单项选择题1. 某造纸企业废水处理站水量为1200m
3/d,出水COD为180mg/L,拟采用Fenton氧化方法进一步处理。在pH值为3.5,Fe
2+/H
2O
2=1:3(摩尔比),反应时间为2.5h,FeSO
4·7H
2O投加量为45mg/L条件下,经处理后的出水可达标回用。下列关于Fenton氧化工艺系统设计合理的是______。(FeSO
4·7H
2O分子量为278)
- A.反应池采用钢筋混凝土特殊防腐结构,设置不锈钢搅拌机及pH值在线监测仪,反应池总容积为100m3
- B.反应池采用普通钢筋混凝土结构,利用碳钢机械搅拌器,设置pH值在线监测仪,反应池总容积为200m3
- C.反应池每天投加浓度为30%的H2O2溶液66kg
- D.如果浓度为90%的FeSO4·7H2O溶液每天配置1次,溶液浓度按照15%计,FeSO4·7H2O溶解槽有效体积应为0.28m3
A B C D
C
[解析] A项,反应池容积应为:
。
B项,Fenton氧化工艺系统需要采用特殊防腐结构。
C项,设浓度为30%的H
2O
2溶液投加量为xkg,则有如下关系:
解得浓度为30%的H
2O
2溶液投加量x=66kg。
D项,设浓度为15%的FeSO
4·7H
2O溶解槽有效体积为Vm
3,则1200×45=V×15%×10
6,解得V=0.36m
3。
3. 某电镀厂产生含氰废水40m
3/h,含CN
―30mg/L;含铬废水50m
3/h,含Cr
6+25mg/L;酸碱混合废水60m
3/h,其中含重金属的废水30m
3/h,含Ni
2+35mg/L,Zn
2+25mg/L。采用的处理工艺见下图。下列关于处理设计的说法错误的是______。
- A.破氰采用二级破氰,液氯的理论投加量为196.7kg/d
- B.FeSO4·7H2O理论投加量为480kg/d
- C.混合反应池中投加Ca(OH)2以调节pH值,控制pH值大于11
- D.斜板沉淀池设计表面水力负荷为3m3/(m2·h),沉淀池面积为50m2
A B C D
C
[解析] A项,电镀含氰废水二级破氰反应式如下:
CN
-+ClO
-+H
2O→CNCl+2OH
- CNCl+2OH
-→CNO
-+Cl
-+H
2O
2CNO
-+3ClO
-→CO
2+N
2+3Cl
-+CO
32- 即二级破氰反应中,1molCN
-需要2.5molClO
-。
氯气产生次氯酸根的反应式为:Cl
2+H
2O→HClO+HCl,即1mol氯气生产1molClO
-。
因此二级破氰,液氯的理论投加量为:
。
B项,硫酸亚铁还原六价铬的反应为:Cr
6++3Fe
2+→3Fe
3++Cr
3+,即还原1mol六价铬需要3mol的硫酸铁,因此硫酸铁的理论投加量为:
。
C项,含锌废水加碱时应控制pH值在8.5~9之间,若pH继续增加,Zn(OH)
2沉淀会重新溶解,因此控制pH值大于11是错误的。
D项,总处理设计水量为40+50+60=150m
3/h,沉淀池设计流量为:Q=q′A=3m
3/(m
2·h)×50m
2=150m
3/h,设计合理。
4. 某炼油厂产生含油废水3000m
3/d,水温为30℃,含油量为120mg/L,采用加压溶气气浮工艺去除油。气浮分离室表面负荷为5.4m
3/(m
2·h),气固比为0.05,废水回流比为1:3。由于该厂废水含油浓度升高至160mg/L,为了使处理后的水质达标,需要加大废水回流比,在气固比不变的情况下,计算加大回流比后加压溶气废水量及气浮池表面负荷。______
- A.1000m3/d,5.4m3/(m2·h)
- B.1320m3/d,5.4m3/(m2·h)
- C.1000m3/d,5.85m3/(m2·h)
- D.1320m3/d,5.85m3/(m2·h)
A B C D
D
[解析] 根据已知条件,含油废水量Q为3000m
3/d,气浮分离室表面负荷q为5.4m
3/(m
2·h),气固比为0.05,废水回流比为1︰3,则气浮分离室面积为:
;
