2025年环境工程考研水污染控制专项试卷（含答案）

2025年环境工程考研水污染控制专项试卷（含答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确选项前的字母填写在答题卡相应位置。）1.下列关于水体自净作用的描述，错误的是：A.水体中微生物分解污染物是自净的主要途径B.自净过程通常伴随水体溶解氧的消耗和恢复C.水体自净能力有限，超过其负荷时会发生污染D.水体温度升高会显著增强自净速率，无上限限制2.对于含有较高浓度悬浮物的污水，首选的预处理方法是：A.混合B.消毒C.絮凝沉淀D.气浮3.下列关于活性污泥法中微生物代谢的描述，正确的是：A.在缺氧条件下，异养菌主要进行有氧呼吸B.硝化细菌属于自养菌，其生长受碳源浓度限制C.反硝化过程消耗水中的溶解氧D.污泥龄（SRT）主要影响微生物种类，与处理效果无直接关系4.下列哪种水处理方法主要利用颗粒物之间的范德华力或静电吸引实现固液分离？A.过滤B.超滤C.絮凝沉淀D.蒸发5.在生物膜法处理污水中，填料表面生物膜逐渐增厚，会导致：A.生物膜与水体的接触面积增大，处理效率提高B.内部代谢产物积累，导致堵塞，处理效率下降C.氧气容易扩散至内部，硝化作用增强D.营养物质供应更加充足，微生物活性始终最高6.下列关于化学沉淀法除磷的描述，错误的是：A.常用的沉淀剂包括铁盐（如FeCl3）和铝盐（如Al2(SO4)3）B.沉淀反应的pH值对除磷效果有显著影响C.沉淀形成的磷是溶解性磷D.需要控制适当的反应时间和混合条件7.下列哪种污泥处理方法属于好氧干化技术？A.厌氧消化B.低温干化C.热力干化（焚烧）D.混合脱水8.MBR（膜生物反应器）工艺的主要优势之一是：A.对进水水质水量变化适应性强B.能有效去除氨氮，但硝化效果差C.解决了常规活性污泥法污泥膨胀的问题，出水悬浮物浓度低D.运行成本低于传统活性污泥法9.下列关于消毒方法的描述，错误的是：A.氯消毒是最常用的消毒方法，具有成本低的优点B.氯消毒会产生消毒副产物（DBPs），存在健康风险C.紫外线消毒无化学副产物，但受水体浊度影响较大D.臭氧消毒效率高，但设备投资和运行成本较高10.水污染控制工程中，选择处理工艺的主要依据是：A.处理后的水质是否达到排放标准B.工艺的占地面积和投资成本C.污水的性质（如水量、水质、水温等）D.运行维护的复杂程度和管理水平二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填写在答题卡相应位置。）1.污水处理厂进水中的BOD5/CODcr比值通常用来判断污水的________特性，该比值较低时，可能需要优先考虑________处理。2.活性污泥法中，影响污泥龄的主要因素是________的去除速率和微生物自身增殖速率。3.生物膜法处理污水时，填料表面水流状态通常要求为________流，以保证良好的传质效果。4.化学需氧量（COD）是指在一定条件下，水样中可被氧化剂氧化的________物质所消耗的氧量，通常以________表示。5.污泥脱水的主要目的是减少污泥含水率，常用的脱水方法包括________脱水和________脱水。6.为防止活性污泥法系统发生污泥膨胀，可采取的措施包括控制________浓度、投加________等。7.水体富营养化主要是由于过量排放了含________和________等营养物质引起的。8.高级氧化技术（AOPs）通常通过产生具有强氧化性的________来降解难降解有机物。9.气浮法是利用________将附着在气泡上的污染物从水中分离出来的物理化学方法。10.污水处理厂进行污泥消化，主要目的是________污泥，并产生________作为能源。三、简答题（每小题5分，共20分。请将答案填写在答题卡相应位置。）1.简述活性污泥法中硝化和反硝化过程的基本原理及其对脱氮的意义。2.简述化学絮凝处理污水的原理及其影响因素。3.简述生物膜法与活性污泥法在微生物生态和运行控制方面的主要区别。4.简述污泥脱水过程中，污泥性质（如含水率、粘度等）对脱水效果的影响。四、计算题（每小题10分，共20分。请写出计算步骤和结果。）1.某城市污水处理厂进水流量为500m³/h，BOD5浓度为180mg/L，CODcr浓度为600mg/L。出水要求BOD5浓度不超过30mg/L。假设在处理过程中，BOD5的去除率约为90%。