2025年大學(xué)《生物技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù)在污水處理中的技術(shù)路線考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.下列哪種微生物在活性污泥法中起主要降解有機(jī)物的作用？A.真菌B.厭氧菌C.需氧菌D.放線菌2.生物膜法處理污水的核心過(guò)程是？A.微生物的懸浮生長(zhǎng)和快速代謝B.微生物的附著生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)物積累C.污水中溶解性有機(jī)物的物理沉淀D.污水中懸浮固體的化學(xué)絮凝3.膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)相比傳統(tǒng)活性污泥法最主要的優(yōu)勢(shì)是？A.運(yùn)行成本低B.污泥產(chǎn)量高C.出水水質(zhì)優(yōu)良，占地面積小D.對(duì)沖擊負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)4.對(duì)于含有難降解有機(jī)物的污水，常采用哪種生物處理技術(shù)？A.普通活性污泥法B.好氧生物濾池C.生物強(qiáng)化技術(shù)D.土地處理法5.穩(wěn)定塘屬于哪種類型的生物處理設(shè)施？A.機(jī)械處理設(shè)施B.人工濕地C.好氧生物處理設(shè)施D.自然生物處理設(shè)施6.下列哪項(xiàng)不是影響生物膜法處理效果的關(guān)鍵因素？A.污泥齡B.溶解氧濃度C.水力停留時(shí)間D.厭氧區(qū)大小7.將特定基因?qū)胛⑸镏?，使其獲得降解新污染物能力的生物技術(shù)是？A.生物吸附B.固定化細(xì)胞技術(shù)C.基因工程D.微生物強(qiáng)化8.MBR工藝中，膜組件的主要功能是？A.進(jìn)行生物降解B.提供微生物附著表面C.分離出水中的懸浮物D.增加水與微生物的接觸面積9.生物處理技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)能量傳遞和物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)是？A.化學(xué)反應(yīng)B.物理沉淀C.微生物代謝活動(dòng)D.離子交換10.下列關(guān)于土地處理法說(shuō)法錯(cuò)誤的是？A.適用于處理低濃度污水B.利用土壤-微生物-植物系統(tǒng)凈化污水C.處理效率高，運(yùn)行成本低D.易造成地下水和土壤污染二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將正確答案填在橫線上）1.活性污泥法中，保持曝氣池中微生物濃度基本穩(wěn)定的參數(shù)是__________。2.生物膜法中，微生物主要附著在填料或?yàn)V板上，形成一層__________的膜狀結(jié)構(gòu)。3.膜生物反應(yīng)器（MBR）結(jié)合了__________和生物處理技術(shù)。4.生物強(qiáng)化技術(shù)是指通過(guò)人為添加特定的__________或調(diào)控環(huán)境條件，以提高生物處理系統(tǒng)的性能。5.穩(wěn)定塘根據(jù)溶解氧狀況可分為好氧區(qū)、__________和厭氧區(qū)。6.影響生物處理效率的環(huán)境因素主要包括溫度、pH值、__________和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。7.基因工程在污水處理中的應(yīng)用潛力主要體現(xiàn)在構(gòu)建具有高效降解__________能力的微生物菌株。8.生物吸附是利用某些微生物細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的__________，對(duì)污水中的污染物進(jìn)行吸附的過(guò)程。9.土地處理法主要包括地表漫流和__________兩種主要方式。10.污水生物處理過(guò)程中，有機(jī)物的最終降解產(chǎn)物通常是__________和二氧化碳。三、名詞解釋（每小題3分，共15分。請(qǐng)給出簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確的定義）1.