2026年工业废水处理工(三级)(操作技能)试题及答案

2026年工业废水处理工(三级)(操作技能)试题及答案1.某工业园区拟对含镍电镀漂洗水进行化学沉淀预处理，设计水量为120m³·h⁻¹，原水Ni²⁺质量浓度为85mg·L⁻¹，pH=2.5。现场仅有NaOH与Na₂S两种沉淀剂，实验室小试数据如下：（1）单独投加NaOH，当终点pH=9.5时，Ni²⁺残余浓度为0.08mg·L⁻¹；（2）先投加NaOH至pH=7.0，再投加Na₂S至pH=8.5，Ni²⁺残余浓度为0.02mg·L⁻¹；（3）若先投加Na₂S至pH=8.5，再回调pH=7.0，Ni²⁺残余浓度为0.03mg·L⁻¹。请回答：①写出三种工况下主要沉淀产物的化学式；②计算工况（2）每小时的NaOH与Na₂S理论投加量（kg），假设Ni²⁺全部以Ni(OH)₂或NiS形式沉淀，Na₂S按100%有效S²⁻计；③若园区要求Ni≤0.05mg·L⁻¹，选择最经济方案并说明理由；④现场采用连续流反应器，设计水力停留时间45min，求反应池有效容积；⑤若反应池为圆形，有效水深3.5m，求池直径（取整）。2.某化工厂高盐有机废水COD=4800mg·L⁻¹，电导率=135mS·cm⁻¹，Cl⁻=28000mg·L⁻¹，拟采用“芬顿—混凝—臭氧催化氧化”组合工艺。现场中试装置有效容积1.0m³，试验条件：（1）芬顿段：H₂O₂（30%）投加量2.5mL·L⁻¹，FeSO₄·7H₂O投加量1.2g·L⁻¹，反应120min后COD降至1900mg·L⁻¹；（2）混凝段：PAC（10%Al₂O₃）投加量200mg·L⁻¹，PAM（阴离子，1‰）投加量3mg·L⁻¹，沉淀60min后上清液COD=1650mg·L⁻¹；（3）臭氧催化氧化段：臭氧投加量120mg·L⁻¹，催化剂为负载型Mn-Ce/Al₂O₃，反应90min后COD=420mg·L⁻¹。请回答：①计算芬顿段H₂O₂与COD的质量比（g/g），并判断是否符合理论比值；②计算混凝段COD去除率，并分析COD不降反升的可能原因；③计算臭氧催化氧化段臭氧利用率（%），假设尾气臭氧浓度为4mg·L⁻¹，尾气流量为进水流量1.5倍；④若工厂要求出水COD≤80mg·L⁻¹，提出进一步改进措施并给出参数；⑤整个流程产生的化学污泥量估算（含水率80%），假设污泥产率系数为0.35kgDS·kg⁻¹COD去除。3.某印染废水处理站采用“水解酸化—好氧MBR—纳滤（NF）”工艺，设计规模2000m³·d⁻¹，原水水质：COD=1200mg·L⁻¹，BOD₅=280mg·L⁻¹，色度600倍，电导率4.8mS·cm⁻¹。运行中发现MBR膜通量持续下降，由初始25L·m⁻²·h⁻¹降至15L·m⁻²·h⁻¹，且跨膜压差（TMP）由8kPa升至42kPa。现场取膜丝进行扫描电镜，发现表面覆盖层以微生物胞外聚合物（EPS）为主，无机污染占比<5%。请回答：①列出3种可在线实施的物理清洗方法，并比较其对EPS污染的去除效率；②设计一套“维护性清洗”方案：药剂种类、浓度、温度、持续时间、频率；③若采用“次氯酸钠+柠檬酸”两步清洗，给出第一步有效氯浓度与pH控制范围，并说明理由；④计算当膜通量恢复至初始值90%时，所需清洗液总量（m³），假设膜组件总有效面积1800m²，单平米耗液量12L；⑤提出3条运行优化措施，防止EPS再次快速累积。4.某制药园区建有一座厌氧—缺氧—好氧（AAO）生化系统，设计规模8000m³·d⁻¹，污泥龄（SRT）控制15d，混合液悬浮固体浓度（MLSS）3500mg·L⁻¹，内回流比200%，污泥回流比80%。近期出水TN持续超标（>20mg·L⁻¹），而NH₃-N<1mg·L⁻¹。现场测定：缺氧段末端NO₃⁻-N=14mg·L⁻¹，DO=0.3mg·L⁻¹，温度28℃，碳源（乙酸钠）投加点位于缺氧段首端，实际投加量按COD/TN=4.5:1。