2026年大二《(环境工程)废水处理基础》试题及答案

2026年大二《(环境工程)废水处理基础》试题及答案一、名词解释（每题4分，共20分）1.水力停留时间（HRT）2.污泥容积指数（SVI）3.高级氧化技术（AOPs）4.同步硝化反硝化（SND）5.污泥稳定化二、填空题（每空1分，共25分）1.我国现行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002，2006年修改单）中一级A标准的COD、BOD₅、SS、NH₃-N、TP排放限值分别是____、____、____、____、____。2.废水中的污染物按存在形态可分为____、____、____三类，对应不同的处理工艺单元。3.活性污泥法正常运行的三个核心必要条件是____、____、____。4.常用的混凝剂可分为____、____两大类，其中高分子混凝剂投加时需避免长时间高强度搅拌，防止分子链断裂降低絮凝效果。5.厌氧生物处理的三个典型反应阶段分别是____、____、____，其中产甲烷阶段是整个厌氧反应的速率控制步骤。6.反渗透膜的核心截留机理包括____、____、____三类，可有效截留溶解态盐类与小分子有机物。7.废水可生化性评价常用BOD₅/COD₍Cr₎作为核心指标，阈值为____时适宜采用生化处理工艺，____时属于难生化处理废水，需搭配预处理工艺提高可生化性。8.双碳目标下，废水处理过程的碳排放主要来自____、____、____三个环节，减碳技术已成为工艺优化的核心方向。9.生物膜法的典型工艺类型包括____、____、____、____（列举4种即可）。10.化学沉淀法除磷的核心反应原理是通过投加金属离子与磷酸根生成难溶盐，常用的三类药剂分别是铝盐、铁盐、____。三、不定项选择题（每题3分，共30分，多选、少选、错选均不得分）1.下列属于废水物理处理工艺的是（）A.格栅B.气浮C.混凝D.平流沉淀2.下列可直接表征活性污泥沉降性能的指标是（）A.MLSSB.SV₃₀C.SVID.溶解氧3.下列关于生物反硝化反应的说法正确的是（）A.反应需在缺氧环境下进行（无分子氧、存在硝态氮/亚硝态氮）B.反应需要充足的可生物利用碳源作为电子供体C.反应最终产物为氮气，可实现氮素的彻底去除D.反应过程会消耗系统碱度，需按需投加碱性药剂调节4.下列属于芬顿法衍生工艺的是（）A.电芬顿B.光芬顿C.臭氧催化氧化D.非均相类芬顿5.下列膜处理工艺的操作压力排序正确的是（）A.微滤<超滤<纳滤<反渗透B.超滤<微滤<纳滤<反渗透C.纳滤<微滤<超滤<反渗透D.反渗透>纳滤>超滤>微滤6.下列工艺中可实现同步脱氮除磷的是（）A.A²/O工艺B.序批式活性污泥法（SBR）C.卡鲁塞尔氧化沟D.上流式厌氧污泥床（UASB）7.污泥处理的核心目标包括（）A.减量化B.稳定化C.无害化D.资源化8.下列关于混凝工艺操作要求的说法正确的是（）A.混合阶段需要快速剧烈搅拌，保证药剂与废水充分混合B.絮凝反应阶段需要慢速搅拌，促进矾花的生长与聚集C.混凝效果不受废水pH值影响，无需调节进水pHD.投加高分子絮凝剂时需控制搅拌强度，避免矾花破碎9.下列属于有机物综合评价指标的是（）A.COD₍Cr₎B.BOD₅C.TOCD.SS10.下列属于废水深度处理单元的是（）A.活性炭吸附B.曝气生物滤池C.次氯酸钠消毒D.旋流沉砂池四、简答题（每题10分，共40分）1.简述活性污泥法的基本原理及典型工艺流程，标注各单元的核心功能。2.对比好氧生物处理与厌氧生物处理的优缺点及适用范围。3.简述膜污染的核心成因及常用控制措施。4.简述化学沉淀法除磷的原理，结合一级A排放标准说明药剂投加量的基本计算逻辑。五、计算题（每题15分，共30分）1.某城镇污水处理厂设计处理规模为20000m³/d，进水BOD₅浓度为200mg/L，出水要求达到一级A标准（BOD₅≤10mg/L）。采用普通活性污泥法工艺，设计曝气池MLSS为3500mg/L，污泥负荷为0.12kgBOD₅/(kgMLSS·d)，已知污泥产率系数Y为0.5kgVSS/kgBOD₅，衰减系数Kd为0.05d⁻¹，VSS/SS为0.7。试计算：（1）曝气池的有效容积；（2）曝气池的水力停留时间HRT；（3）每日剩余干污泥排放量（以SS计）。2.