2026年大学(环境工程)水污染控制工程设计实训综合测试题及答案

2026年大学(环境工程)水污染控制工程设计实训综合测试题及答案一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30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.在城市污水的设计流量计算中，当设计污水量为Q_max时，下列关于管径设计的说法正确的是（）。A.应按最小设计流量进行校核B.应按充满度进行设计，且必须满足最小流速要求C.设计充满度必须为1.0，即满流D.最小设计流速不受限制2.活性污泥法系统中，二沉池的设计不仅要满足泥水分离的要求，还需要进行（）。A.污泥浓缩B.污泥消化C.污泥脱水D.污泥氧化3.下列关于格栅设计的描述中，不符合《室外排水设计标准》GB50014-2021规定的是（）。A.机械格栅栅条间隙宽度应大于25mmB.污水过栅流速一般采用0.6~1.0m/sC.格栅倾角一般采用45°~75°D.格栅前渠道应设超高，其高度宜为0.3~0.5m4.某城镇污水处理厂采用A²/O工艺进行脱氮除磷，在此工艺中，混合液回流比R的主要作用是（）。A.提供聚磷菌厌氧释磷所需的硝酸盐氮B.将硝化液回流至缺氧区进行反硝化脱氮C.稀释进水有机物浓度D.增加系统污泥浓度5.在设计曝气沉砂池时，主要控制的技术参数是（）。A.停留时间B.表面水力负荷C.旋流速度和水平流速D.池深与池宽之比6.污水处理厂中，初沉池与二沉池在表面负荷设计参数上，通常遵循（）。A.初沉池表面负荷大于二沉池B.二沉池表面负荷大于初沉池C.两者表面负荷基本一致D.无法比较，取决于污水性质7.采用SBR（序批式活性污泥法）工艺处理污水，一个完整的运行周期通常包括五个阶段，其正确顺序为（）。A.进水->反应->沉淀->排水->闲置B.进水->沉淀->反应->排水->闲置C.反应->进水->沉淀->排水->闲置D.进水->闲置->反应->沉淀->排水8.在污泥脱水机房的设计中，若采用板框压滤机，其进泥含水率一般要求控制在（）。A.95%以下B.97%以下C.99%以下D.99.2%以下9.下列关于平流式沉淀池设计长宽比的说法，正确的是（）。A.不小于2B.不小于4C.不小于3D.不小于510.某工业废水含有高浓度的硫酸盐，采用UASB（上流式厌氧污泥床）反应器处理时，必须严格控制反应器内的（）以防反应器酸化。A.碱度B.温度C.污泥龄D.上升流速11.在活性污泥法曝气系统设计中，标准需氧量（AOR）与实际需氧量（SOR）的换算公式中，主要修正的参数不包括（）。A.水温B.气压C.氧转移效率D.混合液悬浮固体浓度12.接触氧化池的设计，主要依据的负荷指标是（）。A.容积负荷B.表面负荷C.污泥负荷D.水力负荷13.某污水处理厂日处理水量为50000m³/d，变化系数K_z=1.4，则其最大日污水量应为（）。A.50000m³/dB.70000m³/dC.75000m³/dD.60000m³/d14.关于污水厂的高程布置，下列说法错误的是（）。A.应尽量利用地形坡度，减少提升扬程B.水头损失计算应包括沿程损失、局部损失和构筑物本身的水头损失C.各处理构筑物之间的连接管渠流速应尽量大，以防止淤积D.出水水位应高于受纳水体的最高水位15.在化学除磷设计中，常投加铁盐或铝盐混凝剂，投加点通常设置在（）。A.沉砂池前B.曝气池前C.二沉池出水处D.厌氧池末端或二沉池前二、多项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有二至四项是符合题目要求的。多选、少选、错选均不得分）1.污水处理厂厂址选择时，应考虑下列哪些因素？（）A.应位于城镇水系的下游，并符合供水水源防护要求B.尽量少占农田，且留有扩建余地C.便于排放，且不受洪水威胁D.为了方便管理，应设置在城镇中心地带2.下列关于生物脱氮工艺控制要点的描述，正确的有（）。A.硝化反应需要充足的氧气，溶解氧宜控制在2.0mg/L以上B.反硝化反应需要缺氧环境，溶解氧宜控制在0.5mg/L以下C.反硝化反应需要足够的碳源，C/N比是关键参数D.硝化菌生长速率较慢，系统需要较长的污泥龄3.污泥处理与处置的主要目的包括（）。A.减量化：降低污泥含水率和体积B.稳定化：降解有机物，减少恶臭和病原菌C.