回流水的溶气量为:3000×120×0.05/(3000×1/3)=18g/m
3;
设废水含油浓度升高后,回流水量为Q′,则Q′×18/(3000×160)=0.05,得Q′=1320m
3/d;则气浮池表面负荷为:
。
5. 某电镀厂排放废水320m
3/d,CrO
42-为120mg/L,Cu
2+为40mg/L,Zn
2+为25mg/L,Ni
2+为15mg/L。采用离子交换法对废水进行处理,并要求同时回收废水中的铬酸和纯水,相关设计参数见表1。计算阳离子交换树脂及阴离子交换树脂用量。______
表1 设计参数 表2 元素原子量表 - A.阳离子交换树脂为1.47m3,阴离子交换树脂为5.52m3
- B.阳离子交换树脂为1.47m3,阴离子交换树脂为11.04m3
- C.阳离子交换树脂为5.24m3,阴离子交换树脂为5.52m3
- D.阳离子交换树脂为5.24m3,阴离子交换树脂为11.04m3
A B C D
A
[解析] 阳离子交换树脂只能去除阳离子,阴离子交换树脂只能去除阴离子。废水中的阳离子包括:Cu2+,Zn2+,Ni2+;阴离子为CrO42―。
①电镀废水中每日需去除的阳离子物质的量为:
C(Cu2+)=40/63.5=0.63mol/m3,C(Zn2+)=25/65.8=0.38mol/m3,C(Ni2+)=15/59=0.254mol/m3,
则每日去除的阳离子电荷量为:
(0.63+0.38+0.254)×2=2.53mol/m3
每日应去除阳离子负荷为:
G=Q(C-Cp)=320×(2.53-0)=809.6mol/d
因此,阳离子交换树脂的体积为:
V=GT/E0=(809.6×5)/2753=1.47m3
②电镀废水中每日需去除的阴离子的物质的量为:
C(CrO42-)=120/116=1.034mol/L
则每日去除的阴离子电荷量为:
1.034×2=2.07mol/m3
每日应去除阴离子负荷为:
G=Q(C-Cp)=320×(2.07-0)=662.4mol/d
因此,阴离子交换树脂的体积为:
V=GT/E0=(662.4×5)/600=5.52m3
6. 某再生水厂采用预处理+反渗透深度处理工艺,工艺流程及相关参数见下图。每个反渗透组件的最大产水量为5m
3/h,设计安全系数取0.8,计算反渗透系统水回收率、浓缩倍数以及反渗透膜组件数量。______
- A.回收率40%,浓缩倍数1.09,膜组件数量58个
- B.回收率40%,浓缩倍数12.5,膜组件数量63个
- C.回收率92%,浓缩倍数12.5,膜组件数量58个
- D.回收率92%,浓缩倍数1.09,膜组件数量63个
A B C D
C
[解析] 由再生水厂工艺流程图可知,反渗透出水量Q
p=100+130=230m
3/h,进水量为Q
f=250m
3/h。
根据《三废处理工程技术手册(废水卷)》反渗透计算公式,反渗透系统水回收率为:
浓缩倍数为:
每个反渗透组件的最大产水量为5m
3/h,设计安全系数取0.8,则一级反渗透组件数量为:
二级反渗透组件数量为:
因此系统膜组件的总数量为:33+25=58(个)。
9. 某污水处理厂采用三个相同的并联滤池对二级出水进行深度处理,处理水量为300m
3/h,滤速10m/h,滤池采用双层滤料(无烟煤、石英砂)、滤层总厚1500mm,其中无烟煤厚700mm,石英砂厚800mm,石英砂的堆积密度为1.8,无烟煤的堆积密度为0.95,滤池每天实际工作时间为23.5h,计算每个滤池中石英砂、无烟煤的装填量。______
- A.14.71t,6.79t
- B.14.40t,6.65t
- C.44.12t,20.37t
- D.43.20t,19.95t
A B C D
A
[解析] 已知三个相同并联滤池的处理水量为300m
3/h,滤速10m/h,每天实际工作时间为23.5h,则每个滤池的面积为:
已知无烟煤厚700mm,石英砂厚800mm,石英砂的堆积密度为1.8,无烟煤的堆积密度为0.95,则:
石英砂的装填量为:
无烟煤的装填量为:
11. 某城市污水处理厂设计流量为43000m