生物膜法2.污泥齡3.生物強(qiáng)化4.資源化利用5.固定化細(xì)胞技術(shù)四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題）1.簡(jiǎn)述活性污泥法的基本流程及其主要階段。2.比較生物膜法與活性污泥法在運(yùn)行方式上的主要區(qū)別。3.簡(jiǎn)述選擇污水處理工藝路線時(shí)需要考慮的主要因素。4.簡(jiǎn)述生物強(qiáng)化技術(shù)的主要途徑。五、論述題（10分。請(qǐng)結(jié)合具體實(shí)例或分析，深入闡述下列問(wèn)題）結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)，論述現(xiàn)代生物技術(shù)在提高污水處理效率、實(shí)現(xiàn)資源化利用方面的應(yīng)用前景和潛在挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C*解析思路：活性污泥法是以懸浮狀態(tài)的好氧微生物為主體，在曝氣條件下分解污水中有機(jī)物的處理方法。起主要降解作用的是能夠利用氧氣進(jìn)行代謝的好氧菌。2.B*解析思路：生物膜法的核心特征是微生物附著在固體表面（如填料、濾板）形成生物膜，污染物在流動(dòng)過(guò)程中與生物膜接觸并被微生物降解。3.C*解析思路：MBR技術(shù)結(jié)合了膜分離技術(shù)的高效固液分離能力和生物處理技術(shù)的凈化效果，其最主要優(yōu)勢(shì)是能夠獲得非常清澈的出水，同時(shí)由于污泥濃度高，占地面積相對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法小。4.C*解析思路：生物強(qiáng)化技術(shù)通過(guò)人為手段（如添加高效降解菌種或基因改造）增強(qiáng)微生物群體處理特定難降解有機(jī)物的能力。5.D*解析思路：穩(wěn)定塘是利用自然條件下水體中的微生物（自養(yǎng)和異養(yǎng)）和植物進(jìn)行污水凈化的構(gòu)筑物，屬于自然生物處理設(shè)施。6.A*解析思路：污泥齡（SRT）是活性污泥法的關(guān)鍵參數(shù)，生物膜法主要受水力停留時(shí)間、供氧條件、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等因素影響。污泥齡是描述活性污泥系統(tǒng)中微生物總量和更新速率的指標(biāo)。7.C*解析思路：基因工程通過(guò)改造微生物的遺傳密碼，使其獲得新的代謝功能，例如降解原本不能降解的污染物。8.C*解析思路：MBR的核心組件膜的作用是截留生物污泥，防止其隨出水流失，實(shí)現(xiàn)固液分離。9.C*解析思路：生物處理本質(zhì)上是微生物群體代謝活動(dòng)的過(guò)程，通過(guò)這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)污水中有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的轉(zhuǎn)化與循環(huán)，并傳遞能量。10.D*解析思路：土地處理法雖然運(yùn)行成本低、處理效率相對(duì)穩(wěn)定，但若設(shè)計(jì)不當(dāng)或管理不善，確實(shí)存在污染地下水和土壤的風(fēng)險(xiǎn)。二、填空題1.污泥齡*解析思路：污泥齡是活性污泥系統(tǒng)中微生物總量與每日排放污泥量之比，用于控制微生物濃度，是維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)。2.生物膜*解析思路：生物膜法中，微生物附著生長(zhǎng)形成的膜狀結(jié)構(gòu)稱為生物膜。3.膜分離*解析思路：MBR技術(shù)是膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)的結(jié)合。4.微生物（或高效降解菌/特殊功能菌）*解析思路：生物強(qiáng)化通過(guò)添加能夠高效處理目標(biāo)污染物的特定微生物來(lái)實(shí)現(xiàn)。5.缺氧區(qū)（或厭氧區(qū)）*解析思路：穩(wěn)定塘內(nèi)部根據(jù)溶解氧分布可分為好氧、缺氧和厭氧三個(gè)區(qū)域。6.