2025年大學(xué)《海洋科學(xué)》專業(yè)題庫——海洋廢水處理技術(shù)創(chuàng)新考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪項(xiàng)不屬于海洋廢水的主要來源？（A）船舶排放（B）沿?；@區(qū)廢水（C）陸源生活污水（D）地?zé)衢_采水2.在海洋廢水處理中，高級氧化技術(shù)（AOT）的主要目的是什么？（A）物理沉淀污染物（B）通過強(qiáng)氧化性降解有機(jī)物（C）吸附懸浮顆粒物（D）中和酸性廢水3.以下哪種膜分離技術(shù)主要用于海水淡化，也可用于高鹽廢水處理？（A）微濾（MF）（B）超濾（UF）（C）納濾（NF）（D）反滲透（RO）4.利用特定海洋微生物降解石油類污染物的方法屬于哪種處理技術(shù)？（A）物理化學(xué)法（B）化學(xué)沉淀法（C）生物膜法（D）生態(tài)修復(fù)法5.對于遠(yuǎn)離陸地的海洋平臺排放的少量含油廢水，哪種處理方法通常更為適用且經(jīng)濟(jì)？（A）大型centralized處理廠（B）船載式處理裝置（C）深海海底處理系統(tǒng)（D）自然沉降法6.下列哪種技術(shù)被認(rèn)為是未來海洋廢水處理智能化發(fā)展的重要方向？（A）人工曝氣活性污泥法（B）固定床生物膜法（C）基于物聯(lián)網(wǎng)和AI的實(shí)時監(jiān)測與調(diào)控系統(tǒng)（D）重力流沉淀池7.海洋廢水排放的主要環(huán)境風(fēng)險之一是導(dǎo)致局部海域的什么現(xiàn)象？（A）水體富營養(yǎng)化（B）pH顯著升高（C）溫度驟降（D）溶解氧快速增加8.影響海洋廢水處理技術(shù)選擇的關(guān)鍵因素不包括？（A）污染物種類和濃度（B）排放口海域的水動力條件（C）處理成本和能耗（D）陸地上的天氣預(yù)報情況9.穩(wěn)定塘（StabilizationPonds）主要利用了哪些自然凈化過程？（A）物理過濾和活性炭吸附（B）物理沉淀和化學(xué)氧化（C）自然沉淀、生物降解和光照作用（D）膜分離和高級氧化10.以下哪項(xiàng)是對“海洋廢水處理技術(shù)創(chuàng)新”最準(zhǔn)確的描述？（A）僅開發(fā)全新的處理設(shè)備（B）對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以提高效率、降低成本或減少二次污染（C）完全依賴自然力進(jìn)行凈化（D）只處理陸源工業(yè)廢水二、簡答題（每題5分，共25分）1.簡述膜分離技術(shù)在海洋廢水處理中面臨的主要挑戰(zhàn)。2.比較活性污泥法和生物膜法在處理海洋生活污水方面的主要區(qū)別。3.解釋什么是“高級氧化技術(shù)”，并列舉至少兩種其在海洋廢水處理中應(yīng)用的實(shí)例。4.為什么在評估海洋廢水處理技術(shù)時，需要特別考慮其對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響？5.簡述船舶壓艙水處理技術(shù)的重要性及其面臨的主要技術(shù)難題。三、論述題（每題10分，共20分）1.論述當(dāng)前海洋工程活動中（如船舶、平臺等）產(chǎn)生的廢水處理面臨的主要挑戰(zhàn)，并分析幾種主流處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。2.結(jié)合實(shí)例，論述生物修復(fù)技術(shù)在近岸海洋污染治理中的應(yīng)用潛力與局限性，并提出相應(yīng)的優(yōu)化策略。四、方案設(shè)計題（15分）假設(shè)在一個遠(yuǎn)離大陸的海洋油氣開采平臺，需要處理含少量原油、懸浮物和溶解性有機(jī)物的生產(chǎn)廢水，并滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。請?jiān)O(shè)計一個簡化的、適合平臺現(xiàn)場的廢水處理方案。要求說明主要處理單元、基本原理、預(yù)期效果以及需要考慮的關(guān)鍵控制參數(shù)。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.D4.C5.B6.C7.A8.D9.C10.B二、簡答題1.