2026年水质工程学试题及答案

2026年水质工程学试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.根据我国GB5749-2022《生活饮用水卫生标准》，生活饮用水中菌落总数的限值为（）A.50CFU/mLB.100CFU/mLC.200CFU/mLD.不得检出2.微污染原水预处理工艺中，常规中性水质条件下对氨氮的去除效果最差的是（）A.生物接触氧化B.预氯化（折点加氯）C.粉末活性炭吸附D.臭氧单独氧化3.城市污水处理厂设计中，初次沉淀池的水力停留时间常规设计范围是（）A.0.5~1hB.1~2hC.2~4hD.4~6h4.A²/O脱氮除磷工艺中，厌氧区的核心功能是（）A.反硝化脱氮B.聚磷菌释放磷C.氨氮硝化D.降解溶解性有机物5.反渗透膜处理高盐度废水时，水通量随操作温度升高（其他操作条件不变）的变化趋势是（）A.线性升高B.线性降低C.先升高后降低D.基本保持不变6.混凝过程分为凝聚和絮凝两个阶段，关于搅拌强度和搅拌时间的要求，下列说法正确的是（）A.凝聚阶段需要高搅拌强度、短搅拌时间B.凝聚阶段需要低搅拌强度、短搅拌时间C.絮凝阶段需要高搅拌强度、长搅拌时间D.絮凝阶段需要低搅拌强度、短搅拌时间7.下列物质中，属于含氮消毒副产物的是（）A.三氯甲烷B.二溴乙酸C.亚硝基二甲胺（NDMA）D.溴仿8.为满足污泥后续填埋处置要求（入场含水率要求≤60%），下列哪种预处理调理方式的深度脱水效果最好（）A.阳离子聚丙烯酰胺有机调理B.聚合氯化铝+石灰无机调理C.热水解调理D.生物酶调理9.合流制管渠截流系统中，截流倍数的定义是（）A.截流的雨水量与平均日污水量的比值B.截流的雨水量与旱流污水量的比值C.总设计雨水量与旱流污水量的比值D.溢流井溢出的雨水量与旱流污水量的比值10.下列滤池中，滤床整体截污容量最大，适合处理较高浊度原水的是（）A.普通快滤池B.V型滤池C.三层无烟煤-石英砂-重质矿石滤料滤池D.双层无烟煤-石英砂滤料滤池单项选择题答案及解析1.答案：B。解析：GB5749-2022《生活饮用水卫生标准》中，菌落总数的限值为100CFU/mL，总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希氏菌为不得检出，因此该题选B。2.答案：D。解析：生物接触氧化通过硝化细菌的硝化作用可以高效去除氨氮，去除率可达90%以上；预氯化采用折点加氯工艺时，可以通过氧化反应将氨氮转化为氮气去除，当氯投加量足够时去除率接近100%；粉末活性炭对氨氮有一定的吸附去除能力，对于低浓度氨氮去除率可达30%~50%；而臭氧的氧化还原电位不足以在中性常规水质条件下氧化氨氮，只有当pH高于10时臭氧才会明显氧化氨氮，常规预处理pH条件下，臭氧单独氧化对氨氮的去除率不足10%，因此去除效果最差，选D。3.答案：B。解析：城市污水处理厂初次沉淀池的水力停留时间常规设计范围为1~2h，二次沉淀池的水力停留时间一般为1.5~4h，因此选B。4.答案：B。解析：A²/O工艺分为厌氧、缺氧、好氧三个功能区，厌氧区的核心功能是为聚磷菌提供厌氧环境，促进聚磷菌分解体内储存的聚磷酸盐释放磷，为后续好氧区超量吸磷创造条件；反硝化脱氮主要在缺氧区完成，硝化主要在好氧区完成，降解有机物三个区都有，但核心功能是释磷，因此选B。5.答案：A。解析：反渗透的水通量计算公式为J=W(ΔP-Δπ)/μ，其中μ为水的粘度，ΔP为操作压差，Δπ为渗透压差，温度升高时，水的粘度会近似线性降低，ΔP和Δπ变化幅度远小于粘度变化，因此水通量会随温度升高近似线性升高，选A。