无害化：去除重金属和有毒有害物质D.资源化：利用污泥中的有机质和营养元素4.在进行二沉池中心管设计时，为了防止进水扰动污泥层，中心管内的流速应控制在（）。A.不应大于0.3m/sB.不应大于0.1m/sC.中心管下设喇叭口和反射板D.中心管直径不应小于200mm5.氧化沟工艺具有以下哪些特点？（）A.混合动力消耗低B.工艺流程简单，可不设初沉池C.具有较强的脱氮功能D.污泥性质稳定，一般不需要单独进行厌氧消化三、填空题（本大题共10空，每空2分，共20分）1.城市污水典型的一级处理工艺主要包括格栅、________和初沉池。2.在活性污泥法设计中，表征微生物增殖速率与底物浓度关系的著名模型是________方程。3.污水生物处理系统中，回流污泥的作用是维持曝气池内的________，保证生化反应速率。4.设计辐流式二沉池时，其池径（D）与有效水深（H）的比值一般取________。5.稳定塘设计中，按照塘内微生物优势群体及溶解氧状况，可分为好氧塘、兼性塘、________和厌氧塘。6.污泥机械脱水前，通常需要进行________处理，以改善污泥的脱水性能，常用的药剂是PAM（聚丙烯酰胺）。7.某曝气池的供氧量在标准状态下（20℃，1个大气压）测得为AOR，在实际工程中换算为SOR时，需利用公式：SOR=AOR·Cs(20)8.厌氧消化池的设计通常采用固体停留时间（SRT）作为控制参数，中温消化的SRT通常控制在________天左右。9.在平流式沉淀池的设计中，沉淀区有效水深（H2）通常取________米。10.污水处理厂平面布置中，生产管理建筑物及生活辅助设施通常布置在厂区________风向。四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）1.简述A²/O工艺（厌氧-缺氧-好氧工艺）中，聚磷菌释放磷和过量吸磷的基本原理及过程。2.在活性污泥法系统的设计中，为什么要控制污泥回流比（R）？污泥回流比的选择通常受哪些因素影响？3.试比较普通活性污泥法与氧化沟工艺在构造特征、混合特征及运行方式上的主要区别。4.简述污水处理厂高程布置设计的主要步骤和注意事项。五、综合设计与应用题（本大题共3小题，共65分。计算结果保留两位小数）1.（20分）某城镇污水处理厂设计流量Q=10000m3/d（不考虑变化系数），采用传统活性污泥法。进水BOD5（S0）为200mg/L，出水混合液悬浮固体浓度（MLSS）X=3000mg/L污泥负荷N污泥产率系数Y=0.6kgVSS/kgBO内源呼吸系数K曝气池有效水深H=4.0m请计算：(1)曝气池有效容积V；(2)水力停留时间（HRT）；(3)系统每日剩余污泥量ΔX（假设出水SS为0，且f=MLVSS/MLSS=0.75）；(4)若曝气池采用推流式，计算曝气池的平面面积（单池）。2.（25分）某造纸厂废水处理站，设计水量Q=5000m3/d。经初沉后，进入生化反应池的CODCr最大比底物降解速率k=6.0半饱和常数K产率系数Y=0.08mgVSS/mgCOD衰减系数K设计要求：(1)计算出水溶解性COD达到100mg/L所需的微生物比生长速率μ；(2)若设计污泥龄（SRT）θc=20d，计算反应器内的底物浓度(3)计算反应器所需的容积V（假设反应器内污泥浓度X=4000mg/L）；(4)计算每日产生的厌氧污泥量PX3.（20分）某污水处理厂二沉池采用辐流式沉淀池，设计最大流量Qmax=30000m3/d。已知回流污泥比R=50%设计参数取值：表面水力负荷q=1.0固体通量G=6.0kg/(沉淀池有效水深H=3.0m请完成以下设计计算：(1)按表面水力负荷计算沉淀池的表面积A1和池径D(2)按固体通量计算沉淀池的表面积A2（提示：G=(3)确定沉淀池的设计面积和池径（取两者中的大值）；(4)计算沉淀池的污泥区容积，假设污泥斗所需贮泥时间为T=2h参考答案及解析一、单项选择题1.B解析：城市污水管道通常按重力流设计，设计流量按最大日最大时流量或设计流量计算。为了防止管道淤积，必须满足最小设计流速的要求（如0.6m/s），同时管道在设计充满度下运行，并非满流（雨水管才满流）。2.A解析：二沉池（ActiveSludgeSecondaryClarifier）在活性污泥法系统中有两个主要功能：一是泥水分离，得到澄清的出水；二是污泥浓缩，将混合液浓缩并回流至曝气池。