2026年污水处理自动化系统应用知识竞赛试题及答案详解

2026年污水处理自动化系统应用知识竞赛试题及答案详解一、单项选择题（每题2分，共40分）1.污水处理厂中，用于监测曝气池溶解氧最常用的在线仪表是？A.pH计B.溶解氧（DO）仪C.污泥浓度计D.电磁流量计答案B2.PLC的中文全称是？A.可编程逻辑控制器B.个人局域网计算机C.过程逻辑控制器D.电力负载控制仪答案A3.在污水泵站的自动化控制中，变频器的主要作用是？A.提高水泵扬程B.调节水泵转速以实现节能和恒液位控制C.增加水泵电机功率D.过滤污水中的杂质答案B4.SCADA系统的核心功能不包括？A.数据采集与监视B.设备远程控制C.生化反应降解有机物D.报警与事件处理答案C5.曝气精确控制系统中，通常根据哪个参数的反馈来调节鼓风机的转速或导叶开度？A.ORP（氧化还原电位）B.DO（溶解氧）C.MLSS（混合液悬浮固体浓度）D.SVI（污泥体积指数）答案B6.下列哪种通信协议在污水处理厂自控系统中常用于现场设备层与PLC之间的串行通信？A.HTTPB.FTPC.ModbusRTUD.SMTP答案C7.电磁流量计的工作原理基于？A.法拉第电磁感应定律B.质量守恒定律C.阿基米德原理D.热力学第一定律答案A8.A2/O工艺中，内回流的主要目的之一是向缺氧池补充什么离子以进行反硝化脱氮？A.钙离子B.镁离子C.硝酸根离子D.碳酸氢根离子答案C9.在自控系统中，"I/O"点通常指？A.输入/输出点B.开环/闭环控制C.电流/电压信号D.在线/离线状态答案A10.超声波液位计测量水池液位时，若池面存在大量密集泡沫，对测量的影响通常是？A.提高测量精度B.导致测量误差偏大甚至信号丢失C.使测量值稳定不变D.无任何影响答案B11.污水处理厂低压配电柜中，通常用于短路保护的电器是？A.交流接触器B.热继电器C.低压断路器（或熔断器）D.中间继电器答案C12.荧光法溶解氧仪探头在使用前或定期维护时，需要进行什么操作以保障测量准确性？A.清洗探头并定期校准B.更换电机轴承C.添加机械润滑油D.重新写入PLC程序答案A13.在PLC程序中，实现两台水泵"互为备用、不可同时启动"的逻辑控制，通常采用什么触点串联？A.常开触点B.常闭触点C.上升沿触发触点D.下降沿触发触点答案B14.下列哪项不是污水处理自控系统防雷与接地工程的有效措施？A.仪表信号电缆屏蔽层单端接地B.控制柜设置等电位连接端子排C.在电源进线处安装浪涌保护器（SPD）D.增加配电变压器的额定容量答案D15.MBR工艺自动化控制中，膜组件的在线清洗（CEB）通常由什么信号自动触发？A.水温达到设定值B.跨膜压差（TMP）或运行时间达到设定上限C.进水流量突增D.污泥浓度降低答案B16.工业控制计算机（IPC）与普通家用电脑相比，主要特点不包括？A.抗电磁干扰能力强B.适应恶劣工业环境连续运行C.具备丰富的工业I/O接口D.强大的3D游戏图形处理能力答案D17.活性污泥法中，污泥回流比通常根据什么参数进行自动调节以维持曝气池污泥浓度？A.进水BOD浓度B.曝气池混合液浓度（MLSS）或二沉池泥位C.出水浊度D.水体温度答案B18.在PID控制算法中，"D"代表？A.比例B.积分C.微分D.偏差答案C19.数据采集网关在污水处理物联网系统中的主要作用是？A.直接降解水中的有机物B.将底层仪表数据协议转换后上传至上位机或云平台C.产生高压电击穿杂质D.为现场设备提供机械支撑答案B20.根据电气安全规范，自控仪表进行现场维护检修时，必须执行的第一步是？A.办理停送电票及工作票，切断电源并悬挂"有人工作，禁止合闸"标示牌B.戴上绝缘手套直接拆线C.通知中控室后立即带电作业D.强制重启PLC控制器答案A二、多项选择题（每题3分，共30分）1.污水处理厂自控系统通常采用三层网络架构，包括以下哪些层次？A.现场设备层B.过程控制层C.生产管理层D.市政管网层答案ABC解析自控系统三层架构一般为现场设备层（仪表、执行器）、过程控制层（PLC控制站）、生产管理层（中控SCADA服务器）。市政管网层不属于厂区自控系统内部架构。2.下列哪些仪表属于水质在线分析仪表？A.COD在线分析仪B.氨氮在线分析仪C.电磁流量计D.总磷在线分析仪答案ABD解析电磁流量计属于物理量（流量）测量仪表，而COD、氨氮、总磷仪属于通过化学反应分析水质成分的在线分析仪表。3.在鼓风机变频控制系统中，PID调节参数整定不当可能出现的异常现象有？A.超调（实际值超过设定值后大幅波动）B.震荡（长期无法稳定在设定值）C.响应迟缓（实际值长时间达不到设定值）D.电机反转答案ABC解析PID参数主要影响系统的动态响应和稳定性，超调、震荡、响应迟缓均为PID整定不当的典型表现。电机反转是电源相序接反导致的，与PID参数无关。4.关于PLC系统的冗余设计，说法正确的是？A.冗余设计可极大提高系统可靠性B.