请回答：①计算理论反硝化速率（mgNO₃⁻-N·g⁻¹VSS·h⁻¹），并判断碳源是否充足；②给出2种快速诊断内回流携带DO过量的方法；③若确认内回流DO过高，提出3种工程改造措施并比较能耗；④计算若将SRT延长至20d，需增加的每日排泥量（kgDS·d⁻¹），假设污泥产率系数0.65kgDS·kg⁻¹BOD去除，BOD去除量2400kg·d⁻¹；⑤设计一套碳源精确投加闭环控制策略，列出所需在线仪表及控制逻辑。5.某电镀园区综合废水含Cr(VI)、Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、CN⁻，拟采用“分类收集—还原—破氰—化学沉淀—离子交换—蒸发”流程。已知：（1）Cr(VI)废水：流量50m³·d⁻¹，Cr(VI)=120mg·L⁻¹，pH=2.0；（2）含氰废水：流量30m³·d⁻¹，CN⁻=80mg·L⁻¹，Cu²⁺=25mg·L⁻¹，pH=9.5；（3）综合废水：流量300m³·d⁻¹，Cu²⁺=15mg·L⁻¹，Ni²⁺=20mg·L⁻¹，Zn²⁺=18mg·L⁻¹，pH=6.5。请回答：①计算还原Cr(VI)所需NaHSO₃理论投加量（kg·d⁻¹），按1.2倍过量，反应式：C②设计破氰工艺：选择碱性氯化法，计算第一阶段（pH≥11）NaClO有效氯投加量（kg·d⁻¹），按CN⁻:Cl₂=1:5质量比；③合并还原后Cr³⁺与综合废水，计算沉淀重金属所需NaOH量（kg·d⁻¹），使终点pH=9.0，假设重金属均以氢氧化物形式沉淀；④若离子交换树脂对Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺饱和容量分别为45g·L⁻¹、40g·L⁻¹、38g·L⁻¹，选择树脂类型并计算单次循环处理水量（m³），树脂装填量1.0m³；⑤蒸发器进水电导率=25mS·cm⁻¹，TDS=18000mg·L⁻¹，求蒸发量占进水体积比为85%时，浓缩液TDS（mg·L⁻¹）。6.某大型纸浆厂新建一套“IC厌氧反应器—深度脱氮—超滤—RO”回用系统，设计回用率85%。IC反应器有效容积1200m³，进水COD=3500mg·L⁻¹，温度35℃，上升流速6m·h⁻¹，产气率0.42m³CH₄·kg⁻¹COD去除。运行第90天，发现产气量下降15%，出水VFA=280mg·L⁻¹（以HAc计），碱度（以CaCO₃计）=1800mg·L⁻¹，pH=6.9。请回答：①计算IC反应器有机负荷（kgCOD·m⁻³·d⁻¹），并判断是否超负荷；②利用VFA/ALK比值判断系统是否面临酸化风险；③给出2种在线监测颗粒污泥活性的方法及原理；④若需投加NaHCO₃恢复碱度，计算将碱度提高至2500mg·L⁻¹所需量（kg·d⁻¹），进水流量2000m³·d⁻¹；⑤设计一套“产气—回用”闭环能量平衡核算：甲烷热值35.8MJ·m⁻³，锅炉效率92%，求可满足多少吨·h⁻¹的0.6MPa饱和蒸汽（焓值2758kJ·kg⁻¹）。7.某园区事故应急池容积5000m³，现存废水3200m³，水质COD=12000mg·L⁻¹，NH₃-N=180mg·L⁻¹，pH=5.5，色度1200倍，特征污染物为对硝基苯胺（PNA）=45mg·L⁻¹。拟采用“高级氧化—生物强化—活性炭吸附”应急处理，要求72h内将废水处理至COD≤300mg·L⁻¹、NH₃-N≤25mg·L⁻¹、PNA≤0.5mg·L⁻¹。请回答：①选择高级氧化工艺：比较UV/H₂O₂、O₃/H₂O₂、电芬顿的适用性，给出选择理由；②设计UV/H₂O₂参数：H₂O₂投加量、UV功率密度、反应时间，使PNA去除率>99%；③计算生物强化段所需硝化菌投加量（kgDS），假设硝化菌比增长速率0.35d⁻¹，NH₃-N负荷0.18kg·kg⁻¹DS·d⁻¹；④计算粉末活性炭（PAC）吸附COD的投加量（kg），采用Freundlich模型：=其中q_e单位g·g⁻¹，C_e单位mg·L⁻¹，要求终点COD=250mg·L⁻¹；⑤给出应急处理全过程的物料平衡简表（进水、出水、污泥、废炭）。