2025年環(huán)?；ぴ囶}及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪項(xiàng)不屬于綠色化學(xué)“12條原則”的核心要求？（）A.預(yù)防廢棄物產(chǎn)生B.提高能源效率C.使用高毒性溶劑D.設(shè)計(jì)可降解的化學(xué)品2.某化工反應(yīng)的原子利用率為85%，若目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量為170g，副產(chǎn)物質(zhì)量為30g，則反應(yīng)物總質(zhì)量為（）。A.170gB.200gC.235gD.250g3.工業(yè)廢水中COD（化學(xué)需氧量）的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-2023）限值為（）。A.50mg/LB.100mg/LC.200mg/LD.500mg/L4.以下哪種技術(shù)不屬于VOCs（揮發(fā)性有機(jī)物）末端治理的高效方法？（）A.蓄熱式焚燒（RTO）B.生物過(guò)濾C.活性炭吸附-脫附D.重力沉降5.超臨界CO?萃取技術(shù)的環(huán)保優(yōu)勢(shì)不包括（）。A.避免有機(jī)溶劑殘留B.萃取條件溫和（臨界點(diǎn)：31.1℃，7.38MPa）C.CO?可循環(huán)利用D.適用于高溫敏感物質(zhì)6.某化工廠采用“鐵碳微電解+芬頓氧化”工藝處理含酚廢水，其中芬頓氧化的主要作用是（）。A.吸附酚類物質(zhì)B.利用·OH自由基氧化降解有機(jī)物C.調(diào)節(jié)廢水pHD.沉淀重金屬離子7.關(guān)于化工固廢的“減量化”，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。A.優(yōu)化生產(chǎn)工藝減少?gòu)U料生成B.將固廢直接填埋以降低體積C.提高原料轉(zhuǎn)化率減少殘?jiān)麯.采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式回收有用組分8.2025年某地區(qū)推行“碳中和”目標(biāo)，要求化工企業(yè)需配套碳捕集（CCUS）設(shè)施。下列哪類排放源最適合直接捕集CO?？（）A.鍋爐煙氣（CO?濃度12%）B.無(wú)組織排放的VOCs（CO?濃度0.1%）C.廢水處理池?fù)]發(fā)的沼氣（CO?濃度40%）D.產(chǎn)品包裝車間的空氣（CO?濃度0.04%）9.生物法處理含氮廢水時(shí)，若出水總氮（TN）超標(biāo)，最可能的原因是（）。A.溶解氧（DO）過(guò)高導(dǎo)致硝化反應(yīng)受阻B.反硝化階段碳源不足C.污泥濃度（MLSS）過(guò)低影響吸附D.廢水pH值為中性（6.5-7.5）10.下列哪種催化劑符合“環(huán)境友好型催化劑”的要求？（）A.濃硫酸（強(qiáng)腐蝕性）B.納米TiO?（光催化，無(wú)二次污染）C.氯化鋁（易水解產(chǎn)生酸性廢水）D.汞催化劑（高毒性）二、填空題（每空2分，共20分）1.清潔生產(chǎn)的核心是“____、____、____”，通過(guò)源頭削減污染提高資源利用率。2.工業(yè)廢水處理中，“三級(jí)處理”的主要目標(biāo)是去除____、____等難降解污染物或微量有害成分。3.常見(jiàn)的膜分離技術(shù)包括____、____和納濾（NF），其分離原理基于膜的選擇性滲透。4.化工園區(qū)的“生態(tài)化改造”需構(gòu)建____網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)間廢棄物和能源的梯級(jí)利用。5.2025年新修訂的《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中，非甲烷總烴（NMHC）的排放限值為_(kāi)___mg/m3（車間或生產(chǎn)設(shè)施排氣筒）。6.