2026年大二《(环境工程)污水处理技术》下学期期中卷及答案

2026年大二《(环境工程)污水处理技术》下学期期中卷及答案适用专业：环境工程考试时长：120分钟满分：100分一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分。每题只有1个正确答案，多选、错选、不选均不得分）1.曝气沉砂池的设计水平流速应控制在（）范围内，以保证砂粒有效沉降且有机物不随砂粒沉降。A.0.02~0.05m/sB.0.06~0.12m/sC.0.15~0.2m/sD.0.25~0.3m/s2.活性污泥混合液的MLSS与MLVSS的差值代表的是（）A.微生物量B.溶解性有机物C.无机性悬浮物D.沉降性污泥3.生物硝化反应对溶解氧的最低要求为（）A.≥0.5mg/LB.≥1.0mg/LC.≥2.0mg/LD.≥4.0mg/L4.AAO工艺厌氧段的核心功能是（）A.反硝化脱氮B.聚磷菌释磷C.有机物好氧降解D.硝化反应5.典型SBR工艺的运行工序顺序正确的是（）A.进水→沉淀→反应→排水→闲置B.进水→反应→沉淀→排水→闲置C.进水→反应→排水→沉淀→闲置D.进水→闲置→反应→沉淀→排水6.下列关于MBR膜污染控制的措施中，错误的是（）A.定期采用次氯酸钠低浓度浸泡清洗B.控制跨膜压差不超过40kPaC.采用高压水力反冲洗膜表面D.曝气形成的错流冲刷膜表面7.城市污水处理混凝单元的常规药剂投加量范围为（）A.1~5mg/LB.10~100mg/LC.200~500mg/LD.500~1000mg/L8.采用活性污泥法的城市污水处理厂，二沉池的设计表面负荷应控制在（）A.0.3~0.5m³/(m²·h)B.0.6~1.0m³/(m²·h)C.1.2~1.5m³/(m²·h)D.1.5~2.0m³/(m²·h)9.正常运行的活性污泥系统，污泥沉降比SV30的合理范围为（）A.5%~10%B.15%~30%C.35%~50%D.55%~70%10.生物反硝化反应顺利进行需要的最低BOD5/TN比值为（）A.2B.4C.6D.811.以生物除磷为核心目标的活性污泥系统，其污泥龄应控制在（）范围内A.3~7dB.8~12dC.15~20dD.25~30d12.微孔曝气器的氧转移效率（标准状态下）的常规范围为（）A.2%~5%B.5%~10%C.15%~30%D.40%~60%13.进水COD浓度为12000mg/L的高浓度食品加工废水，适宜采用的预处理工艺为（）A.活性污泥法B.生物接触氧化法C.厌氧生物处理D.混凝沉淀14.我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准中，总磷（以P计）的排放限值为（）A.0.5mg/LB.1.0mg/LC.1.5mg/LD.2.0mg/L15.带式压滤机脱水后的污泥含水率常规范围为（）A.40%~50%B.60%~80%C.80%~85%D.95%~99%二、判断题（共10题，每题1分，共10分。正确填√，错误填×）1.曝气沉砂池可通过调整曝气量，使沉砂中的有机物含量低于5%，避免沉砂腐败发臭。（）2.硝化细菌为化能自养菌，其生长速率低于异养菌，因此需要较长的污泥龄才能保证硝化效果。（）3.反硝化反应必须在绝对厌氧（溶解氧为0）的条件下才能进行。（）4.污泥容积指数SVI越高，代表活性污泥的沉降性能越好。（）5.超滤膜的孔径范围为0.01~0.1μm，可截留绝大部分细菌和病毒，用于深度处理可有效提升出水生物安全性。（）6.污泥厌氧消化的产甲烷阶段适宜的pH范围为6.8~7.2，pH过高或过低都会抑制产甲烷菌活性。（）7.生物膜法的污泥龄普遍短于活性污泥法，因此更适合处理低浓度有机废水。（）8.采用铝盐进行化学除磷时，最佳pH范围为6.0~8.0，在此范围内磷酸盐沉淀效率最高。（）9.格栅的栅条间距越小，可去除的悬浮污染物越多，但水头损失越大，运行能耗越高。（）10.折点加氯工艺中，次氯酸钠可与氨氮发生氧化还原反应生成氮气，同时实现消毒和氨氮去除。（）三、名词解释（共5题，每题4分，共20分）1.污泥容积指数（SVI）2.硝化反应3.膜生物反应器（MBR）4.同步硝化反硝化（SND）5.污泥龄（SRT）四、简答题（共4题，每题5分，共20分）1.简述AAO工艺的基本流程、各功能单元的核心作用及主要控制参数。