20 道混凝、沉淀与工艺控制练习题及答案

自来水处理运营员考试练习的全部混凝、沉淀与工艺控制练习题，附正确答案和简短解析。

1. 春季径流使河水原水浊度从 15 NTU 升到 900 NTU 以上，而水厂在快混之前设有预沉池。投运预沉池的主要理由是什么？
- A.先沉掉大量泥沙，使进入混凝的固体负荷更平稳✓ 答案
- B.在快混之前把溶解性有机色度转化为可沉降的絮体
- C.在流量提高时补回工艺本会损失的消毒接触时间
- D.去除水中溶解态的铁和锰，使投加的混凝剂不被消耗
预沉池在投加任何药剂之前，仅靠重力把密度大、沉速快的泥沙先分离出来，使混凝和絮凝段接受的固体负荷更低、更平稳，混凝剂投加量不必随原水浊度的每一次波动而频繁调整。它不是消毒接触池，作用对象是可沉降固体，而不是溶解性色度或溶解态金属。
编号 QB-B4TR4J依据： Recommended Standards for Water Works (Ten States Standards), presedimentation basin provisions报告此题的问题
2. 某地下水有强烈的臭鸡蛋气味，并且二氧化碳含量高。为什么要把曝气设置在其余处理工艺的前面？
- A.吹脱硫化氢和二氧化碳，同时向水中补充溶解氧✓ 答案
- B.杀灭产生硫化物的细菌，使后续无需再投加消毒剂
- C.通过与空气混合把钙从溶液中赶出，从而降低硬度
- D.向水中补充碱度，使软化工序所需的石灰量减少
曝气是双向的气体传质过程：一方面把硫化氢、二氧化碳等溶解气体和挥发性嗅味物质从水中吹脱，另一方面把氧溶入水中，有助于后续铁和锰的氧化。吹除二氧化碳会使 pH 上升，但并不增加碱度；曝气既不能消毒，也不能软化水质。
编号 QB-VKB9VK依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — aeration and gas transfer报告此题的问题
3. 取水口正在形成蓝藻水华，水厂仍在取用这部分原水。下列哪种预处理做法是正确的？
- A.在取水口投加高剂量游离氯，尽早把藻细胞杀死
- B.把粉末活性炭投加在预氧化剂加药点，让两者同时作用
- C.等氧化把细胞破坏之后，再提高混凝剂的投加量
- D.在投加强氧化剂之前，用混凝沉淀去除完整的藻细胞✓ 答案
氧化剂会使蓝藻细胞破裂，把细胞内的藻毒素释放到水中，因此必须在细胞仍然完整时用物理方法把它们去除。混凝、絮凝和沉淀可以带走藻细胞及其胞内毒素，但对已经溶解在水中的胞外毒素无效，后者需要活性炭吸附或强氧化剂破坏。粉末活性炭应投加在预氧化剂的下游并与其保持足够间隔，否则氧化剂会先占据炭的吸附位点。
编号 QB-C464AK依据： Recommended Standards for Water Works, harmful algal bloom pretreatment provisions; US EPA cyanotoxin treatment guidance报告此题的问题
4. 不投加混凝剂时，原水中的黏土浊质会直接穿过沉淀池。是什么使这些胶体颗粒始终悬浮在水中？
- A.颗粒表面带同种负电荷，相互排斥而保持分散✓ 答案
- B.颗粒已完全溶解，水中没有可沉降的固相
- C.颗粒的密度比水小，会缓慢上浮到水面附近
- D.颗粒表面附着溶解氧气泡，被气泡托住不下沉
胶体颗粒表面带有同种电荷（通常为负电荷），由此产生的静电斥力使它们无法碰撞聚并；同时颗粒极小，在任何实际停留时间内重力都不足以使其沉降。混凝剂的作用就是中和这一表面电荷，使短程吸引力得以发挥，颗粒逐渐长成可沉降的絮体。它们属于悬浮固体，而不是溶解物质。
编号 QB-SK99CG依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — coagulation and colloidal stability报告此题的问题
5. 操作人员在天然碱度较低的原水上大幅提高硫酸铝投加量。水的碱度和 pH 会发生什么变化？
- A.两者都下降，因为混凝剂消耗碱度并释放出二氧化碳✓ 答案
- B.两者基本不变，因为混凝剂在反应前就已沉淀
- C.两者都上升，因为混凝剂水解时会补充碱度
- D.碱度下降而 pH 上升，因为硫酸根对水有缓冲作用
金属盐混凝剂在水中水解时会消耗碱度并生成二氧化碳，因此碱度和 pH 同时下降。在低碱度原水上大剂量投加，pH 可能降到混凝剂有效工作范围之外，氢氧化物絮体无法正常形成，浊质会穿透到滤池，因此必须投加石灰、氢氧化钠或苏打灰等碱性药剂，并保留一定的剩余碱度以保证反应完成。
编号 QB-9444SF依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — coagulant hydrolysis and alkalinity报告此题的问题
