2025年環(huán)境工程設(shè)計(jì)課程期末考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某城市污水處理廠進(jìn)水BOD?濃度為200mg/L，SS濃度為250mg/L，設(shè)計(jì)出水需達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。以下哪種工藝組合最合理？（）A.格柵→沉砂池→初沉池→SBR→消毒B.格柵→沉砂池→A2/O→二沉池→過(guò)濾→消毒C.格柵→水解酸化池→氧化溝→二沉池→消毒D.格柵→沉砂池→曝氣生物濾池→消毒答案：B解析：一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)要求BOD?≤10mg/L，SS≤10mg/L，需強(qiáng)化脫氮除磷及深度處理。A2/O工藝可同步脫氮除磷，后續(xù)過(guò)濾可保障SS達(dá)標(biāo)，符合要求。2.某鋼鐵廠燒結(jié)機(jī)煙氣中SO?濃度為1500mg/Nm3，NOx濃度為300mg/Nm3，粉塵濃度為80mg/Nm3。若需執(zhí)行《鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28662-2012）特別排放限值（SO?≤50mg/Nm3，NOx≤100mg/Nm3，粉塵≤10mg/Nm3），最合理的治理工藝是（）A.電除塵→石灰石-石膏法脫硫→低氮燃燒+SCR脫硝B.袋式除塵→SCR脫硝→氨法脫硫C.電袋復(fù)合除塵→臭氧氧化脫硝→海水脫硫D.旋風(fēng)除塵→活性炭法（同步脫硫脫硝）→濕式電除塵答案：A解析：燒結(jié)煙氣治理需先除塵（電除塵效率高），再脫硫（石灰石-石膏法技術(shù)成熟），最后脫硝（低氮燃燒+SCR可滿足NOx限值）?；钚蕴糠m可同步脫硫脫硝，但運(yùn)行成本高，非最優(yōu)選擇。3.關(guān)于危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.基礎(chǔ)層應(yīng)采用雙層襯層系統(tǒng)，底層滲透系數(shù)≤1×10?12cm/sB.填埋場(chǎng)應(yīng)設(shè)置滲濾液收集導(dǎo)排系統(tǒng)，導(dǎo)排層厚度≥30cmC.填埋場(chǎng)封場(chǎng)后需設(shè)置甲烷收集系統(tǒng)，持續(xù)監(jiān)測(cè)20年以上D.危險(xiǎn)廢物與一般工業(yè)固廢可分區(qū)填埋，但需設(shè)置隔離帶答案：D解析：危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)禁止與一般工業(yè)固廢混合填埋，需獨(dú)立分區(qū)且滿足嚴(yán)格防滲要求。4.某工業(yè)園區(qū)廢水含高濃度苯酚（500mg/L）、氨氮（300mg/L）和鹽分（TDS=8000mg/L），可生化性（B/C=0.35）。以下預(yù)處理+生化處理工藝組合最合理的是（）A.芬頓氧化→水解酸化→A/OB.吹脫（pH=11）→萃?。ū阶鬏腿鶸ASB→接觸氧化C.微電解→硝化反硝化→MBRD.電滲析脫鹽→汽提（除苯酚）→SBR答案：B解析：苯酚可通過(guò)萃取（苯與苯酚親和力強(qiáng)）高效去除，氨氮在高pH下吹脫效率高；UASB可處理高濃度有機(jī)廢水，接觸氧化進(jìn)一步降解剩余污染物。芬頓氧化成本高，電滲析脫鹽不適用于高TDS（8000mg/L屬中等，吹脫+萃取更經(jīng)濟(jì)）。5.下列關(guān)于環(huán)境工程設(shè)計(jì)中“三同時(shí)”制度的描述，正確的是（）A.環(huán)保設(shè)施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)驗(yàn)收B.環(huán)保投資需占總投資的5%~10%，由建設(shè)單位自行管理C.驗(yàn)收需由生態(tài)環(huán)境部門(mén)組織，重點(diǎn)核查設(shè)施運(yùn)行效果D.若主體工程提前投產(chǎn)，環(huán)保設(shè)施可延遲3個(gè)月投入使用答案：A解析：“三同時(shí)”指同時(shí)設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)使用（非驗(yàn)收）；環(huán)保投資比例無(wú)固定要求；驗(yàn)收由建設(shè)單位自主組織；主體工程投產(chǎn)前環(huán)保設(shè)施必須同步投用。