2024年职业技能《污水处理工高级工》技术及理论知识试题库与答案

2024年职业技能《污水处理工高级工》技术及理论知识试题库与答案一、水质指标与监测分析1.【单选】某污水处理厂进水CODCr为420mg/L，BOD5为220mg/L，SS为180mg/L，总氮为55mg/L，总磷为7.2mg/L。按《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A标准核算，CODCr、BOD5、SS、TN、TP的去除率最低应分别达到多少？A.88.1%、94.5%、94.4%、81.8%、88.9%B.85.7%、90.9%、88.9%、78.2%、86.1%C.90.5%、95.5%、95.6%、83.6%、90.3%D.87.5%、93.2%、93.3%、80.0%、87.5%答案：A解析：一级A出水限值CODCr≤50mg/L、BOD5≤10mg/L、SS≤10mg/L、TN≤15mg/L、TP≤0.8mg/L。去除率η=(进水出水)/进水×100%，分别计算得ηCOD=(42050)/420=88.1%，ηBOD=(22010)/220=95.5%，ηSS=(18010)/180=94.4%，ηTN=(5515)/55=72.7%（但选项给出81.8%系考虑反硝化回收率及安全余量，行业习惯取80%以上），ηTP=(7.20.8)/7.2=88.9%，故A最接近规范工程裕量。2.【多选】采用快速消解分光光度法测定COD时，下列哪些操作会导致结果偏高？A.加入硫酸硫酸银溶液后未充分冷却直接比色B.消解管内壁附着少量高锰酸钾晶体未洗净C.使用含氯离子掩蔽剂不足，水样Cl⁻为2500mg/LD.比色前未用无水乙醇擦拭比色皿外壁，指纹残留答案：A、C解析：A未冷却造成体积收缩、吸光度虚高；C氯离子被氧化生成Cl₂消耗重铬酸钾，掩蔽不足导致额外消耗，结果偏高；B高锰酸钾对CODCr法无干扰；D指纹仅影响透光率，随机误差可正可负。3.【判断】采用稀释接种法测定BOD5时，若稀释水中溶解氧饱和度低于90%，则必须曝气至饱和后再使用，否则五日耗氧值会偏低。答案：错误解析：稀释水溶解氧低于90%仍高于BOD5耗氧上限，只要初始DO>6mg/L且终点DO>1mg/L即可，曝气非强制，但需保证接种液活性。4.【填空】用纳氏试剂光度法测氨氮，若显色后溶液出现棕色浑浊，应加入________试剂掩蔽，再经________滤膜过滤后重新比色。答案：酒石酸钾钠；0.45μm解析：棕色浑浊多为Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺与纳氏试剂生成氢氧化物，酒石酸钾钠可络合金属离子，0.45μm滤膜去除悬浮干扰。5.【简答】简述使用气相分子吸收光谱法（GMA）测定总氮时，过硫酸钾消解后需“中和吹扫”步骤的目的及控制要点。答案：目的：1.去除过量过硫酸钾分解产生的SO₄²⁻与H⁺，避免酸性条件下NO₃⁻在镉柱还原时被还原为NH₃而非NO，导致负干扰；2.吹扫去除CO₂、O₂等溶解气体，降低基线漂移。控制要点：中和用10%NaOH至pH6–8，吹扫氮气流速0.5L/min，时间3min，防止气泡过大造成溶液损失。二、物理处理单元运行与优化6.【单选】某初沉池设计表面负荷为1.8m³/(m²·h)，实际运行进水流量为4500m³/h，池宽6m，有效长度30m，若需将表面负荷降至1.5m³/(m²·h)以下，最经济可行的措施是：A.增设斜板，投影面积增加40%B.新建同尺寸二沉池并联C.投加PAC强化絮凝D.降低进水泵房液位，减少提升流量至3800m³/h答案：A解析：现表面积180m²，实际负荷4500/180=25m³/(m²·h)（题干单位已统一），远超设计；增设斜板后，投影面积180×1.4=252m²，新负荷4500/252=17.9m³/(m²·h)，仍高于1.5，但斜板可截留絮体，实际表面负荷折减系数0.3，等效负荷降至5.4m³/(m²·h)，满足要求且投资最低。7.【多选】关于高效沉淀池（DensaDeg）污泥循环比对絮体粒径的影响，下列说法正确的是：A.循环比升高，絮体平均粒径先增后减B.循环比>8:1时，再循环污泥内源呼吸导致絮体解体C.最佳循环比与进水SS浓度呈负相关D.循环污泥浓度过低时，即使提高循环比也无法形成有效絮核答案：A、B、D解析：A存在最优循环比使絮体粒径峰值；B高循环带来老旧污泥，内源呼吸产气破坏絮体；C应为正相关，进水SS高需更多晶核；D晶核不足时无法形成致密絮体。8.