3/d,最大流量为60000m
3/d,出水采用紫外消毒设备进行消毒,消毒指标为粪大肠杆菌数量不超过10000个/L,此时所需紫外线有效剂量应不小于12mJ/cm
2,选用低压高强灯管,下列消毒设备中紫外灯管配置正确的是______。
- A.紫外灯管需要数量最少为100根,设备紫外线平均剂量26mJ/cm2,紫外灯老化系数0.5,紫外灯套管结垢系数1.0
- B.紫外灯管需要数量最少为120根,设备紫外线平均剂量26mJ/cm2,紫外灯老化系数0.5,紫外灯套管结垢系数1.0
- C.紫外灯管需要数量最少为100根,设备紫外线平均剂量30mJ/cm2,紫外灯老化系数0.5,紫外灯套管结垢系数0.8
- D.紫外灯管需要数量最少为120根,设备紫外线平均剂量30mJ/cm2,紫外灯老化系数0.5,紫外灯套管结垢系数0.8
A B C D
D
[解析] 根据《城市给排水紫外线消毒设备》(GB/T 19837—2005)第5.2.2条规定,若紫外灯老化系数没有通过有资质的第三方验证,应使用0.5的默认值作为紫外灯老化系数,来计算设备紫外线有效剂量。因此本题紫外灯的老化系数为0.5。
第5.4.2条规定,使用过程中紫外灯石英套管与水体接触,接触面会结垢。若紫外灯套管结垢系数没有通过有资质的第三方验证,应使用0.8的默认值作为紫外灯套管结垢系数,来计算设备紫外线有效剂量。因此,本题紫外灯套管的结垢系数为0.8。
紫外线的有效剂量计算公式为:
ED=ND×C
LH×C
JG 式中,ED为设备紫外线有效剂量,mJ/cm
2;ND为新紫外灯管状态下设备紫外线平均剂量,mJ/cm
2;C
LH为紫外灯老化系数;C
JG为紫外灯套管结垢系数。
代入已知数据可得,设备紫外线平均剂量为:
低压高强灯管的水力负荷为250~500m
3/d/根紫外灯,所以至少需要的灯管数量为:60000/500=120根。
12. 某城市污水处理厂采用浓缩—消化—脱水方式进行污泥处理,其中污泥消化单元污泥产量为100m
3/d,含水率96%,污泥脱水单元采用板框压滤机,投加化学药剂调理后污泥干重增加系数以1.15计,每天工作两班,每班工作8h。压滤机过滤面积60m
2,计算压滤机污泥产率。______
- A.4.17kg干污泥/(m2·h)
- B.4.79kg干污泥/(m2·h)
- C.2.78kg干污泥/(m2·h)
- D.3.19kg干污泥/(m2·h)
A B C D
B
[解析] 已知污泥密度ρ≈1000kg/m
3,污泥消化单元污泥产量为100m
3/d,含水率为96%,则消化单元日产生污泥的干重为:
m
1=100×1000×(1-0.96)=4000kg
投加化学药剂调理后污泥干重增加系数为1.15,则投加化学调理剂后污泥的重量为:
m
2=4000×1.15=4600kg
压滤机过滤面积为60m
2,每天工作两班,每班工作8h,则压滤机污泥产率为:
13. 某城市目前的城市人口为200万,且每年人口以1%递增,综合生活用水定额按250L/(人·d)计,且保持不变,日变化系数为1.05,时变化系数为1.1。该市10年后管网系统完善(对给排水系统完善的地区污水量可按用水量定额的90%计,一般地区可按用水定额的80%计),计算该城市第10年的污水处理量。______
- A.45万m3/d
- B.50万m3/d
- C.58万m3/d
- D.52万m3/d
A B C D
C
[解析] 居住区生活污水设计流量公式为:
式中,Q为居住区生活污水设计流量,L/s;n为居住区生活污水定额,L/(人·d);N为设计人口数;K
z为生活污水量总变化系数,K
z=日变化系数(K
d)×时变化系数(K
h)。
将题目中已知数据代入公式可得,该城市第10年的污水处理量为:
Q=200×10
4×(1.01)
10×(250/1000)×1.05×1.1×0.9=57.41万m
3/d。
14. 某再生水厂出水由水泵提升至供水池,提升水泵一用一备,流量均为500m
3/h,吸水管管径均为350mm(水力坡度ζ