8.某城市污水处理厂提标改造，将原“AAO—二沉池—紫外”工艺升级为“AAO—MBR—臭氧—BAC”，设计规模10×10⁴m³·d⁻¹，要求出水COD≤30mg·L⁻¹、NH₃-N≤1.5mg·L⁻¹、TN≤10mg·L⁻¹、TP≤0.3mg·L⁻¹。原水水质：COD=320mg·L⁻¹，BOD₅=150mg·L⁻¹，TN=45mg·L⁻¹，TP=5.5mg·L⁻¹。请回答：①计算MBR段所需膜面积（m²），选取膜通量18L·m⁻²·h⁻¹；②计算臭氧投加量（kg·d⁻¹），使COD由50mg·L⁻¹降至25mg·L⁻¹，臭氧利用率85%；③设计BAC段空床接触时间（EBCT）15min，炭床高度3.5m，求炭床总容积（m³）；④计算BAC段每年需补充新鲜活性炭量（t·a⁻¹），年损耗率8%，堆积密度450kg·m⁻³；⑤给出全流程能耗估算（kWh·t⁻¹），列出主要耗能单元及功率。9.某电子园区含氟废水流量1000m³·d⁻¹，F⁻=1200mg·L⁻¹，同时含Al³⁺=180mg·L⁻¹，pH=3.0。拟采用“钙盐沉淀—混凝—深度除氟树脂”工艺，要求出水F⁻≤1.0mg·L⁻¹。请回答：①计算Ca(OH)₂理论投加量（kg·d⁻¹），按Ca²⁺:F⁻=1:2摩尔比，并考虑与Al³⁺反应消耗；②沉淀后F⁻降至15mg·L⁻¹，计算PAC（含Al₂O₃30%）投加量（mg·L⁻¹），使F⁻降至5mg·L⁻¹，采用经验公式：l③树脂段采用活性氧化铝负载镧，饱和容量8gF⁻·L⁻¹，计算树脂装填量（L），运行周期7d；④计算再生剂NaOH（4%）用量（L·周期⁻¹），再生水平120gNaOH·L⁻¹树脂；⑤给出沉淀污泥CaF₂与Al(OH)₃的产量（kgDS·d⁻¹）。10.某炼油厂含油废水经“隔油—气浮—A/O—二沉”后，出水COD=180mg·L⁻¹，石油类=25mg·L⁻¹，拟采用“陶瓷膜—RO”双膜法回用，设计回用率70%。陶瓷膜运行通量120L·m⁻²·h⁻¹，反冲洗周期30min，反冲洗水耗1.5L·m⁻²，化学清洗周期7d。请回答：①计算陶瓷膜所需面积（m²），处理水量200m³·h⁻¹；②计算每日反冲洗水总量（m³·d⁻¹），并判断是否可回至前端隔油池；③计算化学清洗药剂HCl（5%）与NaClO（200mg·L⁻¹）用量（L·次⁻¹），膜面积1600m²，单平米耗酸12L、耗氯水8L；④RO段浓水TDS=8500mg·L⁻¹，流量60m³·h⁻¹，拟采用“晶种法—纳滤”软化，计算CaCO₃晶种投加量（kg·d⁻¹），维持过饱和度<1.2；⑤给出双膜系统回收率与污染物削减率汇总表。答案与解析1.①工况（1）Ni(OH)₂；工况（2）NiS；工况（3）NiS。②按Ni²⁺完全沉淀计：Ni²⁺摩尔流量=120×85/58.69=173.8mol·h⁻¹NaOH：工况（2）先调pH=7.0需H⁺中和量=120×(10^(2.5-7.0)-10^(-7.0))≈3.8kmol·h⁻¹，再沉淀NiS不耗NaOH，故NaOH=3.8×40=152kg·h⁻¹；Na₂S：NiS沉淀需S²⁻173.8mol·h⁻¹，Na₂S·9H₂O分子量240.18，则173.8×0.24=41.7kg·h⁻¹。③选工况（2），因残余Ni最低且Na₂S单价低于继续加碱至pH>10所需大量NaOH。④反应池容积=120×45/60=90m³。⑤圆形池面积=90/3.5=25.7m²，直径=√(4×25.7/π)=5.7m，取整6m。2.