2023-2024年環(huán)保知識生態(tài)建設(shè)知識競賽-廢水處理試劑知識競賽考試題庫（含答案）

2023-2024年環(huán)保知識生態(tài)建設(shè)知識競賽-廢水處理試劑知識競賽考試題庫（含答案）（圖片大小可任意調(diào)節(jié)）第I卷一.全考點試題庫(共15題)1.臭氧的制備方法有哪些？

正確答案:

臭氧的制備方法有化學(xué)法、電解法、紫外線法、輻照法和無聲放電法等。水處理中應(yīng)用的多是無聲放電法，其生產(chǎn)臭氧的原理是在兩平行高壓電極之間隔以一層介電體（又稱誘電體，通常是特種玻璃材料）并保持一定的放電間隙；通入15000～17500V高壓交流電后，在放電間隙形成均勻的藍紫色電暈放電，經(jīng)過凈化和干燥的空氣或氧氣通過放電間隙，氧分子受高能電子激發(fā)獲得能量，并相互發(fā)生碰撞聚合形成臭氧分子。生產(chǎn)1kg臭氧耗電約20～30kW。

臭氧由臭氧發(fā)生器制取，一般以空氣或氧氣為原料，空氣中含有的蒸氣和灰塵都會形成弧電損壞電極和降低臭氧產(chǎn)量，所以進入臭氧發(fā)生器的空氣必須預(yù)先經(jīng)過凈化和干燥。利用氧氣作為制造臭氧的原料時，并不是純氧效果最好，一般氧氣濃度在92%～99%臭氧產(chǎn)率最高，這可能是因為其中的雜質(zhì)起到了催化劑的作用。利用氧氣為原料的臭氧發(fā)生器，國外單機發(fā)生量已可達250kg/h，這為大規(guī)模利用臭氧消毒打下了良好的基礎(chǔ)。

為了提高臭氧的溶水效果，一般使用水深較大（5～6m）的接觸池，而且應(yīng)使臭氧以微氣泡形式，在水中迅速混合和擴散。常用臭氧加注方法有靜態(tài)混合器、文丘里管和微孔曝氣等形式，這一過程要在接觸池內(nèi)完成，接觸時間通常只要數(shù)分鐘，結(jié)合不同的水質(zhì)，臭氧的投加量一般為1～5mg/L之間。為此，臭氧氧化工藝主要包括空氣凈化干燥裝置、臭氧發(fā)生器以及水-臭氧的接觸池。2.什么是絮凝劑？其作用是什么？

正確答案:

絮凝劑在污水處理領(lǐng)域作為強化固液分離的手段，可用于強化污水的初次沉淀、浮選處理及活性污泥法之后的二次沉淀，還可用于污水三級處理或深度處理。當(dāng)用于剩余污泥脫水前的調(diào)理時，絮凝劑和助凝劑就變成了污泥調(diào)理劑或脫水劑。

在應(yīng)用傳統(tǒng)的絮凝劑時，可以使用投加助凝劑的方法來加強絮凝效果。例如把活化硅酸作為硫酸亞鐵、硫酸鋁等無機絮凝劑的助凝劑并分前后順序投加，可以取得很好的絮凝作用。因此，通俗地講，無機高分子絮凝劑IPF其實就是把助凝劑與絮凝劑結(jié)合在一起制備然后合并投加來簡化用戶的操作。

混凝處理通常置于固液分離設(shè)施前，與分離設(shè)施組合起來、有效地去除原水中的粒度為1nm～100μm的懸浮物和膠體物質(zhì)，降低出水濁度和CODcr，可用在污水處理流程的預(yù)處理、深度處理，也可用于剩余污泥處理。混凝處理還可有效地去除水中的微生物、病原菌，并可去除污水中的乳化油、色度、重金屬離子及其他一些污染物，利用混凝沉淀處理污水中含有的磷時去除率可高達90～95%，是最便宜而又高效的除磷方法。3.使用臭氧時的注意事項有哪些？

