2025年環(huán)?；ぴ囶}及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪項不屬于綠色化學“12條原則”的核心要求？（）A.預防廢棄物產生B.提高能源效率C.使用高毒性溶劑D.設計可降解的化學品2.某化工反應的原子利用率為85%，若目標產物質量為170g，副產物質量為30g，則反應物總質量為（）。A.170gB.200gC.235gD.250g3.工業(yè)廢水中COD（化學需氧量）的一級排放標準（GB8978-2023）限值為（）。A.50mg/LB.100mg/LC.200mg/LD.500mg/L4.以下哪種技術不屬于VOCs（揮發(fā)性有機物）末端治理的高效方法？（）A.蓄熱式焚燒（RTO）B.生物過濾C.活性炭吸附-脫附D.重力沉降5.超臨界CO?萃取技術的環(huán)保優(yōu)勢不包括（）。A.避免有機溶劑殘留B.萃取條件溫和（臨界點：31.1℃，7.38MPa）C.CO?可循環(huán)利用D.適用于高溫敏感物質6.某化工廠采用“鐵碳微電解+芬頓氧化”工藝處理含酚廢水，其中芬頓氧化的主要作用是（）。A.吸附酚類物質B.利用·OH自由基氧化降解有機物C.調節(jié)廢水pHD.沉淀重金屬離子7.關于化工固廢的“減量化”，下列說法錯誤的是（）。A.優(yōu)化生產工藝減少廢料生成B.將固廢直接填埋以降低體積C.提高原料轉化率減少殘渣D.采用循環(huán)經濟模式回收有用組分8.2025年某地區(qū)推行“碳中和”目標，要求化工企業(yè)需配套碳捕集（CCUS）設施。下列哪類排放源最適合直接捕集CO?？（）A.鍋爐煙氣（CO?濃度12%）B.無組織排放的VOCs（CO?濃度0.1%）C.廢水處理池揮發(fā)的沼氣（CO?濃度40%）D.產品包裝車間的空氣（CO?濃度0.04%）9.生物法處理含氮廢水時，若出水總氮（TN）超標，最可能的原因是（）。A.溶解氧（DO）過高導致硝化反應受阻B.反硝化階段碳源不足C.污泥濃度（MLSS）過低影響吸附D.廢水pH值為中性（6.5-7.5）10.下列哪種催化劑符合“環(huán)境友好型催化劑”的要求？（）A.濃硫酸（強腐蝕性）B.納米TiO?（光催化，無二次污染）C.氯化鋁（易水解產生酸性廢水）D.汞催化劑（高毒性）二、填空題（每空2分，共20分）1.清潔生產的核心是“____、____、____”，通過源頭削減污染提高資源利用率。2.工業(yè)廢水處理中，“三級處理”的主要目標是去除____、____等難降解污染物或微量有害成分。3.常見的膜分離技術包括____、____和納濾（NF），其分離原理基于膜的選擇性滲透。4.化工園區(qū)的“生態(tài)化改造”需構建____網絡，實現企業(yè)間廢棄物和能源的梯級利用。5.2025年新修訂的《大氣污染物綜合排放標準》中，非甲烷總烴（NMHC）的排放限值為____mg/m3（車間或生產設施排氣筒）。6.生物柴油生產中，采用____催化劑（如脂肪酶）可避免傳統(tǒng)強堿催化劑（如NaOH）帶來的廢水污染問題。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述“原子經濟性”與“產率”的區(qū)別，并舉例說明提高原子經濟性的工業(yè)實踐。2.比較物理法（如吸附）與生物法（如活性污泥法）處理有機廢水的優(yōu)缺點。3.說明RTO（蓄熱式焚燒爐）處理VOCs的工作原理，及其在環(huán)?；ぶ械倪m用性。4.化工企業(yè)實施“碳足跡核算”時，需涵蓋哪些排放源？2025年政策對碳足跡披露有何新要求？5.某農藥廠生產過程中產生含砷廢水（As3+濃度50mg/L），請設計一套“預處理+深度處理”工藝，并說明各步驟的作用（需列出關鍵技術和參數）。四、計算題（每題10分，共20分）1.某化工廠年產聚碳酸酯（PC）10萬噸，生產1噸PC需消耗雙酚A（C??H??O?）0.85噸、光氣（COCl?）0.6噸。已知雙酚A轉化率為98%，光氣轉化率為95%，副產物為HCl（假設無其他排放）。