2.简述活性污泥丝状菌膨胀的主要成因及常用控制措施。3.简述化学除磷的基本原理，以及常用药剂的三种投加位置的优缺点。4.相比平流沉砂池，曝气沉砂池具有哪些技术优势？五、计算题（共1题，共10分）某城市污水处理厂采用AAO工艺，设计处理规模Q=20000m³/d，设计进水水质：BOD5=150mg/L，TN=40mg/L，TP=6mg/L；设计出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准：BOD5≤10mg/L，TN≤10mg/L，TP≤0.5mg/L。已知：反硝化1g硝态氮需消耗2.86g可生物利用BOD5；活性污泥产率系数Y=0.5gVSS/gBOD5，内源呼吸系数kd=0.05d⁻¹，设计污泥龄SRT=15d，曝气池混合液MLVSS=2400mg/L，1gVSS相当于1.42gBOD5。请计算：（1）该系统为满足脱氮要求，需要的外加碳源量（以BOD5计，单位kg/d）；（2）曝气池的有效容积（单位m³）。六、案例分析题（共1题，共10分）某工业园区污水处理厂设计处理规模为10000m³/d，进水以印染废水（占比60%）和食品加工废水（占比40%）为主，实测进水水质：COD=820mg/L，BOD5=260mg/L，氨氮=36mg/L，总磷=7.8mg/L，SS=310mg/L。原采用传统推流式活性污泥法工艺，运行参数：曝气池MLSS=3500mg/L，污泥龄=18d，溶解氧=2~3mg/L，二沉池表面负荷=0.8m³/(m²·h)。当前出水水质：COD=42mg/L，氨氮=3.2mg/L，SS=8mg/L，总磷=1.7mg/L，总磷无法达到一级A标准（≤0.5mg/L）。请分析该污水处理厂总磷超标的核心原因，并提出2种技术可行、经济合理的改造方案，说明方案的原理和运行控制要点。一、单项选择题（每题2分，共30分）1.B2.C3.C4.B5.B6.C7.B8.B9.B10.B11.A12.C13.C14.A15.B二、判断题（每题1分，共10分）1.√2.√3.×4.×5.√6.√7.×8.√9.√10.√（第3题解析：反硝化仅需缺氧环境，溶解氧≤0.5mg/L即可；第4题解析：SVI超过150代表污泥膨胀，沉降性能下降；第7题解析：生物膜法污泥龄长于活性污泥法，适合增殖速率慢的硝化菌生长）三、名词解释（每题4分，共20分）1.污泥容积指数（SVI）：指曝气池出口处混合液静置30min后（1分），每克干污泥所占的湿污泥体积（1分），计算公式为SVI=SV30（%）×10/MLSS（g/L），单位为mL/g（1分），正常运行的活性污泥系统SVI范围为50~150mL/g（1分）。2.硝化反应：指在好氧条件下（1分），亚硝化单胞菌将氨氮转化为亚硝酸盐氮，再由硝化杆菌将亚硝酸盐氮转化为硝酸盐氮的过程（2分），属于自养需氧反应，反应过程消耗碱度（1分）。3.膜生物反应器（MBR）：是将膜分离技术与活性污泥生物处理技术耦合的新型污水处理工艺（1分），采用微滤/超滤膜组件替代传统二沉池进行固液分离（1分），具有污泥浓度高、出水水质好、剩余污泥产量低、占地面积小的优势（2分）。4.同步硝化反硝化（SND）：指在同一个反应器单元内同时发生硝化反应和反硝化反应的现象（1分），核心机理包括微环境理论（反应器内存在溶解氧梯度，好氧区硝化、缺氧区反硝化）、微生物群落结构差异、短程硝化反硝化等（2分），可节省碳源、减小池容，是低碳源污水处理的核心技术之一（1分）。5.污泥龄（SRT）：指曝气池内活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量的比值（2分），代表活性污泥在曝气池内的平均停留时间，单位为d（1分），是控制活性污泥系统微生物群落结构、处理效果的核心参数，脱氮系统SRT通常为10~20d，除磷系统SRT通常为3~7d（1分）。四、简答题（每题5分，共20分）1.AAO工艺基本流程：进水→预处理单元（格栅、沉砂池、初沉池）→厌氧段→缺氧段→好氧段→二沉池→出水（1分）。各单元核心作用：厌氧段（溶解氧<0.2mg/L）：聚磷菌释磷，水解大分子有机物提升可生化性；缺氧段（溶解氧0.2~0.5mg/L）：反硝化菌利用进水中碳源将好氧段回流的硝态氮还原为氮气实现脱氮；好氧段（溶解氧≥2mg/L）：完成有机物降解、硝化反应、聚磷菌过量吸磷（2分）。