二、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述MBR（膜生物反應(yīng)器）工藝在污水處理中的核心優(yōu)勢(shì)及設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。答案：核心優(yōu)勢(shì)：①膜分離替代二沉池，污泥濃度高（8000~12000mg/L），占地面積小；②出水水質(zhì)好（SS接近0，可直接回用）；③污泥齡長(zhǎng)，利于硝化菌增殖，脫氮效果穩(wěn)定；④剩余污泥量少（泥齡長(zhǎng)，微生物內(nèi)源呼吸充分）。設(shè)計(jì)重點(diǎn)：①膜組件選擇（中空纖維膜或平板膜，需考慮抗污染性）；②膜通量設(shè)計(jì)（一般10~25L/(m2·h)，需根據(jù)水質(zhì)調(diào)整）；③曝氣強(qiáng)度（需滿足微生物需氧及膜表面沖刷防污染，通常氣水比20:1~40:1）；④污泥濃度控制（過(guò)高會(huì)導(dǎo)致膜污染加劇，需結(jié)合膜材質(zhì)確定上限）；⑤反沖洗/化學(xué)清洗周期（需根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)設(shè)定，避免膜不可逆污染）。2.比較垃圾焚燒發(fā)電與衛(wèi)生填埋的環(huán)境效益（從溫室氣體排放、土地資源占用、能源回收角度分析）。答案：①溫室氣體排放：垃圾焚燒時(shí)，有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為CO?（屬短周期碳循環(huán)，不計(jì)入溫室效應(yīng)），但若焚燒不完全會(huì)產(chǎn)生CH?（溫室效應(yīng)是CO?的28倍）；衛(wèi)生填埋中，有機(jī)垃圾厭氧分解產(chǎn)生大量CH?（占填埋氣50%~60%），若未收集處理，溫室效應(yīng)顯著。②土地資源占用：焚燒廠處理規(guī)模大（單爐日處理500~1000噸），占地小（約5~10公頃）；衛(wèi)生填埋需大面積場(chǎng)地（日處理1000噸需占地約20公頃/年），且填埋場(chǎng)封場(chǎng)后需長(zhǎng)期維護(hù)（30年以上），土地復(fù)墾難度大。③能源回收：焚燒可發(fā)電（噸垃圾發(fā)電200~300kWh），替代化石能源；填埋氣收集發(fā)電效率低（噸垃圾發(fā)電約50~80kWh），且收集率通常不足70%。綜上，焚燒發(fā)電在溫室氣體控制（若配套高效凈化）、土地節(jié)約、能源回收方面更具優(yōu)勢(shì)，但需嚴(yán)格控制二噁英等污染物排放。3.某企業(yè)擬建設(shè)一座處理量為5000m3/d的電鍍廢水處理站（含Cr?+、Ni2+、Cu2+、CN?），簡(jiǎn)述分質(zhì)處理的必要性及典型工藝路線。答案：分質(zhì)處理必要性：①不同污染物處理方法差異大（如Cr?+需還原，CN?需氧化，重金屬需沉淀），混合處理會(huì)增加藥劑消耗；②含氰廢水與含鉻廢水混合可能生成劇毒絡(luò)合物（如[Cr(CN)?]3?），增加處理難度；③分質(zhì)處理可提高各系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，降低事故風(fēng)險(xiǎn)。典型工藝路線：-含氰廢水：調(diào)節(jié)pH→次氯酸鈉氧化（一級(jí)破氰：pH=10~11，ORP=300~350mV；二級(jí)破氰：pH=7~8，ORP=650~700mV）→進(jìn)入綜合廢水池。-含鉻廢水：調(diào)節(jié)pH=2~3→投加NaHSO?還原Cr?+→pH=7~8→投加NaOH沉淀Cr3+→壓濾→濾液進(jìn)入綜合池。-含鎳、銅廢水：調(diào)節(jié)pH=9~10→投加硫化鈉（或重金屬捕集劑）→沉淀→壓濾→濾液進(jìn)入綜合池。-綜合廢水：pH調(diào)節(jié)→混凝（PAC/PAM）→沉淀→砂濾→活性炭吸附→回用或排放（需滿足《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB21900-2008）。4.簡(jiǎn)述大氣污染控制中“超低排放”對(duì)燃煤電廠的技術(shù)要求（以SO?、NOx、粉塵為例）。答案：根據(jù)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）》，超低排放要求：-SO?：≤35mg/Nm3（基準(zhǔn)氧含量6%），需采用高效脫硫（如石灰石-石膏法，液氣比≥15L/m3，脫硫效率＞98%），或協(xié)同脫硫（如濕法電除塵）。-NOx：≤50mg/Nm3，需采用“低氮燃燒（改造燃燒器，降低初始NOx至200mg/Nm3以下）+SCR脫硝（催化劑層數(shù)2+1，氨逃逸≤2.5ppm）”，脫硝效率＞85%。