2025环境工程考研水处理真题含答案

2025环境工程考研水处理真题含答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（每小题2分，共20分。下列每小题选项中，只有一项符合题意。）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.污染物浓度过高会超过水体的自净能力C.水体的稀释和扩散在自净中起重要作用D.水体自净是一个纯粹的物理过程，与生物作用无关2.在水处理中，用于去除悬浮物、色度、臭味等胶体性污染物的核心过程通常是（）。A.消毒B.混凝C.过滤D.吹脱3.下列关于混凝剂和助凝剂的说法，错误的是（）。A.常用的混凝剂包括明矾、硫酸铝、硫酸铁等B.聚合氯化铝（PAC）是一种无机高分子混凝剂C.助凝剂通常用于提高混凝效果或降低混凝剂投加量D.氯化铁混凝效果好，但会产生铁盐污泥4.活性污泥法处理污水的核心是（）。A.沉淀分离B.混凝反应C.微生物对有机物的降解D.絮凝体的形成5.对于处理低浓度、可生化性好的污水，常采用（）活性污泥法。A.A/OB.A2/OC.SBRD.常规活性污泥法6.生物接触氧化法属于（）。A.好氧生物滤池法B.厌氧生物处理法C.生物膜法D.活性污泥法7.污泥消化的主要目的是（）。A.减少污泥体积B.减少污泥含水率C.使污泥稳定化，杀灭病原体D.提高污泥的肥效8.在水处理中，用于去除溶解性有机物的高级氧化技术是（）。A.活性炭吸附B.臭氧氧化C.氯消毒D.过滤9.膜分离技术中，能够有效去除细菌、病毒和部分大分子有机物的膜是（）。A.反渗透膜（RO）B.纳滤膜（NF）C.超滤膜（UF）D.微滤膜（MF）10.下列关于给水处理中滤池的说法，错误的是（）。A.快滤池通常采用石英砂作为滤料B.滤池的反冲洗目的是清除滤料表面截留的污物C.滤池的滤速越高，过滤效率越高D.滤池运行中需要控制适宜的水头损失二、填空题（每空1分，共15分。）1.水质指标COD表示水中可被______氧化的物质的量，单位通常是______。2.混凝沉淀过程中，为使小絮体聚集成大絮体，常投加______，其作用是吸附水中细小颗粒，形成憎水性胶核。3.活性污泥法中，微生物生命活动所需的氧气通常通过______方式从空气中传递到水中。4.常用的污泥脱水方法有______、板框压滤、离心脱水等。5.水体富营养化主要是由于人类活动向水体排放了过多的______和______。6.膜分离技术的基本原理是利用具有______的膜材料，在外力驱动下，实现水与水中溶解物或悬浮物的分离。7.在进行水处理工艺设计时，需要根据原水水质水量确定各构筑物的______和______。三、简答题（每小题5分，共20分。）1.简述混凝的基本原理及其影响因素。2.简述活性污泥法运行过程中需要控制的主要运行参数及其意义。3.简述生物膜法处理污水的特点。4.简述污泥脱水的主要目的和方法分类。四、计算题（每小题10分，共20分。）1.某城市给水处理厂原水浊度为30NTU，拟采用混凝沉淀工艺进行预处理。经实验确定，最佳投药量为10mg/L（以Al₂(SO₄)₃·18H₂O计），pH值为7.5时混凝效果最佳。若处理水量为10万m³/d，求每日需要投加的混凝剂质量（kg/d）。（假设药剂无损失）2.某城市污水处理厂采用A2/O工艺处理污水，设计进水流量为Q=5000m³/d，进水BOD₅浓度为150mg/L，出水BOD₅浓度要求为20mg/L。假设污泥龄（SRT）为15天，微生物内源呼吸耗氧率约为每日所降解BOD₅的10%。求该系统每日所需的微生物量（以VSS计）（kg/d）。假设进水COD:BOD₅为3:1，出水COD浓度约为进水COD的50%。五、论述题（15分。）试论述活性污泥法工艺在城市污水处理中的应用现状、面临的挑战以及可能的未来发展方向。试卷答案一、单项选择题1.D解析：水体自净是物理、化学和生物作用综合的结果，其中生物作用（微生物分解）是核心。2.B解析：混凝过程能有效去除水中的胶体性污染物，如悬浮物、色度、臭味等。3.D解析：氯化铁混凝效果好，但产生的污泥量相对较大，且可能含有一定毒性。4.C解析：活性污泥法的核心是利用微生物群落在曝气条件下，将污水中的有机物分解为无机物。5.D解析：常规活性污泥法适用于处理浓度相对较低的污水。6.C解析：生物接触氧化法是让污水流经填满生物膜的滤料，微生物附着在滤料上。7.C解析：污泥消化的主要目的是通过厌氧或好氧作用使污泥稳定，降低臭味和病原体。8.B解析：臭氧氧化属于高级氧化技术，能有效分解难降解有机物。9.D解析：微滤膜主要用于去除悬浮物，孔径较大；超滤膜可去除胶体和大分子物质。10.C解析：滤池滤速过高会导致滤料层堵塞加快，反冲洗频率增加，不利于长期稳定运行。二、填空题1.