢活动去除水中的有机污染物。其原理是微生物在固体表面吸附、生长，形成生物膜，生物膜中的微生物通过代谢活动将水中的有机物分解为无害物质。生物膜法在水处理中的应用主要包括：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等。生物膜法在处理生活污水、工业废水、养殖废水等方面具有显著效果。

3.简述臭氧氧化法在水处理过程中的原理和应用。

臭氧氧化法是利用臭氧的强氧化性，将水中的有机物、色度、异味等物质氧化分解，从而达到水质净化的目的。其原理是臭氧与水中的有机物发生氧化反应，将有机物氧化分解为二氧化碳、水等无害物质。臭氧氧化法在水处理中的应用主要包括：饮用水处理、废水处理、水环境治理等。臭氧氧化法在处理有机污染物、色度、异味等方面具有显著效果。

4.简述反渗透膜在水处理过程中的原理和应用。

反渗透膜是一种选择性透过膜，通过反渗透膜在水处理过程中的原理是，在外加压力作用下，水分子和溶解性小分子透过反渗透膜，而其他物质被截留在膜的一侧。反渗透膜在水处理中的应用主要包括：海水淡化、饮用水处理、工业废水处理等。反渗透膜在去除水中盐分、重金属、有机物等污染物方面具有显著效果。

5.简述消毒剂在水处理过程中的作用及选择原则。

消毒剂在水处理过程中的作用是杀灭水中的细菌、病毒等微生物，防止疾病的传播。选择消毒剂的原则包括：①消毒效果显著；②毒性低，对人类和环境友好；③稳定性好，不易降解；④易于操作和使用；⑤经济合理。常用的消毒剂有氯、二氧化氯、臭氧、紫外线等。

答案及解题思路：

1.解答思路：根据水处理过程中的预处理方法及其作用，分别描述物理、化学、生物预处理的原理和作用。

2.解答思路：描述生物膜法的原理，并列出其应用领域。

3.解答思路：解释臭氧氧化法的原理，并列举其应用领域。

4.解答思路：说明反渗透膜的工作原理，并列出其应用领域。

5.解答思路：描述消毒剂在水处理中的作用，并提出选择消毒剂的原则。五、论述题1.论述水处理过程中，预处理方法的重要性及其在实际应用中的注意事项。

答案：

水处理过程中的预处理方法是指在正式进行水处理之前，对原水进行的初步处理，以去除或减少水中难降解物质、大颗粒悬浮物、油脂类物质等，保证后续水处理单元的正常运行。预处理方法的重要性体现在以下几点：

提高后续处理效果：通过预处理去除部分污染物，可以有效提高后续处理单元的处理效果。

延长设备寿命：预处理可以有效防止后续处理单元中的设备发生堵塞，延长设备寿命。

节省能源：去除部分污染物可以降低后续处理单元的能耗。

在实际应用中，应注意以下事项：

选择合适的预处理方法：根据水质特点和处理目标，选择合适的预处理方法。

预处理单元设计：预处理单元设计应合理，以保证处理效果。

运行管理：加强预处理单元的运行管理，保证处理效果。

解题思路：

首先阐述预处理方法在水处理过程中的重要性，然后结合实际应用，提出注意事项。

2.论述生物膜法在水处理过程中的优势和局限性。

答案：

生物膜法是一种利用微生物吸附、降解有机物的方法。在水处理过程中，生物膜法具有以下优势：

适用范围广：生物膜法可应用于多种有机物的去除。

污染物去除效果好：生物膜法能有效去除有机污染物，处理效果稳定。

但是生物膜法也存在以下局限性：

设备易堵塞：生物膜容易在设备表面形成，导致设备堵塞。

生物膜老化：长期运行可能导致生物膜老化，处理效果下降。

温度和pH值影响：生物膜法对温度和pH值较为敏感，需严格控制。

解题思路：

首先分析生物膜法在水处理过程中的优势，然后从设备、生物膜、环境条件等方面阐述其局限性。

3.论述臭氧氧化法在水处理过程中的优势和局限性。

答案：

臭氧氧化法是一种利用臭氧氧化有机物的方法。在水处理过程中，臭氧氧化法具有以下优势：

污染物去除效果好：臭氧氧化法能有效去除有机污染物，处理效果稳定。

适用范围广：臭氧氧化法可应用于多种有机物的去除。

但是臭氧氧化法也存在以下局限性：

能耗高：臭氧生产过程中需要消耗大量电能，导致运行成本较高。

设备腐蚀：臭氧具有很强的氧化性，可能导致设备腐蚀。

残留臭氧：臭氧残留可能对人体健康和环境造成影响。

解题思路：

首先分析臭氧氧化法在水处理过程中的优势，然后从能耗、设备、环境影响等方面阐述其局限性。

4.论述反渗透膜在水处理过程中的优势和局限性。

答案：

反渗透膜是一种以膜分离技术为基础的水处理方法。在水处理过程中，反渗透膜具有以下优势：

污染物去除效果好：反渗透膜能有效去除水中的溶解性固体、有机物、重金属等污染物。

适用范围广：反渗透膜可应用于多种水质的处理。

但是反渗透膜也存在以下局限性：

膜污染：长时间运行可能导致膜污染，降低处理效果。

能耗高：反渗透膜处理过程中需要较高压力，导致能耗较高。

维护成本高：膜更换和维护需要投入较大成本。

解题思路：

首先分析反渗透膜在水处理过程中的优势，然后从膜污染、能耗、维护成本等方面阐述其局限性。

5.论述消毒剂在水处理过程中的作用及其选择原则。

答案：

消毒剂在水处理过程中的作用主要包括：

杀灭病原微生物：消毒剂能有效杀灭水中的病原微生物，保障水安全。

去除余氯：消毒剂可用于去除水中的余氯，提高口感。

选择消毒剂时，应遵循以下原则：

有效性：消毒剂应具有有效的杀灭微生物能力。

安全性：消毒剂在使用过程中对人体和环境无害。

经济性：消毒剂的使用成本应合理。

解题思路：

首先阐述消毒剂在水处理过程中的作用，然后从有效性、安全性、经济性等方面提出选择原则。六、计算题1.已知某废水COD浓度为1000mg/L，求采用Fenton氧化法处理后的COD浓度。