解析思路：膜分離技術(shù)依賴膜的選擇透過性，其挑戰(zhàn)主要在于膜的污染（Fouling）、結(jié)垢（Scaling）、濃差極化（ConcentrationPolarization）問題，導(dǎo)致通量下降、分離效率降低，需要頻繁清洗或更換膜，運(yùn)行成本高。此外，膜材料的耐化學(xué)性、耐氧化性、制造成本以及長期運(yùn)行的穩(wěn)定性也是實(shí)際應(yīng)用中的挑戰(zhàn)。2.解析思路：活性污泥法是依靠懸浮在廢水中的活性污泥（富含微生物）來降解有機(jī)物的，屬于懸浮生長系統(tǒng)，需要曝氣提供氧氣，污泥需要回流和排放。生物膜法是微生物附著在填料或其他載體表面形成生物膜，廢水流過生物膜進(jìn)行接觸降解，屬于附著生長系統(tǒng)，通常不需要強(qiáng)制曝氣（自然通風(fēng)或厭氧），污泥不易流失。3.解析思路：高級氧化技術(shù)（AOT）是指利用物理（如光、電）或化學(xué)（如催化劑、氧化劑）手段產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的自由基（如·OH），將難降解有機(jī)污染物礦化為小分子無機(jī)物（如CO2、H2O）的過程。實(shí)例包括：臭氧氧化法（O3）、芬頓/類芬頓法（H2O2+Fe2+）、光催化氧化法（如TiO2半導(dǎo)體光催化）、電化學(xué)氧化法等在處理石油類廢水、印染廢水、制藥廢水等海洋相關(guān)污染物中的應(yīng)用。4.解析思路：海洋是一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，廢水排放會直接改變水體化學(xué)成分（如增加營養(yǎng)鹽、重金屬）、物理性質(zhì)（如溫度、濁度）和生物組成（如影響浮游生物、底棲生物）。某些處理技術(shù)可能引入新的有害物質(zhì)或產(chǎn)生難以降解的副產(chǎn)物。因此，評估技術(shù)不僅要看處理效果，更要看其對海洋生物多樣性、食物鏈、生境等潛在和累積的生態(tài)風(fēng)險，確保排放不會對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成不可接受的影響。5.解析思路：船舶壓艙水含有來自不同港口的海水、可能存在的病原體（細(xì)菌、病毒、寄生蟲）、有害藻類、懸浮物和油污等，直接排放會污染接收水域，傳播疾病，破壞生態(tài)平衡。處理的重要性在于防止海洋環(huán)境污染和生態(tài)破壞。主要技術(shù)難題包括：處理效率要高，能去除或滅活多種污染物；處理設(shè)備體積小、重量輕、能耗低，適合安裝在船舶上；處理成本要經(jīng)濟(jì)可行；處理過程應(yīng)穩(wěn)定可靠，不易產(chǎn)生二次污染（如污泥處理）；處理后的水質(zhì)需滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。三、論述題1.解析思路：*挑戰(zhàn)：海洋工程廢水（船舶、平臺）流量和成分復(fù)雜多變（受作業(yè)、航程影響），常含有油類、化學(xué)品、鹽分、懸浮物、生活污水等混合污染物；處理地點(diǎn)偏遠(yuǎn)，維護(hù)困難，缺乏電力等基礎(chǔ)設(shè)施；需滿足日益嚴(yán)格的國際/國內(nèi)排放法規(guī)（如MARPOL、國家海洋功能區(qū)劃要求）；傳統(tǒng)陸基處理設(shè)施不適用；應(yīng)急處理能力要求高。*主流技術(shù)及優(yōu)缺點(diǎn)：*物理法（隔油、沉淀、吸附）：如油水分離器。優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟，操作相對簡單。缺點(diǎn)：對低濃度、乳化油處理效果有限，可能產(chǎn)生含油污泥，設(shè)備易堵塞。*化學(xué)法（混凝、氧化）：如使用混凝劑去除油和懸浮物，使用臭氧氧化降解有害物質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：處理效率相對較高，能處理特定污染物。缺點(diǎn)：產(chǎn)生化學(xué)藥劑污泥或副產(chǎn)物，成本較高，可能增加水鹽度。*生物法（活性污泥、生物膜）：如小型船用生物處理單元。優(yōu)點(diǎn)：可處理多種有機(jī)物，運(yùn)行成本相對較低。