6. 逐级提高混凝剂投加量时，沉后浊度先下降并达到最低点，随后在最高投加量下又开始回升。造成回升的原因是什么？
- A.多加的混凝剂耗尽全部碱度，使絮体完全无法生成
- B.过量混凝剂使 pH 升高，把已沉降的污泥层重新溶解
- C.多加的混凝剂提高了水的密度，絮体因此无法下沉
- D.过量混凝剂使颗粒电荷反号，重新稳定悬浮在水中✓ 答案
超过最佳投加量后，过量的带正电水解产物不只是中和颗粒表面电荷，而是使其电荷反号；颗粒之间重新产生排斥，再次稳定分散，浊度随之上升。这正是投加量—浊度曲线存在最低点的原因，也说明混凝剂并非越多越好：过量投加浪费药剂、消耗碱度并增加污泥量。
编号 QB-TKMKHH依据： AWWA Water System Operations, Water Treatment — coagulant overdosing and charge reversal报告此题的问题
7. 六联搅拌试验的投加量为 20、25、30、35、40 和 45 mg/L，各杯沉后浊度都达到或优于水厂目标值，其中 45 mg/L 杯形成的絮体最大。应当选择哪一个投加量？
- A.40 mg/L，因为接近上限的投加量留有安全余量
- B.20 mg/L，达到沉后浊度目标的最低投加量✓ 答案
- C.30 mg/L，因为取中间值便于向两个方向调整
- D.45 mg/L，因为絮体最大，沉降和过滤效果最好
搅拌试验确定的最佳投加量，是能够达到沉后水浊度目标的最低投加量，而不是絮体最大或成絮最快的那一杯。超过这一点继续投加，会消耗碱度、压低 pH、增加污泥量，甚至使颗粒电荷反号，反而使浊度变差。
编号 QB-A4FEXG依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — jar test procedure and optimum dose报告此题的问题
8. 原水水质和混凝剂投加量都没有变化，但絮凝池出水的絮体变得细碎如针尖，沉后浊度上升。最可能的原因是什么？
- A.混凝剂投加点距离快混池太远，提前发生水解
- B.絮凝机转速过高，把已经形成的絮体重新打碎✓ 答案
- C.池内污泥层积得过厚，影响了絮体的正常长大
- D.原水水温升高，使絮体生长变慢并且强度下降
絮凝依靠逐级递减的柔和搅拌能量：既要使颗粒不断碰撞，又不能打碎已经长大的絮体。絮体形成之后，桨板转速过高会把它重新剪切成针尖状细小颗粒，沉降性能变差并穿透到滤池，这正是题中描述的现象。水温升高会加快絮凝，反而是低温使反应变慢、絮体强度下降。
编号 QB-YKD9DQ依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — flocculation and tapered mixing energy报告此题的问题
9. 冬季水温接近 2 摄氏度，即使按最佳投加量投加混凝剂，絮体仍然强度不足，在集水槽中被打碎。下列哪项调整最直接地解决该问题？
- A.提高絮凝机转速，靠更多碰撞形成更密实絮体
- B.少量投加聚合物作为助凝剂，提高絮体强度✓ 答案
- C.把混凝剂投加量加倍，用更多金属盐加重絮体
- D.降低池内水位，缩短絮体下沉需要经过的距离
低温下反应速率慢、水的黏度大，形成的絮体轻而脆弱。少量投加聚合物作为助凝剂，可以在颗粒之间架桥，形成更结实、更密实的絮体，使其能够完整地进入沉淀区。相反，把主混凝剂加倍有电荷反号的风险并增加污泥量，而提高桨板转速只会把本已脆弱的絮体进一步打碎。
编号 QB-F484TP依据： AWWA Water System Operations, Water Treatment — coagulant aids and cold water flocculation报告此题的问题
10. 某矩形沉淀池长 80 ft、宽 25 ft、有效水深 12 ft，进水流量为 1.5 MGD。按表面负荷率等于流量除以池表面积计算，其表面负荷率是多少 gpd/ft2？
- A.1,500 gpd/ft2
- B.7,143 gpd/ft2
- C.750 gpd/ft2✓ 答案
- D.63 gpd/ft2
池表面积为 80 ft × 25 ft = 2,000 ft2，1.5 MGD 即 1,500,000 gpd，故 1,500,000 ÷ 2,000 = 750 gpd/ft2。水深不参与该计算，它影响的是停留时间。表面负荷率在数值上等于沉淀池能够完全去除的最慢颗粒的沉速，因此提高流量、抬高表面负荷率会降低去除效率。
编号 QB-W6ANY7依据： Standard sedimentation calculation, surface overflow rate = flow / surface area (AWWA Water System Operations, Water Treatment)报告此题的问题
