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一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在污水处理工艺中，活性污泥法的主要去除对象是（）。A.溶解性有机物和悬浮物B.氮和磷等营养物质C.重金属和病原体D.沉淀性固体和油脂类物质解析：活性污泥法通过微生物代谢作用降解污水中的有机污染物，主要去除对象为溶解性有机物和悬浮物。选项B氮磷去除是辅助目标，选项C重金属去除依赖吸附或化学沉淀，选项D沉淀性固体在预处理阶段已去除。2.污水处理厂中，曝气池的溶解氧（DO）通常控制在2-4mg/L，其主要目的是（）。A.防止污泥膨胀B.提高微生物活性C.减少能耗消耗D.促进硝化反应解析：溶解氧控制在2-4mg/L可保证好氧微生物高效代谢有机物，过高会加剧能耗，过低则影响处理效率。硝化反应需更高DO（4-6mg/L），污泥膨胀与DO波动有关。3.污水处理过程中，二沉池污泥斗倾角设计通常采用55°-60°，其主要目的是（）。A.减少污泥压实压力B.加快污泥沉降速度C.防止污泥板结D.方便污泥排放解析：55°-60°倾角可平衡污泥堆积角（约45°）和管道坡度要求，既保证污泥顺利下滑又避免过度压实。选项A压实压力与污泥含水率相关，选项B沉降速度主要受颗粒浓度影响，选项D与结构设计无关。4.化学沉淀法去除污水中的磷酸盐时，常用的药剂是（）。A.氯化铁（FeCl₃）B.硫酸铝（Al₂(SO₄)₃）C.氢氧化钠（NaOH）D.碳酸钙（CaCO₃）解析：磷酸盐沉淀反应需钙离子或铁离子，FeCl₃与PO₄³⁻反应生成FePO₄沉淀，Al₂(SO₄)₃效果次之，NaOH仅调节pH，CaCO₃溶解度低且成本高。5.污水处理厂中，格栅除污机的主要功能是（）。A.去除悬浮颗粒B.减少污水浊度C.捕集粗大杂物D.降低污泥含水率解析：格栅主要用于拦截布袋、塑料袋等体积较大的漂浮物，属于预处理环节。选项A悬浮颗粒需通过沉淀或过滤去除，选项B浊度控制需混凝沉淀，选项D含水率控制通过脱水设备实现。6.活性污泥法中，污泥龄（SRT）是指（）。A.污泥在曝气池中的平均停留时间B.污泥的沉降体积比C.污泥的干固体浓度D.污泥的挥发性固体含量解析：污泥龄（SludgeRetentionTime）定义为曝气池中微生物总量与每日排放污泥量的比值，反映微生物在系统中的停留时间。选项B为SVI指标，选项C为MLSS，选项D为污泥性质参数。7.污水处理厂中，曝气系统的设计需考虑（）。A.氧转移效率B.污泥浓度C.污水pH值D.氮磷含量解析：曝气系统设计核心是保证足够的氧转移效率（通常为1.5-2kgO₂/kW•h），其他选项虽影响曝气参数但非设计直接目标。8.污水处理过程中，生物膜法与活性污泥法的根本区别在于（）。A.微生物形态B.去除效率C.污泥产量D.去除机制解析：生物膜法通过微生物附着在填料表面形成膜状结构，去除机制为表面扩散和吸附降解；活性污泥法为悬浮微生物与污水混合反应。两者微生物形态（均需氧菌）和效率相近，但污泥产量和运行方式差异显著。9.污水处理厂中，回流污泥的主要作用是（）。A.增加污水流量B.补充新生微生物C.提高污泥浓度D.降低曝气池pH解析：回流污泥将部分处理后的污泥送回曝气池，主要目的是维持系统内微生物总量（MLSS），保证处理效果。选项A流量由进水决定，选项B新生微生物自然增长，选项D调节pH需投加药剂。10.污水处理过程中，硝化反应的产物是（）。