环境工程设计考试试题及答案

环境工程设计考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某城市污水处理厂设计流量为4.0×10⁴m³·d⁻¹，进水BOD₅为220mg·L⁻¹，出水要求BOD₅≤20mg·L⁻¹。若采用完全混合活性污泥法，污泥负荷Lₛ取0.25kgBOD₅·(kgMLSS·d)⁻¹，MLSS浓度X取3.5g·L⁻¹，则曝气池有效容积最接近A.5700m³  B.6800m³  C.7500m³  D.8900m³2.某工业废气含甲苯1800mg·m⁻³，流量12000m³·h⁻¹。采用活性炭吸附—热空气再生工艺，活性炭有效吸附容量0.18g·g⁻¹，炭床密度450kg·m⁻³，设计穿透时间8h。若要求净化效率≥95%，则所需新鲜炭量最接近A.280kg  B.420kg  C.560kg  D.720kg3.关于生物滤池（tricklingfilter）工艺，下列说法错误的是A.滤料比表面积越大，单位体积去除负荷越高B.回流比增加可提高滤池抗冲击能力C.滤池蝇滋生主要与滤料表面水力负荷过低有关D.滤池出水溶解氧通常低于传统活性污泥法4.某垃圾填埋场渗滤液COD为18000mg·L⁻¹，BOD₅/COD=0.35，氨氮2200mg·L⁻¹。若采用“UBF+两级A/O+膜深度处理”组合工艺，下列设计参数合理的是A.UBF容积负荷15kgCOD·m⁻³·d⁻¹B.一级A/O硝化液回流比100%C.膜系统通量35L·m⁻²·h⁻¹，回收率85%D.外碳源投加量按BOD₅缺口的0.5倍计5.某河流背景断面溶解氧DO₀=8.2mg·L⁻¹，饱和溶解氧DOₛ=9.1mg·L⁻¹。在下游5km处设置排污口，污水BODᵤ=130mg·L⁻¹，流量0.8m³·s⁻¹，河水流量12m³·s⁻¹。若忽略硝化耗氧，采用Streeter–Phelps模型，耗氧速率常数k₁=0.25d⁻¹，复氧速率常数k₂=0.45d⁻¹，混合完全，则排污口下游10km处DO最接近A.6.4mg·L⁻¹  B.7.1mg·L⁻¹  C.7.8mg·L⁻¹  D.8.5mg·L⁻¹6.某石化厂含油废水经“隔油+气浮+生物接触氧化”处理，出水需回用于循环冷却水系统。若回用水含油≤5mg·L⁻¹，SS≤10mg·L⁻¹，电导率≤1200μS·cm⁻¹，则最适宜的深度处理单元是A.单级多介质过滤  B.超滤+反渗透  C.臭氧催化氧化  D.纤维球过滤+弱酸树脂软化7.某城镇二级污水处理厂污泥产量为2800kgDS·d⁻¹，污泥含水率80%，采用“重力浓缩+板框脱水”工艺。若浓缩后含水率94%，脱水后含水率60%，则每日需外运泥饼体积最接近（泥饼密度1.05t·m⁻³）A.4.7m³  B.7.0m³  C.9.3m³  D.11.5m³8.关于SNCR脱硝技术，下列说法正确的是A.最佳反应温度窗口850–1100°CB.氨逃逸浓度与烟气氧含量无关C.尿素溶液喷射粒径越大，脱硝效率越高D.对循环流化床锅炉，SNCR效率通常低于30%9.某化工园区建设2×75t·h⁻¹燃煤锅炉，烟气量110000Nm³·h⁻¹·台，SO₂浓度1800mg·Nm⁻³。采用“炉内喷钙+循环流化床半干法”脱硫，钙硫摩尔比1.3，脱硫灰循环倍率30，则新鲜消石灰消耗量最接近（Ca(OH)₂纯度90%）A.320kg·h⁻¹  B.410kg·h⁻¹  C.520kg·h⁻¹  D.630kg·h⁻¹10.某制药废水经Fenton氧化后BOD₅/COD由0.15升至0.38，COD去除率55%。若后续接生物法，下列工艺组合最经济高效的是A.上流式厌氧污泥床（UASB）  B.膜生物反应器（MBR）C.序批式活性污泥（SBR）  D.生物接触氧化+二沉池二、多项选择题（每题3分，共15分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）11.下列措施可提高反硝化滤池脱氮效率的有A.降低滤速延长接触时间  B.外加甲醇作为碳源C.提高滤料层高度  D.采用上流式进水方式  E.控制DO<0.3mg·L⁻¹12.关于MBR工艺，下列说法正确的有A.污泥龄长，有利于硝化菌富集B.膜污染与EPS中多糖含量呈正相关C.膜通量随温度升高而线性增加D.化学清洗周期与膜材质无关E.膜池DO一般控制在2–4mg·L⁻¹13.某电镀废水含Cr(VI)30mg·L⁻¹，Ni²⁺45mg·L⁻¹，Cu²⁺20mg·L⁻¹，pH=2.5。下列处理单元可有效去除目标污染物的有A.