2025年大学大一（环境工程）环境工程原理基础试题及答案

2025年大学大一（环境工程）环境工程原理基础试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.以下关于环境工程原理中质量传递的说法，正确的是A.质量传递只能发生在有浓度差的情况下B.分子扩散系数与温度无关C.对流传质系数只取决于流体的流速D.质量传递的方向总是从高浓度向低浓度2.某污水处理厂采用活性污泥法处理污水，污泥回流比为0.5，进水流量为10m³/h，进水BOD₅浓度为200mg/L，出水BOD₅浓度为20mg/L。则该活性污泥法系统对BOD₅的去除率为A.80%B.90%C.95%D.98%3.对于吸附等温线，以下哪种说法是错误的A.Langmuir吸附等温线适用于单层吸附B.Freundlich吸附等温线能较好地描述非线性吸附过程C.吸附等温线可以反映吸附剂对吸附质的吸附能力D.吸附等温线的形状只与吸附剂和吸附质的性质有关4.以下哪种方法不属于废水的物理处理方法A.沉淀B.过滤C.离子交换D.气浮5.在环境工程中，关于流体流动的描述，正确的是A.层流时流体的流速分布是均匀的B.湍流的雷诺数小于层流的雷诺数C.流体在管道中流动时，沿程阻力与流速的平方成正比D.局部阻力的大小与流体的流速和管件的形状有关6.某废气处理系统采用活性炭吸附法去除废气中的有机污染物，已知活性炭的吸附容量为0.2kg/kg，废气流量为5000m³/h，废气中有机污染物的浓度为100mg/m³。则每小时需要消耗的活性炭量为A.2.5kgB.5kgC.10kgD.20kg7.对于生物膜法处理废水，以下说法正确的是A.生物膜的厚度越厚越好B.生物膜法适用于处理高浓度有机废水C.生物膜中的微生物主要是厌氧菌D.生物膜法的处理效果不受温度的影响8.以下哪种物质不属于大气污染物A.二氧化硫B.二氧化碳C.氮氧化物D.颗粒物9.在环境工程中，关于传热的说法，错误的是A.传热的基本方式有热传导、对流和辐射B.热传导系数与物质的种类和温度有关C.对流换热系数只取决于流体的性质D.辐射传热不需要任何介质10.某工业废水含有大量的重金属离子，以下哪种处理方法最适合去除这些重金属离子A.化学沉淀法B.生物处理法C.吸附法D.离子交换法第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分，每空2分）1.环境工程原理主要研究环境工程领域中的______传递、______传递和______传递等基本规律。2.活性污泥法处理污水的主要构筑物包括______、______和______。3.吸附过程可分为______吸附和______吸附。4.大气污染控制的主要方法有______、______、______和______等。三、简答题（共20分，每题5分）1.简述质量传递的三种基本方式及其特点。2.说明活性污泥法处理污水的基本原理。3.简述吸附等温线的类型及其适用范围。4.阐述大气污染对环境和人体健康的危害。四、分析题（共15分）材料：某化工厂排放的废水中含有大量的苯酚，其浓度为500mg/L。现采用萃取法处理该废水，选用的萃取剂为三氯甲烷。已知苯酚在水相和有机相中的分配系数为K=10，废水流量为10m³/h。问题：1.计算每小时需要的三氯甲烷用量。（5分）2.若要使苯酚的去除率达到95%，需要进行几级萃取？（5分）3.分析萃取过程中可能存在的问题及解决方法。（5分）五、设计题（共15分）材料：某城市污水处理厂进水流量为5000m³/d，进水BOD₅浓度为300mg/L，要求出水BOD₅浓度达到20mg/L以下。该厂拟采用活性污泥法处理工艺。问题：1.计算该活性污泥法系统所需的曝气池容积。（已知曝气池的污泥负荷为0.3kgBOD₅/(kgMLSS·d)，混合液悬浮固体浓度为3g/L）（5分）2.设计曝气系统，包括曝气方式、曝气设备的选型及计算。（5分）3.说明活性污泥法系统运行过程中的注意事项。（5分）答案：一、选择题1.A2.B3.D4.C5.D6.A7.B8.B9.C10.A二、填空题1.质量、动量、热量2.曝气池、二沉池、污泥回流系统3.物理、化学4.燃烧法、吸收法、吸附法、催化转化法三、简答题1.质量传递的三种基本方式为分子扩散、对流扩散和湍流扩散。分子扩散是由于分子的无规则热运动引起的质量传递，适用于静止或层流流体。对流扩散是流体流动时引起的质量传递，其传质速率比分子扩散快。湍流扩散是湍流流体中由于漩涡运动引起的质量传递，传质速率更快。2.活性污泥法处理污水的基本原理是：污水进入曝气池后，与活性污泥混合，在曝气的作用下，活性污泥中的微生物分解污水中的有机污染物，将其转化为二氧化碳、水等无机物。处理后的污水进入二沉池，进行泥水分离，上清液排放，沉淀的污泥部分回流至曝气池前端，继续参与污水处理，部分污泥作为剩余污泥排出系统。3.吸附等温线的类型主要有Langmuir吸附等温线、Freundlich吸附等温线和BET吸附等温线。Langmuir吸附等温线适用于单层吸附，假设吸附剂表面均匀，吸附质分子间无相互作用。Freundlich吸附等温线能较好地描述非线性吸附过程，适用于多种吸附体系。BET吸附等温线用于描述多分子层吸附。4.大气污染对环境和人体健康的危害主要有：对环境，会导致酸雨、臭氧层破坏、全球气候变暖等环境问题；对人体健康，会引起呼吸道疾病、心血管疾病、癌症等，还会影响人体的免疫系统、神经系统等，对儿童、老年人和患有慢性疾病的人群危害更大。四、分析题1.根据分配系数公式K=C有/C水，可得C有=K×C水=10×500=5000mg/L。设每小时需要的三氯甲烷用量为Q，则Q×5000=10×1000×500，解得Q=1000L/h。2.设需要进行n级萃取，根据萃取效率公式η=(1-(V水/V有)^n)×100%，已知η=95%，V水=10m³/h，V有=1m³/h（假设），代入可得95%=(1-(10/1)^n)×100%，解得n≈3级。3.萃取过程中可能存在的问题及解决方法：一是乳化现象，可通过加入破乳剂、加热、离心等方法解决；二是萃取剂的损失，可采用回收装置回收萃取剂；三是传质效率不高，可通过增加搅拌、优化萃取设备结构等提高传质效率。五、设计题1.首先计算进水BOD₅总量为Q×C=5000×300/1000=1500kg/d。根据污泥负荷公式V=Q×C/(L×X)，可得曝气池容积V=1500/(0.3×3)=1666.7m³。2.曝气方式可选用鼓风曝气。曝气设备可选用离心式鼓风机，根据曝气池容积和所需的曝气强度计算鼓风机的风量和风压。假设曝气强度为0.2m³/(m²·min)，曝气池面积为500m²，则所需风量为500×0.2×60=6000m³/h，风压根据实际情况计算确定。也可采用微孔曝气器，根据曝气