2026年大二《(环境工程)污水处理技术》试题及答案

2026年大二《(环境工程)污水处理技术》试题及答案2026年普通高等学校环境工程专业大二《污水处理技术》期末试题考试时长：120分钟满分：100分一、单项选择题（共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个正确答案）1.下列关于格栅栅距分类的描述，符合工程设计规范的是（）A.粗格栅栅距20-50mmB.中格栅栅距10-50mmC.细格栅栅距0.5-1.5mmD.超细格栅栅距小于0.1mm2.曝气沉砂池产出的沉砂有机物含量一般低于（），不易腐败发臭，无需后续洗砂处理A.10%B.8%C.5%D.3%3.混合液悬浮固体浓度（MLSS）与混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）的差值代表的是（）A.混合液中的无机固体含量B.混合液中的活性微生物量C.混合液中的溶解性有机物含量D.混合液中的惰性悬浮物含量4.生物转盘的常规设计级数为（），可保证有机物和氨氮的处理效率A.1-2级B.2-3级C.5-6级D.3-4级5.采用硫酸铝作为化学除磷药剂，实际工程中投加量一般为理论反应投加量的（），以保证总磷稳定达标A.0.5-1倍B.1-1.5倍C.1.5-3倍D.3-5倍6.UASB厌氧反应器的核心功能部件是（），直接决定反应器的污泥截留效率和处理稳定性A.穿孔布水系统B.三相分离器C.出水堰系统D.剩余污泥排放系统7.一级反渗透工艺的常规脱盐率为（），可满足污水回用为工业锅炉补给水的脱盐要求A.≥98%B.≥90%C.≥85%D.≥70%8.高压板框压滤机脱水后污泥的含水率一般可达（），满足污泥焚烧、建材利用的含水率要求A.75-80%B.70-75%C.65-70%D.≤65%9.厌氧氨氧化工艺的适宜溶解氧浓度为（），过高溶解氧会抑制厌氧氨氧化菌的活性A.0.5-1mg/LB.<0.5mg/LC.1-2mg/LD.≥2mg/L10.《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准中，水温≤12℃时的氨氮排放限值为（）A.3mg/LB.5mg/LC.8mg/LD.10mg/L二、填空题（共15空，每空1分，共15分）1.格栅清渣方式分为人工清渣和机械清渣，当栅渣量大于____m³/d时应采用机械清渣。2.平流式沉砂池的设计水平流速为____m/s，水力停留时间为30-60s，可保证砂粒有效沉降且有机物不沉淀。3.活性污泥净化污水的三个核心阶段为____、代谢阶段、絮凝沉淀阶段。4.化学混凝的作用机理包括压缩双电层、____、吸附架桥、网捕卷扫。5.普通生物滤池常用的布水系统为____，可保证布水均匀、不易堵塞。6.UASB反应器的设计上升流速一般为____m/h，可保证污泥床处于微膨胀状态，提高传质效率。7.MBR工艺常用的膜组件为微滤膜和超滤膜，孔径范围一般为____μm，可完全截留活性污泥。8.污泥浓缩的常用方法包括重力浓缩、____、离心浓缩。9.生物脱氮的三个核心过程为氨化反应、____、反硝化反应。10.芬顿氧化技术的反应试剂为____和双氧水，二者反应生成强氧化性羟基自由基。11.城镇污水处理厂剩余污泥经中温厌氧消化后的有机物降解率一般为____%。12.离子交换法除氨氮的适宜pH范围为____，过高或过低pH都会降低离子交换效率。13.加压溶气气浮工艺的释气水溶解氧含量一般可达____mg/L，可同时实现气浮分离和预曝气。14.采用臭氧氧化深度处理二级出水时，臭氧投加量一般为____mg/L，可有效降解难降解有机物、脱色。15.污泥焚烧的适宜温度为____℃，可保证有机物完全分解、二噁英有效降解。三、名词解释（共5小题，每小题4分，共20分）1.污泥容积指数（SVI）2.同步硝化反硝化3.高级氧化技术4.磁混凝沉淀技术5.污泥龄（SRT）四、简答题（共4小题，每小题5分，共20分）1.简述曝气沉砂池的工作原理及优于平流式沉砂池的核心特点。2.