6.答案：A。解析：混凝过程中，凝聚阶段是药剂投加后快速混合，使混凝剂快速均匀分散在水中，水解生成胶体，吸附碰撞脱稳，因此需要高搅拌强度（速度梯度G一般在500~1000s⁻¹），短搅拌时间（一般10~30s）；絮凝阶段是脱稳杂质碰撞絮凝形成大矾花，需要逐渐降低搅拌强度，防止矾花破碎，整体为低搅拌强度（G一般在10~100s⁻¹），长搅拌时间（一般10~30min），因此只有A选项正确。7.答案：C。解析：三氯甲烷、溴仿属于三卤甲烷类消毒副产物，二溴乙酸属于卤乙酸类消毒副产物，均不含氮，亚硝基二甲胺（NDMA）是典型的含氮消毒副产物，多由氯胺消毒和含有机胺废水消毒产生，因此选C。8.答案：C。解析：热水解调理通过高温高压作用破坏污泥的微生物细胞壁，释放胞内结合水，大幅降低污泥的比阻，调理后经过板框压滤可以轻松将污泥含水率降至60%以下，满足填埋要求；阳离子聚丙烯酰胺调理多用于机械脱水，脱水后含水率一般在75%~80%；聚合氯化铝+石灰无机调理后脱水含水率一般在65%左右，很难稳定降到60%以下；生物酶调理效果有限，脱水后含水率多在70%以上，因此选C。9.答案：B。解析：截流倍数的定义是截流的雨水量与旱流污水量的比值，是合流制截流系统设计的核心参数，因此选B。10.答案：C。解析：三层滤料滤池的上层为大粒径轻质无烟煤，中层为中粒径石英砂，下层为小粒径重质滤料（如磁铁矿），整个滤床沿深度方向粒径逐渐减小，孔隙尺寸逐渐减小，截污可以贯穿整个滤床，截污容量可达10~15kg/m³，远大于双层滤料（7~10kg/m³）和单层滤料（3~5kg/m³），因此整体截污容量最大，选C。二、多项选择题（每题3分，共30分，多选少选不得分）1.给水处理常规工艺单元包括下列哪几项（）A.混凝B.沉淀（澄清）C.过滤D.消毒E.生物预处理2.下列因素中，属于影响混凝效果的主要因素有（）A.原水水温B.原水pH值C.原水碱度D.水中悬浮杂质浓度E.混合絮凝阶段的速度梯度3.A²/O脱氮除磷工艺运行中，典型的矛盾包括下列哪几项（）A.碳源竞争矛盾B.泥龄矛盾C.溶解氧矛盾D.回流比矛盾4.下列消毒方法中，一般不会生成三卤甲烷类消毒副产物的是（）A.液氯消毒B.臭氧消毒C.紫外线消毒D.二氧化氯消毒5.下列工艺中，属于污泥稳定化处理工艺的是（）A.厌氧消化B.好氧消化C.石灰稳定D.污泥堆肥6.城镇污水处理厂二级出水提标改造中，用于深度除磷的常用工艺有（）A.化学沉淀法B.反硝化深床滤池C.曝气生物滤池D.活性炭吸附7.下列关于臭氧氧化工艺在水处理中应用的说法，正确的有（）A.可以氧化分解难降解有机物，提高废水可生化性B.可以氧化藻类，改善混凝过滤除藻效果C.可以去除色度和臭味D.臭氧氧化后的出水溶解氧含量高，不需要后续曝气8.膜分离工艺中，会产生浓差极化现象的工艺有（）A.微滤B.超滤C.纳滤D.反渗透9.下列关于生物硝化的说法，正确的是（）A.硝化细菌是自养型好氧菌B.硝化过程需要消耗碱度，每氧化1g氨氮需要消耗7.1g碱度（以CaCO₃计）C.硝化反应适宜pH范围是7.5~8.5D.温度低于15℃时硝化速率会明显下降10.下列属于城镇污水处理厂一级A出水和地表水准Ⅳ类出水指标差异的有（）A.氨氮限值B.总磷限值C.COD限值D.SS限值多项选择题答案及解析1.答案：ABCD。解析：给水处理常规工艺指的是针对未受污染或轻度污染地表水，去除浊度、细菌、悬浮杂质的工艺，由混凝、沉淀（澄清）、过滤、消毒四个核心单元组成，生物预处理属于预处理工艺，针对微污染原水增设，不属于常规工艺，因此选ABCD。