主要控制参数：水力停留时间：厌氧段1~2h、缺氧段2~3h、好氧段4~6h；污泥回流比50%~100%，混合液回流比100%~300%；污泥龄8~12d（兼顾脱氮除磷）（2分）。2.丝状菌膨胀成因：①水质因素：进水碳水化合物含量高、硫化物浓度高、pH<6.5、水温过高、氮磷营养不足；②工艺参数：溶解氧<1mg/L、污泥龄过长、有机负荷过高或过低；③运行管理：曝气不均匀、剩余污泥排放不及时（2分）。控制措施：①运行参数调整：提升溶解氧至2mg/L以上、补充氮磷营养至BOD5:N:P=100:5:1、调整污泥龄至合理范围、控制有机负荷在0.2~0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)；②物化控制：投加聚合氯化铝等混凝剂改善污泥沉降性、投加低浓度次氯酸钠/过氧化氢抑制丝状菌增殖、投加悬浮填料固定化微生物；③工艺改造：增设厌氧/好氧生物选择器、改用生物膜法工艺（3分）。3.化学除磷原理：投加铝盐、铁盐、石灰等金属盐类药剂，与水中的磷酸盐反应生成难溶性磷酸盐沉淀，通过固液分离将磷从系统中去除（1分）。投加位置及优缺点：①前置投加：投加在初沉池进水口，优点是可同时去除部分有机物，适合进水磷浓度高的场景，缺点是药剂用量大、污泥产量高、初沉池污泥与化学污泥混合难以资源化；②同步投加：投加在曝气池出口或二沉池进水口，优点是药剂用量小、运行稳定，可与生物除磷协同，是目前最常用的投加方式，缺点是剩余污泥中含有化学药剂，污泥资源化利用率下降；③后置投加：投加在深度处理单元（过滤前），优点是投加量精准、污泥纯度高、出水磷浓度稳定，适合出水磷要求严格的场景，缺点是需要增设额外的混合、反应、固液分离单元，投资和运行成本高（4分）。4.曝气沉砂池的技术优势：①沉砂中有机物含量低于5%，远低于平流沉砂池的15%~30%，避免沉砂堆放过程中腐败发臭，降低后续砂处理难度（2分）；②可通过调整曝气量控制旋流速度，有效剥离砂粒表面附着的有机物，提升沉砂纯度，避免有机物随砂粒流失降低生物处理单元的碳源（1分）；③兼具预曝气、脱除浮油浮渣的功能，可提升进水的可生化性，减轻后续生物处理单元的负荷（1分）；④占地面积小，运行稳定性高，砂水分离效果好（1分）。五、计算题（共10分）（1）外加碳源量计算（5分）第一步：计算总脱氮量：ΔTN=进水TN-出水TN=40mg/L-10mg/L=30mg/L=0.03kg/m³反硝化所需总BOD5量=2.86×ΔTN×Q=2.86×0.03×20000=1716kg/d（2分）第二步：计算系统可利用的内源BOD5量：总去除BOD5量=Q×(进水BOD5-出水BOD5)=20000×(0.15-0.01)=2800kg/d剩余污泥产量ΔX=Y×Q×ΔBOD5/(1+kd×SRT)=0.5×20000×0.14/(1+0.05×15)=1400/1.75=800kgVSS/d微生物合成消耗的BOD5量=ΔX×1.42=800×1.42=1136kg/d可用于反硝化的碳源量=总去除BOD5量-微生物合成消耗BOD5量=2800-1136=1664kg/d（2分）第三步：外加碳源量=总需BOD5量-可利用碳源量=1716-1664=52kg/d（1分）（2）曝气池有效容积计算（5分）根据污泥龄公式：SRT=(V×MLVSS)/ΔX代入数据：15d=(V×2.4kg/m³)/800kg/d解得V=15×800/2.4=5000m³（5分，公式正确给3分，结果正确给2分）六、案例分析题（共10分）总磷超标核心原因（3分）1.可利用碳源不足：进水BOD5/TP=260/7.8≈33，看似满足生物除磷的最低要求（BOD5/TP≥20），但印染废水占比60%，含有大量难降解的偶氮类、苯胺类有机物，可生物利用的BOD5不足150mg/L，实际可利用BOD5/TP≈19，低于生物除磷的碳源要求，聚磷菌厌氧释磷不充分，吸磷能力下降。2.工艺结构缺陷：传统活性污泥法无独立的厌氧释磷单元，聚磷菌无法完成“厌氧释磷-好氧过量吸磷”的代谢循环，仅靠微生物同化作用除磷，除磷效率仅10%~20%，无法满足去除要求。3.运行参数不合理：系统污泥龄为18d，而聚磷菌为短龄微生物，适宜污泥龄为3~7d，长