2025年水污染控制工程試題與答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列水質(zhì)指標(biāo)中，反映水中有機(jī)物含量的綜合指標(biāo)是（）。A.總氮（TN）B.五日生化需氧量（BOD?）C.總磷（TP）D.濁度（NTU）2.格柵的主要作用是去除污水中的（）。A.溶解性有機(jī)物B.膠體物質(zhì)C.漂浮物和懸浮物D.重金屬離子3.活性污泥法中，混合液懸浮固體濃度（MLSS）的正常范圍通常為（）。A.500~1000mg/LB.2000~4000mg/LC.5000~8000mg/LD.10000~15000mg/L4.下列消毒方法中，消毒副產(chǎn)物（DBPs）生成量最少的是（）。A.液氯消毒B.二氧化氯消毒C.紫外線消毒D.臭氧消毒5.生物脫氮過程中，硝化反應(yīng)的主要微生物是（）。A.反硝化菌B.氨氧化菌（AOB）和亞硝酸鹽氧化菌（NOB）C.聚磷菌（PAOs）D.硫酸鹽還原菌6.混凝過程中，“壓縮雙電層”作用主要依靠（）。A.高分子聚合物的吸附架橋B.電解質(zhì)離子降低ζ電位C.沉淀物的網(wǎng)捕卷掃D.膠體顆粒的布朗運(yùn)動7.污泥濃縮的主要目的是（）。A.降低污泥含水率B.減少污泥體積C.穩(wěn)定污泥性質(zhì)D.提高污泥熱值8.下列工藝中，屬于生物膜法的是（）。A.氧化溝B.A2/O工藝C.生物接觸氧化池D.SBR工藝9.反滲透（RO）技術(shù)主要用于去除水中的（）。A.大分子有機(jī)物B.溶解鹽類和小分子物質(zhì)C.膠體顆粒D.微生物10.《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中，一級A標(biāo)準(zhǔn)要求出水COD≤（）。A.50mg/LB.60mg/LC.100mg/LD.150mg/L二、填空題（每空1分，共20分）1.水質(zhì)指標(biāo)中，COD表示（），其值通常（）（大于/小于）BOD?，因?yàn)椋ǎ?.沉淀池按水流方向分為（）、（）和（）三種類型。3.活性污泥的性能指標(biāo)包括（）、（）和（）（至少寫三種）。4.生物脫氮的主要步驟包括（）、（）和（）。5.厭氧消化的三階段理論中，三個階段分別是（）、（）和（）。6.膜分離技術(shù)中，微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透（RO）的截留粒徑依次（）（增大/減?。?。7.混凝劑的投加量需通過（）試驗(yàn)確定，常用的試驗(yàn)方法是（）。三、簡答題（每題8分，共40分）1.比較活性污泥法與生物膜法的異同點(diǎn)（從微生物存在形式、處理負(fù)荷、抗沖擊能力、污泥產(chǎn)量等方面分析）。2.簡述混凝工藝的基本原理，說明影響混凝效果的主要因素（至少列出4項(xiàng)）。3.解釋“污泥膨脹”的定義及主要成因，提出2種控制措施。4.描述A2/O工藝（厭氧-缺氧-好氧工藝）的脫氮除磷原理，說明各反應(yīng)區(qū)的功能。5.列舉3種工業(yè)廢水的特征污染物（如電鍍廢水、印染廢水、制藥廢水等），并說明其對應(yīng)的處理技術(shù)。四、計算題（每題10分，共20分）1.某城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計流量Q=2×10?m3/d，原水BOD?=200mg/L，要求出水BOD?≤20mg/L。采用傳統(tǒng)活性污泥法，污泥負(fù)荷Ns=0.3kgBOD?/(kgMLSS·d)，MLSS=3000mg/L。計算曝氣池的有效容積V（單位：m3）。2.某電鍍廢水含Cr?+濃度為50mg/L，采用硫酸亞鐵還原法處理，反應(yīng)式為：Cr?O?2?+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H?O。