-粉塵：≤10mg/Nm3（重點(diǎn)地區(qū)≤5mg/Nm3），需采用“電除塵（高頻電源，比集塵面積≥130m2/(m3·s)）+濕式電除塵（電場(chǎng)風(fēng)速≤2m/s，效率＞70%）”或電袋復(fù)合除塵（濾袋材質(zhì)PPS+PTFE，過(guò)濾風(fēng)速≤0.9m/min）。5.簡(jiǎn)述環(huán)境工程設(shè)計(jì)中“生態(tài)補(bǔ)償”的內(nèi)涵及在工業(yè)園區(qū)規(guī)劃中的應(yīng)用場(chǎng)景。答案：內(nèi)涵：因開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能損失，通過(guò)人工措施恢復(fù)或替代受損功能，實(shí)現(xiàn)“占補(bǔ)平衡”。核心是量化生態(tài)損失（如植被破壞面積、生物多樣性降低程度），并通過(guò)異地修復(fù)（如建設(shè)人工濕地、補(bǔ)償林）或功能替代（如碳匯交易）進(jìn)行補(bǔ)償。工業(yè)園區(qū)應(yīng)用場(chǎng)景：①園區(qū)建設(shè)占用農(nóng)田/濕地，需異地開(kāi)墾耕地或建設(shè)人工濕地（補(bǔ)償水文調(diào)節(jié)功能）；②園區(qū)排放導(dǎo)致周邊河流生態(tài)退化，需建設(shè)生態(tài)緩沖帶（種植耐污植物，恢復(fù)生物棲息環(huán)境）；③園區(qū)開(kāi)發(fā)破壞區(qū)域碳匯能力（如砍伐森林），需通過(guò)購(gòu)買(mǎi)碳匯指標(biāo)或建設(shè)光伏/風(fēng)電項(xiàng)目（替代化石能源，減少碳排放）。三、計(jì)算題（每題15分，共30分）1.某城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為2×10?m3/d，進(jìn)水BOD?=220mg/L，SS=250mg/L，總氮（TN）=40mg/L，總磷（TP）=5mg/L；出水需達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（BOD?≤10mg/L，TN≤15mg/L，TP≤0.5mg/L）。采用A2/O工藝，設(shè)計(jì)污泥濃度（MLSS）=4000mg/L，污泥齡（θc）=15d，污泥產(chǎn)率系數(shù)（Y）=0.6kgVSS/kgBOD?，衰減系數(shù)（Kd）=0.05d?1，混合液回流比（R內(nèi)）=200%，污泥回流比（R外）=50%。（1）計(jì)算曝氣池有效容積（按BOD?污泥負(fù)荷計(jì)算，Ns=0.15kgBOD?/(kgMLSS·d)）；（2）計(jì)算剩余污泥量（以干污泥量計(jì)，VSS/SS=0.75）；（3）分析該工藝能否滿足TN和TP的去除要求，若不能需提出改進(jìn)措施。答案：（1）曝氣池容積計(jì)算：BOD?去除量=進(jìn)水BOD?-出水BOD?=220-10=210mg/L=0.21kg/m3污泥負(fù)荷Ns=Q×ΔS/(V×X)→V=Q×ΔS/(Ns×X)Q=2×10?m3/d，ΔS=0.21kg/m3，Ns=0.15kg/(kg·d)，X=4000mg/L=4kg/m3V=(2×10?×0.21)/(0.15×4)=(4200)/(0.6)=7000m3（2）剩余污泥量計(jì)算：凈污泥產(chǎn)率系數(shù)Yobs=Y/(1+Kd×θc)=0.6/(1+0.05×15)=0.6/1.75≈0.343kgVSS/kgBOD?BOD?處理量=Q×(S0-Se)=2×10?×(220-10)×10?3=2×10?×0.21=4200kg/d剩余污泥量（VSS）=Yobs×4200=0.343×4200≈1440.6kg/d干污泥量（SS）=VSS/0.75≈1440.6/0.75≈1920.8kg/d（3）TN和TP去除分析：A2/O工藝?yán)碚揟N去除率=[R內(nèi)/(1+R內(nèi))]×(1-1/θc×(Y×(S0-Se)/Q+Kd))，代入數(shù)據(jù)：R內(nèi)=200%=2，θc=15d，Y=0.6，(S0-Se)/Q=0.21kg/m3硝化菌泥齡需≥1/μ=1/(0.47×(T-15))（T=20℃時(shí)，μ=0.47×5=2.35d?1，θc≥0.425d，滿足）；反硝化碳源：BOD?/TN=220/40=5.5＞4（需≥4），碳源充足，TN理論去除率≈(2/3)×(1-1/(15×(0.6×0.21×2×10?/2×10?+0.05)))=(2/3)×(1-1/(15×(0.126+0.05)))=(2/3)×(1-1/2.64)≈(2/3)×0.621≈41.4%，進(jìn)水TN=40mg/L，出水TN=40×(1-0.414)=23.4mg/L＞15mg/L，不達(dá)標(biāo)。