生物柴油生產(chǎn)中，采用____催化劑（如脂肪酶）可避免傳統(tǒng)強(qiáng)堿催化劑（如NaOH）帶來(lái)的廢水污染問(wèn)題。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述“原子經(jīng)濟(jì)性”與“產(chǎn)率”的區(qū)別，并舉例說(shuō)明提高原子經(jīng)濟(jì)性的工業(yè)實(shí)踐。2.比較物理法（如吸附）與生物法（如活性污泥法）處理有機(jī)廢水的優(yōu)缺點(diǎn)。3.說(shuō)明RTO（蓄熱式焚燒爐）處理VOCs的工作原理，及其在環(huán)保化工中的適用性。4.化工企業(yè)實(shí)施“碳足跡核算”時(shí)，需涵蓋哪些排放源？2025年政策對(duì)碳足跡披露有何新要求？5.某農(nóng)藥廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生含砷廢水（As3+濃度50mg/L），請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一套“預(yù)處理+深度處理”工藝，并說(shuō)明各步驟的作用（需列出關(guān)鍵技術(shù)和參數(shù)）。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某化工廠年產(chǎn)聚碳酸酯（PC）10萬(wàn)噸，生產(chǎn)1噸PC需消耗雙酚A（C??H??O?）0.85噸、光氣（COCl?）0.6噸。已知雙酚A轉(zhuǎn)化率為98%，光氣轉(zhuǎn)化率為95%，副產(chǎn)物為HCl（假設(shè)無(wú)其他排放）。（1）計(jì)算該工藝的原子利用率（保留兩位小數(shù)）；（2）若改用非光氣法（如碳酸二甲酯與雙酚A酯交換），原子利用率可提升至92%，則年減少副產(chǎn)物HCl多少噸？（光氣摩爾質(zhì)量：98.92g/mol；HCl摩爾質(zhì)量：36.46g/mol）2.某化工園區(qū)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)：COD=1500mg/L，BOD?=800mg/L，SS=300mg/L，NH?-N=50mg/L。采用“水解酸化+A2/O+MBR”工藝處理，各單元去除效率如下：水解酸化（COD去除20%，BOD?不變）、A2/O（COD去除80%，BOD?去除90%，NH?-N去除85%）、MBR（COD去除15%，SS去除99%）。（1）計(jì)算最終出水的COD、BOD?、SS和NH?-N濃度；（2）判斷出水是否滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2023）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（COD≤50mg/L，BOD?≤10mg/L，SS≤10mg/L，NH?-N≤5mg/L）。五、綜合分析題（20分）某石化企業(yè)擬新建一套年產(chǎn)30萬(wàn)噸的環(huán)氧丙烷（PO）生產(chǎn)裝置，現(xiàn)有兩種工藝路線可選：路線一（氯醇法）：丙烯與次氯酸反應(yīng)生成氯丙醇，再與Ca(OH)?皂化生成PO，副產(chǎn)CaCl?廢水（含Cl?20000mg/L，COD800mg/L）和含氯廢氣（Cl?濃度50mg/m3）。路線二（HPPO法，過(guò)氧化氫直接氧化法）：丙烯與H?O?在鈦硅分子篩（TS-1）催化下直接生成PO，副產(chǎn)水（COD50mg/L，Cl?未檢出），無(wú)含氯廢氣排放，但H?O?制備需消耗電能（每kgH?O?耗電2.5kWh）。請(qǐng)從環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)可行性角度對(duì)兩種工藝進(jìn)行對(duì)比分析，并提出推薦方案（需結(jié)合2025年環(huán)保政策和行業(yè)趨勢(shì)）。2025年環(huán)?