已知FeSO?·7H?O的分子量為278，Cr的原子量為52，F(xiàn)e的原子量為56。計算每處理1m3廢水需要投加的FeSO?·7H?O質(zhì)量（假設(shè)反應(yīng)完全，忽略其他消耗）。五、案例分析題（20分）某城市現(xiàn)有污水處理廠采用A/O工藝（缺氧-好氧），設(shè)計規(guī)模為10×10?m3/d，原水水質(zhì)：BOD?=250mg/L，COD=450mg/L，TN=40mg/L，TP=5mg/L。當(dāng)前出水水質(zhì)：BOD?=15mg/L，COD=40mg/L，TN=25mg/L，TP=3mg/L。根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)（TN≤15mg/L，TP≤0.5mg/L），該廠出水TN和TP不達(dá)標(biāo)。問題：（1）分析TN和TP超標(biāo)的可能原因；（2）提出2種針對性的提標(biāo)改造方案（需說明工藝改進(jìn)措施及原理）；（3）簡述改造后需監(jiān)測的關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)（至少5項(xiàng)）。水污染控制工程試題答案一、單項(xiàng)選擇題1.B（BOD?和COD均為有機(jī)物綜合指標(biāo)，但題干要求“綜合指標(biāo)”，BOD?更直接反映可生物降解有機(jī)物含量）2.C（格柵用于攔截大顆粒懸浮物和漂浮物）3.B（活性污泥法中MLSS通?？刂圃?000~4000mg/L，過高會導(dǎo)致供氧不足，過低影響處理效率）4.C（紫外線消毒不添加化學(xué)藥劑，無DBPs生成）5.B（硝化反應(yīng)由氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌完成，將NH?+-N轉(zhuǎn)化為NO??-N）6.B（壓縮雙電層通過電解質(zhì)離子中和膠體表面電荷，降低ζ電位）7.B（濃縮主要降低污泥含水率，減少體積，如含水率從99%降至96%，體積可減少75%）8.C（生物接觸氧化池屬于生物膜法，其他為活性污泥法變種）9.B（反滲透可去除溶解鹽類、小分子有機(jī)物等，截留粒徑約0.1~1nm）10.A（GB18918-2002一級A標(biāo)準(zhǔn)COD≤50mg/L）二、填空題1.化學(xué)需氧量；大于；COD可氧化難生物降解有機(jī)物，而BOD?僅反映可生物降解部分2.平流式；豎流式；輻流式3.MLSS（混合液懸浮固體濃度）；MLVSS（混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度）；SVI（污泥體積指數(shù)）；SV（污泥沉降比）（任選三種）4.氨化作用；硝化作用；反硝化作用5.水解發(fā)酵階段；產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段；產(chǎn)甲烷階段6.減小7.燒杯；混凝試驗(yàn)（或“礬花試驗(yàn)”）三、簡答題1.活性污泥法與生物膜法的異同點(diǎn)相同點(diǎn)：均利用微生物降解有機(jī)物，屬于生物處理技術(shù)；需提供適宜的營養(yǎng)、溫度、pH等環(huán)境條件。不同點(diǎn)：-微生物存在形式：活性污泥法中微生物以絮體形式懸浮于水中；生物膜法中微生物附著在載體表面形成膜狀結(jié)構(gòu)。-處理負(fù)荷：生物膜法可承受更高的有機(jī)負(fù)荷和沖擊負(fù)荷（因生物膜中微生物濃度高，食物鏈更長）。-抗沖擊能力：生物膜法抗沖擊能力更強(qiáng)（生物膜分層結(jié)構(gòu)可緩沖水質(zhì)波動）；活性污泥法易受負(fù)荷突變影響（如污泥膨脹）。-污泥產(chǎn)量：生物膜法污泥產(chǎn)量較低（微生物處于內(nèi)源呼吸期，衰減速率慢）；活性污泥法污泥產(chǎn)量較高。