2025年注冊環(huán)保工程師考試環(huán)境工程案例分析試題及答案某沿?；@區(qū)綜合廢水處理廠設(shè)計規(guī)模為5萬m3/d，原采用“調(diào)節(jié)池+水解酸化+A2/O+二沉池”工藝，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)（COD≤50mg/L，氨氮≤5mg/L，總氮≤15mg/L）。2024年園區(qū)引入3家新材料企業(yè)，其生產(chǎn)廢水含高濃度難降解有機(jī)物（如吡啶類、酚類）、絡(luò)合態(tài)重金屬（Ni2+、Cu2+）及高鹽（TDS≈8000mg/L），導(dǎo)致處理廠進(jìn)水水質(zhì)波動加劇。2025年地方生態(tài)環(huán)境局要求該處理廠出水提標(biāo)至《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）準(zhǔn)Ⅳ類（COD≤30mg/L，氨氮≤1.5mg/L，總氮≤10mg/L），同時需確保重金屬（Ni≤0.1mg/L，Cu≤0.5mg/L）穩(wěn)定達(dá)標(biāo)?，F(xiàn)需針對升級改造工程開展案例分析。試題1：工藝比選與優(yōu)化原二沉池出水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)（均值）如下：COD=65mg/L，BOD?=12mg/L，氨氮=3.2mg/L，總氮=18mg/L，SS=25mg/L，Ni=0.2mg/L，Cu=0.6mg/L，TDS=7800mg/L。需設(shè)計深度處理工藝單元組合，實現(xiàn)準(zhǔn)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。可選工藝包括：混凝沉淀、臭氧催化氧化、MBBR（移動床生物膜反應(yīng)器）、反硝化濾池、離子交換、電滲析。（1）請從上述工藝中選擇3-4個單元進(jìn)行組合，說明各單元的功能及選擇依據(jù)；（2）分析高鹽（TDS≈8000mg/L）對所選生物處理單元的潛在影響及應(yīng)對措施。試題2：參數(shù)計算與校核擬在A2/O池后增設(shè)反硝化濾池處理總氮，設(shè)計進(jìn)水總氮18mg/L，出水要求≤10mg/L，濾池設(shè)計負(fù)荷為0.8kgN/(m3·d)。已知原水中可生物降解COD（易降解部分）為15mg/L，反硝化碳氮比（C/N）按4:1計（以COD計）。（1）計算反硝化濾池的有效容積；（2）核算是否需要外加碳源，若需要，計算每日需投加的甲醇量（甲醇COD當(dāng)量為1.5gCOD/g甲醇）。試題3：運行問題診斷與解決升級改造后運行1個月，出現(xiàn)以下問題：①反硝化濾池出水總氮偶爾升至12-14mg/L（設(shè)計值≤10mg/L）；②混凝沉淀池出水SS波動在15-25mg/L（設(shè)計目標(biāo)≤10mg/L）；③離子交換柱對Ni2+的吸附容量下降30%（設(shè)計周期為15d，現(xiàn)僅10d需再生）。請分析各問題的可能原因，并提出針對性解決措施。試題4：應(yīng)急方案設(shè)計某日受臺風(fēng)影響，園區(qū)內(nèi)2家企業(yè)事故排放，導(dǎo)致處理廠進(jìn)水COD驟升至1200mg/L（原設(shè)計進(jìn)水≤600mg/L），氨氮80mg/L（原設(shè)計≤30mg/L），總氮120mg/L（原設(shè)計≤50mg/L），同時監(jiān)測到Ni=0.8mg/L，Cu=1.2mg/L。請制定應(yīng)急處理方案，確保出水不超標(biāo)。試題1答案（1）推薦工藝組合：混凝沉淀→臭氧催化氧化→反硝化濾池→離子交換。①混凝沉淀：功能為去除SS、部分膠體態(tài)有機(jī)物及絡(luò)合態(tài)重金屬（通過投加PAC或PFS破壞絡(luò)合物，與重金屬形成沉淀）。