11. 在原有矩形沉淀池中加装斜管沉淀装置后，同一座池子能够处理更大的流量。这是什么原因？
- A.增加了絮体重量，使较重颗粒更快到达池底
- B.提高了水平流速，把更多固体带入污泥区
- C.增加了有效沉淀面积，颗粒只需下沉很短距离✓ 答案
- D.加深了沉淀区，使颗粒获得更长的沉降时间
斜管或斜板把沉淀池的水深划分成许多浅层沉淀单元，在同样占地面积下有效沉淀面积成倍增加，颗粒只需下沉很短距离即可落到最近的斜面上。由于表面负荷率等于流量除以沉淀面积，面积增大就可以在保持同样去除率的前提下提高流量。
编号 QB-EPFTJ8依据： AWWA Water System Operations, Water Treatment — tube and inclined plate settlers报告此题的问题
12. 上向流泥渣接触澄清池在运行方式上与常规矩形池串联工艺有何不同？
- A.在同一构筑物内完成混合、絮凝和沉淀，并维持泥渣层✓ 答案
- B.不投加混凝剂，靠向上流把固体从水中过滤截留
- C.把混合、絮凝和沉淀分成三个串联的构筑物完成
- D.用氯代替混凝剂，使水中的细小固体聚集在一起
泥渣接触澄清池（上向流澄清池）把快混、絮凝和沉淀集中在一个构筑物内，并使已形成的泥渣回流循环，原水与既有絮体充分接触，并向上穿过泥渣层，由泥渣层截留细小颗粒。它仍然需要投加混凝剂，泥位高度和泥渣浓度成为最主要的运行控制参数。
编号 QB-X6NY59依据： Recommended Standards for Water Works, solids contact unit provisions报告此题的问题
13. 在晴天的每个下午，沉后浊度都会上升，而原水浊度和混凝剂投加量保持稳定；示踪染色试验显示水远早于计算停留时间就到达了出水堰。最可能的原因是什么？
- A.混凝剂加药泵在每天下午有一段时间失去吸水
- B.刮泥机传动停转，固体积存在池底没有被排走
- C.表层受热的水形成异重流，短流直达出水堰✓ 答案
- D.原水泵整个下午都在低于正常的转速下运行
日照使池表层水温升高，密度较小的暖水浮在下层冷水之上，直接流向出水端，部分水流实际上从未经过沉淀区。示踪试验结果是关键判据：它说明问题是水力短流，而不是加药故障；而“晴天下午出现”的规律也与日照加热完全吻合。
编号 QB-FPT5R9依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — short circuiting and density currents报告此题的问题
14. 在泥渣接触软化澄清池中，可以看到大块絮体上浮到水面并翻越出水堰。最可能的原因和正确的处理措施是什么？
- A.石灰投加过量，应停止投加石灰并放空池体
- B.泥渣层过薄，应减少排泥并增加混凝剂投加量
- C.进水水温过低，应提高回流量使池内水温上升
- D.泥渣层过厚，应加大排泥量把泥位降下来✓ 答案
当泥渣层高度超过正常运行泥位时，泥渣会进入集水区并随水翻过出水堰；加大排泥（排放泥渣）可以把泥位降回正常范围，制止跑泥。大块泥渣上浮也可能是泥渣在池内滞留过久产生气体所致，这同样说明必须保持泥渣的正常更新。
编号 QB-U6KYM5依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — solids contact unit sludge blanket control报告此题的问题
15. 某地下水同时含有碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度，水厂采用石灰—苏打软化。下列哪一项正确地把药剂与其去除的硬度对应起来？
- A.苏打灰去除碳酸盐硬度，石灰去除非碳酸盐硬度
- B.苏打灰可去除两种硬度，石灰只用于沉淀残余絮体
- C.石灰去除碳酸盐硬度，苏打灰去除非碳酸盐硬度✓ 答案
- D.石灰可去除两种硬度，苏打灰只用于提高出水 pH
碳酸盐硬度（暂时硬度）伴有相应的碱度，只需投加石灰提高 pH 即可使其以碳酸钙形式沉淀。非碳酸盐硬度（永久硬度）没有对应碱度，必须由苏打灰提供碳酸根离子才能沉淀。软化后的水还要通入二氧化碳进行再碳酸化以降低 pH，防止碳酸钙在滤池和管网中结垢。
编号 QB-CPR586依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — lime and lime soda ash softening报告此题的问题
16. 每年夏季会出现持续约三周的土霉味嗅味事件。水厂为什么通常用粉末活性炭而不是建设颗粒活性炭滤床来应对？