-供氧方式：活性污泥法需機(jī)械曝氣或鼓風(fēng)曝氣；生物膜法可通過自然通風(fēng)或強(qiáng)制通風(fēng)供氧（如生物濾池）。2.混凝工藝原理及影響因素原理：混凝包括凝聚和絮凝兩個過程。凝聚是通過電解質(zhì)壓縮膠體雙電層、中和電荷，使膠體脫穩(wěn)；絮凝是通過高分子聚合物的吸附架橋或沉淀物的網(wǎng)捕作用，使脫穩(wěn)膠體聚集成大顆粒絮體。影響因素：-水溫：低溫降低水解速度和布朗運(yùn)動，混凝效果差；-pH值：影響混凝劑水解產(chǎn)物形態(tài)（如鋁鹽在pH4~7時以Al(OH)?為主，絮凝效果好）；-濁度：濁度過低時缺乏凝聚核心，濁度過高時需加大藥劑投量；-混凝劑種類與投加量：不同混凝劑（如鋁鹽、鐵鹽、高分子聚合物）適用條件不同，過量投加可能導(dǎo)致膠體再穩(wěn)；-水力條件：混合階段需快速攪拌（10~30s，G=700~1000s?1），絮凝階段需慢速攪拌（15~30min，G=20~70s?1）。3.污泥膨脹定義、成因及控制措施定義：污泥膨脹是指活性污泥沉降性能惡化，SVI（污泥體積指數(shù)）≥150mL/g，污泥無法正常沉淀，導(dǎo)致二沉池出水懸浮物升高的現(xiàn)象。主要成因：-絲狀菌過度繁殖（如球衣菌、諾卡氏菌）：當(dāng)污水中碳源不足（C/N比低）、溶解氧（DO）過低（<0.5mg/L）、pH偏酸性（<6.5）時，絲狀菌競爭力強(qiáng)于菌膠團(tuán)。-非絲狀菌膨脹：高濃度碳水化合物廢水（如食品工業(yè)廢水）導(dǎo)致菌膠團(tuán)結(jié)合大量水，形成“粘性膨脹”?？刂拼胧?調(diào)整水質(zhì)：投加氮、磷營養(yǎng)（如尿素、磷酸鹽），提高C/N比至(200~300):5:1；-改善曝氣條件：增加曝氣量，維持DO≥2mg/L；-投加藥劑：投加氯、臭氧或過氧化氫抑制絲狀菌（如Cl?投量10~20mg/L，接觸30min）；-工藝改造：采用SBR工藝（序批式運(yùn)行可抑制絲狀菌）或選擇器（在曝氣池前設(shè)置厭氧/好氧選擇區(qū)，促進(jìn)菌膠團(tuán)生長）。4.A2/O工藝脫氮除磷原理及各反應(yīng)區(qū)功能原理：通過厭氧、缺氧、好氧三個反應(yīng)區(qū)的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)磷的過量吸收（生物除磷）和氮的硝化-反硝化（生物脫氮）。各反應(yīng)區(qū)功能：-厭氧區(qū)（無DO、無NO??-N）：聚磷菌（PAOs）分解體內(nèi)聚磷酸鹽（釋放PO?3?），吸收污水中揮發(fā)性脂肪酸（VFA）合成聚羥基烷酸（PHA），為好氧吸磷儲存能量。-缺氧區(qū)（無DO，有NO??-N）：反硝化菌利用污水中有機(jī)物（或內(nèi)碳源）將好氧區(qū)回流的NO??-N還原為N?，實(shí)現(xiàn)脫氮。-好氧區(qū)（DO=2~4mg/L）：硝化菌將NH?+-N氧化為NO??-N（硝化反應(yīng)）；PAOs利用PHA氧化產(chǎn)生的能量，過量吸收PO?3?（吸磷），合成聚磷酸鹽儲存于體內(nèi)。最終通過剩余污泥排放實(shí)現(xiàn)磷的去除。5.工業(yè)廢水特征污染物及處理技術(shù)-電鍍廢水：特征污染物為Cr?+、Ni2+、Cu2+等重金屬離子。處理技術(shù)：化學(xué)沉淀法（投加NaOH調(diào)節(jié)pH至9~10，生成氫氧化物沉淀）；還原-沉淀法（如用FeSO?將Cr?+還原為Cr3+，再沉淀）；離子交換法（用樹脂吸附重金屬離子）。-印染廢水：特征污染物為染料（如活性染料、偶氮染料）、表面活性劑、COD（可達(dá)2000~5000mg/L）。處理技術(shù)：混凝沉淀（投加聚合氯化鋁去除膠體染料）；生物處理（厭氧-好氧工藝降解難生物降解有機(jī)物）；高級氧化（如Fenton試劑氧化分解染料分子）。