电源冗余可防止单路电源故障导致系统停机C.CPU冗余支持主备控制器无缝切换D.采用冗余设计会降低系统的整体硬件成本答案ABC解析冗余设计通过增加备用硬件（如双电源、双CPU）来提升可靠性，因此会显著增加硬件成本，而非降低成本。5.曝气生物滤池（BAF）工艺中，自动化系统需重点监控和联锁控制的过程变量包括？A.滤池水位B.反冲洗气量与水量C.溶解氧浓度D.滤板厚度答案ABC解析滤板厚度属于土建施工及设备制造的静态物理参数，不属于自控系统实时监控的过程变量。6.下列哪些属于自控系统中的数字量（开关量）信号？A.水泵运行/停止状态反馈B.阀门开到位/关到位反馈C.瞬时流量测量值D.液位超高限报警开关状态答案ABD解析瞬时流量是连续变化的模拟量信号；水泵状态、阀门到位反馈及报警开关状态均为仅有开/关两种状态的数字量信号。7.污水处理厂中央控制室上位机（SCADA）的常见功能包括？A.工艺流程动态画面实时显示B.历史数据存储与趋势曲线查询C.报警信息记录与语音提示D.直接参与活性污泥中微生物的代谢活动答案ABC解析SCADA系统属于监控与管理软件层面，无法干预微生物的生物学代谢过程。8.影响在线DO仪（荧光法）测量准确度的现场因素有？A.透气膜表面附着生物污泥B.探头安装位置水流流速过低C.环境大气压强剧烈波动D.曝气池搅拌机叶轮品牌差异答案ABC解析污泥附着会阻碍氧气扩散；低流速会导致探头附近溶解氧被消耗殆尽产生测量偏差；大气压影响气液平衡。搅拌机品牌对测量无影响。9.污水处理厂工业控制网络防范黑客与病毒入侵的常用安全措施有？A.办公网与工控网部署防火墙进行物理或逻辑隔离B.工控主机安装防病毒软件并定期更新病毒库C.严控U盘等移动存储介质在工控主机上的使用D.关闭所有自控设备电源以断开网络连接答案ABC解析关闭所有设备电源会导致生产瘫痪，属于极端且不可取的措施。隔离、防病毒及介质管理是常规安全手段。10.污泥脱水机房（离心脱水机）自动化联锁控制中，安全联锁停机的条件可能包括？A.离心机主轴轴承温度超限B.絮凝剂投加泵突然故障停机C.现场急停按钮被按下D.厂区室外突然降雨答案ABC解析轴承超温可能引发机械损坏；加药泵停机会导致污泥无法有效分离，需联锁停机；急停按钮是最高优先级的安全联锁。室外降雨与离心机安全运行无直接关联。三、判断题（每题1分，共10分）1.PLC的工作过程周期性循环包括输入采样、程序执行和输出刷新三个主要阶段。答案正确2.电磁流量计只能用于测量导电液体的流量，不能用于测量纯水或绝缘性液体。答案正确3.在线pH计无需定期标定与维护，安装后即可长期稳定运行。答案错误4.SCADA系统可以直接输出模拟量指令驱动现场水泵变频器，因此无需PLC作为中间控制环节。答案错误5.变频器在减速制动过程中，可能会产生泵升电压，必要时需配置制动电阻消耗能量。答案正确6.在污水处理自控系统中，4-20mA信号比0-10V信号抗干扰能力更强，且传输距离更远。答案正确7.二沉池的自动刮泥机若遇到过载扭矩，自控系统应立即触发停机并发出报警信号。答案正确8.MBR膜生物反应器的跨膜压差（TMP）越大，说明膜通量越高，膜污染越轻微。答案错误9.为了保证控制程序在断电后不丢失，PLC的用户程序应当存储在RAM中而不使用EEPROM或Flash。答案错误10.在缺氧池中安装ORP（氧化还原电位）仪，可以通过监测电位变化辅助判断反硝化脱氮过程的状态。答案正确四、简答题与案例分析（每题10分，共20分）1.简述污水处理厂曝气精确控制系统的基本控制原理，并说明其节能降耗的作用与意义。答案：基本控制原理：曝气精确控制系统通常以曝气池内的溶解氧（DO）浓度为核心被控参数。系统通过安装在曝气池内的在线DO仪实时采集溶解氧数据，并将其作为反馈信号传输至PLC或专用控制器。控制器根据设定的DO目标值与实际测量值的偏差e(t)节能意义：曝气系统是污水处理厂最大的耗能单元，通常占全厂总能耗的50%以上。传统的恒定曝气方式容易导致过量曝气，不仅浪费电能，还会导致污泥老化。精确控制能够根据水质水量及微生物耗氧速率的实际变化，动态调整供气量，避免"多供气"造成的能源浪费，显著降低鼓风机电耗，实现节能降耗并优化工艺运行。2.某污水处理厂在暴雨工况下，进水量激增，预处理段的粗格栅处液位高报警且持续上涨，自控系统自动联动了格栅清污机但液位仍无法下降。请分析可能的原因，并提出自控系统与生产调度的应对措施。答案：可能原因：(1)格栅清污机机械故障（如链条卡涩、电机过载跳闸），虽自控系统发出运行指令，但设备实际未正常除渣；(2)暴雨冲刷导致大量大型杂物涌入，超出格栅清污机的机械清污处理能力；(3)下游提升泵站未及时根据前池液位联动加大抽排量，导致前段壅水；(4)液位计探头被杂物击打或覆盖导致测量失准，产生假报警或信号跳变；(5)闸板或阀门开度状态异常，水流通道受阻。应对措施：(1)自控系统应立即触发高液位及设备故障多重声光报警，并将信号推送至