選擇依據(jù)：原二沉池出水SS=25mg/L，需降至≤10mg/L（準(zhǔn)Ⅳ類無SS指標(biāo)，但后續(xù)工藝需控制懸浮物防止堵塞）；絡(luò)合態(tài)重金屬難以直接生化去除，混凝可通過電荷中和、吸附架橋?qū)崿F(xiàn)固液分離。②臭氧催化氧化：功能為降解難降解有機(jī)物（如吡啶、酚類），提高B/C比（原BOD?/COD=0.18，難生化）。選擇依據(jù)：臭氧在催化劑（如MnO?）作用下產(chǎn)生羥基自由基（·OH），可將大分子有機(jī)物斷鏈為小分子，BOD?/COD可提升至0.3以上，為后續(xù)反硝化提供碳源。③反硝化濾池：功能為去除總氮（將NO??-N還原為N?）。選擇依據(jù)：原總氮18mg/L需降至≤10mg/L，反硝化濾池負(fù)荷高（0.8kgN/(m3·d)）、占地小，且可利用臭氧氧化產(chǎn)生的易降解有機(jī)物作為碳源。④離子交換：功能為深度去除Ni2+、Cu2+（通過樹脂上的活性基團(tuán)交換吸附）。選擇依據(jù)：混凝沉淀后Ni=0.15mg/L、Cu=0.45mg/L（仍略高于標(biāo)準(zhǔn)），離子交換可實現(xiàn)痕量重金屬的精準(zhǔn)去除（出水Ni≤0.1mg/L，Cu≤0.5mg/L）。（2）高鹽（TDS≈8000mg/L）對反硝化濾池的影響：①滲透壓升高抑制反硝化菌活性（當(dāng)TDS>5000mg/L時，微生物細(xì)胞脫水，酶活性下降）；②鹽離子（如Cl?）可能對生物膜產(chǎn)生毒性（Cl?>2000mg/L時，反硝化速率降低20%-30%）。應(yīng)對措施：①接種耐鹽反硝化菌（從類似高鹽廢水處理系統(tǒng)中篩選，如海洋微生物或馴化后的菌株）；②控制濾池水力負(fù)荷（降低至0.6-0.7kgN/(m3·d)，延長停留時間）；③投加保護(hù)劑（如甘油、甜菜堿，濃度50-100mg/L，緩解滲透壓沖擊）；④定期監(jiān)測生物膜活性（通過ATP檢測或脫氫酶活性分析，及時調(diào)整運行參數(shù)）。試題2答案（1）反硝化濾池有效容積計算：總氮去除量=進(jìn)水總氮-出水總氮=18-10=8mg/L=8g/m3。每日處理水量=50000m3/d，總氮去除負(fù)荷=50000m3/d×8g/m3=400000g/d=400kg/d。濾池設(shè)計負(fù)荷=0.8kgN/(m3·d)，則有效容積V=總氮去除負(fù)荷/設(shè)計負(fù)荷=400kg/d÷0.8kg/(m3·d)=500m3。（2）碳源需求核算：反硝化所需COD=去除的總氮量×C/N=8mg/L×4=32mg/L（以COD計）。原水中可利用的易降解COD=15mg/L（來自臭氧氧化后的小分子有機(jī)物），不足部分需外加碳源：32-15=17mg/L。每日需外加COD量=50000m3/d×17g/m3=850000g/d=850kg/d。甲醇COD當(dāng)量為1.5gCOD/g甲醇，故甲醇投加量=850kg/d÷1.5gCOD/g甲醇≈566.67kg/d（約567kg/d）。試題3答案問題①反硝化濾池出水總氮偶爾超標(biāo)：可能原因：a.進(jìn)水碳源波動（臭氧氧化效果不穩(wěn)定，導(dǎo)致易降解COD不足）；b.濾池局部布水不均（生物膜未充分接觸污水，形成短流）；c.溶解氧（DO）過高（反硝化菌為兼性厭氧菌，DO>0.5mg/L時優(yōu)先進(jìn)行好氧呼吸）；d.水溫驟降（反硝化菌最適溫度25-30℃，低于15℃時速率下降50%）。解決措施：a.增加在線COD監(jiān)測（與臭氧投加量聯(lián)動，穩(wěn)定出水B/C比）；b.檢查濾池配水系統(tǒng)（修復(fù)堵塞的布水孔，增設(shè)反沖洗強(qiáng)度監(jiān)控）；c.