2026年大二《(环境工程)水污染控制基础》试题及答案

2026年大二《(环境工程)水污染控制基础》试题及答案2025-2026学年第二学期环境工程专业2024级《水污染控制基础》期末考核试题考试时长：120分钟总分：100分闭卷考试一、名词解释（共6小题，每小题3分，总计18分）1.污水可生化性2.活性污泥比硝化速率3.膜污染4.折点加氯5.污泥龄6.土地渗滤处理系统二、填空题（共20个空，每空1分，总计20分）1.我国现行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准规定的化学需氧量（COD）排放限值为____mg/L，五日生化需氧量（BOD₅）排放限值为____mg/L，悬浮物（SS）排放限值为____mg/L。2.城镇排水系统的体制可划分为____和____两大类型，其中新型海绵城市体系下推荐采用的合流制改造模式为____合流制。3.平流式沉砂池的设计水平流速需严格控制在____m/s范围内，水力停留时间通常设置为____s，避免无机砂粒沉降的同时减少有机悬浮物的夹带沉降。4.同步脱氮除磷A²/O工艺的各功能区溶解氧控制要求分别为：厌氧区DO≤____mg/L，缺氧区DO≤____mg/L，好氧区DO稳定维持在____mg/L。5.上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的核心构件为三相分离器，其功能是实现____、____、____三相的高效分离，保证反应器内高浓度颗粒污泥的截留。6.反渗透膜的额定截留孔径小于____nm，纳滤膜的截留分子量范围通常为____Da，可截留二价及以上阴离子同时允许部分一价离子透过。7.生物除磷过程的核心功能微生物为聚磷菌，该类微生物在____条件下释放细胞内储存的聚磷，在____条件下过量摄取远超自身生理需求的磷元素，最终通过排放富磷剩余污泥实现污水除磷。8.污泥机械脱水前常用的化学调理剂可划分为无机调理剂和____两大类，其中常用的聚丙烯酰胺属于____类调理剂。三、单项选择题（共10小题，每小题2分，总计20分）1.下列水体污染物中属于典型难降解持久性有机污染物的是（）A.葡萄糖B.多氯联苯C.乙酸D.蛋白质2.传统推流式活性污泥法处理城镇生活污水时，常规控制的污泥龄范围为（）A.0.5~2dB.5~15dC.25~40dD.60d以上3.采用气浮工艺处理含乳化油的工业废水时，最常用的破乳混凝药剂为（）A.聚合氯化铝B.次氯酸钠C.氢氧化钠D.硫代硫酸钠4.以下污水处理工艺中，不属于同步脱氮除磷工艺的是（）A.A²/O工艺B.倒置A²/O工艺C.UASB工艺D.改良型SBR工艺5.表征活性污泥沉降性能的污泥体积指数（SVI），城镇污水处理厂正常运行的合理范围是（）A.<30mL/gB.50~150mL/gC.200~300mL/gD.>300mL/g6.处理城镇市政污水再生回用的苦咸水反渗透系统，正常运行的操作压力控制区间为（）A.0.1~0.3MPaB.1.0~2.0MPaC.4.0~6.0MPaD.8.0~10.0MPa7.采用折点加氯法去除污水中的氨氮时，折点对应的水体余氯特征为（）A.化合性余氯浓度达到峰值B.游离性余氯浓度达到峰值C.总余氯浓度降至最低值D.总余氯浓度达到理论最高值8.高负荷生物滤池的设计水力负荷控制范围通常为（）A.1~3m³/(m²·d)B.10~30m³/(m²·d)C.50~80m³/(m²·d)D.100m³/(m²·d)以上9.