简述活性污泥法运行中丝状菌污泥膨胀的诱因及常用控制措施。3.简述A²/O工艺脱氮除磷的核心原理及存在的内在矛盾。4.简述城镇污水处理厂二级出水深度处理回用的3种常用工艺组合及适用场景。五、计算题（共1小题，10分）某城镇污水处理厂设计规模为20000m³/d，采用活性污泥法工艺处理，进水BOD₅浓度为200mg/L，出水要求BOD₅≤10mg/L。已知曝气池有效容积为5000m³，混合液MLSS浓度为3000mg/L，MLVSS/MLSS=0.7，污泥产率系数Y=0.5kgVSS/kgBOD₅，污泥自身氧化系数k_d=0.05d⁻¹。计算：（1）曝气池的BOD₅容积负荷与污泥负荷；（2）每日剩余污泥排放量（以VSS计）。六、案例分析题（共1小题，15分）某县级城镇污水处理厂原设计规模为10000m³/d，原工艺为“格栅+平流沉砂池+AO工艺+辐流式二沉池+次氯酸钠消毒”，原出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准（COD≤60mg/L、氨氮≤8mg/L、TP≤1mg/L、SS≤20mg/L）。2026年当地生态环境部门要求该厂提标改造至一级A标准（COD≤50mg/L、氨氮≤5mg/L、TP≤0.5mg/L、SS≤10mg/L），同时要求污泥脱水后含水率≤60%，满足后续建材利用要求。请回答下列问题：（1）分析原工艺无法满足提标要求的核心短板；（2）设计提标改造的工艺路线，说明各新增单元的功能；（3）提出污泥处理系统的改造方案及参数要求。参考答案一、单项选择题1.B2.C3.A4.D5.C6.B7.A8.D9.B10.C二、填空题1.0.22.0.15-0.33.吸附阶段4.吸附电中和5.旋转布水器6.0.5-1.57.0.01-0.18.气浮浓缩9.硝化反应10.硫酸亚铁（FeSO₄）11.40-5012.6-813.8-1014.10-3015.850-1100三、名词解释1.污泥容积指数（SVI）：指曝气池出口处混合液经30min静置沉淀后，1g干污泥所占的容积，单位为mL/g，计算公式为SVI=SV₃₀（%）×10/MLSS（g/L），正常活性污泥的SVI范围为50-150mL/g，是判断污泥沉降性能的核心指标。2.同步硝化反硝化：指在同一反应器内同时实现硝化反应和反硝化反应的现象，主要通过微环境理论（活性污泥或生物膜内部存在缺氧区域）和微生物代谢理论解释，可减少碳源消耗、缩短反应流程。3.高级氧化技术：指以产生具有强氧化性的羟基自由基（·OH，氧化还原电位2.8V）为核心，氧化降解难降解有机物的技术统称，包括芬顿氧化、臭氧氧化、光催化氧化、过硫酸盐氧化等，适用于二级出水中难降解COD的去除。4.磁混凝沉淀技术：指在常规混凝工艺中投加微米级磁种，使磁种与絮凝体结合，提高絮凝体密度和沉降速度的高效沉淀技术，表面负荷可达20-30m³/(m²·h)，沉淀时间可缩短至5-10min，SS、TP去除效率显著高于常规混凝沉淀。5.污泥龄（SRT）：指活性污泥在整个曝气系统中的平均停留时间，计算公式为SRT=曝气池内VSS总量/每日排放剩余污泥VSS量，是影响活性污泥微生物群落结构、硝化效率、除磷效率的核心参数。四、简答题1.工作原理：曝气沉砂池沿池长一侧设置曝气装置，曝气使污水产生横向旋流，砂粒在离心力和重力作用下碰撞摩擦，表面附着的有机物被冲刷进入污水，砂粒沉降至池底收集。核心优点：①沉砂有机物含量<5%，不易腐败发臭，无需洗砂；②可实现预曝气，去除部分COD、油脂，吹脱挥发性有机物，改善后续生化处理条件；③水量波动适应性强，沉砂效率稳定；④占地面积较平流式沉砂池减少30%左右。2.丝状菌污泥膨胀诱因：①曝气池溶解氧长期低于1mg/L，丝状菌更适应低溶解氧环境过度繁殖；②进水碳源不足，BOD₅:N:P比例失衡，丝状菌比表面积更大，更易争夺有限营养；③进水硫化物、酚类等有毒物质浓度过高，菌胶团受抑制，丝状菌耐受性更强；④污泥负荷过高或过低。