2.答案：ABCDE。解析：水温影响混凝剂水解速度和水粘度，进而影响絮体形成；pH影响混凝剂水解产物的存在形态和带电性，影响混凝效果；碱度可以缓冲混凝过程中pH下降，影响水解进程；水中杂质浓度过低不利于颗粒碰撞，浓度过高则需要更多混凝剂，都会影响效果；水流速度梯度影响颗粒碰撞概率，搅拌不够碰撞不足，搅拌过强打碎矾花，因此五个选项都是影响混凝效果的主要因素，全选。3.答案：AB。解析：A²/O工艺中，硝化细菌世代周期长，需要长泥龄，而聚磷菌世代周期短，需要排泥除磷，排泥越多除磷效果越好，因此需要短泥龄，存在泥龄矛盾；进水碳源优先被聚磷菌在厌氧区释磷利用，剩余碳源才会被反硝化细菌利用，因此存在碳源竞争矛盾，溶解氧和回流比可以通过工艺调整优化，不属于典型的固有矛盾，因此选AB。4.答案：BCD。解析：液氯消毒时，氯会和水中天然腐殖质反应生成三卤甲烷，臭氧消毒、紫外线消毒、二氧化氯消毒不会发生取代反应生成三卤甲烷，三卤甲烷生成量极低，远低于国家标准限值，因此选BCD。5.答案：ABCD。解析：污泥稳定化指的是降低污泥中有机物含量，杀灭病原微生物，防止污泥腐化发臭的处理过程，厌氧消化降解有机物实现稳定，好氧消化通过好氧分解有机物稳定，石灰稳定通过高pH杀灭病原微生物防止腐化，堆肥通过微生物分解有机物实现稳定，四个都是常用的污泥稳定化工艺，因此全选。6.答案：ABC。解析：深度除磷包括化学除磷和生物深度除磷，化学沉淀法通过投加铝盐、铁盐、钙盐沉淀除磷，是最常用的深度除磷工艺；反硝化深床滤池可以同步实现反硝化脱氮和过滤除磷，对颗粒态磷和化学沉淀生成的磷酸盐颗粒都有很好的去除效果；曝气生物滤池通过生物同化和过滤作用除磷，配合化学投加也可以实现深度除磷；活性炭吸附主要去除溶解性有机物，对磷的去除效果很差，很少用于除磷，因此选ABC。7.答案：ABCD。解析：臭氧可以打断难降解有机物的共轭双键和苯环结构，将大分子有机物分解为小分子有机物，提高废水可生化性；臭氧可以氧化藻类胞外分泌物，破坏藻类稳定性，促进混凝沉淀去除藻类；臭氧可以氧化发色基团，去除色度，还可以氧化致臭物质如硫醇、土臭素等，去除臭味；臭氧氧化后尾气中残余的臭氧会分解为氧气，出水中溶解氧含量一般可达6~8mg/L，不需要额外曝气复氧，四个说法都正确，全选。8.答案：ABCD。解析：所有压力驱动型膜分离工艺在运行过程中，溶剂不断透过膜，溶质被截留积累在膜表面，形成浓度梯度，都会产生浓差极化现象，只是程度不同，微滤超滤处理悬浮物含量高的进水时浓差极化更明显，纳滤反渗透处理含盐废水时浓差极化也普遍存在，因此全选。9.答案：ABCD。解析：硝化细菌包括亚硝化单胞菌和硝化杆菌，都是化能自养型好氧菌，对环境条件要求严格；硝化反应的反应式表明，每氧化1g氨氮为硝酸根，需要消耗7.1g碱度（以CaCO₃计），碱度不足会导致pH下降，抑制硝化；硝化细菌适宜的pH范围是7.5~8.5，pH低于6或高于9都会明显抑制硝化活性；硝化细菌对温度敏感，温度低于15℃时硝化速率会下降50%以上，低于5℃硝化反应基本停止，四个说法都正确，全选。10.答案：ABCD。解析：我国城镇污水处理厂一级A排放标准的限值为COD≤50mg/L，BOD≤10mg/L，SS≤10mg/L，NH₃-N≤5（8）mg/L，TP≤0.5mg/L，而地表水准Ⅳ类出水要求一般为COD≤30mg/L，BOD≤6mg/L，SS≤5mg/L，NH₃-N≤1.5mg/L，TP≤0.3mg/L，四个指标的限值都有差异，因此全选。三、名词解释题（每题4分，共20分）1.