控制濾池進(jìn)水DO≤0.3mg/L（在濾池前增設(shè)脫氣裝置或投加亞硫酸鈉除氧）；d.冬季投加蒸汽加熱（維持水溫≥20℃）。問題②混凝沉淀池出水SS波動：可能原因：a.進(jìn)水SS沖擊（上游企業(yè)排放含大量懸浮物的廢水）；b.混凝劑投加量不足（PAC投加量與原水SS、pH不匹配）；c.反應(yīng)時間不足（混合段G值過低，絮體未充分形成）；d.沉淀池刮泥機(jī)故障（污泥沉積后上?。＝鉀Q措施：a.加強(qiáng)上游企業(yè)排水監(jiān)管（設(shè)置在線SS監(jiān)控，超標(biāo)廢水導(dǎo)入事故池）；b.優(yōu)化混凝劑投加（根據(jù)原水pH調(diào)整PAC與PAM投加比例，pH=6-7時PAC效果最佳）；c.延長混合反應(yīng)時間（將混合段停留時間從30s延長至1min，G值維持100-200s?1）；d.定期檢修刮泥機(jī)（每日巡檢，確保排泥頻率≥4次/d）。問題③離子交換柱吸附容量下降：可能原因：a.原水中懸浮物堵塞樹脂孔隙（SS進(jìn)入離子交換柱，覆蓋樹脂活性位點）；b.高鹽度導(dǎo)致樹脂中毒（大量Na?、Cl?與Ni2+、Cu2+競爭吸附）；c.樹脂老化（長期運行后交聯(lián)度下降，交換基團(tuán)脫落）；d.再生不徹底（再生液濃度或流量不足，殘留重金屬未洗脫）。解決措施：a.加強(qiáng)預(yù)處理（在離子交換柱前增設(shè)保安過濾器，過濾精度≤10μm）；b.優(yōu)化樹脂選型（選用大孔型螯合樹脂，對二價金屬離子選擇性高于單價離子）；c.定期更換樹脂（每2-3年檢測樹脂交換容量，低于設(shè)計值70%時更換）；d.改進(jìn)再生工藝（采用2-3%HCl+1%EDTA混合液再生，提高洗脫效率）。試題4答案應(yīng)急處理方案需分階段實施，重點控制進(jìn)水沖擊、保障工藝穩(wěn)定性及污染物削減：第一階段（0-2h）：截流與緩沖①立即關(guān)閉園區(qū)總進(jìn)水閥，將事故廢水導(dǎo)入園區(qū)6萬m3事故池（剩余容量4萬m3），控制進(jìn)入處理廠的水量≤2萬m3/h（原設(shè)計流量2083m3/h）；②聯(lián)系事故企業(yè)停止排水，啟動企業(yè)內(nèi)部應(yīng)急池（每家企業(yè)應(yīng)急池容量≥24h廢水量），減少外排總量。第二階段（2-12h）：工藝強(qiáng)化與調(diào)控①調(diào)節(jié)池：投加NaOH調(diào)節(jié)pH至7-8（事故廢水pH可能偏低，防止后續(xù)生化系統(tǒng)酸化），投加PAC200mg/L+PAM2mg/L，快速去除部分懸浮物及重金屬（降低后續(xù)負(fù)荷）；②水解酸化池：提高污泥濃度（MLSS從4g/L提升至6g/L，增強(qiáng)抗沖擊能力），延長停留時間（從8h延長至12h，促進(jìn)大分子有機(jī)物水解）；③A2/O池：-厭氧段：關(guān)閉內(nèi)回流（防止高濃度硝酸鹽抑制釋磷），投加葡萄糖（50mg/L）補(bǔ)充碳源，保障聚磷菌釋磷；-缺氧段：增加外碳源投加量（甲醇從567kg/d增至1500kg/d），維持C/N≥5:1，強(qiáng)化反硝化；-好氧段：提高DO至3-4mg/L（原2-3mg/L），增加曝氣強(qiáng)度（風(fēng)機(jī)頻率從50Hz升至60Hz），促進(jìn)氨氮硝化（控制出水氨氮≤1.5mg/L）；④深度處理單元：-混凝沉淀池：PAC投加量增至300mg/L，PAM增至3mg/L，確保SS≤10mg/L；-臭氧催化氧化：臭氧投加量從15mg/L增至30mg/L（降解高濃度難降解有機(jī)物）；-反硝化濾池：暫停反沖洗（維持生物膜完整性），碳源投加量增至2000kg/d；-離子交換柱：切換至備用柱（原用柱再生后作為備用），縮短運行周期（從15d調(diào)整