缺點(diǎn)：處理效率受環(huán)境條件（溫度、鹽度）影響大，處理時間較長，設(shè)備體積相對較大，可能存在病原體風(fēng)險。*膜分離（反滲透、超濾）：如船用膜處理系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：能高效分離油、懸浮物和鹽分，出水水質(zhì)好。缺點(diǎn)：設(shè)備投資和運(yùn)行成本高，易受污染，維護(hù)要求高。*綜合/集成系統(tǒng)：結(jié)合多種方法，如“物理+生物”或“化學(xué)+膜”。優(yōu)點(diǎn)：處理效果更穩(wěn)定可靠，適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜，管理要求高。*結(jié)論：需根據(jù)具體廢水特性、排放要求、場地條件和經(jīng)濟(jì)性，選擇或組合適宜的技術(shù)。未來趨勢是發(fā)展更高效、低耗、智能化的集成處理系統(tǒng)。2.解析思路：*應(yīng)用潛力：生物修復(fù)利用海洋自身的自凈能力和微生物潛力，成本低，環(huán)境友好，操作相對簡單，適用于處理近岸、低濃度、大范圍的污染（如石油泄漏、營養(yǎng)鹽污染）?？梢酝ㄟ^人工誘導(dǎo)（如添加營養(yǎng)鹽、植物生長刺激物）或種植特定物種（如海草、紅樹林）來加速修復(fù)過程。*局限性：修復(fù)速度受環(huán)境條件（溫度、光照、水流、鹽度、污染物濃度）制約，可能較慢；對高濃度、有毒有害污染物效果有限，可能產(chǎn)生二次污染（如產(chǎn)生有毒代謝物）；受季節(jié)和氣候影響大；難以徹底去除所有污染物，特別是重金屬和持久性有機(jī)污染物；效果評估和長期監(jiān)測需要專業(yè)知識。*優(yōu)化策略：*強(qiáng)化自然修復(fù)：通過改善水質(zhì)和水流條件，促進(jìn)自然凈化。*生物強(qiáng)化：識別或篩選高效降解菌株，進(jìn)行人工接種。*生態(tài)工程修復(fù)：種植能吸收污染物或指示污染的植物（如海草、大型藻類），構(gòu)建生態(tài)廊道。*物理輔助：如吸附、圍控，結(jié)合生物修復(fù)。*監(jiān)測與評估：建立長期監(jiān)測體系，評估修復(fù)效果，及時調(diào)整策略。*預(yù)防為主：加強(qiáng)污染源控制，減少污染發(fā)生。四、方案設(shè)計題解析思路：設(shè)計需滿足偏遠(yuǎn)平臺、處理多種污染物、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的要求。*主要處理單元：1.預(yù)處理單元：設(shè)置除油隔油池/板（物理法），去除大部分浮油和粗大顆粒物；可能需要小型過濾裝置（如粗濾網(wǎng)）去除較大懸浮物，防止后續(xù)設(shè)備堵塞。2.核心處理單元：考慮采用膜生物反應(yīng)器（MBR）或小型一體化生物處理裝置。MBR將生物處理（利用活性污泥降解有機(jī)物）與膜分離（超濾或微濾）相結(jié)合，能有效去除懸浮物和有機(jī)物，出水水質(zhì)好，占地面積小，適合平臺。小型一體化生物裝置（如固定床生物膜）也可考慮，若電力供應(yīng)充足。3.深度處理單元（可選，根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)）：若MBR出水仍不完全達(dá)標(biāo)，可串聯(lián)一個小型納濾（NF）或反滲透（RO）單元，進(jìn)一步去除溶解性有機(jī)物和鹽分。4.消毒單元：必須設(shè)置消毒環(huán)節(jié)，如使用紫外線（UV）或投加少量化學(xué)消毒劑（如次氯酸鈉），殺滅病原微生物，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。*基本原理：預(yù)處理去除大顆粒和油；核心處理單元（MBR/生物膜）利用微生物降解有機(jī)物，膜分離保證出水水質(zhì)；深度處理（若需要）進(jìn)一步去除難降解物和鹽分；消毒殺滅微生物。*預(yù)期效果：處理后的廢水應(yīng)達(dá)到相關(guān)的海洋排放標(biāo)準(zhǔn)，主要污染物（如油類、懸浮物、COD、BOD、大腸桿菌等）去除率達(dá)到95%以上。*關(guān)鍵控制參數(shù)：1.MLSS濃度（MBR）：控制活性污泥濃