强制滤速答案：普通快滤池或多格滤池组成的滤站中，当某一格滤池停产检修或反冲洗时，总流量不变前提下，其他工作滤池的实际滤速称为强制滤速，强制滤速一般设计为比正常滤速高20%~30%，是滤池设计的重要控制参数。2.污泥龄答案：活性污泥处理系统中，曝气池内活性污泥总量与每日排放剩余污泥量的比值，物理意义是新进入曝气池的活性污泥在系统内的平均停留时间，又称为污泥停留时间，是活性污泥工艺设计和运行的核心参数。3.反硝化深床滤池答案：是一种将生物反硝化脱氮和深床过滤深度处理结合为一体的污水处理工艺，采用粗粒径石英砂作为滤料，在缺氧条件下，反硝化细菌附着在滤料表面生长，将水中硝态氮还原为氮气，同时通过滤床过滤去除水中悬浮杂质，是城镇污水提标改造常用的深度处理工艺。4.化学软化答案：指的是通过投加化学药剂，将水中的钙镁硬度离子转化为不溶性沉淀，从而降低水硬度的水处理工艺，常用的方法为石灰-纯碱软化法，适用于处理高硬度地表水和地下水，是给水处理中硬水软化的常用工艺。5.生物接触氧化法答案：是一种介于活性污泥法和生物膜法之间的水处理工艺，池内充填填料，曝气充氧后，微生物附着生长在填料表面形成生物膜，污水与生物膜接触，利用微生物的代谢作用降解水中有机物，兼具活性污泥法和生物膜法的优点，容积负荷高，抗冲击负荷能力强。四、简答题（每题8分，共40分）1.简述混凝的主要机理。答案：混凝是指向水中投加混凝药剂，使水中胶体和微小悬浮颗粒脱稳，碰撞凝聚形成大颗粒絮体，然后通过沉淀分离去除的过程，主要机理包括四种：（1）压缩双电层作用：混凝药剂投加后解离出反离子，进入胶体颗粒扩散层，压缩扩散层厚度，降低胶体ζ电位，使胶体颗粒脱稳，发生碰撞凝聚。（2）吸附电中和作用：混凝剂水解生成的带点水解产物，可以吸附胶体颗粒表面带相反电荷的部位，中和胶体表面电荷，消除颗粒之间的静电斥力，促进胶体脱稳凝聚。（3）吸附架桥作用：高分子混凝剂溶解后形成的长链高分子，可以同时吸附多个胶体颗粒，在颗粒之间起到架桥连接作用，使颗粒逐渐变大形成大的絮体。（4）网捕卷扫作用：当混凝剂投加量较大，生成大量不溶性氢氧化物沉淀时，沉淀在沉降过程中可以网捕卷扫水中的胶体颗粒，共同沉淀去除，大剂量投加混凝剂时该作用占主导。四种机理通常同时存在，只是在不同水质和投加量下主导作用不同。2.简述过滤过程中负水头产生的原因、危害和避免方法。答案：负水头指的是过滤过程中，滤层某一深度处的水头损失超过该处的水深，导致该位置的压强低于大气压，出现负压的现象。产生原因：过滤过程中，悬浮物截留在滤层上部，上部滤层的水头损失增长很快，当滤池采用等速过滤，出水在滤层下方，滤层上部水深不足时，上部滤层总水头损失大于滤层上的水深，就会在滤层中下部位置出现压强低于大气压的负水头。危害：负水头会导致水中溶解的气体析出，形成气泡，堵塞滤层孔隙，增大滤层水头损失，还会打碎滤层，导致出水浊度升高，缩短过滤周期，影响过滤效果。避免方法：第一，采用变水头过滤（也就是减速过滤），降低滤层上部水头损失的增长速度；第二，增加滤池滤层上部的水深，一般将滤层上部水深控制在1.5~2m以上；第三，将滤池出水堰抬高，使滤层内部始终保持正压；第四，采用表层过滤技术，减少悬浮物在表层的积累，降低表层水头损失增长速度。3.简述活性污泥法的基本组成和各部分的功能。答案：活性污泥法处理污水的基本组成包括五个部分：（1）曝气池：是活性污泥反应的核心场所，曝气池内混合液保持一定浓度的活性污泥，通过曝气提供溶解氧，使活性污泥和污水中的污染物充分接触，完成有机物的降解和氮磷的转化，是工艺的核心单元。