试计算：(1)进水CODcr与BOD5的比值。(2)预测出水CODcr的浓度（假设CODcr的去除率与BOD5相同，且忽略污泥自溶等影响）。(3)若该厂采用传统活性污泥法，估算所需的污泥浓度（MLSS，单位mg/L，假设体积负荷率为0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)）。2.某工厂排水中含有难降解有机物，拟采用芬顿氧化法进行处理。已知进水CODcr为2000mg/L，设计投加H₂O₂的质量浓度为100mg/L，投加Fe²⁺的质量浓度为30mg/L（假设Fe²⁺为催化剂，无消耗），反应在pH=3的条件下进行，H₂O₂的利用率为60%。试估算理论上处理该废水所需的H₂O₂与Fe²⁺的摩尔比（摩尔比=n(H₂O₂)/n(Fe²⁺)）。（提示：芬顿反应主要利用·OH氧化有机物，H₂O₂和Fe²⁺按1:1摩尔比反应生成·OH）。五、论述题（每小题10分，共20分。请将答案填写在答题卡相应位置。）1.论述MBR（膜生物反应器）工艺相比传统活性污泥法的主要优缺点及其适用场合。2.结合当前环境问题，论述发展水污染控制新技术（如高级氧化、资源化技术等）的重要意义和面临的挑战。试卷答案一、选择题1.D2.C3.B4.C5.B6.C7.C8.C9.D10.C二、填空题1.易降解有机物；生物处理2.有机物；污泥浓度（MLSS）3.混合；紊流4.氧化；mg/L(或毫克每升)5.机械；化学6.溶解性有机物（或营养盐）；混凝剂/抑制剂7.氮；磷8.自由羟基（或·OH）9.浮力10.减少体积；沼气（或生物气）三、简答题1.硝化：在好氧条件下，氨氮（NH₃-N）在硝化细菌作用下，先转化为亚硝酸盐氮（NO₂⁻-N），再转化为硝酸盐氮（NO₃⁻-N）。反硝化：在缺氧条件下，反硝化细菌利用硝酸盐氮（NO₃⁻-N）作为电子受体，将NO₃⁻-N转化为氮气（N₂）逸出。脱氮意义：将有毒的氨氮转化为无毒的氮气，实现污水脱氮。2.原理：向污水中投加化学药剂（絮凝剂或混凝剂），通过药剂的电性中和、吸附架桥、网捕卷带等作用，使细小、分散的悬浮颗粒或胶体脱稳、相互聚合形成较大的絮凝体。影响因素：药剂种类和投加量、pH值、水温、搅拌速度（混合与絮凝）、接触时间。3.微生物生态：生物膜法微生物多样化，形成多层结构，有厌氧层、好氧层、兼氧层；活性污泥法微生物相对单一，呈悬浮状态。运行控制：生物膜法主要控制水力停留时间、气水比（好氧）；活性污泥法主要控制污泥浓度（MLSS）、污泥龄（SRT）、食品/微生物比（F/M）。4.污泥含水率：含水率越高，固体浓度越低，流动性越差，脱水越困难。粘度：污泥粘度大，会增加污泥的粘聚性和流动性，阻碍水分子扩散，使脱水性能变差。此外，污泥的固体浓度、结构、离子成分等也会影响脱水效果。四、计算题1.(1)CODcr/BOD5=600mg/L/180mg/L=3.33(2)出水CODcr=600mg/L×(1-90%)=60mg/L(3)污泥浓度(MLSS)=(进水BOD5×Q×SRT)/(体积负荷率×Q)=(180mg/L×500m³/h×SRT)/(0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)×24h/d)=2500×SRT/3.6=694.4×SRT(mg/L)需要根据具体工艺和设计确定合适的SRT值，才能计算出精确的MLSS。此处给出计算公式和与SRT的关系。2.n(H₂O₂)/n(Fe²⁺)=1(摩尔比)。芬顿反应中，H₂O₂和Fe²⁺按1:1摩尔比反应生成·OH。题目已给出Fe²⁺浓度为30mg/L，假设其完全反应，则消耗的H₂O₂的摩尔浓度也为30mmol/L。摩尔比=30mmol/L/30mmol/L=1。题目中H₂O₂利用率为60%，表示实际参与反应的H₂O₂浓度为100mg/L×60%=60mg/L(即60mmol/L)，但这不影响H₂O₂与Fe²⁺本身的摩尔比，只要Fe²⁺不过量或不足，该比值仍为1。五、论述题1.MBR优点：出水水质优良（悬浮物、浊度低）；占地面积小（取消二沉池）；运行稳定，抗冲击负荷能力强；可承受高污泥浓度，提高处理效率；易于实现污泥资源化。MBR缺点：膜组件易污染，需要清洗或更换，增加运行成本和劳动强度；膜组件对水力条件敏感；设备投资较高。适用场合：对出水水质要求高（如回用、饮用水处理）；用地紧张；处理小