解题思路：

Fenton氧化法是一种高级氧化工艺，其化学反应方程式为：\(\text{H}_2\text{O}_2\text{Fe}^{2}\text{H}_2\text{O}\rightarrow\text{Fe}^{3}\text{OH}^\cdot\text{OH}\)。

其中，·OH是具有强氧化性的自由基，可以氧化废水中的有机物。

设Fenton氧化法处理后的COD浓度为\(C_{\text{COD}}'\)，根据反应的化学计量学关系，可以列出以下方程：

\[C_{\text{COD}}'=C_{\text{COD}}\times(1\text{氧化效率})\]

其中，氧化效率\(\text{氧化效率}\)是一个小于1的系数，取决于Fenton氧化反应的条件和废水特性。

需要查阅具体条件下的氧化效率值，假设氧化效率为0.9，则：

\[C_{\text{COD}}'=1000\,\text{mg/L}\times(10.9)=100\,\text{mg/L}\]

2.已知某水处理厂的进水量为10000m³/d，求沉淀池的表面积。

解题思路：

沉淀池的表面积可以通过以下公式计算：

\[A=\frac{Q\timesS}{v}\]

其中，\(Q\)是日处理水量，\(S\)是水的密度（通常为1000kg/m³），\(v\)是设计流速。

假设设计流速为0.5m/h，则：

\[A=\frac{10000\,\text{m}^3/\text{d}\times1000\,\text{kg/m}^3}{0.5\,\text{m/h}}\times24\,\text{h/d}=4800000\,\text{m}^2\]

3.已知某水处理厂的进水量为10000m³/d，求臭氧氧化法所需的臭氧投加量。

解题思路：

臭氧氧化法的臭氧投加量可以通过以下公式计算：

\[\text{臭氧投加量}=\frac{Q\times\text{臭氧需求量}}{100}\]

其中，\(Q\)是日处理水量，臭氧需求量是一个与废水特性有关的系数。

假设臭氧需求量为0.6gO₃/gCOD，则：

\[\text{臭氧投加量}=\frac{10000\,\text{m}^3/\text{d}\times1000\,\text{kg/m}^3\times1000\,\text{g/kg}\times0.6\,\text{gO}_3/\text{gCOD}}{100}=360000\,\text{gO}_3/\text{d}\]

4.已知某水处理厂的进水量为10000m³/d，求反渗透膜的处理效率。

解题思路：

反渗透膜的处理效率可以通过以下公式计算：

\[\text{处理效率}=\frac{\text{透过水量}}{\text{进水量}}\]

假设透过水量为8000m³/d，则：

\[\text{处理效率}=\frac{8000\,\text{m}^3/\text{d}}{10000\,\text{m}^3/\text{d}}=0.8\text{（或80%）}\]

5.已知某水处理厂的进水量为10000m³/d，求消毒剂的使用量。

解题思路：

消毒剂的使用量可以通过以下公式计算：

\[\text{消毒剂使用量}=\frac{Q\times\text{消毒剂用量系数}}{100}\]

其中，\(Q\)是日处理水量，消毒剂用量系数是一个与消毒剂类型和水质有关的系数。

假设消毒剂用量系数为0.5g/L，则：

\[\text{消毒剂使用量}=\frac{10000\,\text{m}^3/\text{d}\times1000\,\text{L/m}^3\times0.5\,\text{g/L}}{100}=500000\,\text{g/d}\]七、案例分析题1.分析某工业园区废水处理过程中的问题及改进措施。

问题描述：

某工业园区存在废水排放超标现象，对周边水环境造成污染。

废水处理设施存在效率低下、设备老化等问题。

改进措施：

提升污水处理设施效率：

采用新型膜生物反应器（MBR）技术，提高处理效率。

定期进行设备维护和升级，保证设施运行稳定。

优化废水排放管理：

建立废水排放监控系统，实时监测废水排放情况。

强化环保意识，推广循环利用水资源。

加强污染源头控制：

鼓励企业采用清洁生产工艺，减少废水产生量。

2.分析某城市污水处理厂运行过程中的问题及改进措施。

问题描述：

某城市污水处理厂存在运行不稳定、能耗较高、污泥处理能力不足等问题。

改进措施：

提升污水处理厂的自动化水平：

引进先进控制技术，实现污水处理的自动化和智能化。

降低人为操作失误，提高运行稳定性。

优化污泥处理流程：

建设污泥深度处理系统，提高污泥处理效果。

推广污泥资源化利用，降低环境污染。

降低能耗：

采用高效节能设备，如螺杆式空气提升机、变频调速设备等。

加强能耗监测和管理工作。

3.分析某饮用水源地保护措施的有效