控制措施：①控制曝气池出口DO≥2mg/L，避免局部厌氧；②补充氮、磷营养盐，保证BOD₅:N:P=100:5:1，碳源不足时投加乙酸钠等补充碳源；③投加次氯酸钠、双氧水等氧化剂，按5-10mg/L的浓度梯度投加，抑制丝状菌繁殖；④投加聚合氯化铝、三氯化铁等混凝剂，提高污泥絮凝沉降性能；⑤调整工艺参数，适当延长污泥龄，降低污泥负荷。3.工作原理：①厌氧段：聚磷菌在厌氧条件下释放体内的聚磷，同时降解进水中的易降解有机物合成PHB，回流污泥携带的硝态氮在此被反硝化去除；②缺氧段：反硝化菌利用进水中的碳源，将好氧段回流的硝态氮还原为氮气，实现脱氮；③好氧段：硝化菌将氨氮氧化为硝态氮，聚磷菌过量吸收污水中的磷，通过剩余污泥排放实现除磷，同时降解大部分有机物。内在矛盾：①污泥龄矛盾：硝化菌为自养菌，需要较长污泥龄（15d以上），聚磷菌为短世代微生物，需要较短污泥龄（5-7d），二者污泥龄需求存在冲突；②碳源矛盾：厌氧释磷和反硝化都需要消耗易降解碳源，进水碳源不足时二者存在碳源竞争；③回流矛盾：二沉池污泥回流携带的硝态氮进入厌氧段，会消耗碳源，抑制聚磷菌释磷，降低除磷效率。4.常用工艺组合及适用场景：①“混凝沉淀+过滤+消毒”：工艺成本低，运行稳定，出水可满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920）要求，适用于回用于城市绿化、道路清扫、公共厕所冲厕等市政杂用场景；②“超滤+反渗透+消毒”：脱盐率可达98%以上，出水TDS≤100mg/L，适用于回用于工业循环冷却水、锅炉补给水等对含盐量有要求的工业回用场景；③“高级氧化+生物活性炭+消毒”：可有效降解二级出水中的难降解有机物，出水COD≤30mg/L，满足地表水Ⅳ类标准要求，适用于河道生态补水、景观用水补给等场景。五、计算题解：（1）BOD₅去除量=Q×(S₀-Se)=20000m³/d×(200mg/L-10mg/L)×10⁻³=3800kgBOD₅/dBOD₅容积负荷Nv=BOD₅去除量/曝气池容积=3800kg/d/5000m³=0.76kgBOD₅/(m³·d)混合液MLVSS浓度Xv=MLSS×0.7=3000mg/L×0.7=2100mg/L=2.1kg/m³BOD₅污泥负荷Ns=Nv/Xv=0.76kgBOD₅/(m³·d)/2.1kgVSS/m³≈0.36kgBOD₅/(kgVSS·d)（2）剩余污泥排放量ΔX=Y×Q×(S₀-Se)-k_d×V×Xv代入数据：ΔX=0.5kgVSS/kgBOD₅×3800kgBOD₅/d-0.05d⁻¹×5000m³×2.1kgVSS/m³=1900kg/d-525kg/d=1375kgVSS/d答：（1）容积负荷为0.76kgBOD₅/(m³·d)，污泥负荷为0.36kgBOD₅/(kgVSS·d)；（2）每日剩余污泥排放量为1375kgVSS/d。六、案例分析题（1）原工艺核心短板：①AO工艺无独立的反硝化功能段，总氮去除效率仅为40%左右，低温条件下硝化效率下降，氨氮无法稳定达到5mg/L以下；②仅依靠生物除磷，除磷效率不稳定，无化学除磷单元，总磷无法稳定达到0.5mg/L以下；③二沉池表面负荷为1.0m³/(m²·h)，雨季水量冲击下出水SS易超过10mg/L，胶体态COD、颗粒态磷随SS超标；④原有污泥脱水设备为带式压滤机，脱水后含水率为75-80%，无法达到≤60%的要求。（2）提标改造工艺路线：原二沉池出水→磁混凝沉淀池→曝气生物滤池（BAF）→紫外线+次氯酸钠联合消毒→达标排放/回用。各新增单元功能：①磁混凝沉淀池：投加PAC、PAM和磁种，水力停留时间10min，表面负荷25m³/(m²·h)，可去除90%以上的SS、80%以上的颗粒态COD和90%以上的总磷，出水TP≤0.3mg/L，SS≤5mg/L，减轻后续处理单元负荷；②曝气生物滤池：采用陶粒填料，填料高度3m，水力停留时间1.5h，硝化液回流比100%，填料表面生物膜可进一步降解残留COD，同时完成氨氮硝化，低温下氨氮去除率仍可保持90%以上，出水COD≤45mg/L，氨氮≤3mg/L，定期反冲洗保证运行稳定性；③联合消毒：紫外线剂量≥30mJ/cm²，次氯酸钠投加量5-10mg/L，可灭活大肠杆菌，同时氧化少量残