（2）曝气系统：作用是为曝气池混合液提供足够的溶解氧，满足微生物代谢对氧的需求，同时对曝气池混合液进行搅拌，使活性污泥、污水、溶解氧充分混合，防止活性污泥沉淀积在池底。（3）二次沉淀池：作用是对曝气池出水的混合液进行泥水分离，将活性污泥沉淀下来，得到澄清的处理出水，同时将沉淀的活性污泥回流到曝气池，维持曝气池内的活性污泥浓度，排放剩余污泥，平衡污泥量。（4）污泥回流系统：作用是将二次沉淀池沉淀的活性污泥输送回曝气池，维持曝气池内的污泥浓度稳定，保证反应的正常进行，通过调整回流比可以适应进水水质水量的变化。（5）剩余污泥排放系统：作用是排放系统中增殖的剩余活性污泥，维持活性污泥系统的污泥龄稳定，保证微生物种群结构稳定，同时去除系统中积累的惰性物质，保证出水水质。4.生物膜法和活性污泥法相比，有哪些优缺点。答案：生物膜法是微生物附着在填料表面生长形成生物膜的处理工艺，和活性污泥法相比，优缺点如下：优点：（1）微生物固着生长，生物量高，容积负荷高，抗冲击负荷能力强，适合处理水质水量波动较大的污水，不会发生污泥膨胀现象。（2）剩余污泥产量少，比活性污泥法少10%~20%，因为生物膜内部存在厌氧层，会发生内源呼吸，降解自身的生物量，降低污泥产率。（3）运行管理简单，不需要污泥回流，动力消耗低，运行费用比活性污泥法低。（4）对低浓度的有机物也有很好的处理效果，适合处理低浓度污水和给水处理中的生物预处理。缺点：（1）生物膜法需要填充填料和支架，基建投资比活性污泥法高，占地面积也比活性污泥法大。（2）出水的悬浮物浓度比活性污泥法高，一般需要后续的沉淀过滤处理，才能达到排放要求。（3）生物膜容易老化脱落，需要定期清洗更换填料，维护难度相对较高，北方寒冷地区生物膜活性受温度影响大，处理效果下降明显。（4）处理高浓度有机污水时，容易出现填料堵塞，影响通风和处理效果，需要定期反冲洗。5.简述反渗透和纳滤的区别，以及各自的主要应用场景。答案：反渗透和纳滤都是压力驱动型膜分离工艺，区别主要体现在四个方面：（1）分离精度不同：反渗透膜的孔径更小，一般小于1nm，可以截留几乎所有的无机盐离子、小分子有机物，脱盐率可以达到99%以上；纳滤膜的孔径介于反渗透和超滤之间，一般在1~2nm，可以截留二价以上的盐离子，对一价盐的截留率较低，一般在20%~80%之间，对分子量在200~1000Da的有机物有很好的截留效果。（2）操作压力不同：反渗透需要的操作压力高，一般在1~10MPa，取决于进水盐度，纳滤需要的操作压力低，一般在0.5~2MPa。（3）分离机理不同：反渗透主要是筛分效应和溶解扩散效应，纳滤除了筛分效应，还有道南效应，对不同价态的离子有选择性截留。应用场景：反渗透主要应用于：海水淡化、苦咸水淡化制取饮用水，纯水和超纯水制备，工业废水回用深度处理，高盐废水浓缩处理等；纳滤主要应用于：饮用水制备中去除硬度、天然有机物、消毒副产物前体物，染料脱盐浓缩，医药和食品工业中分离浓缩小分子有机物，污水深度处理去除溶解性有机物和磷等。五、论述题（每题20分，共40分）1.某南方城市现有一座处理能力10万m³/d的给水厂，原水取自城郊河道，近年来随着流域面源污染加剧，夏季高温季节经常出现藻类暴发，原水氨氮最高达到2.5mg/L，高锰酸盐指数最高达到6.8mg/L，原水浊度波动范围为10~150NTU，现有工艺为混凝-沉淀-过滤-液氯消毒，出水经常出现浊度超标、耗氧量超标、氨氮超标，达不到GB5749-2022《生活饮用水卫生标准》的要求，请结合水质工程学知识提出改造方案，并说明各工艺单元的作用。