正確答案:

（1）臭氧是一種有毒氣體，對人體眼和呼吸器官有強烈的刺激作用，正常大氣中的臭氧的體積比濃度是（1～4）×10-8m3/m3，當(dāng)空氣中臭氧體積比濃度達到（1～10）×10-6m3/m3時，就會使人出現(xiàn)頭痛、惡心等癥狀?！豆I(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準》GBZ1—2002規(guī)定車間空氣中O3的最高允許濃度為0.3mg/m3。

（2）臭氧極不穩(wěn)定，在常溫常壓下容易自行分解成為氧氣并放出熱量。在空氣中，臭氧的分解速度與溫度和其濃度有關(guān)，溫度越高，分解越快，濃度越高，分解越快。臭氧在水中的分解速度比在空氣中的分解速度要快得多，水中的羥離子對其分解有強烈的催化作用，所以pH值越高，臭氧分解越快。因此不能貯存和運輸，必須在使用現(xiàn)場制備。

（3）臭氧具有強烈的腐蝕性，除鉑、金、銥、氟以外，臭氧幾乎可與元素周期表中的所有元素反應(yīng)。因此凡與其接觸的容器、管道、擴散器均要采用不繡鋼、陶瓷、聚氯乙烯塑料等耐腐蝕材料或作防腐處理。

（4）臭氧在水中的溶解度只有10mg/L，因此通入污水中的臭氧往往不能被全部利用。為了提高臭氧的利用率，接觸反應(yīng)池最好建成水深5～6m的深水池，或建成封閉的多格串聯(lián)式接觸池，并設(shè)置管式或板式微孔擴散器散布臭氧。4.使用調(diào)理劑的注意事項有哪些？

正確答案:

為了更好地使用調(diào)理劑，應(yīng)注意以下事項：

①充分了解和掌握被處理污泥的性質(zhì)（濃度、成分等），

②試驗確定適合于污泥性質(zhì)和脫水機性質(zhì)的調(diào)理劑種類，

③試驗確定調(diào)理劑的注入點、反應(yīng)條件、投加量等，

④根據(jù)調(diào)理劑的性質(zhì)確定調(diào)理劑的溶解、儲存等使用方法。

一般來說，無機調(diào)理劑適用于真空過濾脫水和板框壓濾脫水，而有機調(diào)理劑則較適用于離心脫水和帶式壓濾脫水。在使用離心脫水機和帶式壓力脫水機時，為了形成不易破碎的粗大絮凝物，一般使用分子量在10萬、甚至100萬以上的陽離子系列高分子調(diào)理劑。同時還要注意，由于離心脫水機是在2000～3000G的高離心力下進行固液分離，使用分子量越大的高分子調(diào)理劑，越容易形成堅固的絮凝物，越有利于脫水；而對帶式壓濾脫水機來講，分子量過高時，調(diào)理劑的部分粘性會殘留在絮凝物上，從而導(dǎo)致濾餅在濾布上的剝離性較差。就陽離子調(diào)理劑而言，對于同樣污泥，和離心脫水機相比，帶式壓力脫水機要求調(diào)理劑的陽離子度較高、而投加量較少。

一般來說，污泥濃度高時，使用高分子量的調(diào)理劑效果較好，而污泥濃度低時，使用分子量較低的調(diào)理劑效果較好。

廢水生物處理產(chǎn)生的剩余污泥和回流污泥的性質(zhì)相同，其主要成分是微生物的絮凝物，一般帶有負電荷，因此為使剩余污泥凝聚，最好使用陽離子的調(diào)理劑。當(dāng)前使用較多的陽離子調(diào)理劑是聚丙酰胺的共聚物或氨基甲基化變性物，通過調(diào)整陽離子變性條件，可得到不同陽離子度的調(diào)理劑。根據(jù)陽離子度的不同（可用膠體滴定法測定），陽離子調(diào)理劑可分為高、中、低陽離子度調(diào)理劑。5.二氧化氯的制備方法有哪些？