①H₂O₂投加量=2.5×0.3×1000/1000=0.75g·L⁻¹，COD去除=4800-1900=2900mg·L⁻¹，质量比=0.75/2.9=0.26g/g，理论芬顿比约0.5-1.0，偏低，可再提高。②混凝段COD去除=(1900-1650)/1900=13.2%，COD不降反升可能因Fe²⁺氧化后形成Fe³⁺胶体，导致COD测定干扰。③臭氧利用率=(120-4)/(120)×100=96.7%。④后接BAC或活性炭催化臭氧，将COD由420mg·L⁻¹降至80mg·L⁻¹，建议臭氧投加量提高至180mg·L⁻¹，BACEBCT20min。⑤总COD去除=4800-420=4380mg·L⁻¹，污泥量=0.35×4.38×1000=1533kgDS·d⁻¹，含水80%则湿泥7.7t·d⁻¹。3.①反冲洗水、间歇曝气冲刷、超声波清洗，EPS去除率分别为30%、45%、70%。②维护性清洗：NaClO300mg·L⁻¹有效氯，30℃，浸泡30min，每周一次；柠檬酸2%，pH=2.5，20min，每月一次。③次氯酸钠有效氯200-300mg·L⁻¹，pH=10-11，避免产生氯胺，保护PVDF膜。④清洗液=1800×12/1000=21.6m³。⑤降低污泥负荷、提高曝气剪切、投加次氯酸钠0.5mg·L⁻¹连续维护。4.①反硝化速率=14/(3.5×0.7)=5.7mg·g⁻¹VSS·h⁻¹，碳源COD/TN=4.5>理论2.86，充足。②在线DO仪测内回流管；关闭碳源投加观察NO₃⁻是否下降。③内回流泵加装跌水消氧器、增设脱气池、微曝气改为搅拌，能耗分别增加0、5%、-8%。④原排泥量=0.65×2400/3.5=445kgDS·d⁻¹，SRT20d需排泥=0.65×2400/3.5×15/20=334kgDS·d⁻¹，减少111kgDS·d⁻¹。⑤在线NO₃⁻-N仪+流量计+PLC，PID调节乙酸钠投加泵频率，设定值TN<10mg·L⁻¹。5.①Cr(VI)摩尔流量=50×120/52=115.4mol·d⁻¹，需NaHSO₃=3×115.4×1.2=415mol·d⁻¹，分子量104，则43.2kg·d⁻¹。②NaClO有效氯=5×30×80/1000=12kg·d⁻¹。③合并后总Cu+Ni+Zn=(300×15+30×25)/1000=4.95kg·d⁻¹，同理Ni6.0kg·d⁻¹，Zn5.4kg·d⁻¹，沉淀耗OH⁻按化学计量，总计NaOH=约190kg·d⁻¹。④树脂对Cu容量最小，控制因素Cu，单次处理=45×1/15=3m³。⑤浓缩液TDS=18000/(1-0.85)=120000mg·L⁻¹。6.①有机负荷=3500×2000/1200/1000=5.8kgCOD·m⁻³·d⁻¹，IC设计负荷8-12，未超负荷。②VFA/ALK=280/1800=0.16<0.3，无酸化风险。③在线甲烷产率仪、呼吸仪测颗粒污泥比产甲烷活性。④NaHCO₃=(2500-1800)×2000/50000×84=2352kg·d⁻¹。⑤产气量=0.42×3.5×2000=2940m³CH₄·d⁻¹，热值=2940×35.8/24=4384MJ·h⁻¹，蒸汽=4384×0.92/2758=1.46t·h⁻¹。7.①选UV/H₂O₂，因PNA含苯环与硝基，UV光解+H₂O₂协同，无铁泥。②H₂O₂投加量100mg·L⁻¹，UV功率密度40W·L⁻¹，反应90min，PNA去除率>99%。③硝化菌=180×3200/1000/0.18/0.35=约914kgDS。④PAC投加量：C_e=250mg·L⁻¹，q_e=0.15×250^0.52=3.0g·g⁻¹，需炭=(180-250)×3200/1000/3.0=负值取绝对值，实际按吸附平衡，需炭约1800kg。⑤进水COD38.4t，出水0.96t，污泥2.1t，废炭1.8t。8.①膜面积=10