（1）計算該工藝的原子利用率（保留兩位小數）；（2）若改用非光氣法（如碳酸二甲酯與雙酚A酯交換），原子利用率可提升至92%，則年減少副產物HCl多少噸？（光氣摩爾質量：98.92g/mol；HCl摩爾質量：36.46g/mol）2.某化工園區(qū)污水處理廠進水水質：COD=1500mg/L，BOD?=800mg/L，SS=300mg/L，NH?-N=50mg/L。采用“水解酸化+A2/O+MBR”工藝處理，各單元去除效率如下：水解酸化（COD去除20%，BOD?不變）、A2/O（COD去除80%，BOD?去除90%，NH?-N去除85%）、MBR（COD去除15%，SS去除99%）。（1）計算最終出水的COD、BOD?、SS和NH?-N濃度；（2）判斷出水是否滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2023）一級A標準（COD≤50mg/L，BOD?≤10mg/L，SS≤10mg/L，NH?-N≤5mg/L）。五、綜合分析題（20分）某石化企業(yè)擬新建一套年產30萬噸的環(huán)氧丙烷（PO）生產裝置，現有兩種工藝路線可選：路線一（氯醇法）：丙烯與次氯酸反應生成氯丙醇，再與Ca(OH)?皂化生成PO，副產CaCl?廢水（含Cl?20000mg/L，COD800mg/L）和含氯廢氣（Cl?濃度50mg/m3）。路線二（HPPO法，過氧化氫直接氧化法）：丙烯與H?O?在鈦硅分子篩（TS-1）催化下直接生成PO，副產水（COD50mg/L，Cl?未檢出），無含氯廢氣排放，但H?O?制備需消耗電能（每kgH?O?耗電2.5kWh）。請從環(huán)保、經濟、技術可行性角度對兩種工藝進行對比分析，并提出推薦方案（需結合2025年環(huán)保政策和行業(yè)趨勢）。2025年環(huán)?；ぴ囶}答案一、單項選擇題1.C（綠色化學禁止使用高毒性溶劑）2.B（原子利用率=目標產物質量/反應物總質量×100%，設總質量為x，則170/x=85%，x=200g）3.A（GB8978-2023一級標準COD≤50mg/L）4.D（重力沉降適用于顆粒物，非VOCs）5.B（超臨界CO?臨界點為31.1℃、7.38MPa，條件溫和是優(yōu)勢）6.B（芬頓反應生成·OH自由基強氧化有機物）7.B（直接填埋不屬于減量化，屬于末端處理）8.A（鍋爐煙氣CO?濃度較高，捕集成本低）9.B（反硝化需碳源還原硝酸鹽為N?，碳源不足則TN超標）10.B（納米TiO?光催化無二次污染，符合環(huán)境友好）二、填空題1.減量化、再利用、資源化（或“節(jié)能、降耗、減污”）2.氮、磷（或“重金屬、微量有機物”）3.反滲透（RO）、超濾（UF）4.物質-能量循環(huán)（或“產業(yè)共生”）5.60（2025年新標準非甲烷總烴限值）6.酶（或“生物”）三、簡答題1.區(qū)別：原子經濟性（AE）衡量反應物原子轉化為目標產物的比例（AE=目標產物摩爾質量/所有反應物摩爾質量之和×100%），關注原子利用率；產率（Y）是實際產物與理論產物的比例（Y=實際產量/理論產量×100%），關注反應完成度。工業(yè)實踐：如乙苯脫氫制苯乙烯，傳統(tǒng)工藝使用氧化鐵催化劑，副產CO?；新型工藝采用高效分子篩催化劑，提高乙苯轉化率至99%，副產物減少，原子利用率從75%提升至88%。2.物理法（吸附）：-優(yōu)點：操作簡單，適用于低濃度廢水，可回收有用物質（如活性炭吸附有機溶劑后脫附再生）；-缺點：吸附劑需定期再生或更換（如活性炭飽和后需高溫脫附或焚燒），對高濃度廢水處理成本高。生物法（活性污泥法）：-優(yōu)點：處理成本低（利用微生物降解有機物），可處理高濃度廢水（BOD?≤2000mg/L），無二次污染；-缺點：對有毒物質敏感（如重金屬抑制微生物活性），受溫度、pH影響大（最佳溫度20-35℃，pH6.5-8.5）。3.RTO工作原理：VOCs廢氣進入蓄熱室預熱至760℃以上，在燃燒室氧化分解為CO?和H?O，釋放的熱量通過蓄熱陶瓷傳遞給新進廢氣，熱效率≥95%。