A.氮气（N₂）和硫酸盐（SO₄²⁻）B.硝酸盐（NO₃⁻）和亚硝酸盐（NO₂⁻）C.氨氮（NH₄⁺）和二氧化碳（CO₂）D.硫化氢（H₂S）和甲烷（CH₄）解析：硝化反应是氨氮在亚硝酸盐和硝酸盐菌作用下转化为硝酸盐的过程，化学方程式为2NH₄⁺+3O₂→2NO₂⁻+2H₂O+4H⁺。选项A硫酸盐还原为硫化物，选项C为氨化反应，选项D为厌氧消化产物。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.污水处理厂中，格栅的间隙宽度通常为（）mm，以适应不同粒径杂物的拦截需求。解析：间隙宽度需大于最大杂物尺寸但小于后续设备（如水泵）允许通过尺寸，常见范围5-20mm，工业废水可更大。2.活性污泥法中，污泥容积指数（SVI）的单位是（）mL/g，用于表征污泥沉降性能。解析：SVI=污泥体积指数（mL/L）/MLSS（g/L），反映单位干污泥产生的沉淀体积，正常范围100-200mL/g。3.化学沉淀法去除磷酸盐时，投加的药剂（如FeCl₃）需与磷酸盐摩尔比控制在（）以上，以保证沉淀完全。解析：Fe³⁺与PO₄³⁻理论摩尔比为1:1，实际需过量投加（如1.2-1.5倍）以补偿反应条件（pH、离子强度）影响。4.污水处理厂中，二沉池的出水堰通常采用（）型，以均匀分配水流并减少短流现象。解析：平直堰、三角堰、V型堰中，V型堰（90°角）水流分布最均匀，短流率低于0.5%。5.活性污泥法中，微生物对有机物的降解分为（）和（）两个阶段，其中第二阶段主要去除残留的难降解有机物。解析：分为快速降解阶段（好氧代谢）和慢速降解阶段（如高级氧化或共代谢），慢速阶段决定总去除率。6.污水处理过程中，化学除磷的药剂选择需考虑（）和（）两个因素，以平衡效果与成本。解析：药剂需满足除磷效率（如P含量≥10%）和价格比（如每kgP₅溶解度），常用药剂如聚合氯化铝（PAC）和硫酸亚铁（FeSO₄）。7.曝气池中，溶解氧浓度沿池长呈（）趋势，前端较高以支持微生物代谢，末端较低以避免过度曝气。解析：溶解氧浓度从进水端（~4mg/L）逐渐下降至末端（~2mg/L），符合微生物代谢需求。8.污水处理厂中，污泥脱水的主要目的是降低污泥含水率至（）%以下，以便运输处置。解析：通常要求含水率低于80%（浓缩后）或70%（脱水后），机械脱水可达65%以下。9.生物膜法中，填料的比表面积越大，其（）能力越强，但水力阻力也相应增加。解析：填料比表面积影响生物膜负荷和传质效率，高负荷填料（如蜂窝填料）可强化脱氮除磷。10.污水处理过程中，硝化反应的pH适宜范围为（）-8.5，过高或过低会抑制酶活性。解析：硝化菌最适pH为7.5-8.5，酸性环境会降低酶催化效率。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.污水处理厂中，曝气池的污泥浓度越高，其处理效率越低。（×）解析：污泥浓度（MLSS）增加可提高单位体积处理能力，但过高会导致污泥膨胀或传质受阻，需通过回流控制。2.化学沉淀法去除磷酸盐时，投加药剂后需进行充分搅拌，以保证反应完全。（√）解析：搅拌强度和混合时间直接影响沉淀反应速率，通常需持续搅拌30-60分钟。3.活性污泥法中，污泥龄（SRT）越长，系统对难降解有机物的去除效果越好。（√）解析：长SRT可积累更多慢速降解菌，但需避免过度积累导致污泥老化。4.污水处理厂中，二沉池的污泥斗倾角越大，污泥排出越容易。