以下不同BOD₅/COD比值的污水中，生物降解性能最优的是（）A.比值为0.12B.比值为0.28C.比值为0.56D.比值为0.3710.城镇污水处理厂中温厌氧消化产沼气的主要组分占比为（）A.甲烷占55%~70%，二氧化碳占25%~40%B.甲烷占20%~30%，二氧化碳占60%~70%C.甲烷占80%以上，二氧化碳占10%以下D.甲烷占40%以下，硫化氢占50%以上四、简答题（共4小题，每小题6分，总计24分）1.简述生物硝化-反硝化脱氮过程的主要影响因素及工艺控制要求。2.说明水的混凝处理工艺的核心作用机理，列举3项核心运行控制参数并说明其管控意义。3.分析活性污泥系统发生丝状菌污泥膨胀的常见诱因，并提出对应的可落地防控措施。4.简述我国城镇污水处理厂产生的脱水污泥主流处置技术路线，分别说明各类路线的适用场景及污染物管控要求。五、计算题（共1小题，总计8分）某南方县级市新建城镇污水处理厂设计日处理规模为2×10⁴m³/d，采用传统推流式活性污泥工艺，设计进水水质参数为COD=320mg/L、BOD₅=150mg/L、氨氮（NH₃-N）=35mg/L，要求出水BOD₅≤10mg/L、氨氮≤5mg/L。工艺设计阶段设定曝气池内混合液悬浮固体浓度MLSS=3500mg/L，MLVSS/MLSS比值为0.75，设计污泥龄θc=10d，污泥表观产率系数Yobs=0.45kgMLVSS/kgBOD₅，已知BOD₅总去除率为92%，每去除1kgBOD₅的需氧量为1.2kg，完全硝化1kg氨氮的需氧量为4.57kg。试计算：（1）曝气池的有效容积V；（2）以MLSS计的每日剩余污泥排放量Qw；（3）曝气池每日理论总需氧量。六、案例分析题（共1小题，总计10分）某南方工业园区配套污水处理厂设计处理规模为3×10⁴m³/d，采用“粗格栅-细格栅-旋流沉砂池-初沉池-A²/O生物池-二沉池-深度过滤-次氯酸钠消毒”工艺，设计出水要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，进水组成包含60%的园区工业废水（以食品加工、生物医药废水为主）和40%的周边城镇生活污水。该系统连续运行6个月后，检测发现出水总磷均值为1.9mg/L、氨氮均值为8.7mg/L，两项指标持续超标，同时二沉池表面出现大量细碎漂浮污泥，出水SS波动超过20mg/L。请结合水污染控制基础所学知识，分析上述异常现象的可能诱因，并提出针对性的工艺调试优化方案。参考答案及评分标准一、名词解释1.污水可生化性：指污水中所含有机污染物能够被微生物通过代谢作用降解转化为无害无机物的难易程度，是评估污水采用生物处理工艺可行性的核心指标，工程中通常采用BOD₅/COD比值作为量化评价依据，比值≥0.45为可生化性优异，0.3~0.45为可生化性较好，0.2~0.3为可生化性较差，<0.2为难以生物降解。（3分）2.活性污泥比硝化速率：指单位质量的活性污泥挥发性悬浮固体（MLVSS）在单位时间内能够将氨氮氧化为硝酸盐氮的质量，单位通常为gNH₃-N/(gMLVSS·d)，是表征硝化菌群活性、评估硝化系统处理能力的核心参数。（3分）3.膜污染：指在膜分离工艺运行过程中，水体中的悬浮物、胶体、溶解性有机物、微生物及其代谢产物等组分通过吸附、沉积作用在膜表面或膜孔内部积累，导致膜孔径减小、透水通量下降、跨膜压差持续上升的可逆或不可逆现象，是膜工艺运行管控的核心问题。（3分）4.