；ぴ囶}答案一、單項(xiàng)選擇題1.C（綠色化學(xué)禁止使用高毒性溶劑）2.B（原子利用率=目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量/反應(yīng)物總質(zhì)量×100%，設(shè)總質(zhì)量為x，則170/x=85%，x=200g）3.A（GB8978-2023一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)COD≤50mg/L）4.D（重力沉降適用于顆粒物，非VOCs）5.B（超臨界CO?臨界點(diǎn)為31.1℃、7.38MPa，條件溫和是優(yōu)勢(shì)）6.B（芬頓反應(yīng)生成·OH自由基強(qiáng)氧化有機(jī)物）7.B（直接填埋不屬于減量化，屬于末端處理）8.A（鍋爐煙氣CO?濃度較高，捕集成本低）9.B（反硝化需碳源還原硝酸鹽為N?，碳源不足則TN超標(biāo)）10.B（納米TiO?光催化無(wú)二次污染，符合環(huán)境友好）二、填空題1.減量化、再利用、資源化（或“節(jié)能、降耗、減污”）2.氮、磷（或“重金屬、微量有機(jī)物”）3.反滲透（RO）、超濾（UF）4.物質(zhì)-能量循環(huán)（或“產(chǎn)業(yè)共生”）5.60（2025年新標(biāo)準(zhǔn)非甲烷總烴限值）6.酶（或“生物”）三、簡(jiǎn)答題1.區(qū)別：原子經(jīng)濟(jì)性（AE）衡量反應(yīng)物原子轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物的比例（AE=目標(biāo)產(chǎn)物摩爾質(zhì)量/所有反應(yīng)物摩爾質(zhì)量之和×100%），關(guān)注原子利用率；產(chǎn)率（Y）是實(shí)際產(chǎn)物與理論產(chǎn)物的比例（Y=實(shí)際產(chǎn)量/理論產(chǎn)量×100%），關(guān)注反應(yīng)完成度。工業(yè)實(shí)踐：如乙苯脫氫制苯乙烯，傳統(tǒng)工藝使用氧化鐵催化劑，副產(chǎn)CO?；新型工藝采用高效分子篩催化劑，提高乙苯轉(zhuǎn)化率至99%，副產(chǎn)物減少，原子利用率從75%提升至88%。2.物理法（吸附）：-優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，適用于低濃度廢水，可回收有用物質(zhì)（如活性炭吸附有機(jī)溶劑后脫附再生）；-缺點(diǎn)：吸附劑需定期再生或更換（如活性炭飽和后需高溫脫附或焚燒），對(duì)高濃度廢水處理成本高。生物法（活性污泥法）：-優(yōu)點(diǎn)：處理成本低（利用微生物降解有機(jī)物），可處理高濃度廢水（BOD?≤2000mg/L），無(wú)二次污染；-缺點(diǎn)：對(duì)有毒物質(zhì)敏感（如重金屬抑制微生物活性），受溫度、pH影響大（最佳溫度20-35℃，pH6.5-8.5）。3.RTO工作原理：VOCs廢氣進(jìn)入蓄熱室預(yù)熱至760℃以上，在燃燒室氧化分解為CO?和H?O，釋放的熱量通過(guò)蓄熱陶瓷傳遞給新進(jìn)廢氣，熱效率≥95%。適用性：適用于中高濃度（1000-10000mg/m3）、成分復(fù)雜的VOCs（如苯系物、酮類），尤其適合化工、涂裝等行業(yè)；但對(duì)含硫、鹵素的廢氣需配套脫硫、脫鹵裝置（避免生成SO?、HCl腐蝕設(shè)備或污染大氣）。4.排放源：-直接排放：工藝過(guò)程排放（如發(fā)酵尾氣CO?）、燃料燃燒排放（鍋爐燒煤/天然氣）；-間接排放：外購(gòu)電力、蒸汽的隱含排放（如電網(wǎng)發(fā)電的CO?）；-其他：運(yùn)輸、廢棄物處理的排放（如原料運(yùn)輸?shù)牟裼蛙囄矚猓?025年新要求：需披露“范圍1（直接）、范圍2（間接能源）、范圍3（其他間接）”全口徑碳足跡；重點(diǎn)行業(yè)（如石化、化工）需通過(guò)第三方認(rèn)證，數(shù)據(jù)誤差≤5%；未達(dá)標(biāo)企業(yè)需購(gòu)買碳配額或?qū)嵤〤CUS項(xiàng)目抵消排放。5.