-制藥廢水：特征污染物為抗生素（如青霉素、頭孢類）、高濃度COD（可達(dá)10000~50000mg/L）、生物毒性物質(zhì)。處理技術(shù)：預(yù)處理（芬頓氧化降低毒性）；厭氧生物處理（UASB反應(yīng)器降解高濃度有機(jī)物）；好氧生物處理（MBR工藝提高污泥濃度，增強(qiáng)處理效率）。四、計算題1.曝氣池有效容積計算已知：Q=2×10?m3/d=833.33m3/h；原水BOD?=200mg/L，出水BOD?=20mg/L，去除率=（200-20）/200=90%；Ns=0.3kgBOD?/(kgMLSS·d)；MLSS=3000mg/L=3kg/m3。污泥負(fù)荷公式：Ns=Q×(S?-S?)/(V×X)其中，S?為進(jìn)水BOD?（kg/m3），S?為出水BOD?（kg/m3），X為MLSS（kg/m3），V為曝氣池容積（m3）。代入數(shù)據(jù)：0.3=(2×10?×(200-20)×10?3)/(V×3)（注：200-20=180mg/L=0.18kg/m3，Q=2×10?m3/d，故Q×(S?-S?)=2×10?×0.18=3600kgBOD?/d）化簡得：0.3=3600/(V×3)→V=3600/(0.3×3)=4000m3答：曝氣池有效容積為4000m3。2.FeSO?·7H?O投加量計算反應(yīng)式：Cr?O?2?+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H?O1molCr?O?2?對應(yīng)6molFe2+。廢水中Cr?+濃度為50mg/L，以Cr?O?2?形式存在（Cr的化合價為+6）。Cr?O?2?的分子量=2×52+7×16=216，其中Cr占比=104/216≈0.481。因此，Cr?O?2?濃度=50mg/L÷0.481≈103.95mg/L=0.10395g/L。1L廢水中Cr?O?2?的物質(zhì)的量=0.10395g/216g/mol≈0.000481mol。根據(jù)反應(yīng)式，需Fe2+的物質(zhì)的量=6×0.000481=0.002886mol。FeSO?·7H?O提供Fe2+，1molFeSO?·7H?O含1molFe2+，故需FeSO?·7H?O的物質(zhì)的量=0.002886mol。FeSO?·7H?O的質(zhì)量=0.002886mol×278g/mol≈0.802g。因此，每處理1m3廢水（1000L）需投加FeSO?·7H?O的質(zhì)量=0.802g/L×1000L=802g≈0.8kg。（注：實(shí)際工程中需考慮反應(yīng)不完全、其他物質(zhì)消耗等，通常投加量為理論值的1.5~2倍，此處按完全反應(yīng)計算）五、案例分析題（1）TN和TP超標(biāo)原因分析-TN超標(biāo)：A/O工藝以脫氮為主，但原水TN=40mg/L，當(dāng)前出水TN=25mg/L，去除率僅37.5%（標(biāo)準(zhǔn)要求TN≤15mg/L，去除率需≥62.5%）?？赡茉颍孩偃毖鯀^(qū)碳源不足（原水BOD?/TN=250/40=6.25，雖滿足反硝化碳源需求（BOD?/TN≥4），但可能因回流比不足導(dǎo)致NO??-N未充分反硝化；②硝化反應(yīng)不徹底（好氧區(qū)DO不足或污泥齡過短，硝化菌（世代周期長）未充分增殖）；③混合液回流比（R內(nèi)）過低（A/O工藝通常要求R內(nèi)=200%~400%，若回流比低，NO??-N無法有效進(jìn)入缺氧區(qū)）。-TP超標(biāo)：A/O工藝無專門除磷單元（厭氧釋磷、好氧吸磷需通過剩余污泥排放除磷）。當(dāng)前出水TP=3mg/L（標(biāo)準(zhǔn)≤0.5mg/L），可能原因：①厭氧區(qū)停留時間不足（聚磷菌未充分釋磷，影響好氧