- A.在事件期间投加，用后随沉淀污泥一起排走✓ 答案
- B.单位质量的吸附容量比颗粒活性炭高得多
- C.在事件结束后可以就地再生并重新投入使用
- D.靠氧化而不是吸附去除产生土霉味的物质
粉末活性炭只在季节性嗅味事件期间投加到工艺水流中，用后随污泥一起排出，因此每年短期发生的问题只需要一套投加设备，而不必新建构筑物。颗粒活性炭是固定滤床，需要建设、监测穿透并进行热再生，更适合长期持续的问题；就单位质量吸附容量而言，反而是颗粒活性炭更高。
编号 QB-V6XAT6依据： CSUS Office of Water Programs, Water Treatment Plant Operation — taste and odour control with activated carbon报告此题的问题
17. 某井水同时含铁和锰。氧化加过滤已能去除铁，但锰仍然进入配水管网。最可能的原因是什么？
- A.水的氧化 pH 偏高，反而使锰穿透滤池进入管网
- B.锰是在配水管道内生成的，水厂处理无法解决
- C.锰无法被氧化，只能依靠过滤才能从水中去除
- D.锰的氧化比铁难，需要更高的 pH 和更长接触时间✓ 答案
在缺氧地下水中，铁和锰都以还原态溶解存在，必须先氧化成不溶态才能被滤池截留；但锰的氧化速度远慢于铁，需要更高的 pH 和更长的反应时间。能够完成铁氧化的投加量和 pH，可能仍不足以氧化锰，锰便以溶解态穿过滤池，随后在管网中析出，造成黑水和着色。
编号 QB-DP4GD7依据： AWWA Water System Operations, Water Treatment — iron and manganese oxidation and removal报告此题的问题
18. 某小型地下水系统把除铁工艺从氧化加过滤改为聚磷酸盐螯合。这会使供出的水发生什么变化？
- A.去除效果同样彻底，但需要处理的药剂更少
- B.铁被转化为无害气体，在用户端从水中逸出
- C.铁并未被去除，而是以被螯合的形式留在水中✓ 答案
- D.铁被磷酸盐分解，水中的金属味也随之消失
螯合（封锁）只是把铁结合在可溶性络合物中，使其不再析出、不再污染卫生器具，但金属本身仍然随水送到用户端，金属味依旧存在。加热或投加强氧化剂都可能破坏该络合物，使铁重新释放，因此螯合只是低浓度条件下的权宜措施；聚磷酸盐必须投加在任何氧化剂之前，而不能投加到除铁工艺上游。
编号 QB-S6VAA3依据： US EPA guidance on iron and manganese in drinking water; Recommended Standards for Water Works, sequestration provisions报告此题的问题
19. 每天傍晚约有两小时用水量急剧上升，明显超过水厂额定产水能力。通常应如何满足这一高峰用水？
- A.让水厂在高峰时段超过额定能力超负荷运行
- B.把滤池滤速提高到正常值的两倍直到高峰过去
- C.由清水池储量承担高峰，水厂保持稳定产水量✓ 答案
- D.把部分原水绕过滤池掺混，以补足所缺水量
水源和水厂按最高日用水量设计，而小时高峰用水和消防流量由清水池等出厂水储量供给。储水设施使水厂与瞬时用水量脱钩，滤池滤速、加药量和消毒接触时间都能保持稳定；用水厂本身去追逐高峰，正是造成浊度突升和接触时间不足的原因。
编号 QB-AP2GV3依据： Recommended Standards for Water Works — treatment sized for maximum day demand, peak demand met from storage报告此题的问题
20. 水厂流量由 2.0 MGD 提高到 3.0 MGD，混凝剂投加浓度需保持 12 mg/L。按投加量（lb/day）= 投加浓度（mg/L）× 流量（MGD）× 8.34 计算，新的投加量是多少？
- A.300 lb/day✓ 答案
- B.200 lb/day
- C.450 lb/day
- D.100 lb/day
12 mg/L × 3.0 MGD × 8.34 = 300 lb/day。药剂投加量与流量成正比，因此流量变化后必须重新设定每一台加药设备：若仍维持原来的 200 lb/day，实际投加浓度会降到约 8 mg/L。同一次流量变化还会同时缩短各池停留时间、提高表面负荷率和滤速、减少消毒接触时间，所以水厂流量应缓慢调整。
编号 QB-REB6TC依据： Standard chemical feed calculation, lb/day = dose (mg/L) x flow (MGD) x 8.34 (AWWA Water System Operations, Water Treatment)报告此题的问题