（×）解析：倾角过大（>60°）会导致污泥板结，合理角度为45°-55°。5.生物膜法中，填料的空隙率越高，其水力阻力越小。（√）解析：空隙率（如60%-80%）决定水流阻力，高空隙填料（如阶梯填料）可降低能耗。6.污水处理过程中，硝化反应会消耗碱度，导致曝气池pH下降。（√）解析：反应式2NH₄⁺+3O₂→2NO₃⁻+2H₂O+4H⁺中，每去除1kg氨氮消耗7.14kg碱度。7.污水处理厂中，回流污泥的流量应与剩余污泥排放量精确匹配，以维持系统稳定。（√）解析：回流比（Qr/Qe）通常为1:1-2:1，需根据MLSS动态调整。8.化学除磷的药剂投加量通常根据污水流量计算，与磷浓度无关。（×）解析：药剂投加量需同时考虑流量（Q）和磷浓度（C），即M=Q×C×换算系数。9.活性污泥法中，曝气池的污泥浓度越高，其需氧量越大。（√）解析：需氧量（O₂）与MLSS成正比，可近似表达为O₂=α×MLSS+β×BOD。10.污水处理厂中，二沉池的出水悬浮物浓度通常低于进水浓度。（√）解析：二沉池通过重力沉降去除大部分悬浮物，出水SS通常降低90%以上。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述活性污泥法中，影响微生物活性的主要环境因素及其作用。答：主要因素包括：（1）溶解氧（DO）：好氧菌需氧代谢，低DO抑制活性；（2）温度：最适范围15-30℃，低温降低酶活性；（3）pH：7.5-8.5最适，过高或过低影响酶催化；（4）营养物质：BOD₅:N:P=100:5:1，缺乏则微生物生长受限；（5）有毒物质：重金属、氰化物等会破坏细胞结构。2.比较化学沉淀法与生物法去除污水中的磷酸盐的优缺点。答：化学沉淀法：优点：快速高效，不受微生物活性影响；缺点：药剂成本高，可能产生二次污染（如铁盐污泥），需精确控制投加量。生物法：优点：无二次污染，可同步脱氮除磷；缺点：去除速率慢，受微生物活性制约，需较长的处理时间。3.简述曝气池中，溶解氧沿池长变化的原因及其对微生物代谢的影响。答：溶解氧沿池长逐渐下降，前端因有机物降解消耗大量氧气，末端因微生物代谢减弱而积累氧气。这种梯度可保证：（1）前端好氧菌高效降解BOD₅；（2）末端避免过度曝气导致能量浪费；（3）为兼性菌提供生存环境。4.解释什么是污泥膨胀，并简述其控制方法。答：污泥膨胀是指曝气池污泥在特定条件下（如低DO、高营养）过度增殖，导致出水浑浊、污泥沉降性差。控制方法：（1）调整DO：保持适宜浓度；（2）控制营养比：避免N:P过高；（3）投加混凝剂：如PAC或铝盐；（4）控制回流比：避免污泥积累。5.简述污水处理厂中，二沉池的主要功能及其设计要点。答：主要功能：（1）泥水分离：通过重力沉降实现；（2）污泥浓缩：提高污泥浓度；（3）防止短流：通过出水堰设计保证均匀出水。设计要点：（1）有效容积计算：保证沉淀时间（2-4小时）；（2）污泥斗倾角：45°-55°；（3）出水堰型：V型堰最佳。6.解释什么是污泥龄（SRT），并说明其对系统的影响。答：污泥龄（SludgeRetentionTime）指曝气池中微生物总量与每日排放污泥量的比值，反映微生物在系统中的停留时间。影响：（1）SRT越长，慢速降解菌积累越多，难降解有机物去除率提高；（2）SRT过短会导致微生物流失，处理效果下降；（3）典型值：普通活性污泥法为15-20天，硝化系统需20-30天。7.简述污水预处理的主要目的及其常见工艺。答：主要目的：（1）保护后续处理设备：如格栅拦截杂物，避免水泵损坏；（2）提高处理效率：如调节池均化水质水量，避免冲击负荷。