工藝設(shè)計(jì)：-預(yù)處理：調(diào)pH至9-10（投加Ca(OH)?），使As3+生成As(OH)?沉淀（Ksp=1.0×10?1?），去除80%砷（剩余As3+≤10mg/L）；-深度處理：采用鐵鹽（FeCl?）混凝-沉淀（Fe3+與AsO?3?生成FeAsO?沉淀，Ksp=5.7×10?21），投加量按Fe:As=3:1（摩爾比）；-后處理：砂濾去除懸浮物，出水As≤0.5mg/L（符合GB8978-2023一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）。四、計(jì)算題1.（1）原子利用率計(jì)算：目標(biāo)產(chǎn)物PC的摩爾質(zhì)量：假設(shè)PC重復(fù)單元為(C??H??O?)?，簡(jiǎn)化為C??H??O?（摩爾質(zhì)量226g/mol）；反應(yīng)物總摩爾質(zhì)量：雙酚A（C??H??O?，228g/mol）+光氣（COCl?，99g/mol）=228+99=327g/mol；原子利用率=226/327×100%≈69.08%。（2）減少HCl量：原工藝副產(chǎn)HCl摩爾數(shù)=光氣未轉(zhuǎn)化量×2（光氣分解為CO和2HCl）；光氣總用量=10萬(wàn)×0.6=6萬(wàn)噸=6×10?kg=6×101?g；未轉(zhuǎn)化光氣=6×101?g×(1-95%)=3×10?g；HCl質(zhì)量=3×10?g×(2×36.46)/98.92≈2.21×10?g=2210噸；非光氣法原子利用率92%，則副產(chǎn)物質(zhì)量=總反應(yīng)物質(zhì)量×(1-92%)；原總反應(yīng)物質(zhì)量=10萬(wàn)×(0.85+0.6)=14.5萬(wàn)噸；非光氣法副產(chǎn)物質(zhì)量=14.5萬(wàn)×(1-92%)=1.16萬(wàn)噸；原副產(chǎn)物總質(zhì)量=14.5萬(wàn)×(1-69.08%)≈4.48萬(wàn)噸；減少HCl=4.48萬(wàn)-1.16萬(wàn)=3.32萬(wàn)噸（注：此處簡(jiǎn)化計(jì)算，實(shí)際需考慮雙酚A轉(zhuǎn)化率）。2.（1）各指標(biāo)計(jì)算：-COD：進(jìn)水1500mg/L→水解酸化后=1500×(1-20%)=1200mg/L→A2/O后=1200×(1-80%)=240mg/L→MBR后=240×(1-15%)=204mg/L；-BOD?：進(jìn)水800mg/L→水解酸化后=800mg/L→A2/O后=800×(1-90%)=80mg/L→MBR無(wú)BOD去除，最終80mg/L；-SS：進(jìn)水300mg/L→MBR后=300×(1-99%)=3mg/L；-NH?-N：進(jìn)水50mg/L→A2/O后=50×(1-85%)=7.5mg/L→MBR無(wú)脫氮，最終7.5mg/L。（2）達(dá)標(biāo)判斷：COD=204mg/L＞50mg/L（不達(dá)標(biāo)）；BOD?=80mg/L＞10mg/L（不達(dá)標(biāo)）；SS=3mg/L≤10mg/L（達(dá)標(biāo)）；NH?-N=7.5mg/L＞5mg/L（不達(dá)標(biāo)）。五、綜合分析題環(huán)保角度：-氯醇法：副產(chǎn)高濃度含Cl?廢水（20000mg/L）需蒸發(fā)結(jié)晶（能耗高），含氯廢氣（Cl?）需堿液吸收（產(chǎn)生NaCl廢水），存在氯污染風(fēng)險(xiǎn)（2025年《長(zhǎng)江保護(hù)法》禁止高鹽廢水直排）；-HPPO法：副產(chǎn)水清潔（COD50mg/L），無(wú)含氯排放，符合“減污降碳”政策（2025年化工行業(yè)需削減含鹵素污染物30%）。經(jīng)濟(jì)角度：-氯醇法：原料（Cl?、Ca(OH)?）成本低（約2000元/噸PO），但廢水處理成本高（蒸發(fā)結(jié)晶約500元/噸廢水）；-HPPO法：H?O?成本高（約3000元/噸PO），但廢水處理僅需生化處理（約50元/噸廢水），且可享受環(huán)保補(bǔ)貼（2025年高污染工