铁碳微电解  B.硫酸亚铁还原+碱沉淀C.硫化钠沉淀  D.强酸阳树脂交换  E.反渗透14.下列属于危险废物焚烧系统“3T”原则关键参数的有A.Temperature  B.Time  C.Turbulence  D.Totaloxygen  E.Throatvelocity15.关于垃圾焚烧飞灰固化/稳定化，下列说法正确的有A.水泥固化体增容比通常>1.5B.螯合剂对Pb稳定效果优于水泥C.磷酸盐稳定化后飞灰可进入生活垃圾填埋场D.熔融法可实现飞灰减量化>90%E.地聚合物固化体28d无侧限抗压强度可达10MPa三、计算题（共30分）16.（10分）某造纸废水采用“水解酸化+SBR”工艺，设计流量8000m³·d⁻¹，进水COD1600mg·L⁻¹，BOD₅650mg·L⁻¹。SBR运行周期8h，其中进水1h、曝气4h、沉淀1h、滗水1h、闲置1h。反应池MLSS4000mg·L⁻¹，污泥负荷0.12kgBOD₅·(kgMLSS·d)⁻¹，充水比λ=0.3。求：(1)所需SBR池数及单池有效容积；(2)曝气阶段需氧量（忽略内源呼吸，a′=0.5kgO₂·kg⁻¹BOD₅去除）；(3)若采用三沟式氧化沟替代，保持相同污泥负荷及MLSS，求氧化沟总有效容积，并对比两种工艺占地差异（SBR池深5m，氧化沟有效水深4m）。17.（10分）某危险废物焚烧炉处理量24t·d⁻¹，废物低位热值12MJ·kg⁻¹，烟气量8500Nm³·t⁻¹废物，烟气含HCl1200mg·Nm³，SO₂1800mg·Nm³，颗粒物3000mg·Nm³。采用“急冷+干法脱酸+布袋除尘+湿法洗涤”工艺，要求HCl≤10mg·Nm³，SO₂≤50mg·Nm³，颗粒物≤10mg·Nm³。已知：(1)急冷塔喷水蒸发量0.15kg·kg⁻¹烟气，可将烟气温度由550°C降至190°C；(2)干法消石灰喷射，Ca(OH)₂利用率25%，钙硫摩尔比1.2，钙氯摩尔比0.5；(3)布袋除尘效率99.7%，湿法洗涤对HCl去除率95%，对SO₂去除率90%。求：(1)每日消石灰消耗量；(2)湿法洗涤塔循环水量（温升10°C，水的比热4.18kJ·kg⁻¹·°C⁻¹，蒸发损失1%）；(3)最终烟囱排放的HCl、SO₂、颗粒物浓度，并判断是否满足GB18484-2020限值。18.（10分）某城市黑臭水体治理采用“旁路一体化设备”处理河道水，流量30000m³·d⁻¹，进水NH₃–N18mg·L⁻¹，TN25mg·L⁻¹，TP1.2mg·L⁻¹，COD85mg·L⁻¹。设备工艺为“高效絮凝沉淀+臭氧催化氧化+曝气生物滤池（BAF）”。设计参数：(1)絮凝沉淀池表面负荷15m·h⁻¹，TP去除率85%，SS去除率90%；(2)臭氧投加比1.2kgO₃·kg⁻¹COD去除，接触时间25min，COD去除率40%；(3)BAF滤速6m·h⁻¹，空床停留时间30min，NH₃–N容积负荷0.6kg·m⁻³·d⁻¹，硝化效率90%，TN去除率70%（含反硝化）。求：(1)絮凝沉淀池最小平面面积；(2)臭氧发生器功率（臭氧电耗15kWh·kg⁻¹O₃）；(3)BAF单格面积（分4格并联）及滤料层高度；(4)系统最终出水NH₃–N、TN、TP、COD浓度。四、综合设计题（35分）19.某滨海化工园区拟建设3万m³·d⁻¹再生水厂，水源为园区综合废水（70%）与市政二级出水（30%）混合水，水质见表1。要求出水满足GB/T19923-2005《城市污水再生利用工业用水水质》中“循环冷却水”标准，同时Cl⁻≤250mg·L⁻¹，TDS≤1000mg·L⁻¹。园区可供建设用地4.5ha，最高地下水位–1.2m，土壤渗透系数5×10⁻⁵cm·s⁻¹。表1设计水质指标园区综合废水市政二级出水混合后冷却水回用标准COD(mg·L⁻¹)18050141≤60BOD₅(mg·L⁻¹)601546.5≤10NH₃–N(mg·L⁻¹)35526≤10TN(mg·L⁻¹)501538.5≤20TP(mg·L⁻¹)3.50.82.69≤1.0SS(mg·L⁻¹)802062≤5Cl⁻(mg·L⁻¹)1200200900≤250TDS(mg·L⁻¹)35008002690≤1000电导率(μS·cm⁻¹)560013004300≤1600硬度(mg·L⁻¹CaCO₃)800250635≤300碱度(mg·L⁻¹CaCO₃)450150360150–300温度(°C)25–3520–2523–32≤35任务：(1)提出两条可行的主处理流程（给出流程框图），并从技术可靠性、运行能耗、占地、投资、操作管理难度五方面进行定性比较（列表）；(2)选择其中一条流程进行详细设计计算，包括：a.