350=0.085),管长35m,且分别设有进口滤网和90度弯头一个(ζ
网=2,ζ
90°=0.95),出水管为一管径300mm,长度1000m的压力管(水力坡度ζ
300=0.018),局部损失为沿程损失的8%,吸水井的高水位高程为45m,低水位高程42m,供水池出口高程87m,计算提升水泵的总扬程。______
- A.65.05m
- B.63.91m
- C.62.05m
- D.65.55m
A B C D
D
[解析] ①已知再生水厂流量Q为500m
3/h,吸水管管径D为350mm,进水管水力坡度ζ
350=0.085,管长为35m,ζ
网=2,ζ
90°=0.95,则进水管流速v
进及水头损失h
进为:
②出水管管径为300mm,长度为1000m,其水力坡度ζ
300=0.018,局部损失为沿程损失的8%,则出水管水头损失h
出为:
③总扬程为:
16. 某城市污水处理厂采用曝气沉砂池,设计流量Q为50000m
3/d,总变化系数K
z为1.3,水平流速v为0.1m/s,停留时间t为2min,下列关于沉砂池设计符合规范要求的是______。
- A.沉砂池总有效容积50m3
- B.沉砂池水流断面积8.5m2
- C.沉砂池总宽度3.0m
- D.沉砂池所需曝气量1259m3/h
A B C D
C
[解析] 总变化系数K
z为1.3,故沉砂池最大流量为:
Q
max=QK
z=50000×1.3=65000m
3/d
根据相关设计规范要求可计算得:
A项,沉砂池体积为:
B项,水流断面积为:
C项,沉砂池总宽度为:
符合。
D项,曝气量为:
17. 某城市污水处理厂预处理采用初沉池,设计流量为80000m
3/d,总变化系数K
z为1.3。下列关于初沉池设计水力负荷不满足《室外排水设计规范》的是______。
- A.采用4座平流式初沉池,平面尺寸60×15m
- B.采用6座平流式初沉池,平面尺寸32×7m
- C.采用2座辐流式初沉池,直径30m
- D.采用4座辐流式初沉池,直径20m
A B C D
A
[解析] 根据《室外排水设计规范》(GB 50014—2006)第6.5.1条规定,初沉池表面水力负荷为1.5~4.5m
3/(m
2·h)。
A项,
,不符合设计要求。
B项,
,符合。
C项,
,符合。
D项,
,符合。
18. 某含氰含铬工业废水处理站设计流量50m
3/h,采用电解气浮工艺处理,极板厚度,极板高度、极板间距、极板与池壁距离、分离区高度、分离区停留时间、渣层厚度分别为10mm、1m、20mm、50mm、1m、30min、15cm。电解池宽度取1.5m,根据试验确定的电流密度和比电流值分别为150A/m
2、220(A·h)/m
3。浮渣层高度取0.2m,保护高度取0.3m,选择适宜的电极并计算气浮池容积。______
- A.石墨板电极,27.35m3
- B.铁板电极,27.35m3
- C.石墨板电极,28.75m3
- D.铁板电极,28.77m3
A B C D
C
[解析] 根据《污水气浮处理工程技术规范》(HJ 2007—2010)第6.3.1条规定,处理含铬废水时可用铁电极,用于含氰废水时宜采用石墨惰性电极。
①已知电解池的比电流值E为220(A·h)/m
3,电流密度为150A/m
2,设计流量Q为50m
3/h,则电极作用面积为:
②电极板的块数为:
③单块极板的面积为:
④极板长度为:
⑤电极室长度为:
⑥电极室总高度为:
⑦电极室容积为:
⑧分离室容积为:
⑨电解器气浮池容积为:
19. 某工业废水采用浅层气浮工艺处理,处理的水量为100m
3/h,选用带填料的立式溶气罐,溶气压力采用0.4MPa,溶气水回流比30%,水力负荷3600m
3/(m
2·d),溶解度系数K
T=0.024,溶气效率f=0.9,计算溶气罐的直径和气浮池所需空气量。______
- A.0.255m,190.8L/h
- B.0.255m,1883.9L/h
- C.0.505m,190.8L/h
- D.0.505m,1883.9L/h
