2025環(huán)境工程考研水處理真題含答案考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題選項中，只有一項符合題意。）1.下列關(guān)于水體自凈作用的描述，錯誤的是（）。A.水體中微生物分解污染物是自凈的主要途徑B.污染物濃度過高會超過水體的自凈能力C.水體的稀釋和擴散在自凈中起重要作用D.水體自凈是一個純粹的物理過程，與生物作用無關(guān)2.在水處理中，用于去除懸浮物、色度、臭味等膠體性污染物的核心過程通常是（）。A.消毒B.混凝C.過濾D.吹脫3.下列關(guān)于混凝劑和助凝劑的說法，錯誤的是（）。A.常用的混凝劑包括明礬、硫酸鋁、硫酸鐵等B.聚合氯化鋁（PAC）是一種無機高分子混凝劑C.助凝劑通常用于提高混凝效果或降低混凝劑投加量D.氯化鐵混凝效果好，但會產(chǎn)生鐵鹽污泥4.活性污泥法處理污水的核心是（）。A.沉淀分離B.混凝反應(yīng)C.微生物對有機物的降解D.絮凝體的形成5.對于處理低濃度、可生化性好的污水，常采用（）活性污泥法。A.A/OB.A2/OC.SBRD.常規(guī)活性污泥法6.生物接觸氧化法屬于（）。A.好氧生物濾池法B.厭氧生物處理法C.生物膜法D.活性污泥法7.污泥消化的主要目的是（）。A.減少污泥體積B.減少污泥含水率C.使污泥穩(wěn)定化，殺滅病原體D.提高污泥的肥效8.在水處理中，用于去除溶解性有機物的高級氧化技術(shù)是（）。A.活性炭吸附B.臭氧氧化C.氯消毒D.過濾9.膜分離技術(shù)中，能夠有效去除細菌、病毒和部分大分子有機物的膜是（）。A.反滲透膜（RO）B.納濾膜（NF）C.超濾膜（UF）D.微濾膜（MF）10.下列關(guān)于給水處理中濾池的說法，錯誤的是（）。A.快濾池通常采用石英砂作為濾料B.濾池的反沖洗目的是清除濾料表面截留的污物C.濾池的濾速越高，過濾效率越高D.濾池運行中需要控制適宜的水頭損失二、填空題（每空1分，共15分。）1.水質(zhì)指標COD表示水中可被______氧化的物質(zhì)的量，單位通常是______。2.混凝沉淀過程中，為使小絮體聚集成大絮體，常投加______，其作用是吸附水中細小顆粒，形成憎水性膠核。3.活性污泥法中，微生物生命活動所需的氧氣通常通過______方式從空氣中傳遞到水中。4.常用的污泥脫水方法有______、板框壓濾、離心脫水等。5.水體富營養(yǎng)化主要是由于人類活動向水體排放了過多的______和______。6.膜分離技術(shù)的基本原理是利用具有______的膜材料，在外力驅(qū)動下，實現(xiàn)水與水中溶解物或懸浮物的分離。7.在進行水處理工藝設(shè)計時，需要根據(jù)原水水質(zhì)水量確定各構(gòu)筑物的______和______。三、簡答題（每小題5分，共20分。）1.簡述混凝的基本原理及其影響因素。2.簡述活性污泥法運行過程中需要控制的主要運行參數(shù)及其意義。3.簡述生物膜法處理污水的特點。4.簡述污泥脫水的主要目的和方法分類。四、計算題（每小題10分，共20分。）1.某城市給水處理廠原水濁度為30NTU，擬采用混凝沉淀工藝進行預(yù)處理。經(jīng)實驗確定，最佳投藥量為10mg/L（以Al?(SO?)?·18H?O計），pH值為7.5時混凝效果最佳。若處理水量為10萬m3/d，求每日需要投加的混凝劑質(zhì)量（kg/d）。（假設(shè)藥劑無損失）2.某城市污水處理廠采用A2/O工藝處理污水，設(shè)計進水流量為Q=5000m3/d，進水BOD?濃度為150mg/L，出水BOD?濃度要求為20mg/L。假設(shè)污泥齡（SRT）為15天，微生物內(nèi)源呼吸耗氧率約為每日所降解BOD?的10%。求該系統(tǒng)每日所需的微生物量（以VSS計）（kg/d）。假設(shè)進水COD:BOD?為3:1，出水COD濃度約為進水COD的50%。五、論述題（15分。）試論述活性污泥法工藝在城市污水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀、面臨的挑戰(zhàn)以及可能的未來發(fā)展方向。試卷答案一、單項選擇題1.D解析：水體自凈是物理、化學(xué)和生物作用綜合的結(jié)果，其中生物作用（微生物分解）是核心。2.B解析：混凝過程能有效去除水中的膠體性污染物，如懸浮物、色度、臭味等。3.D解析：氯化鐵混凝效果好，但產(chǎn)生的污泥量相對較大，且可能含有一定毒性。4.C解析：活性污泥法的核心是利用微生物群落在曝氣條件下，將污水中的有機物分解為無機物。5.D解析：常規(guī)活性污泥法適用于處理濃度相對較低的污水。6.C解析：生物接觸氧化法是讓污水流經(jīng)填滿生物膜的濾料，微生物附著在濾料上。7.C解析：污泥消化的主要目的是通過厭氧或好氧作用使污泥穩(wěn)定，降低臭味和病原體。8.B解析：臭氧氧化屬于高級氧化技術(shù)，能有效分解難降解有機物。9.D解析：微濾膜主要用于去除懸浮物，孔徑較大；超濾膜可去除膠體和大分子物質(zhì)。10.C解析：濾池濾速過高會導(dǎo)致濾料層堵塞加快，反沖洗頻率增加，不利于長期穩(wěn)定運行。二、填空題1.化學(xué)需氧量,毫克/升(mg/L)2.聚凝劑(或聚合劑)3.溶解氧(或DO)4.離心脫水(或重力脫水/氣浮脫水)5.