正確答案:

二氧化氯的制備方法有很多種，在水處理行業(yè)中，一般用氯、鹽酸或稀硫酸與亞氯酸鈉或氯酸鈉反應(yīng)的辦法生產(chǎn)，還有使用次氯酸鈉酸化后與亞氯酸鈉合成二氧化氯的。反應(yīng)式分別如下：

使用氯和亞氯酸鈉合成二氧化氯時，先調(diào)制pH﹤2.5的氯水溶液，再和一定量的10%亞氯酸鈉溶液一起進入反應(yīng)室，在反應(yīng)室中充分混合和反應(yīng)，生成二氧化氯。理論上，每10g亞氯酸鈉加3.9g氯，可生成7.5g二氧化氯。為了防止未起反應(yīng)的亞氯酸鈉被帶入水中，通常要加入比理論值多的過量氯。

其他方法與上述方法的操作基本類似，為保證反應(yīng)過程的安全性，酸和氯酸鈉或次氯酸鈉都配成水溶液，也都是要加入過量的酸，以提高氯酸鈉或次氯酸鈉的轉(zhuǎn)化率。生成的ClO2溶液可按照合適的投加量直接加到水中進行消毒。

國內(nèi)市場上有許多使用電解法生產(chǎn)二氧化氯的設(shè)備，但實際上，這些設(shè)備制造的所謂二氧化氯至多是二氧化氯和氯的復(fù)合物，不可能徹底解決氯類消毒劑會產(chǎn)生氯代烴的問題，而且已經(jīng)有使用復(fù)合二氧化氯時發(fā)生爆炸的事例。6.PAC的堿化度是什么？

正確答案:

由于聚合氯化鋁可以看作是AlCl3逐步水解轉(zhuǎn)化為Al（OH）3過程中的中間產(chǎn)物，也就是Cl-逐步被羥基OH-取代的各種產(chǎn)物。聚合氯化鋁的某種形態(tài)中羥基化程度就是堿化度，堿化度是聚合氯化鋁中羥基當(dāng)量與鋁的當(dāng)量之比。

實踐表明，堿化度是聚合氯化鋁的最重要指標之一，聚合氯化鋁的聚合度、電荷量、混凝效果、成品的pH值、使用時的稀釋率和儲存的穩(wěn)定性等都與堿化度有密切關(guān)系。常用聚合氯化鋁的堿化度多為50%～80%。7.脫水劑、調(diào)理劑與絮凝劑、助凝劑的關(guān)系是什么？

正確答案:

脫水劑是對污泥進行脫水之前投加的藥劑，也就是污泥的調(diào)理劑，因此脫水劑和調(diào)理劑的意義是一樣的。脫水劑或調(diào)理劑的投加量一般都以污泥干固體重量的百分比計。

絮凝劑應(yīng)用于去除污水中懸浮物，是水處理領(lǐng)域的重要藥劑。絮凝劑的投加量一般以待處理水的單位體積內(nèi)投加的數(shù)量來表示。

脫水劑（調(diào)理劑）與絮凝劑、助凝劑的投加量都可以稱為加藥量。同一種藥劑既可以在處理污水時應(yīng)用為絮凝劑，又可以在剩余污泥處理過程中應(yīng)用為調(diào)理劑或脫水劑。

助凝劑用在水處理領(lǐng)域作為絮凝劑的助劑時被稱為助凝劑，同一種助凝劑在剩余污泥處理時一般不稱助凝劑，而是統(tǒng)稱為調(diào)理劑或脫水劑。

使用絮凝劑時，由于水中的懸浮物數(shù)量畢竟有限，為了實現(xiàn)絮凝劑與懸浮顆粒的充分接觸，需要配備混合、反應(yīng)設(shè)施，并且都要具有足夠的時間，比如混合需要幾十秒到數(shù)分鐘、反應(yīng)則需要15～30min。而污泥脫水時從投加調(diào)理劑到污泥進入脫水機往往只有幾十秒的時間，即只有相當(dāng)于絮凝劑的混合過程、沒有反應(yīng)的時間，而且經(jīng)驗也表明，調(diào)理效果會隨著逗留時間的延長而降低。8.絮凝劑的種類有哪些？