A B C D
D
[解析] 根据题意,Q
p=30%Q=30%×100m
3/h=30m
3/h。
则溶气罐直径:
。
将溶气压力转换为大气压:p=0.4×10
6/(1.013×10
5)=3.95atm。
则气浮池所需空气量为:Q
g=Q
p×736fpK
T=30×736×0.9×3.95×0.024=1883.9L/h。
20. 某工厂含盐废水总溶解性固体为2800mg/L,采用RO膜系统处理,膜通量为7×10
-3L/(m
2·s),处理后总溶解固体为90mg/L,水回收率为78%。如获得50m
3/d的脱盐水,下列计算结果错误的是______。
- A.需处理的原废水量为64.1m3/d
- B.需另行处理的浓盐水的含盐量为12320mg/L
- C.该系统的盐通量为3.21%
- D.该系统所需膜面积为100m2
A B C D
D
[解析] A项,水回收率为78%,则原废水量为:50÷0.78=64.1m
3/d。
B项,设浓盐水浓度为C,则(1-0.78)QC+0.78×90=2800Q,解得C=12408mg/L。
C项,盐通量为:90÷2800×100%=3.21%。
D项,膜面积为:
。
B项中浓盐水的含盐量与计算值也有所偏差,但选择D项更合适。
21. 某含氰含硫废水处理站处理量100m
3/h,其中CN
-为30mg/L,S
2-为15mg/L。采用氧化法处理,氧化剂为次氯酸钙(含有70%有效氯),配置成7%的溶液投加,为保证CN
-和S
2-完全氧化,出水余氯控制为5mg/L;若水中其他耗氯物质忽略不计,计算每天需投加的氧化剂溶液体积。[完全氧化1份CN
-需6.83份有效氯,完全氧化1份S
2-需6.3份有效氯(质量比)]______
- A.597.35L
- B.621.22L
- C.872.86L
- D.887.55L
A B C D
B
[解析] 根据题意,每天需投加的氧化剂溶液体积为:
23. 采用吹脱去除水中的某挥发性有机物,该挥发性有机物的平均浓度/空气体积为25/100万,相对分子质量为133,每天需从水中吹脱去除160g挥发性有机物,利用理想气体方程PV=nRT[R=8.314(kPa·L)/(mol·K)]计算在温度为18℃~25℃、1atm(1kPa=0.0098atm)条件下,设计应选取的该挥发性有机物在空气中的质量浓度和净化空气流量。______
- A.136.06mg/m3,47.84m3/h
- B.136.06mg/m3,49.00m3/h
- C.139.35mg/m3,47.84m3/h
- D.139.35mg/m3,49.00m3/h
A B C D
C
[解析] 挥发性有机物体积浓度=25/100万=25×10
-6m
3/m
3,则1m
3空气中含有该有机物的体积为25×10
-6m
3。
由于
,得
。
则有机物在空气中的质量浓度为:
取质量浓度m=139.35mg/m
3,
则用于净化的空气流量为:
24. 某再生水厂深度处理采用单层石英砂滤料滤池,对外供水30000m
3/d,厂内自用再生水量占5%,采用滤池共8格,石英砂高度为900mm,滤速为6m/h,过滤周期为12h,冲洗时间6min,计算每格滤料体积。______
- A.23.63m3
- B.24.82m3
- C.24.61m3
- D.23.44m3
A B C D
B
[解析] 根据题意,处理水量为:Q=30000×(1+0.05)=31500m
3/d,
单格滤池面积为:
,
每格滤料体积为:V=Fh=27.57×0.9=24.82m
3。
25. 某城市污水处理厂二沉池平均进水量为120000m
3/d,最大进水量为156000m
3/d。采用6座普通辐流式沉淀池,表面水力负荷q
0=1m
3/(m
2·h),计算该厂辐流式沉淀池的直径。______
- A.32.6m
- B.37.1m
- C.42.5m
- D.45.0m
A B C D
B
[解析] 设计二沉池尺寸时,处理流量应按最大进水量计算,
故辐流式沉淀池的直径为:
。