某工业园区废水排放量为1000m³/d，进水总磷浓度为8mg/L，出水要求总磷≤0.5mg/L，采用聚合氯化铝（PAC，Al₂O₃含量为30%）作为化学除磷药剂，已知去除每mol磷需要投加1.5mol的Al，计算每日需要投加的PAC质量（kg/d，结果保留1位小数）。六、案例分析题（共25分）某工业园区综合废水排放量为5000m³/d，实测水质如下：COD=800mg/L，BOD₅=250mg/L，SS=300mg/L，NH₃-N=40mg/L，TP=6mg/L，pH=7.2~7.8，要求出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。试设计合理的废水处理工艺流程，说明各单元的核心功能及关键工艺参数控制要点。参考答案一、名词解释1.水力停留时间（HRT）：指废水在处理构筑物内的平均停留时间，数值等于构筑物有效容积与废水处理流量的比值，单位常用h或d，是反映构筑物水力负荷、反应时间的核心参数，直接影响污染物去除效率。2.污泥容积指数（SVI）：也称污泥指数，指曝气池混合液静置30min后，每克干污泥所占的湿污泥容积，单位为mL/g，计算公式为SVI=SV₃₀（%）×10/MLSS（g/L），是判断活性污泥沉降性能的核心指标，正常范围为50~150mL/g。3.高级氧化技术（AOPs）：指通过物理、化学触发反应产生以羟基自由基（·OH）为核心的强氧化性活性物种，在常温常压下将难降解有机污染物氧化分解为小分子有机物甚至CO₂、H₂O的废水处理技术，包括芬顿氧化、光催化氧化、电催化氧化等类别。4.同步硝化反硝化（SND）：指在同一反应构筑物内同时实现硝化反应（氨氮在好氧条件下被硝化菌氧化为硝态氮）与反硝化反应（硝态氮在缺氧微环境下被反硝化菌还原为氮气）的生物脱氮过程，可缩短脱氮流程、减少外加碳源用量、降低碱度消耗。5.污泥稳定化：指通过物理、化学或生物方法降低污泥中易降解有机物含量、杀灭病原微生物、减少恶臭与腐败风险的处理过程，常用工艺包括厌氧消化、好氧消化、石灰稳定化等，是污泥减量化、无害化、资源化处置的前置核心环节。二、填空题1.50mg/L、10mg/L、10mg/L、5mg/L（水温≤12℃时为8mg/L）、0.5mg/L2.悬浮态、胶体态、溶解态3.充足的溶解氧（好氧段DO≥2mg/L）、合适的营养比（C:N:P=100:5:1）、足够量且活性良好的微生物污泥4.无机混凝剂、有机高分子絮凝剂5.水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段、产甲烷阶段6.筛分效应、溶解扩散效应、电荷效应7.>0.3、<0.28.能耗间接碳排放、污泥处理处置碳排放、逸散性碳排放（CH₄、N₂O等）9.生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池（答案合理即可）10.钙盐（石灰）三、不定项选择题1.ABD解析：混凝属于物理化学处理工艺，其余三类均为物理处理工艺。2.BC解析：MLSS是污泥浓度指标，溶解氧是运行控制参数，SV₃₀、SVI是直接表征沉降性能的指标。3.ABC解析：反硝化反应会产生碱度，硝化反应消耗碱度，D选项错误。4.ABD解析：臭氧催化氧化属于独立的高级氧化技术，不属于芬顿衍生工艺。5.AD解析：四类膜工艺操作压力分别为微滤0.01~0.2MPa、超滤0.1~0.5MPa、纳滤0.5~1.5MPa、反渗透1.5~10MPa，因此排序为微滤<超滤<纳滤<反渗透，反向为反渗透>纳滤>超滤>微滤。6.ABC解析：UASB为厌氧工艺，脱氮除磷效率极低，无法实现同步脱氮除磷。7.ABCD解析：四个选项均为我国污泥处理处置的法定要求目标。8.ABD解析：pH值会直接影响混凝剂的水解形态与效果，需根据药剂类型调节进水pH至适宜范围，C选项错误。9.ABC解析：SS是悬浮物指标，不属于有机物综合指标。10.ABC解析：旋流沉砂池属于一级预处理单元，不属于深度处理工艺。四、简答题1.基本原理：活性污泥法是以悬浮生长的活性污泥为核心，在有氧条件下，活性污泥中的微生物将废水中的有机污染物作为营养物质代谢分解，一部分用于合成自身细胞物质实现增殖，另一部分氧化分解为CO₂、H₂O等稳定无机物，同时通过功能菌的代谢实现脱氮除磷的废水生物处理技术。