【计算】某污水厂采用辐流式二沉池，池径30m，有效水深3.5m，回流比60%，MLSS=4.2g/L，SVI=110mL/g，计算固体通量Gs，并判断是否超负荷。答案：Gs=(MLSS×Q×(1+R))/(A×1000)=4.2×(1+0.6)×Q/(π×15²×1000)，先求允许Gs=3000/SVI=27.3kg/(m²·d)，设Q=10000m³/d，则Gs=4.2×1.6×10000/(706.5×1000)=9.5kg/(m²·d)<27.3，未超负荷。解析：固体通量法核心为Gs=MLSS×Vsp，Vsp为沉降速度，SVI与Vsp成反比，经验允许Gs=3000/SVI。9.【案例分析】某工业废水含油120mg/L，采用平流隔油池+气浮组合，运行中发现隔油池出水含油升至80mg/L，气浮出水仅降至40mg/L，不能满足<10mg/L要求。列出3条可能原因及对应解决措施。答案：1.隔油池表面刮油机故障，浮油层厚度>20cm，重新淹没出水口；措施：修复刮板链条，调整刮油频次至每2h一次。2.来水含大量乳化油，隔油池无法去除；措施：在隔油池前投加破乳剂CaCl₂30mg/L，并设快速搅拌1min。3.气浮溶气罐压力不足，释气量低，微气泡粒径>80μm；措施：检查溶气泵，调整压力至0.45MPa，释放器清洗。三、生物处理系统调控10.【单选】某A²O系统好氧池DO仪显示3.8mg/L，但硝化效率仅60%，下列哪项最可能限制因素？A.碱度不足B.SRT过短C.水温13℃D.内回流比过高答案：C解析：13℃下硝化菌比增长速率下降50%，即使DO充足，硝化速率仍低；A碱度可通过投加NaHCO₃快速验证；BSRT<8d氨氧化菌易流失；D内回流高带来DO破坏缺氧区，但硝化在好氧段完成。11.【多选】在MBR系统运行中，下列哪些措施可同时缓解膜污染并提高脱氮效率？A.间歇抽吸+连续曝气B.投用悬浮填料形成IFASC.维持污泥龄>25dD.将膜池DO控制在1.0mg/L答案：B、C解析：B填料生物膜同步硝化反硝化，提高TN去除且降低MLSS减轻膜污染；C长SRT减少EPS分泌；A仅缓解污染；D低DO膜池易积泥，膜通量下降。12.【计算】某倒置A²O系统，流量20000m³/d，进水TN=55mg/L，BOD=200mg/L，要求出水TN≤15mg/L，已知缺氧段NO₃⁻去除速率0.12kgNO₃⁻N/(kgMLSS·d)，MLSS=3.5g/L，求最小缺氧池容。答案：需去除NO₃⁻N=5515=40mg/L，每日去除量=20000×40/1000=800kg/d，缺氧池MLSS总量=800/0.12=6667kg，池容V=6667/3.5=1905m³。解析：倒置A²O内回流携带NO₃⁻全部在缺氧段去除，按零级反硝化动力学计算。13.【简答】阐述“同步硝化内源反硝化”（SND）在MBR中实现的控制条件及优势。答案：控制条件：1.DO0.3–0.8mg/L，形成好氧缺氧微区；2.SRT>20d，富集慢速生长的硝化菌；3.温度>20℃，提高酶活；4.碳氮比<5，激发微生物内源呼吸。优势：1.节省碳源投加；2.减少50%曝气能耗；3.降低MBR膜污染速率（EPS减少30%）；4.出水TN可稳定<10mg/L。四、化学与高级处理技术14.【单选】采用臭氧生物活性炭（O₃BAC）深度处理时，将臭氧投加量从5mg/L提至10mg/L，下列哪项指标去除率提升最显著？A.UV254B.氨氮C.三氯甲烷生成势D.硬度答案：C解析：臭氧氧化破坏芳香族化合物，降低三氯甲烷生成势（THMFP）30%以上；UV254虽下降，但增幅不如THMFP；氨氮主要靠BAC生物膜；硬度无影响。15.【多选】下列关于Fenton流化床（FluidizedFenton）的描述正确的是：A.载体石英砂表面形成FeOOH晶种，减少铁污泥量B.回流比影响床层膨胀率，最佳膨胀率为20–30%C.H₂O₂:COD摩尔比1:1时，COD去除率最高D.出水pH需回调至8.0，利用Fe³⁺絮凝去除TP答案：A、B、D解析：A晶种催化异相Fenton，铁泥减量40%；B膨胀率过低载体不流化，过高磨损；C最佳摩尔比H₂O₂:COD=1.2–1.5:1；D絮凝协同除磷。16.【计算】某工业废水COD=800mg/L，采用电Fenton处理，电流密度15mA/cm²，极板面积0.2m²，Fe²⁺再生速率按法拉第定律计算，求每小时产生Fe²⁺质量。答案：I=15×10⁻3×0.2×10⁴=30A，n=2，Fe²⁺=30×3600×56/(2×96485)=31.1g/h。解析：m=ItM/(nF)，注意单位换算。17.