折点加氯：指向水体中持续投加氯消毒剂，当投加量超过水体中全部可被氧化的氨氮、有机胺等还原性物质的反应当量后，水体中化合性余氯浓度达到峰值后快速下降，降至最低点后继续投加的氯全部以游离性余氯形式存在，该最低余氯浓度对应的加氯点即为折点，该加氯工艺即为折点加氯，可实现完全氧化去除水中氨氮的效果。（3分）5.污泥龄：又称为污泥固体停留时间，指曝气池内全部活性污泥的平均停留时间，等于曝气池内总活性污泥质量除以每日从系统中排出的总剩余污泥质量，是活性污泥工艺最核心的控制参数之一，直接决定系统内优势功能菌群的种群结构。（3分）6.土地渗滤处理系统：属于污水生态处理技术的一类，是经过预处理后的污水有控制地投配到具有良好渗透性能的土壤表层，污水在沿土壤孔隙向下渗透的过程中，通过土壤的过滤吸附、表层植物的吸收、土壤微生物的代谢降解多重作用实现污水净化的处理系统，兼具污水处理与资源化利用的双重功能。（3分）二、填空题1.50；10；102.分流制；合流制；截流式3.0.15~0.3；30~604.0.2；0.5；2~35.气；液；固6.1；200~10007.厌氧（/绝对厌氧）；好氧8.有机高分子调理剂；有机高分子三、单项选择题1.B2.B3.A4.C5.B6.B7.C8.B9.C10.A四、简答题1.生物硝化-反硝化脱氮的核心影响因素及控制要求如下：（1）pH值：硝化过程的最佳pH区间为7.2~8.0，反硝化过程最佳pH区间为6.5~7.5，pH低于6.0或高于8.5会显著抑制硝化菌与反硝化菌的酶活性，工程中需在进水pH异常时投加酸碱调节剂维持区间稳定。（2分）（2）溶解氧浓度：硝化反应为好氧过程，好氧硝化区溶解氧需维持在2mg/L以上，避免硝化反应受氧限制；反硝化反应为严格缺氧过程，缺氧区溶解氧需控制在0.5mg/L以下，防止溶解氧优先消耗反硝化所需的碳源电子供体，降低脱氮效率。（1分）（3）碳氮比：反硝化过程每还原1g硝态氮理论上需要消耗2.86g易降解BOD₅，工程中要求系统进水BOD₅/TN≥4，低于该阈值时需补充甲醇、乙酸钠等外加碳源保障反硝化顺利进行。（1分）（4）温度与污泥龄：硝化菌的最适生长温度为20~30℃，世代时间长，需保证系统污泥龄大于硝化菌的最小世代时间，冬季温度低于15℃时需将污泥龄延长至夏季的1.5~2倍，避免硝化菌群流失。（1分）（5）有毒有害物质浓度：高浓度游离氨、重金属、抗生素等有毒物质会抑制硝化菌活性，需严格控制进水毒性污染物负荷，保障硝化菌群生理活性。（1分）2.混凝工艺的核心作用机理包含四类：压缩双电层作用、吸附电中和作用、吸附架桥作用、网捕卷扫作用，通过投加混凝剂使水体中稳定的胶体脱稳聚集，形成可沉降的大粒径矾花，实现胶体态污染物的高效去除。（2分）核心运行控制参数包含三类：（1）混凝剂投加量：投加量过低无法实现胶体充分脱稳，投加量过高会导致胶体复稳，需通过烧杯混凝试验确定最优投加量，保障出水浊度达标。（1分）（2）水力条件：混合阶段需要快速剧烈搅拌，搅拌强度梯度G值控制在500~1000s⁻¹，混合停留时间10~30s，保障混凝剂快速均匀扩散到全部水体；絮凝阶段需要缓慢搅拌，G值控制在20~70s⁻¹，GT值控制在10⁴~10⁵，促进微矾花碰撞聚集形成大粒径易沉降矾花。（2分）（3）pH值：不同类型混凝剂的最优作用pH区间不同，如聚合铝盐的最优pH区间为6.5~7.5，亚铁盐混凝剂的最优pH区间为8.0以上，需根据混凝剂类型调控水体pH保障混凝效率。（1分）3.