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练习题依据国际水务专业协会（WPI，前身为认证委员会协会 ABC）发布的《自来水处理运营员必知标准》，以及加州州立大学水务项目办公室（CSUS）和美国自来水工程协会（AWWA）的通用参考教材编写。本网站与 WPI/ABC、AWWA 或美国环保署无关联，也未获其认可。运营员证书由你所在州的认证主管机构颁发，水厂等级划分、运营员级别、报考资格和及格标准均由该机构规定——考试前请向所在州确认。污染物限值和监测要求由联邦规定并会不时修订，因此本站任何答案都不应作为现行法规数值使用，请以你所在系统适用的现行法规为准。本题库仅涵盖自来水处理考试——污水处理、污水收集管网和供水管网属于另外的认证项目。关于必知标准 →

1. 春季径流使河水原水浊度从 15 NTU 升到 900 NTU 以上，而水厂在快混之前设有预沉池。投运预沉池的主要理由是什么？

2. 某地下水有强烈的臭鸡蛋气味，并且二氧化碳含量高。为什么要把曝气设置在其余处理工艺的前面？

3. 取水口正在形成蓝藻水华，水厂仍在取用这部分原水。下列哪种预处理做法是正确的？

4. 不投加混凝剂时，原水中的黏土浊质会直接穿过沉淀池。是什么使这些胶体颗粒始终悬浮在水中？

5. 操作人员在天然碱度较低的原水上大幅提高硫酸铝投加量。水的碱度和 pH 会发生什么变化？

6. 逐级提高混凝剂投加量时，沉后浊度先下降并达到最低点，随后在最高投加量下又开始回升。造成回升的原因是什么？

7. 六联搅拌试验的投加量为 20、25、30、35、40 和 45 mg/L，各杯沉后浊度都达到或优于水厂目标值，其中 45 mg/L 杯形成的絮体最大。应当选择哪一个投加量？

8. 原水水质和混凝剂投加量都没有变化，但絮凝池出水的絮体变得细碎如针尖，沉后浊度上升。最可能的原因是什么？

9. 冬季水温接近 2 摄氏度，即使按最佳投加量投加混凝剂，絮体仍然强度不足，在集水槽中被打碎。下列哪项调整最直接地解决该问题？

10. 某矩形沉淀池长 80 ft、宽 25 ft、有效水深 12 ft，进水流量为 1.5 MGD。按表面负荷率等于流量除以池表面积计算，其表面负荷率是多少 gpd/ft2？

11. 在原有矩形沉淀池中加装斜管沉淀装置后，同一座池子能够处理更大的流量。这是什么原因？

12. 上向流泥渣接触澄清池在运行方式上与常规矩形池串联工艺有何不同？

13. 在晴天的每个下午，沉后浊度都会上升，而原水浊度和混凝剂投加量保持稳定；示踪染色试验显示水远早于计算停留时间就到达了出水堰。最可能的原因是什么？

14. 在泥渣接触软化澄清池中，可以看到大块絮体上浮到水面并翻越出水堰。最可能的原因和正确的处理措施是什么？

15. 某地下水同时含有碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度，水厂采用石灰—苏打软化。下列哪一项正确地把药剂与其去除的硬度对应起来？

16. 每年夏季会出现持续约三周的土霉味嗅味事件。水厂为什么通常用粉末活性炭而不是建设颗粒活性炭滤床来应对？

17. 某井水同时含铁和锰。氧化加过滤已能去除铁，但锰仍然进入配水管网。最可能的原因是什么？

18. 某小型地下水系统把除铁工艺从氧化加过滤改为聚磷酸盐螯合。这会使供出的水发生什么变化？

19. 每天傍晚约有两小时用水量急剧上升，明显超过水厂额定产水能力。通常应如何满足这一高峰用水？

20. 水厂流量由 2.0 MGD 提高到 3.0 MGD，混凝剂投加浓度需保持 12 mg/L。按投加量（lb/day）= 投加浓度（mg/L）× 流量（MGD）× 8.34 计算，新的投加量是多少？

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