常见工艺：（1）格栅：拦截粗大杂物；（2）沉砂池：去除砂砾；（3）调节池：均质均量；（4）隔油池：去除油脂。8.解释什么是生物膜法，并比较其与活性污泥法的差异。答：生物膜法是指微生物附着在填料表面形成膜状结构，通过表面扩散和吸附降解污染物的处理方式。与活性污泥法差异：（1）微生物形态：附着态vs悬浮态；（2）传质方式：表面扩散vs混合传质；（3）运行方式：固定床/流化床vs完全混合；（4）污泥产量：较低（约30%活性污泥法）。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.某城市污水处理厂进水流量为120m³/h，BOD₅浓度为150mg/L，设计MLSS为2000mg/L，曝气池有效容积为3000m³。试计算：（1）曝气池污泥浓度（MLSS）；（2）每日需去除的BOD₅量（kg/d）；（3）若回流比为1:1，则每日需排放的剩余污泥量（m³/d）。解：（1）MLSS=Q×(S₀-Sₑ)/k×X=120×(150-30)/0.2×2000=900000mg/L=900g/L（2）BOD₅去除量=Q×S₀×(1-e⁻ᵏᵗ)=120×150×(1-e⁻⁰.⁷×1)=16350kg/d（3）剩余污泥量=Q×(X-Xe)/X=120×(2000-1000)/2000=60m³/d2.某污水厂二沉池直径20m，有效水深3m，设计沉淀时间为3小时。试计算：（1）二沉池的理论处理能力（m³/h）；（2）若进水悬浮物浓度为80mg/L，出水SS为20mg/L，则去除率为多少？解：（1）理论能力=π/4×D²×H/t=3.14/4×20²×3/3=94.2m³/h（2）去除率=(S₀-Sₑ)/S₀×100%=(80-20)/80×100%=75%3.某工业废水含磷浓度为20mg/L（以P₂O₅计），拟采用投加FeCl₃化学沉淀法处理。若药剂投加量为30mg/L（以FeCl₃计），试计算：（1）理论所需FeCl₃量（mg/L）；（2）若实际投加量比理论值高20%，则实际投加量是多少？解：（1）化学计量关系：Fe³⁺+PO₄³⁻→FePO₄↓，摩尔比1:1，P₂O₅含量占FeCl₃的20%，理论FeCl₃=20/0.2=100mg/L（2）实际投加量=100×1.2=120mg/L4.某曝气池设计需氧量为4kgO₂/kgBOD₅，若进水BOD₅为120mg/L，MLSS为2000mg/L，试计算：（1）每立方米曝气池每日需供氧量（kg/m³）；（2）若曝气系统效率为70%，则实际需能耗多少（kWh/m³）？解：（1）供氧量=4×120×2000/1000=960kgO₂/m³（2）实际能耗=960/0.7=1371kWh/m³5.某污水处理厂二沉池出现污泥膨胀现象，出水悬浮物浓度升高。试分析可能的原因并提出3条控制措施。答：原因：（1）DO过低（<2mg/L）；（2）营养比失衡（N:P>20:1）；（3）丝状菌过度增殖（如Microthrixparvicella）。控制措施：（1）提高曝气量至3-4mg/L；（2）投加PAC或PAM混凝剂；（3）调整回流比至1:1.5。6.某城市污水处理厂拟扩建，现有处理能力为5万吨/日（按BOD₅计），拟扩建至8万吨/日。若现有曝气池MLSS为2000mg/L，需氧量为4kgO₂/kgBOD₅，试计算：（1）扩建后曝气池总需氧量（kg/d）；（2）若扩建后MLSS维持2000mg/L，则每日需增加多少BOD₅处理量？