丝状菌污泥膨胀的常见诱因包含：（1）进水碳氮比失衡，进水中存在大量易降解低分子有机物，同时系统溶解氧长期不足，丝状菌比絮状菌具有更大的比表面积，优先争夺底物与溶解氧实现优势生长；（2）进水pH长期低于6.5，不利于絮状菌生长，丝状菌成为优势种群；（3）污泥龄控制过长，导致比增殖速率低的丝状菌长期存活积累；（4）进水氮磷营养盐不足，C/N、C/P比值过高，丝状菌更适应低营养环境。（3分）对应的防控措施为：第一，调整曝气池溶解氧控制区间，将好氧区DO稳定维持在2mg/L以上，消除氧限制条件；第二，系统内补充投加适量氮磷营养盐，平衡进水碳氮磷比例，保障絮状菌的营养需求；第三，缩短系统污泥龄，将污泥龄调整至丝状菌最小世代时间以下，选择性淘洗出过量的丝状菌；第四，在曝气池前端设置生物选择器，通过高底物浓度环境促进絮状菌优先增殖，抑制丝状菌生长；第五，必要时少量投加次氯酸钠、过氧化氢等氧化性药剂，选择性灭活过量丝状菌，避免对系统整体菌群造成过大冲击。（3分）4.我国城镇污水处理厂脱水污泥的主流处置技术路线包含三类：第一，土地利用路线：污泥经过高温好氧堆肥处理后，满足《农用污泥污染物控制标准》（GB4284-2018）的相关限值要求后，用于园林绿化、林地改良、矿山生态修复等场景，该路线成本低、可实现污泥有机质的资源化利用，但需严格管控污泥中的重金属、微塑料、持久性有机污染物的含量，避免造成土壤污染。（2分）第二，协同焚烧处置路线：将脱水污泥经过干化预处理后，送入生活垃圾焚烧发电厂、水泥窑协同焚烧处置，污泥中的有机质完全氧化分解，灰渣可作为建材原料利用，减量化程度达到90%以上，适用于土地资源紧张、污泥有机质含量高的大中型城市，需严格控制焚烧烟气中二噁英、重金属的排放浓度，满足大气污染物排放标准要求。（2分）第三，卫生填埋处置路线：将脱水污泥经过与生活垃圾混合预处理后，送入符合标准的生活垃圾卫生填埋场进行填埋处置，是我国早期污泥处置的主流路线，适用于经济欠发达地区、且污泥中污染物含量较高无法进行资源化利用的场景，需严格做好填埋场的防渗工程，避免污泥渗滤液污染地下水与周边土壤。（2分）5.计算题解答：（1）曝气池有效容积V的计算：首先计算每日去除的BOD₅总量S_r=Q×(S0-Se)=2×10⁴m³/d×(150-10)mg/L=2800kgBOD₅/d。曝气池内总MLVSS量Xv×V=Yobs×S_r×θc，已知Xv=MLSS×0.75=3500mg/L×0.75=2625mg/L=2.625kg/m³，因此V=(Yobs×S_r×θc)/Xv=(0.45×2800×10)/2.625=4800m³。（3分）（2）剩余污泥排放量Qw的计算：每日产生的总MLVSS量ΔX=Yobs×S_r=0.45×2800=1260kgMLVSS/d，折算为MLSS的量ΔXss=ΔX/0.75=1680kgMLSS/d，因此剩余污泥排放量Qw=ΔXss/MLSS=1680kg/d/3.5kg/m³=480m³/d。（2分）（3）理论总需氧量计算：去除BOD₅的需氧量=1.2kg/kg×2800kg=3360kg/d，硝化氨氮的需氧量=4.57kg/kg×(2×10⁴m³/d×35mg/L)=3199kg/d，总需氧量=3360+3199=6559kg/d。（3分）6.案例分析题解答：可能的诱因分为五大类：（1）进水水质冲击：园区生物医药废水带入部分残留抗生素、有毒有机污染物，抑制了A²/O生物池内聚磷菌、硝化菌的生理活性，导致硝化效率下降、厌氧释磷过程无法正常进行；（2）工艺参数设置不合理：进水工业废水占比高，易降解碳源含量不足，A²/O工艺厌氧区碳源供给不足，聚磷菌无法完成充分释磷，同时缺氧区碳源不足导致反硝化过程不完全，大