氮,磷6.選擇透過性(或選擇性)7.尺寸(或容積),水力停留時間(或HRT)三、簡答題1.簡述混凝的基本原理及其影響因素。解析：混凝原理：投加混凝劑后，其水解產(chǎn)物形成帶電膠體，通過吸附水中帶相反電荷的膠體和細微懸浮物，使小顆粒聚結(jié)成較大的絮體，并沉降至水底。影響因素：水溫、pH值、水中鹽類濃度、混凝劑種類與投加量、攪拌強度與時間、接觸反應(yīng)時間等。2.簡述活性污泥法運行過程中需要控制的主要運行參數(shù)及其意義。解析：主要參數(shù)：MLSS（混合液懸浮固體濃度）-反映曝氣池內(nèi)微生物量；SRT（污泥齡）-反映微生物在系統(tǒng)內(nèi)停留時間，影響污泥穩(wěn)定和有機物去除；DO（溶解氧）-提供微生物氧化有機物所需的氧氣；F/M（食物與微生物比）-反映有機負荷大小，影響處理效率；pH值-影響微生物活性。控制意義在于維持微生物的正常代謝活動，保證高效的有機物去除和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。3.簡述生物膜法處理污水的特點。解析：特點：微生物附著生長，形成生物膜；對水質(zhì)水量變化的適應(yīng)性強；能同時去除BOD?、COD、SS及部分氮磷；剩余污泥量少；可掛膜運行，啟動快；適用于處理低濃度污水和工業(yè)廢水。4.簡述污泥脫水的主要目的和方法分類。解析：目的：減小污泥體積，便于運輸和處置。方法分類：按原理可分為：機械脫水（如離心脫水、帶式壓濾、板框壓濾等）、重力脫水、氣浮脫水；按脫水程度可分為：初步脫水（濃縮）、最終脫水。四、計算題1.求每日需要投加的混凝劑質(zhì)量（kg/d）。解析：計算步驟：1.將處理水量換算為每小時流量：Q=10萬m3/d/24h/d=4166.7m3/h2.每小時需要的混凝劑投加量：4166.7m3/h*10mg/L=41667mg/h=41.667kg/h3.每日需要的混凝劑質(zhì)量：41.667kg/h*24h/d=1000kg/d答案：每日需要投加的混凝劑質(zhì)量為1000kg/d。2.求該系統(tǒng)每日所需的微生物量（以VSS計）（kg/d）。解析：計算步驟：1.計算每日去除的BOD?總量：BODremoval=Q*(C_in-C_out)=5000m3/d*(150-20)mg/L=5000*130mg/L=650000mg/d=0.65kg/d2.計算每日去除的內(nèi)源呼吸量：Internalremoval=BODremoval*10%=0.65kg/d*10%=0.065kg/d3.計算每日實際去除的VSS量（考慮內(nèi)源呼吸）：VSSremoval=BODremoval*(1+Y/Kd)≈BODremoval*(1+10%*SRT)=0.65kg/d*(1+0.1*15)=0.65kg/d*2.5=1.625kg/d（此處Y/Kd比值用SRT的百分比估算，更精確需Y和Kd具體值）或更直接按內(nèi)源呼吸影響：VSSremoval=BODremoval+Internalremoval=0.65+0.065=0.715kg/d（此方法未完全考慮SRT對Y/Kd的影響，但題目未給Y和Kd，是常用簡化方法）4.計算每日所需的微生物量（VSS）：Microorganismsneeded=VSSremoval/(1-dX/d)≈VSSremoval/(1-Kd*SRT)（dX/d用Kd*SRT近似代替）若使用Kd*SRT≈0.1*15=1.5：Microorganisms=0.715kg/d/(1-1.5)=0.715/(-0.5)=-1.43kg/d（此結(jié)果不合理，說明簡化模型不適用，或需調(diào)整假設(shè)）若直接估算：Microorganisms≈VSSremoval/(1-Kd*SRT)≈1.625/(1-0.1*15)=1.625/0.5=3.25kg/d（此結(jié)果基于第一步驟的VSS去除估算）考慮到題目可能簡化處理，且內(nèi)源呼吸影響相對較小，常用估算方法為：Microorganisms≈(BODremoval+Internalremoval)/(1-Kd*SRT)或近似為BODremoval/(1-Kd*SRT)當SRT遠大于Kd時。此處按BOD去除量估算：Microorganisms≈1.625kg/d。答案：該系統(tǒng)每日所需的微生物量（以VSS計）約為3.25kg/d。（注意：計算中涉及參數(shù)較多，結(jié)果受模型假設(shè)影響，實際應(yīng)用需更精確參數(shù)）。五、論述題試論述活性污泥法工藝在城市污水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀、面臨的挑戰(zhàn)以及可能的未來發(fā)展方向。解析：活性污泥法作為應(yīng)用最廣泛的城市污水處理技術(shù)，具有處理效率高、運行穩(wěn)定等優(yōu)點，已成為城市污水處理的主流工藝。其應(yīng)用現(xiàn)狀表現(xiàn)為大規(guī)模應(yīng)用于各種規(guī)模的城市污水處理廠。然而，活性污泥法也面臨諸多挑戰(zhàn)：高能耗問題（尤其是曝氣能耗占運行成本很大比例）；產(chǎn)生大量剩余污泥，帶來處理處置壓力；對水質(zhì)水量變化的適應(yīng)能力有限，易出現(xiàn)污