各单元设计流量、主要尺寸、水力停留时间或表面负荷；b.药剂消耗量（以100%纯品计）：混凝剂PAC、助凝剂PAM、次氯酸钠、阻垢剂、还原剂NaHSO₃、碱（NaOH）、酸（HCl）；c.主要设备选型：超滤膜面积、反渗透膜面积、高压泵扬程与轴功率、臭氧发生器产量、鼓风机风量与风压、污泥脱水机处理能力；d.产泥量及处置方案；(3)绘制总平面布置图（文字描述即可），要求功能分区明确、管线短捷、绿化率≥30%；(4)提出运行阶段膜污染控制策略，包括清洗周期、清洗方式、在线监测指标；(5)若园区要求50%出水再经“反渗透+蒸发结晶”达到零排放，补充计算蒸发结晶器处理规模、蒸汽耗量（单位进水0.35t蒸汽·t⁻¹）、结晶盐产量及盐品质（NaCl纯度≥97%）。答案与解析一、单项选择题1.B 解析：V=\frac{Q(S₀-Sₑ)}{LₛX}=\frac{4.0×10⁴×(220-20)×10⁻³}{0.25×3.5}=6857m³。2.C 解析：甲苯吸附量=12000×1800×0.95×8×10⁻⁶=164.2kg；活性炭量=164.2/0.18=912kg；考虑0.6次穿透安全系数，取560kg。3.D 解析：滤池出水DO通常高于传统活性污泥法，因滤料表面自然复氧。4.C 解析：膜通量35L·m⁻²·h⁻¹、回收率85%为工程常用值；UBF负荷15kg·m⁻³·d⁻¹过高，A/O回流比100%不足。5.B 解析：Streeter–Phelps计算得氧亏值2.0mg·L⁻¹，DO=9.1–2.0=7.1mg·L⁻¹。6.B 解析：回用要求严格，需超滤+反渗透去除盐类。7.A 解析：泥饼量=2800/(1–0.6)/1.05=4.76m³·d⁻¹。8.A 解析：SNCR温度窗口850–1100°C为经典区间。9.C 解析：SO₂量=2×110000×1800×10⁻⁶=396kg·h⁻¹；Ca(OH)₂=396×1.3×74/64/0.9=520kg·h⁻¹。10.C 解析：B/C升至0.38后SBR最经济。二、多项选择题11.ABCE  12.ABE  13.BCDE  14.ABC  15.ABDE三、计算题16.(1)每日周期数=24/8=3，单周期处理量=8000/3=2667m³；单池容积V=2667/λ=2667/0.3=8889m³，取2池，单池4445m³。(2)BOD₅去除=2667×(650–20)×10⁻³=1680kg·d⁻¹·池⁻¹；需氧量=1680×0.5=840kgO₂·d⁻¹·池⁻¹。(3)氧化沟总容积V=\frac{8000×650×10⁻³}{0.12×4}=10833m³；SBR占地=2×4445/5=1778m²；氧化沟占地=10833/4=2708m²；SBR省地34%。17.(1)HCl总量=24×8500×1200×10⁻⁶=244.8kg·d⁻¹；SO₂总量=367.2kg·d⁻¹；Ca(OH)₂耗量=(244.8×0.5×74/36.5+367.2×1.2×74/64)/0.25=2430kg·d⁻¹。(2)烟气放热量Q=24×8500×0.15×(550–190)×1.3=1.27×10⁷kJ·d⁻¹；循环水量=1.27×10⁷/(4.18×10)/0.99=30700m³·d⁻¹。(3)经干法+布袋后HCl=1200×(1–0.25×0.5)×(1–0.997)=4.5mg·Nm³；再经湿法后HCl=4.5×0.05=0.23≤10mg·Nm³；SO₂=1800×(1–0.25×1.2)×0.1=126mg·Nm³再经湿法12.6≤50mg·Nm³；颗粒物=3000×0.003=9≤10mg·Nm³；均达标。18.(1)面积A=30000/24/15=83.3m²；(2)COD去除=30000×85×0.4×10⁻³=1020kg·d⁻¹；臭氧量=1224kg·d⁻¹；功率=1224×15=18360kWh·d⁻¹=765kW。(3)BAF面积=30000/24/6=208.3m²，单格52.1m²；滤料高度h=6×0.5=3m；(4)出水NH₃–N=18×0.1=1.8mg·L⁻¹；TN=25–0.7×(25–1.8)=8.8mg·L⁻¹；TP=2.69×0.15=0.40≤1.0mg·L⁻¹；COD=85×0.6=51≤60mg·L⁻¹。四、综合设计题（要点示例）流程一：混合水→调节池→高效沉淀池（加砂絮凝）→O₃-BAC→超滤