解：（1）总需氧量=8×10⁴×120×4/1000=384000kg/d（2）增加BOD₅量=384000/4-50000=74kg/d7.某污水厂采用A/O工艺处理含氮污水，试简述其工艺流程、主要功能及控制要点。答：工艺流程：（1）厌氧段：氨氮转化为N₂；（2）缺氧段：硝态氮被反硝化菌还原为N₂；（3）好氧段：氨氮转化为硝态氮。主要功能：同步脱氮除磷。控制要点：（1）缺氧段DO<0.5mg/L；（2）碳氮比（C:N）控制在4:1-6:1；（3）控制SRT>20天。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.B3.D4.A5.C6.A7.A8.D9.C10.B二、填空题1.5-2012.mL/g13.1.2-1.514.V型15.快速降解；慢速降解16.效率；成本17.递减18.7019.传质20.7.5三、判断题1.×22.√23.√24.×25.√26.√27.√28.×29.√30.√四、简答题1.解析：DO影响好氧菌代谢速率，温度影响酶活性（15-30℃最适），pH影响酶催化效率（7.5-8.5），营养物质不足会限制微生物生长，有毒物质会破坏细胞结构。2.解析：化学沉淀法优点是快速高效（如FeCl₃反应30分钟完成），缺点是药剂成本高（如FeCl₃每kgP₅>10元），可能产生二次污染（如铁污泥），需精确控制投加量。生物法优点是无二次污染，可同步脱氮除磷，缺点是去除速率慢（如硝化反应需20小时），受微生物活性制约。3.解析：溶解氧沿池长递减是因为前端有机物降解消耗大量氧气（BOD₅消耗1kgBOD₅需1.47kgO₂），末端微生物代谢减弱（如反硝化耗氧少）。这种梯度保证：①前端好氧菌高效降解BOD₅；②末端避免过度曝气（DO>4mg/L浪费电耗）；③为兼性菌提供生存环境（如缺氧段）。4.解析：污泥膨胀是指丝状菌（如Microthrixparvicella）在特定条件下（如低DO、高营养、低剪切力）过度增殖，导致污泥体积膨胀、出水浑浊、沉降性差。控制方法：①调整DO至3-4mg/L；②控制N:P比<20:1；③投加混凝剂（如PAC或PAM）；④优化曝气方式（如增加剪切力）；⑤控制回流比（1:1-1.5）。5.解析：二沉池主要功能是泥水分离（通过重力沉降）、污泥浓缩（提高污泥浓度）、防止短流（通过出水堰设计）。设计要点：①有效容积计算需保证沉淀时间（2-4小时）；②污泥斗倾角45°-55°（>45°易板结，>60°易堵塞）；③出水堰型V型最佳（短流率<0.5%）。6.解析：污泥龄（SRT）指曝气池中微生物总量与每日排放污泥量的比值（SRT=MLSS/（Q×(X-Xe)/X)），反映微生物在系统中的停留时间。影响：①SRT越长，慢速降解菌（如硝化菌）积累越多，难降解有机物去除率提高；②SRT过短会导致微生物流失，处理效果下降；③典型值：普通活性污泥法15-20天，硝化系统20-30天。7.解析：污水预处理主要目的是保护后续处理设备（如格栅拦截杂物避免水泵损坏）、提高处理效率（如调节池均化水质水量避免冲击负荷）。常见工艺：①格栅（拦截粗大杂物）；②沉砂池（去除砂砾）；③调节池（均质均量）；④隔油池（去除油脂）。8.解析：生物膜法是指微生物附着在填料表面形成膜状结构，通过表面扩散和吸附降解污染物的处理方式。与活性污泥法差异：①微生物形态：附着态vs悬浮态；②传质方式：表面扩散（膜外）vs混合传质（水中）；③运行方式：固定床/流化床vs