化学需氧量,毫克/升(mg/L)2.聚凝剂(或聚合剂)3.溶解氧(或DO)4.离心脱水(或重力脱水/气浮脱水)5.氮,磷6.选择透过性(或选择性)7.尺寸(或容积),水力停留时间(或HRT)三、简答题1.简述混凝的基本原理及其影响因素。解析：混凝原理：投加混凝剂后，其水解产物形成带电胶体，通过吸附水中带相反电荷的胶体和细微悬浮物，使小颗粒聚结成较大的絮体，并沉降至水底。影响因素：水温、pH值、水中盐类浓度、混凝剂种类与投加量、搅拌强度与时间、接触反应时间等。2.简述活性污泥法运行过程中需要控制的主要运行参数及其意义。解析：主要参数：MLSS（混合液悬浮固体浓度）-反映曝气池内微生物量；SRT（污泥龄）-反映微生物在系统内停留时间，影响污泥稳定和有机物去除；DO（溶解氧）-提供微生物氧化有机物所需的氧气；F/M（食物与微生物比）-反映有机负荷大小，影响处理效率；pH值-影响微生物活性。控制意义在于维持微生物的正常代谢活动，保证高效的有机物去除和系统的稳定运行。3.简述生物膜法处理污水的特点。解析：特点：微生物附着生长，形成生物膜；对水质水量变化的适应性强；能同时去除BOD₅、COD、SS及部分氮磷；剩余污泥量少；可挂膜运行，启动快；适用于处理低浓度污水和工业废水。4.简述污泥脱水的主要目的和方法分类。解析：目的：减小污泥体积，便于运输和处置。方法分类：按原理可分为：机械脱水（如离心脱水、带式压滤、板框压滤等）、重力脱水、气浮脱水；按脱水程度可分为：初步脱水（浓缩）、最终脱水。四、计算题1.求每日需要投加的混凝剂质量（kg/d）。解析：计算步骤：1.将处理水量换算为每小时流量：Q=10万m³/d/24h/d=4166.7m³/h2.每小时需要的混凝剂投加量：4166.7m³/h*10mg/L=41667mg/h=41.667kg/h3.每日需要的混凝剂质量：41.667kg/h*24h/d=1000kg/d答案：每日需要投加的混凝剂质量为1000kg/d。2.求该系统每日所需的微生物量（以VSS计）（kg/d）。解析：计算步骤：1.计算每日去除的BOD₅总量：BODremoval=Q*(C_in-C_out)=5000m³/d*(150-20)mg/L=5000*130mg/L=650000mg/d=0.65kg/d2.计算每日去除的内源呼吸量：Internalremoval=BODremoval*10%=0.65kg/d*10%=0.065kg/d3.计算每日实际去除的VSS量（考虑内源呼吸）：VSSremoval=BODremoval*(1+Y/Kd)≈BODremoval*(1+10%*SRT)=0.65kg/d*(1+0.1*15)=0.65kg/d*2.5=1.625kg/d（此处Y/Kd比值用SRT的百分比估算，更精确需Y和Kd具体值）或更直接按内源呼吸影响：VSSremoval=BODremoval+Internalremoval=0.65+0.065=0.715kg/d（此方法未完全考虑SRT对Y/Kd的影响，但题目未给Y和Kd，是常用简化方法）4.计算每日所需的微生物量（VSS）：Microorganismsneeded=VSSremoval/(1-dX/d)≈VSSremoval/(1-Kd*SRT)（dX/d用Kd*SRT近似代替）若使用Kd*SRT≈0.1*15=1.5：Microorganisms=0.715kg/d/(1-1.5)=0.715/(-0.5)=-1.43kg/d（此结果不合理，说明简化模型不适用，或需调整假设）若直接估算：Microorganisms≈VSSremoval/(1-Kd*SRT)≈1.625/(1-0.1*15)=1.625/0.5=3.25kg/d（此结果基于第一步骤的VSS去除估算）考虑到题目可能简化处理，且内源呼吸影响相对较小，常用估算方法为：Microorganisms≈(BODremoval+Internalremoval)/(1-Kd*SRT)或近似为BODremoval/(1-Kd*SRT)当SRT远大于Kd时。此处按BOD去除量估算：Microorganisms≈1.625kg/d。答案：该系统每日所需的微生物量（以VSS计）约为3.25kg/d。（注意：计算中涉及参数较多，结果受模型假设影响，实际应用需更精确参数）。五、论述题试论述活性污泥法工艺在城市污水处理中的应用现状、面临的挑战以及可能的未来发展方向。解析：活性污泥法作为应用最广泛的城市污水处理技术，具有处理效率高、运行稳定等优点，已成为城市污水处理的主流工艺。其应用现状表现为大规模应用于各种规模的城市污水处理厂。然而，活性污泥法也面临诸多挑战：高能耗问题（尤其是曝气能耗占运行成本很大比例）；产生大量剩余污泥，带来处理处置压力；对水质水量变化的适应能力有限，易出现污