典型工艺流程：废水→格栅（去除大颗粒漂浮物、悬浮物）→旋流沉砂池（去除密度较大的砂粒，避免磨损后续设备）→初沉池（去除部分悬浮态有机物，降低后续生化单元负荷）→曝气池（活性污泥与废水充分混合，在充氧条件下完成有机物降解、硝化、聚磷菌过量吸磷）→二沉池（完成泥水分离，上清液进入后续处理单元，底部污泥回流至曝气池维持污泥浓度，剩余污泥排出系统）→深度处理单元（进一步去除残留的污染物）→消毒（杀灭病原微生物）→达标排放。2.（1）优缺点对比：①好氧生物处理：优点为反应速率快、处理效果稳定、出水水质好、臭味小；缺点为能耗高、剩余污泥产量大、对高浓度有机废水处理成本高、难降解有机物去除效率低。②厌氧生物处理：优点为能耗低、可回收沼气作为能源、剩余污泥产量仅为好氧工艺的1/10~1/6、可处理高浓度有机废水、营养剂投加量少；缺点为反应速率慢、水力停留时间长、构筑物占地面积大、出水COD浓度高、有臭味、对温度和pH变化敏感、脱氮除磷效率低。（2）适用范围：①好氧工艺适用于中低浓度有机废水（COD<1000mg/L）、出水水质要求高的场景，是城镇污水、低浓度工业废水的核心处理工艺。②厌氧工艺适用于高浓度有机废水（COD>2000mg/L）、污泥稳定化处理场景，常作为高浓度废水的预处理工艺，与好氧工艺搭配使用。3.膜污染核心成因：①可逆污染：废水中的悬浮物、胶体、微生物在膜表面吸附、沉积形成滤饼层，可通过物理清洗去除；②不可逆污染：难降解有机物、无机盐垢、微生物菌群在膜孔内吸附、堵塞，与膜表面形成强结合力，需要化学清洗才能去除。常用控制措施：①预处理优化：通过混凝、沉淀、过滤等工艺降低进水悬浮物、胶体浓度，设置保安过滤器截留大颗粒杂质；②运行参数优化：控制膜通量在合理范围，设置合理的错流流速降低表面沉积，定期进行气水反冲洗；③膜材料改性：采用抗污染膜材料，提高膜表面的亲水性、抗荷电性，减少污染物吸附；④清洗维护：定期开展物理清洗（反冲洗、空气擦洗）、化学清洗（酸、碱、氧化剂清洗），恢复膜通量。4.原理：通过投加铝盐、铁盐、钙盐等化学药剂，使金属离子与废水中的磷酸根反应生成溶解度极低的磷酸盐沉淀，通过固液分离将磷从废水中去除。计算逻辑：①首先根据进水、出水总磷浓度差与处理水量，计算每日需要去除的总磷质量，换算为总磷的物质的量；②根据药剂类型确定金属离子与磷的摩尔投加比（铝盐、铁盐为1~2:1，钙盐为1.5~3:1，一般取1.5:1），计算需要投加的金属离子物质的量；③根据药剂的有效成分含量（如PAC的Al₂O₃含量）换算为纯药剂的投加质量，结合富余系数（一般取1.1~1.3）得到最终的药剂投加量。五、计算题1.（1）曝气池有效容积计算：每日降解BOD₅总量=Q×(进水BOD₅-出水BOD₅)=20000m³/d×(200-10)×10⁻³kg/m³=3800kg/d曝气池内所需MLSS总质量=每日降解BOD₅总量/污泥负荷=3800kg/d÷0.12kgBOD₅/(kgMLSS·d)≈31666.7kg曝气池有效容积V=MLSS总质量/MLSS浓度=31666.7kg÷3.5kg/m³≈9047.6m³（2）HRT计算：HRT=V/Q=9047.6m³÷20000m³/d≈0.45d=10.8h（3）剩余污泥排放量计算：曝气池内MLVSS总质量=MLSS总质量×VSS/SS=31666.7kg×0.7≈22166.7kg每日净增MLVSS量=Y×每日降解BOD₅量-Kd×MLVSS总质量=0.5×3800-0.05×22166.7≈791.7kg/d剩余干污泥排放量（以SS计）=791.7kg/d÷0.7≈1131kg/d2.每日需去除的总磷质量=1000m³/d×(8-0.5)×10⁻³kg/m³=7.5kg/d总磷的物质的量=7500g÷31g/mol≈241.9mol所需Al的物质的量=241.9mol×1.5≈362.9mol每molAl₂O₃含2molAl，所需Al₂O₃的物质的量=362.9mol÷2≈181.5mol纯Al₂O₃质量=181.5mol×102g/mol≈18513g≈18.5kgPAC投加量=18.5kg÷30%≈61.7kg/d六、案例分析题1.工艺可行性判断：废水B/C=250/800=0.3125，可生化性较好，满足生化处理要求，核心目标是同步去除有机物、脱氮除磷，搭配深度处理保障出水达标。2.推荐工艺流程：格栅→旋流沉砂池→调节池→A²/O生物池→二沉池→曝气生物滤池→活性炭砂滤池→次氯酸钠消毒池→达标排放。3.各单元核心功能与参数控制：①格栅：设置10mm间隙格栅，去除废水中的大颗粒漂浮物、悬浮物，避免堵塞后续设备与管道。②旋流沉砂池