3.A解析：根据《室外排水设计标准》，机械格栅栅条间隙宽度：粗格栅一般为16~40mm，中格栅为10~15mm，细格栅为1.5~10mm。选项A称“应大于25mm”过于绝对，且细格栅间隙通常很小。4.B解析：A²/O工艺中，混合液内回流（R）是将好氧段富含硝酸盐氮的混合液回流至缺氧段，为反硝化菌提供电子受体（硝酸盐），进行反硝化脱氮。污泥回流（r）则是维持曝气池污泥浓度。5.C解析：曝气沉砂池利用旋流作用使无机颗粒沉降，同时保持有机物悬浮。其设计主要控制旋流速度和水平流速，以保证沉砂效果而不卷起有机物。6.A解析：初沉池主要去除悬浮物，颗粒较重，沉降速度快，设计表面负荷通常较高（如1.5~3.0m3/m7.A解析：SBR（序批式活性污泥法）在一个反应器内按时间顺序完成进水、反应（曝气）、沉淀、排水（滗水）、闲置五个过程。8.B解析：板框压滤机通常用于污泥深度脱水，进泥前一般需进行化学调理，进泥含水率通常要求在97%以下（即已浓缩），以提高脱水效率和降低能耗。9.B解析：根据《室外排水设计标准》，平流式沉淀池的长宽比不小于4，以保证水流均匀稳定，短流现象减少。10.A解析：硫酸盐还原菌会将硫酸盐还原为硫化氢（H211.D解析：AOR（标准需氧量）换算为SOR（实际需氧量）时，主要修正环境条件（温度、气压）和水质条件（氧转移效率α、饱和度β等）。混合液悬浮固体浓度（MLSS）是生化反应的计算参数，不直接参与氧转移修正公式。12.A解析：生物接触氧化法（生物膜法）中，生物膜生长在填料上，反应器容积是关键控制指标，因此设计主要依据容积负荷（kgBOD13.B解析：最大日污水量=平均日污水量×总变化系数Kz。50000×1.4=7000014.C解析：水头损失计算应包含各项。连接管渠流速不宜过大，以免增加水头损失，且需满足不淤流速即可。选项C称“流速应尽量大”是错误的，应通过经济流速综合考虑。15.D解析：化学除磷是通过投加金属盐与磷酸盐形成沉淀。为避免金属盐先与进水中的有机物或碳酸盐反应，通常投加在二沉池前（辅助化学除磷）或厌氧释磷后的好氧段末端。对于同步沉淀，常投加在曝气池出水或二沉池进水前。二、多项选择题1.ABC解析：厂址选择应遵循相关规范。A、B、C均为选址的基本原则。D选项错误，污水处理厂会产生臭气等，不应设置在城镇中心，宜在城市夏季最小频率风向的上风侧。2.ABCD解析：生物脱氮包括硝化和反硝化。硝化是好氧过程，DO需充足（A）；反硝化是缺氧过程，DO需低（B）；反硝化需要碳源作为电子供体（C）；硝化菌生长缓慢，需长SRT（D）。四项均正确。3.ABD解析：污泥处理处置的目标是减量化（A）、稳定化（B）、无害化（C）和资源化（D）。然而，常规的物理生化处理（如浓缩、消化、脱水）并不能完全去除重金属（C），重金属通常来源于进水工业废水，常规手段难以通过降解去除，需通过源头控制或化学稳定/固化。故在一般工程设计实训语境下，C常不被列为常规工艺的主要目的，但在广义处置中包含。若严格按教材，通常提“三化”（减量、稳定、无害）及资源化。但重金属去除需特殊工艺。在此题中，若为多选，通常选A、B、D。C属于无害化的一种手段，但常规生化消化做不到去除重金属。本题按常规设计教材，选A、B、D。（注：部分教材将无害化列为目标，但特指病原菌等，重金属需单独考虑）。这里按最稳妥的A、B、D作答。4.AC解析：二沉池中心管流速过大将扰动池底污泥，一般要求不大于0.3m/s（A）。中心管下设喇叭口和反射板以利于水流消能和均匀布水（C）。B选项0.1m/s过严，非强制；D选项非主要控制流速的参数。5.ABCD解析：氧化沟结合了推流式和完全混合式的特点，混合动力消耗低（A）；流程简单，常不设初沉池（B）；通过设置缺氧区可实现脱氮（C）；由于SRT长，污泥趋于稳定，可省略厌氧消化（D）。三、填空题1.沉砂池2.Monod（莫诺特）3.污泥浓度（或生物量）4.6~12（或6~10）5.曝气塘6.污泥调理（或化学调理）7.氧转移（或水质）8.20~30（或中温20-30，通常取20）9.2.0~4.0（或3.0）10.夏季最小频率的上风侧（或上风侧）四、简答题1.答：A²/O工艺中，聚磷菌（PAOs）在厌氧池、缺氧池和好氧池中交替运行。释磷原理及过程：在厌氧条件下（没有溶解氧和硝态氮），聚磷菌将细胞内的聚磷水解，释放正磷酸盐到环境中，同时产生能量。