正確答案:

絮凝劑是能夠降低或消除水中分散微粒的沉淀穩(wěn)定性和聚合穩(wěn)定性，使分散微粒凝聚、絮凝成聚集體而除去的一類物質(zhì)。按照化學(xué)成分，絮凝劑可分為無機絮凝劑、有機絮凝劑以及微生物絮凝劑三大類。

無機絮凝劑包括鋁鹽、鐵鹽及其聚合物。有機絮凝劑按照聚合單體帶電集團的電荷性質(zhì)，可分為陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性型等幾種，按其來源又可分為人工合成和天然高分子絮凝劑兩大類。在實際應(yīng)用中，往往根據(jù)無機絮凝劑和有機絮凝劑性質(zhì)的不同，把它們加以復(fù)合，制成無機有機復(fù)合型絮凝劑。微生物絮凝劑則是現(xiàn)代生物學(xué)與水處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是當(dāng)前絮凝劑研究發(fā)展和應(yīng)用的一個重要方向。9.廢水處理中常用的氧化劑和還原劑有哪些？

正確答案:

從理論上說，氧化還原電位不同的兩種物質(zhì)都可以相對地成為氧化劑或還原劑，但在廢水處理實踐中能夠使用的氧化劑或還原劑必須滿足以下要求：

①對廢水中希望去除的污染物質(zhì)有良好的氧化或還原作用

②反應(yīng)后生成的物質(zhì)應(yīng)當(dāng)無害以避免二次污染

③價格便宜、來源可靠

④能在常溫下快速反應(yīng)、不需要加熱

⑤反應(yīng)時所需的pH值最好在中性，不能太高或太低。

在廢水處理中常用的氧化劑有：

①在接受電子后還原變成帶負電荷離子的中性原子，如O2、Cl2、O3等；

②帶正電荷的原子，接受電子后還原成帶負電荷的離子，比如在堿性條件下，漂白粉、次氯酸鈉等藥劑中的次氯酸根OCl-中的CL+和二氧化氯中的Cl4+接受電子還原成Cl-；

③帶高價正電荷的原子在接受電子后還原成帶低價正電荷的原子，例如三氯化鐵中的Fe3+和高錳酸鉀中的Mn7+在接受電子后還原成Fe2+和Mn2+。

在廢水處理中常用的還原劑有：

①在給出電子后被氧化成帶正電荷的中性原子，例如鐵屑、鋅粉等；

②帶負電荷的原子在給出電子后被氧化成帶正電荷的原子，例如硼氫化鈉中的硼元素為負5價，在堿性條件下可以將汞離子還原成金屬汞，同時自身被氧化成正三價。

③金屬或非金屬的帶正電的原子，在給出電子后被氧化成帶有更高正電荷的原子。例如硫酸亞鐵、氯化亞鐵中的二價鐵離子Fe2+在給出一個電子后被氧化成三價鐵離子Fe3+；二氧化硫SO2和亞硫酸鹽SO32-中的四價硫在給出兩個電子后，被氧化成六價硫，形成SO42-。10.絮凝劑、助凝劑在強化廢水處理中的應(yīng)用有哪些？

正確答案:

廢水處理中投加絮凝劑可加速廢水中固體顆粒物的聚集和沉降，同時也能去除部分溶解性有機物。這種方法具有投資少，操作簡單，靈活等優(yōu)點，特別適合于處理水量小，懸浮雜質(zhì)含量較大的廢水。采用無機絮凝劑時，因為投藥量大，產(chǎn)生的污泥量也大，所以實際應(yīng)用中主要采用人工合成有機高分子絮凝劑OPF，或采用無機絮凝劑與OPF相結(jié)合的方式。