答案：结合该水厂原水水质特点，原水属于季节性微污染地表水，主要污染物是藻类、氨氮、耗氧量（有机物）、浊度，现有常规工艺对以上污染物去除能力不足，改造可以采用“预处理改造+深度处理改造+消毒工艺升级”的路线，具体方案如下：（1）增设生物预处理单元：在现有混凝沉淀池之前增设生物接触氧化预处理池，水力停留时间设计为1~1.5h，采用弹性立体填料，曝气强度控制为0.5~1.0m³/(m²·h)。作用：生物接触氧化预处理可以通过硝化细菌的硝化作用去除原水中的氨氮，对氨氮的去除率可以达到70%~90%，将氨氮从2.5mg/L降到1mg/L以下，满足出水要求；同时可以降解部分溶解性有机物，降低高锰酸盐指数，对藻类也有一定的氧化剥离作用，破坏藻类稳定性，改善后续混凝效果，减少藻类对后续滤池的堵塞。（2）混凝沉淀池改造：现有平流式沉淀池可以改造为斜管沉淀池，增加投药系统，在混凝阶段投加粉末活性炭或者高锰酸盐复合药剂。作用：斜管沉淀池可以提高沉淀效率，提高对高浊度原水和藻类的去除能力，表面负荷从原来的1.5m³/(m²·h)提高到2.0~2.5m³/(m²·h)，出水浊度可以降到5NTU以下；投加粉末活性炭可以吸附水中的溶解性有机物、致臭物质和藻毒素，降低高锰酸盐指数，投加高锰酸盐复合药剂可以氧化藻类和藻毒素，促进藻类混凝沉淀，提高除藻效果，降低氯消毒的副产物生成量。（3）滤池改造：现有普通快滤池改造为双层或者三层滤料滤池，或者在原有滤池后增设活性炭滤池。对于本项目，因为原有占地面积有限，可以将原有单层石英砂滤池改为三层无烟煤-石英砂-磁铁矿滤料滤池，滤层总厚度从原来的70cm增加到100cm，或者在原有过滤之后增加一级臭氧-活性炭滤池，具体为：先投加臭氧，接触时间10~15min，然后进入活性炭滤池，空床接触时间15~20min。作用：三层滤料滤池截污容量大，可以进一步去除水中残留的浊度、藻类和悬浮有机物，保证出水浊度稳定在1NTU以下；臭氧-活性炭深度处理可以进一步氧化降解残留的溶解性有机物，降低高锰酸盐指数，活性炭吸附可以去除藻毒素、致臭物质和消毒副产物前体物，保证耗氧量稳定达标，进一步提高出水水质。（4）消毒工艺升级：将原来的液氯消毒改为氯胺消毒，或者次氯酸钠联合紫外线消毒。作用：液氯消毒对于含有藻类和有机物的原水，容易生成三卤甲烷等消毒副产物，氯胺消毒可以减少消毒副产物的生成，同时可以在管网中保持持续的消毒能力，防止管网二次污染；紫外线消毒可以灭活水中的贾第虫、隐孢子虫和病毒，提高消毒安全性，次氯酸钠消毒比液氯更安全，管理更方便，符合新标准的要求。改造完成后，出水各项指标都可以稳定满足GB5749-2022的要求，适应原水季节性的水质变化，运行成本增加不多，改造难度小，适合现有水厂的升级改造。2.我国目前城镇污水处理厂普遍需要提标改造，多数地区要求出水达到地表水准Ⅳ类标准，主要核心控制指标为COD≤30mg/L，BOD≤6mg/L，SS≤5mg/L，NH₃-N≤1.5mg/L，TP≤0.3mg/L，请论述常用的提标改造工艺路线，分析各工艺的适用场景和优缺点。答案：城镇污水处理厂现有二级处理工艺一般多为A²/O、氧化沟、SBR等，出水一般能达到一级A标准，但达不到准Ⅳ类要求，需要进行深度处理提标改造，常用的工艺路线主要有以下几种，分别分析其适用场景和优缺点：（1）“二级处理+混凝沉淀-过滤”工艺路线：该工艺路线是在原有二级处理之后，增加混凝沉淀池，然后加V型滤池或者普通快滤池，核心是去除SS和TP，通过硝化强化保证氨氮达标。