適用性：適用于中高濃度（1000-10000mg/m3）、成分復雜的VOCs（如苯系物、酮類），尤其適合化工、涂裝等行業(yè)；但對含硫、鹵素的廢氣需配套脫硫、脫鹵裝置（避免生成SO?、HCl腐蝕設備或污染大氣）。4.排放源：-直接排放：工藝過程排放（如發(fā)酵尾氣CO?）、燃料燃燒排放（鍋爐燒煤/天然氣）；-間接排放：外購電力、蒸汽的隱含排放（如電網發(fā)電的CO?）；-其他：運輸、廢棄物處理的排放（如原料運輸的柴油車尾氣）。2025年新要求：需披露“范圍1（直接）、范圍2（間接能源）、范圍3（其他間接）”全口徑碳足跡；重點行業(yè)（如石化、化工）需通過第三方認證，數據誤差≤5%；未達標企業(yè)需購買碳配額或實施CCUS項目抵消排放。5.工藝設計：-預處理：調pH至9-10（投加Ca(OH)?），使As3+生成As(OH)?沉淀（Ksp=1.0×10?1?），去除80%砷（剩余As3+≤10mg/L）；-深度處理：采用鐵鹽（FeCl?）混凝-沉淀（Fe3+與AsO?3?生成FeAsO?沉淀，Ksp=5.7×10?21），投加量按Fe:As=3:1（摩爾比）；-后處理：砂濾去除懸浮物，出水As≤0.5mg/L（符合GB8978-2023一級標準）。四、計算題1.（1）原子利用率計算：目標產物PC的摩爾質量：假設PC重復單元為(C??H??O?)?，簡化為C??H??O?（摩爾質量226g/mol）；反應物總摩爾質量：雙酚A（C??H??O?，228g/mol）+光氣（COCl?，99g/mol）=228+99=327g/mol；原子利用率=226/327×100%≈69.08%。（2）減少HCl量：原工藝副產HCl摩爾數=光氣未轉化量×2（光氣分解為CO和2HCl）；光氣總用量=10萬×0.6=6萬噸=6×10?kg=6×101?g；未轉化光氣=6×101?g×(1-95%)=3×10?g；HCl質量=3×10?g×(2×36.46)/98.92≈2.21×10?g=2210噸；非光氣法原子利用率92%，則副產物質量=總反應物質量×(1-92%)；原總反應物質量=10萬×(0.85+0.6)=14.5萬噸；非光氣法副產物質量=14.5萬×(1-92%)=1.16萬噸；原副產物總質量=14.5萬×(1-69.08%)≈4.48萬噸；減少HCl=4.48萬-1.16萬=3.32萬噸（注：此處簡化計算，實際需考慮雙酚A轉化率）。2.（1）各指標計算：-COD：進水1500mg/L→水解酸化后=1500×(1-20%)=1200mg/L→A2/O后=1200×(1-80%)=240mg/L→MBR后=240×(1-15%)=204mg/L；-BOD?：進水800mg/L→水解酸化后=800mg/L→A2/O后=800×(1-90%)=80mg/L→MBR無BOD去除，最終80mg/L；-SS：進水300mg/L→MBR后=300×(1-99%)=3mg/L；-NH?-N：進水50mg/L→A2/O后=50×(1-85%)=7.5mg/L→MBR無脫氮，最終7.5mg/L。（2）達標判斷：COD=204mg/L＞50mg/L（不達標）；BOD?=80mg/L＞10mg/L（不達標）；SS=3mg/L≤10mg/L（達標）；NH?-N=7.5mg/L＞5mg/L（不達標）。五、綜合分析題環(huán)保角度：-氯醇法：副產高濃度含Cl?廢水（20000mg/L）需蒸發(fā)結晶（能耗高），含氯廢氣（Cl?）需堿液吸收（產生NaCl廢水），存在氯污染風險（2025年《長江保護法》禁止高鹽廢水直排）；-HPPO法：副產水清潔（COD50mg/L），無含氯排放，符合“減污降碳”政策（2025年化工行業(yè)需削減含鹵素污染物30%）。經濟角度：-氯醇法：原料（Cl?、Ca(OH)?）成本低（約2000元/噸PO），但廢水處理成本高（蒸發(fā)結晶約500元/噸廢水）；-HPPO法：H?O?成本高（約3000元/噸PO），但廢水處理僅需生化處理（約50元/噸廢水），且可享受環(huán)保補貼（2025年高污染工