溶解氧（或DO）*解析思路：溶解氧是好氧微生物代謝所必需的，對(duì)生物處理效率至關(guān)重要。7.特定（或目標(biāo)）污染物*解析思路：基因工程改造微生物的目的是使其能降解環(huán)境中的特定污染物。8.吸附能力（或表面性質(zhì)）*解析思路：生物吸附依賴于微生物細(xì)胞壁/膜的物理化學(xué)性質(zhì)（如表面電荷、孔徑、官能團(tuán)）對(duì)污染物的吸附作用。9.土地滲濾（或地下灌溉）*解析思路：土地處理法主要有兩種方式，地表漫流和使污水滲入土壤的土地滲濾。10.無(wú)機(jī)鹽（或氮、磷等）*解析思路：有機(jī)物經(jīng)過(guò)微生物徹底降解后，最終產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，以及微生物生長(zhǎng)所需的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽（如氮、磷）。三、名詞解釋1.生物膜法：一種生物處理技術(shù)，利用附著在固體填料或?yàn)V板上形成的生物膜來(lái)凈化污水。污水流過(guò)生物膜時(shí)，膜上的微生物利用水中的有機(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行代謝，從而使污水得到凈化。2.污泥齡：在活性污泥法中，指曝氣池中微生物總量（以干重計(jì)）與每日排放的污泥量（以干重計(jì)）之比，通常以天（d）為單位。它反映了系統(tǒng)中微生物的平均停留時(shí)間，是控制微生物濃度和種類的重要參數(shù)。3.生物強(qiáng)化：通過(guò)人為向生物處理系統(tǒng)中投加特定的微生物菌種、馴化現(xiàn)有微生物群落或引入能夠高效降解目標(biāo)污染物的基因，以提高生物處理系統(tǒng)對(duì)特定污染物的去除效率或拓寬其處理范圍的技術(shù)。4.資源化利用：在污水處理過(guò)程中，不僅去除污染物，還將處理過(guò)程中產(chǎn)生的物質(zhì)（如污泥中的生物質(zhì)能、磷、氮，或從廢水中回收的可能源物質(zhì)）進(jìn)行回收和利用，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益雙贏的過(guò)程。5.固定化細(xì)胞技術(shù)：將活細(xì)胞（微生物或動(dòng)植物細(xì)胞）通過(guò)物理或化學(xué)方法固定在不溶性載體上，使其保持生物活性，并能在水相中反復(fù)使用的一種技術(shù)。在污水處理中，固定化細(xì)胞可用于構(gòu)建生物反應(yīng)器，提高微生物的利用率和處理效率。四、簡(jiǎn)答題1.活性污泥法的基本流程及其主要階段：活性污泥法的基本流程包括：污水與回流的活性污泥混合后進(jìn)入曝氣池，在曝氣設(shè)備提供的溶解氧條件下，活性污泥中的微生物（主要是細(xì)菌）利用污水中的有機(jī)污染物作為食物進(jìn)行新陳代謝，將有機(jī)物分解為無(wú)機(jī)物（如CO2、H2O、NH4+等）和新的微生物細(xì)胞。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，處理后的污水與部分活性污泥一起從曝氣池流出，其中大部分污泥通過(guò)沉淀池進(jìn)行固液分離，上清液為處理水，部分污泥回流至曝氣池以維持微生物濃度。主要階段包括：①污水與污泥混合階段；②曝氣階段（微生物代謝降解有機(jī)物階段）；③污泥與處理水分離階段。2.比較生物膜法與活性污泥法在運(yùn)行方式上的主要區(qū)別：生物膜法的主要運(yùn)行方式是使污水流過(guò)固體填料或?yàn)V料表面，微生物附著生長(zhǎng)在填料表面形成生物膜。污染物在流動(dòng)過(guò)程中接觸生物膜而被降解。生物膜法通常不依賴曝氣來(lái)維持微生物活性（好氧生物膜需氧氣擴(kuò)散到表面），微生物濃度受填料體積限制?；钚晕勰喾ǖ闹饕\(yùn)行方式是污水與懸浮狀態(tài)的微生物（活性污泥）在曝氣池中混合接觸。微生物在水中代謝有機(jī)物，需要連續(xù)曝氣提供氧氣?；钚晕勰喾ㄒ蕾嚻貧庀到y(tǒng)，微生物濃度由污泥沉降性能和回流控制。3.