适用场景：原有二级处理工艺硝化能力足够，碳源充足，总氮已经达标，只需要进一步去除SS、TP和COD，进水COD浓度不高，原有二级出水COD在40~50mg/L，需要降到30mg/L以下，TP在0.5~1mg/L需要降到0.3mg/L以下的场景。优点：工艺成熟，运行稳定，基建投资低，占地面积小，运行管理简单，处理成本低，吨水运行成本一般增加0.1~0.2元。缺点：对溶解性有机物和总氮的去除效果差，如果进水总氮超标，无法满足脱氮要求，会产生一定量的化学污泥，需要处理。（2）“二级处理+曝气生物滤池（BAF）”工艺路线：该工艺是在二级处理之后增加曝气生物滤池，利用填料上附着的微生物进一步降解有机物，完成硝化，还可以通过反硝化改性实现脱氮除磷。适用场景：原有二级处理硝化能力不足，氨氮和COD超标，总氮达标或者略超标的场景，尤其适合占地面积紧张的污水处理厂提标改造。优点：容积负荷高，占地面积小，对COD、氨氮、SS的去除效果好，出水水质稳定，抗冲击负荷能力强。缺点：对进水悬浮物要求高，需要前端预处理，运行成本比混凝沉淀高，需要定期反冲洗，填料容易堵塞，脱氮除磷需要额外投加碳源和药剂，总磷去除需要配合化学投加。（3）“二级处理+反硝化深床滤池”工艺路线：该工艺是在二级处理之后增设反硝化深床滤池，同步实现脱氮、除磷、过滤去除SS。适用场景：原有二级处理出水氨氮已经达标，总氮、SS、TP超标的场景，是目前准Ⅳ类提标改造最常用的工艺路线。优点：可以同步实现反硝化脱氮、除磷、过滤，对SS的去除效果好，出水SS可以稳定降到5mg/L以下，通过投加碳源可以将总氮降到15mg/L以下，总磷通过化学投加可以降到0.3mg/L以下，过滤周期长，反冲洗周期长，运行管理简单，耐低温，冬季运行效果稳定。缺点：基建投资比混凝沉淀高，需要投加碳源，运行成本相对较高，占地面积比混凝沉淀大一点。（4）“二级处理+膜生物反应器（MBR）”工艺路线：该工艺是将原有二级处理的二次沉淀池替换为MBR膜池，利用膜分离实现泥水分离，提高污泥浓度，强化处理效果。适用场景：原有污水处理厂占地紧张，进水浓度高，需要改造扩容同时提标，对出水水质要求高的场景。优点：污泥浓度高，容积负荷大，出水水质好，各项指标都可以稳定达到准Ⅳ类要求，不需要后续深度处理，占地小，剩余污泥产量少。缺点：基建投资高，吨水投资是其他工艺的2~3倍，运行成本高，需要定期清洗膜，膜使用寿命一般5~8年，需要更换，运行维护难度大，能耗高。（5）“二级处理+臭氧-活性炭深度处理”工艺路线：该工艺在二级处理之后增加臭氧接触池和活性炭滤池，臭氧氧化难降解有机物，活性炭吸附残留有机物。适用场景：出水对COD要求高，二级出水COD长期在40mg/L以上，含有难降解有机物，需要进一步降低COD的场景，多配合其他脱氮除磷工艺使用。优点：对难降解有机物和色度的去除效果好，可以将COD稳定降到30mg/L以下，还可以去除嗅味和微量污染物。缺点：运行成本高，臭氧发生器投资大，活性炭需要定期再生更换，维护成本高，一般不单独使用，只作为深度处理的补充单元。实际工程中，一般会根据原有污水处理厂的水质、占地、投资要求选择合适的工艺组合，多数项目会采用“二级处理+反硝化深床滤池”或者“混凝沉淀+反硝化深床滤池”的组合，满足各项指标的要求，兼顾投资和运行成本。六、计算题（每题15分，共30分）1.某给水厂设计规模为20000m³/d，自用水量为10%，采用平流式沉淀池，设计水力停留时间为2h，设计水平流速v=10mm/s，计算沉淀池的有效容积、长度、宽度、深度，校核长宽比和宽深比是否满足设计要求。解：首先计算总设计流量Q=20000×(1+10%)=22000m³/d=22000/(24×