利用此能量，聚磷菌主动吸收进水中的易降解有机物（如VFAs）并将其合成为细胞内贮能物质（如PHB/PHV）。此过程表现为厌氧池磷酸盐含量升高。吸磷原理及过程：进入好氧区后，聚磷菌利用在厌氧段合成的PHB/PHV作为碳源和能源，进行好氧呼吸，大量繁殖。同时，利用过量产生的能量，从环境中摄取远大于其生理需求的磷酸盐，合成聚磷贮存在细胞内。通过排放富含磷的剩余污泥，达到系统除磷的目的。2.答：控制回流比的原因：污泥回流的主要作用是向曝气池提供足够的微生物（活性污泥），以维持曝气池内一定的污泥浓度（MLSS），保证生物降解反应的速率。回流比直接影响系统的污泥浓度和二沉池的污泥浓缩性能。影响因素：1.污泥沉降性能：污泥沉降比（SV30）和污泥指数（SVI）直接影响回流污泥浓度。SVI高时，回流污泥浓度低，需提高回流比。2.曝气池所需的MLSS：设计要求的MLSS越高，在进水负荷一定时，通常需要较大的回流比来维持。3.进水水质水量：进水有机负荷高时，可能需要较高的MLSS，从而影响回流比。4.二沉池设计参数：二沉池的浓缩能力限制了回流污泥浓度的上限，进而限制了最小回流比。3.答：构造特征：普通活性污泥法通常采用矩形推流式曝气池，需单独设置二沉池和污泥回流设备；氧化沟通常呈环形沟渠状，曝气装置（如转刷、转碟）多位于沟渠直线段，兼具曝气和推流功能。混合特征：普通活性污泥法接近推流式，沿程浓度梯度明显；氧化沟在宏观上是推流式，但在微观上（某一循环内）接近完全混合，具有较强的抗冲击负荷能力。运行方式：普通活性污泥法需独立的硝化和反硝化池（如A/O）才能脱氮；氧化沟通过控制转刷的开启数量和位置，可在沟内形成好氧区和缺氧区，实现同步硝化反硝化，且混合液回流通常通过沟内水力循环完成，无需机械回流。4.答：主要步骤：1.确定各处理构筑物（格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、消毒池等）的水面标高。2.计算连接管渠的水头损失（包括沿程损失和局部损失）。3.计算流经各构筑物本身的水头损失（如进出水落差、配水损失等）。4.依据水头损失，从受纳水体最高水位或排放点标高开始，逆向推算各构筑物的标高（即“倒推法”）。注意事项：1.尽量利用地形坡度，减少提升扬程，节省能耗。2.计算水头损失时应留有适当余量（通常10%~20%），防止堵塞或水力波动。3.避免次高位构筑物埋深过大，造成施工困难。4.各构筑物之间连接管渠的流速应满足规范要求，防止淤积或冲刷。五、综合设计与应用题1.解：已知：Q=10000m3/d,S0=200mg/LNLs=0.3kgBOD5/(kgMLSS·d),Y=0.6,K(1)计算曝气池有效容积V根据污泥负荷定义：V=V=注意单位换算：200mg/L=200g/mV=取整V=2222m(2)计算水力停留时间（HRT）HRT=(3)计算每日剩余污泥量ΔX剩余污泥量计算公式（产率系数法）：ΔX=Y·(其中Xv去除的BOD量：(20020)g/m内源呼吸消耗量：KdΔX=0.6×1800250.0=1080250=830.00kg/d(4)计算曝气池平面面积A=答：(1)曝气池有效容积为2222.22m(2)水力停留时间为5.33h(3)系统每日剩余污泥量为830.00kg/d；(4)曝气池平面面积为555.56m2.解：已知：Q=5000m3/d,S动力学参数：k=6.0d-1,Ks=500mg/L,设计条件：X=4000mg/L=4kg/m(1)计算微生物比生长速率μ根据Monod方程，比生长速率μ与底物浓度S的关系为：μ=这里μmax与最大比底物降解速率k的关系为μmax=Y·k（注：部分教材直接用k表示μmax，但通常k为比底物利用速率。若按Monod异养菌模型，μ=Y·q。若题目中k即为μmax但题目未明确区分，通常在CSTR设计中，比生长速率μ可通过污泥龄θc与底物S或者直接使用公式：1θ题目要求计算出水达到Se=100mg/L时的假设稳态下，出水浓度S=Sv=μ=Y·v=0.08×1.0=0.08(2)判断是否满足处理要求当θc1代入数据：10.05+0.02=0.48·0.07=0.07(500+S)=0.48S35+0.07S=0.48S35=0.41SS=计算得S=85.37mg/L。因为85.37mg/L<100mg/