選擇污水處理工藝路線時(shí)需要考慮的主要因素：選擇污水處理工藝路線時(shí)需綜合考慮：①污水水質(zhì)水量特征（如污染物種類、濃度、水量變化規(guī)律）；②出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求；③處理場(chǎng)地條件（如占地面積、地形地貌）；④初期投資和運(yùn)行成本（電耗、藥耗、維護(hù)費(fèi)用）；⑤對(duì)周邊環(huán)境的影響（氣味、噪聲、污泥處置）；⑥運(yùn)行管理維護(hù)的難易程度；⑦是否有特殊處理要求（如脫氮除磷、深度處理、資源化利用）；⑧當(dāng)?shù)貧夂驐l件。4.生物強(qiáng)化技術(shù)的主要途徑：生物強(qiáng)化技術(shù)的主要途徑包括：①投加特定的微生物菌種：直接向污水中投加經(jīng)過(guò)篩選或基因改造的、能夠高效降解目標(biāo)污染物或提高處理效率的微生物菌種。②微生物馴化：通過(guò)長(zhǎng)期連續(xù)處理含有目標(biāo)污染物的廢水，馴化原有微生物群落，使其逐漸適應(yīng)并增強(qiáng)對(duì)目標(biāo)污染物的去除能力。③基因工程改造：利用基因工程技術(shù)（如基因重組、基因編輯）改變微生物的遺傳特性，賦予其新的降解功能或提高其代謝效率。五、論述題結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)，論述現(xiàn)代生物技術(shù)在提高污水處理效率、實(shí)現(xiàn)資源化利用方面的應(yīng)用前景和潛在挑戰(zhàn)?，F(xiàn)代生物技術(shù)在提高污水處理效率和實(shí)現(xiàn)資源化利用方面展現(xiàn)出巨大的潛力與廣闊的應(yīng)用前景。其應(yīng)用前景主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.開(kāi)發(fā)高效處理新技術(shù)的潛力：通過(guò)基因工程、合成生物學(xué)等技術(shù)，可以設(shè)計(jì)、構(gòu)建或改造具有特殊功能（如高效降解難降解有機(jī)物、去除特定重金屬、同步脫氮除磷等）的微生物菌株或群落，開(kāi)發(fā)出更精準(zhǔn)、更高效的生物處理技術(shù)，如酶工程強(qiáng)化降解、微生物電解池（MEC）等，顯著提升對(duì)復(fù)雜、有毒、難降解污水的處理能力。2.提升傳統(tǒng)處理工藝性能：現(xiàn)代生物技術(shù)可以用于優(yōu)化和強(qiáng)化現(xiàn)有活性污泥法、生物膜法等傳統(tǒng)工藝。例如，通過(guò)生物強(qiáng)化手段快速啟動(dòng)新工藝或應(yīng)對(duì)沖擊負(fù)荷，利用微生物感應(yīng)技術(shù)（如微生物傳感器）實(shí)現(xiàn)智能控制，優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，提高處理效率和穩(wěn)定性。3.推動(dòng)污水處理資源化進(jìn)程：生物技術(shù)為實(shí)現(xiàn)污水中的資源回收利用提供了關(guān)鍵支撐。例如，利用產(chǎn)甲烷菌在厭氧消化過(guò)程中將污泥轉(zhuǎn)化為沼氣（生物能源），通過(guò)特定微生物或酶技術(shù)從廢水中回收磷、氮等有價(jià)營(yíng)養(yǎng)元素，利用光合微生物（如微藻）進(jìn)行光生物反應(yīng)器處理廢水并同步生產(chǎn)生物質(zhì)能源或高附加值產(chǎn)品（如生物柴油、蛋白質(zhì)），實(shí)現(xiàn)從“污水處理廠”向“資源回收工廠”的轉(zhuǎn)變。4.應(yīng)對(duì)新興污染物挑戰(zhàn)：隨著科技發(fā)展，水體中新興污染物（如藥物和個(gè)人護(hù)理品、內(nèi)分泌干擾物、微塑料等）日益受到關(guān)注?，F(xiàn)代生物技術(shù)有助于開(kāi)發(fā)能夠有效去除這些新型污染物的生物檢測(cè)方法和處理技術(shù)。然而，現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用也面臨諸多潛在挑戰(zhàn)：1.技術(shù)成本與經(jīng)濟(jì)性：許多前沿生物技術(shù)（如基因工程、合成生物學(xué)）的研發(fā)成本較高，規(guī)模化應(yīng)用可能面臨高昂的設(shè)備投資和運(yùn)行成本問(wèn)題，其經(jīng)濟(jì)可行性有待進(jìn)一步驗(yàn)證和提升。2.技術(shù)穩(wěn)定性和可靠性：微生物技術(shù)受環(huán)境條