TP去除：A2/O工藝通過(guò)排泥除磷，理論除磷量=(TP進(jìn)-TP出)×Q=(5-0.5)×2×10?×10?3=90kg/d；剩余污泥含磷量=SS×含磷率（一般1.5%~3%），取2%，則除磷量=1920.8×0.02≈38.4kg/d＜90kg/d，TP不達(dá)標(biāo)。改進(jìn)措施：①增加內(nèi)回流比至300%~400%，提高反硝化效率；②投加碳源（如乙酸鈉）補(bǔ)充反硝化碳源；③化學(xué)除磷（在二沉池前投加PAC，投加量按P:Al=1:1.5~2計(jì)算）。四、案例分析題（共30分）背景：某化工園區(qū)（主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)為農(nóng)藥、醫(yī)藥中間體）產(chǎn)生綜合廢水，水質(zhì)如下：COD=8000mg/L，BOD?=1200mg/L（B/C=0.15），氨氮=300mg/L，總磷=20mg/L，鹽分（TDS）=12000mg/L，pH=3~4，含揮發(fā)酚（50mg/L）、苯系物（30mg/L）、重金屬（Pb2+=5mg/L，Cd2+=0.5mg/L）。園區(qū)規(guī)劃建設(shè)一座5000m3/d的廢水處理廠，出水需滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（COD≤100mg/L，氨氮≤15mg/L，揮發(fā)酚≤0.5mg/L，Pb2+≤1.0mg/L，Cd2+≤0.1mg/L）。任務(wù)：（1）繪制工藝流程圖（需標(biāo)注各單元名稱及核心功能）；（2）說(shuō)明各主要處理單元的設(shè)計(jì)參數(shù)及選擇依據(jù)；（3）分析運(yùn)行中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施。答案（1）工藝流程圖：調(diào)節(jié)池（均質(zhì)均量）→中和池（pH=6~9）→吹脫塔（除氨氮）→萃取塔（除揮發(fā)酚、苯系物）→微電解池（提高可生化性）→Fenton氧化（降解難降解有機(jī)物）→中和沉淀（除重金屬）→UASB（厭氧處理）→A/O（硝化反硝化）→MBR（泥水分離）→活性炭吸附（深度處理）→排放。（2）主要單元設(shè)計(jì)參數(shù)及依據(jù)：①調(diào)節(jié)池：停留時(shí)間HRT=12~24h（取18h），有效容積=5000×18/24=3750m3，設(shè)攪拌裝置（防止懸浮物沉淀），因廢水水質(zhì)波動(dòng)大（pH、COD變化劇烈），需均質(zhì)均量。②中和池：投加Ca(OH)?（成本低），pH調(diào)節(jié)至8~9（利于后續(xù)吹脫及沉淀），HRT=1h，設(shè)pH在線監(jiān)測(cè)與自動(dòng)加藥系統(tǒng)。③吹脫塔：填料采用聚丙烯鮑爾環(huán)（比表面積大），氣水比=2000:1（氨氮濃度高，需強(qiáng)化吹脫），pH=11（吹脫效率最高），塔內(nèi)溫度≥30℃（加熱蒸汽維持），去除率≥80%（氨氮從300mg/L降至60mg/L）。④萃取塔：萃取劑選用二異丙醚（對(duì)酚類、苯系物萃取效率＞95%），萃取比（油:水）=1:5，多級(jí)逆流萃?。?級(jí)），揮發(fā)酚從50mg/L降至2mg/L，苯系物從30mg/L降至1mg/L。⑤微電解池：鐵碳填料（鐵:碳=3:1），HRT=2h，pH=3~4（反應(yīng)最佳），通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)破壞有機(jī)物結(jié)構(gòu)，B/C從0.15提升至0.3（可生化性改善）。⑥Fenton氧化：H?O?投加量=COD×0.5（8000×0.5=4000mg/L），F(xiàn)e2+投加量=H?O?×0.1（400mg/L），HRT=3h，pH=3（催化反應(yīng)），COD去除率40%（從8000×(1-0.4)=4800mg/L）。⑦中和沉淀：投加NaOH調(diào)pH=9~10，投加Na?S（與Pb2+、Cd2+生成硫化物沉淀，溶度積更小），HRT=2h，沉淀池表面負(fù)荷=1.0m3/(m2·h)，重金屬去除率＞99%（Pb2+≤0.05mg/L，Cd2+≤0.005mg/L）。⑧UASB：容積負(fù)荷=8kgCOD/(m3·d)，有效容積=5000×4800×10?3/8=3000m3，HRT=3000×24/5000=14.4h，設(shè)三相分離器（分離沼氣、污泥、水），COD去除率80%（4800×0.2=960mg/L）。⑨A/O池：好氧段MLS