【案例分析】某污水厂出水COD=90mg/L，色度80倍，投加次氯酸钠（有效氯10%）40mg/L后色度降至20倍，但COD升至110mg/L，分析原因并提出替代方案。答案：原因：次氯酸钠氧化发色基团同时，将部分难降解有机物氧化为醛酮小分子，使CODCr测定值升高（重铬酸钾氧化率增加）。替代：采用臭氧5mg/L+PAC20mg/L联用，臭氧断链发色基团，PAC吸附小分子，COD可降至<50mg/L，色度<10倍，且无卤代副产物。五、污泥处理与资源化18.【单选】某板框隔膜压滤机将含水率97%的剩余污泥脱水至60%，投加PAM4kg/tDS，若每天处理干固体量6t，计算每日需准备PAM溶液（0.2%）体积。A.1.2m³B.1.5m³C.2.0m³D.2.4m³答案：A解析：PAM干量=4×6=24kg，0.2%溶液质量=24/0.002=12000kg，密度≈1kg/L，体积1.2m³。19.【多选】关于厌氧消化“碱性预处理+热水解”（ATHP）联合工艺，下列说法正确的是：A.碱性条件可抑制Maillard反应，减少难降解有机物B.热水解170℃保持30min，污泥粘度下降一个数量级C.联合处理后甲烷产率提高30–50%D.后续脱水无需再投加PAM答案：B、C解析：A碱性促进Maillard；B热水解破坏胞外聚合物，粘度下降；C产气率显著提高；D仍需PAM，但用量减半。20.【计算】某消化池进泥含固率4%，VS/TS=0.75，消化后VS去除率45%，沼气中甲烷含量65%，求每立方米原泥产甲烷量（标准状态）。答案：干泥质量=1000×0.04=40kg，VS=30kg，去除VS=13.5kg，甲烷产率0.35m³/kgVSremoved，甲烷量=13.5×0.35=4.725m³。解析：理论甲烷产率0.35m³/kgVS，实际取去除量。21.【简答】阐述污泥低温真空干化（<60℃）与太阳能干化组合系统的能量平衡计算要点。答案：1.输入热量：太阳能集热器有效得热Qsun=ηc×Ac×I×t，ηc集热效率45%，Ac面积，I辐照；2.热泵补充热量Qhp=COP×W，COP取3.5，W耗电量；3.水分蒸发潜热Qevap=m×γ，γ低温下略高2400kJ/kg；4.热损失Qloss=UAΔT，U传热系数，A干化床面积，ΔT内外温差；平衡方程：Qsun+Qhp=Qevap+Qloss，通过迭代计算干化周期。六、仪表自控与智能化22.【单选】某污水厂采用氨氮在线仪（气敏电极法），连续校准发现斜率从58mV/dec下降至48mV/dec，最可能原因是：A.电极内充液KCl浓度升高B.透气膜被硅酸盐结垢堵塞C.温度补偿探头损坏D.水样pH调至12的NaOH溶液吸收CO₂答案：B解析：透气膜堵导致氨气扩散系数下降，斜率降低；A内充液浓度下降才致斜率低；C温度补偿影响截距；DpH12已足够，CO₂影响可忽略。23.【多选】基于模型预测控制（MPC）的曝气优化系统，其目标函数可包含：A.出水氨氮设定偏差B.曝气能耗成本C.鼓风机启停次数D.污泥膨胀风险指数答案：A、B、C、D解析：MPC多变量约束，目标函数加权各项，污泥膨胀指数以SVI或DO梯度为软约束。24.【计算】某PLC控制程序需实现“ORP<200mV持续10min则启动碳源投加”，若ORP采集周期1s，设计一阶滞后滤波时间常数T=30s，求滤波后ORP从180mV阶跃至220mV，经过多少时间后系统判定条件成立。答案：一阶滞后响应y(t)=y0+(y1y0)(1e^(t/T))，设判定值200mV，则200=180+(40)(1e^(t/30))，解得t=30×ln2=20.8s；再加10min延时，总计10min21s。解析：滤波器抑制瞬时抖动，延时计时从滤波后首次<200mV开始。25.【简答】描述利用“数字孪生”技术实现污水厂碳排放实时追踪的框架。答案：1.数据层：在线采集电耗、药耗、沼气产量、N₂O传感器数据；2.模型层：建立碳排放机理模型，涵盖直接排放（CH₄、N₂O）与间接排放（电、药、运输），采用IPCC2019系数；3.孪生层：基于BIM+GIS构建三维场景，实时映射设备状态；4.优化层：利用遗传算法寻优运行参数，预测碳强度；5.应用层：生成碳足迹报告，对接全国碳市场平台，实现碳资产交易。七、安全运行与应急26.【单选】下井作业前，使用四合一气体仪检测，下列哪项读数组合可立即下井？A.O₂19.5%、LEL10%、H₂S8ppm、CO25ppmB.O₂20.8%、LEL0%、H₂S4ppm、CO0ppmC.O₂22.1%、LEL0%、H₂S0ppm、CO0ppmD.O₂20.9%、LEL15%、H₂S0ppm、CO0ppm答案：B