據(jù)有關(guān)報道，在初級沉淀池，常使用陰離子型已水解的聚丙烯酰胺去除廢水中的懸浮雜質(zhì)，而使用非離子型聚丙烯酰胺（PAM）時的效果不好。經(jīng)驗表明，在初級沉淀池中投加1mg/L水解聚丙烯酰胺，可去除進場廢水中50%以上的懸浮粒子及40%以上的BOD5。

在廢水的初級沉淀處理中，將有機高分子聚電解質(zhì)與無機絮凝劑的混合使用，要比它們各自單獨使用效果更好。由于進場廢水中懸浮粒子的濃度、粒徑分布及種類等隨時會發(fā)生變化，就使得絮凝劑的最佳劑量有時難以控制。這時若過量投加無機絮凝劑，用卷掃機理來沉淀去除懸浮雜質(zhì)，方法雖然可行，但其缺點也是很突出的，一是作用時間比較長（15～30min），再是形成的絮體易破碎。如果在投加無機絮凝劑的同時，再加入一定量的有機高分子聚電解質(zhì)，可使絮凝時間減少到2～5min，而且形成的絮體也比較結(jié)實。

在用沉淀法去除水中帶色有機膠體雜質(zhì)時，可使用雙電解質(zhì)系統(tǒng)。先用帶有高正電荷的陽離子型聚電解質(zhì)使這些有機膠體脫穩(wěn)，然后再用大分子量非離子型或陰離子型聚電解質(zhì)使已脫穩(wěn)的有機膠體絮凝成易沉淀的絮體。

二次沉淀池中常使用陽離子型聚電解質(zhì)作絮凝劑，如聚二甲基已二烯氯化銨或聚氨甲基二甲基已二烯氯化銨等，但其投加量要比在初次沉淀池中少一些。原因是初次沉淀池中所添加的陰離子型聚電解質(zhì)有一部分在進入二次沉淀池后繼續(xù)發(fā)揮作用，而且二次沉淀池中所添加的聚電解質(zhì)在污泥回流中能反復(fù)得到利用。

另外，混凝處理還可以去除廢水中的磷酸鹽和重金屬離子。長期以來，人們一直采用投加金屬鹽類無機絮凝劑的方法來去除廢水中的部分磷酸鹽。但實驗證明，在保證磷酸根的去除率沒有降低的前提下，用陽離子聚合物代替無機絮凝劑可以取得同樣的除磷效果，這說明聚合物參與了對陰離子磷酸根的吸附。例如某廢水處理場在混凝處理工藝中，用12mg/L硫酸鐵和3mg/L高電荷密度的陽離子聚合物，以及0.2mg/L高分子量的陰離子聚合物復(fù)合，代替原來23mg/L的硫酸鐵，在磷的去除率不變的情況下，使出水BOD5去除率從30%上升到了55%。同時，采用混凝處理后，可以使活性污泥階段產(chǎn)生的污泥中無機物成分減少，提高活性污泥的生物降解功能。

廢水處理中使用的過濾、浮選等處理工藝中，通過使用無機絮凝劑和聚電解質(zhì)助凝劑，可以提高出水水質(zhì)。結(jié)合廢水水質(zhì)特點，絮凝劑可以單獨使用，也可以多種絮凝劑復(fù)合使用或一主一輔復(fù)配使用（輔者作為助凝劑）。絮凝劑的選擇可以通過燒杯靜態(tài)試驗初步篩選，再在生產(chǎn)裝置上驗證確定。11.無機高分子絮凝劑的特點有哪些？

正確答案:

Al（Ⅲ）、Fe（Ⅲ）、Si（Ⅳ）的羥基和氧基聚合物都會進一步結(jié)合為聚集體，在一定條件下保持在水溶液中，其粒度大致在納米級范圍，以此發(fā)揮凝聚—絮凝作用會得到低投加量高效果的結(jié)果。若比較它們的反應(yīng)聚合速度，由Al→Fe→Si是趨于強烈的，同時由羥基橋聯(lián)轉(zhuǎn)為氧基橋聯(lián)的趨勢也按此順序。因此，鋁聚合物的反應(yīng)較緩和，形態(tài)較穩(wěn)定，鐵的水解聚合物則反應(yīng)迅速，容易失去穩(wěn)定而發(fā)生沉淀，硅聚合物則更趨于生成溶膠及凝膠顆粒。

IPF的優(yōu)點反映在它比傳統(tǒng)絮凝劑如硫酸鋁、氯化鐵的效能更優(yōu)異，而比有機高分子絮凝劑（OPF）價格低廉。現(xiàn)在它成功地應(yīng)用在給水、工業(yè)廢水以及城市污水的各種處理流程，包括預(yù)處理、中間處理和深度處理中，逐漸成為主流絮凝劑。但是，在形態(tài)、聚合度及相應(yīng)的凝聚—絮凝效果方面，無機高分子絮凝劑仍處于傳統(tǒng)金屬鹽絮凝劑與有機高分子絮凝劑之間的位置。其分子量和粒度大小以及絮凝架橋能力仍比有機絮凝劑差很多，而且還存在對進一步水解反應(yīng)的不穩(wěn)定性問題。IPF的這些弱點促進了各種復(fù)合型無機高分子絮凝劑的研究和開發(fā)。12.消泡劑的種類有哪些？

正確答案:

消泡劑的效果與發(fā)泡液的種類有關(guān)，即有的消泡劑對某些發(fā)泡液效果顯著，而對其它發(fā)泡液效果不明顯，甚至沒有作用。常用的消泡劑按成分不同可分為硅（樹脂）類、表面活性劑類、鏈烷烴類和礦物油類。

（1）硅（樹脂）類：硅樹脂消泡劑又稱乳劑型消泡劑，使用方法是將硅樹脂用乳化劑（表面活性劑）乳化分散在水中后投加到廢水中。二氧化硅細粉是另一種消泡效果較好的硅類消泡劑。

（2）表面活性劑類：此類消泡劑其實是乳化劑，即利用表面活性劑的分散作用，使形成泡沫的物質(zhì)在水中保持穩(wěn)定的乳化狀態(tài)分散，從而避免生成泡沫。

（3）鏈烷烴類：鏈烷烴類消泡劑是用乳化劑把鏈烷烴蠟或其衍生物乳化分散后制成的消泡劑，其用途與表面活性劑類的乳化型消泡劑類似。

（4）礦物油類：以礦物油為主要消泡成分。為了改善效果，有時混合金屬皂、硅油、二氧化硅等物質(zhì)一起使用。此外，為使礦物油容易擴散到發(fā)泡液表面，或者使金屬皂等均勻分散在礦物油中，有時還可投加各種表面活性劑。13.消毒劑的選擇應(yīng)考慮哪些因素？

正確答案:

廢水經(jīng)一級或二級處理后，水質(zhì)改善，細菌含量也大幅度減少，但其絕對值仍很可觀，并有存在病原菌的可能。因此，廢水排入水體前應(yīng)進行消毒處理。

目前，用氯化法消毒能產(chǎn)生有害物質(zhì)，影響人體健康已廣為人知，這是因為氯與水中有機物作用，同時有氧化和取代作用，氧化作用可以促使去除有機物，而取代作用則是氯與有機物結(jié)合，形成了有致突變或致癌活性的鹵化物。美國規(guī)定三鹵甲烷（THMS）的最大濃度為100μg/L，德國、加拿大、日本也分別規(guī)定為25μg/L、350μg/L、100μg/L，我國1985年版《生活飲用水衛(wèi)生標準》中也規(guī)定了氯仿的上限為60μg/L。有鑒于此，廢水消毒一是要