2025環(huán)境工程專業(yè)考研水污染控制專項(xiàng)試卷及答案考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請將正確選項(xiàng)前的字母填在答題卡相應(yīng)位置。）1.下列關(guān)于水體自凈作用的描述，錯誤的是：A.水體中微生物的活動是自凈作用的主要驅(qū)動力。B.自凈作用能夠完全去除所有類型的水污染物。C.水體的流動性、溫度、溶解氧等條件影響自凈速率。D.自凈過程可能導(dǎo)致水體暫時性富營養(yǎng)化。2.對于含有大量懸浮固體的工業(yè)廢水，通常優(yōu)先考慮采用的處理方法是：A.活性污泥法B.生物膜法C.混凝沉淀D.離子交換3.下列關(guān)于化學(xué)混凝機(jī)理的描述，錯誤的是：A.混凝劑水解產(chǎn)生的膠體能夠吸附水中懸浮顆粒。B.混凝過程中主要發(fā)生電性中和和吸附架橋作用。C.混凝效果僅取決于混凝劑的種類，與pH無關(guān)。D.形成的絮體需要在一定濁度范圍內(nèi)才能有效沉淀。4.在活性污泥法處理系統(tǒng)中，為了維持微生物群體的活性，通常需要保持溶解氧（DO）在一定的范圍內(nèi)，一般不低于：A.0.5mg/LB.2mg/LC.4mg/LD.8mg/L5.下列哪種消毒方法主要依靠產(chǎn)生新生態(tài)氯來殺滅微生物，且易受水中氨氮影響？A.紫外線消毒B.臭氧消毒C.氯消毒D.磷酸鹽消毒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.活性污泥法的一種D.生物膜法的一種7.污泥厭氧消化主要目的是：A.減少污泥體積B.完全分解污泥中的有機(jī)物C.消滅污泥中的病原體D.回收生物燃?xì)猓ㄕ託猓?.下列關(guān)于水處理廠工藝流程選擇敘述錯誤的是：A.應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)水量、出水水質(zhì)要求選擇。B.通常以處理效率最高為唯一選擇標(biāo)準(zhǔn)。C.經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行管理便捷性是重要考慮因素。D.多種處理工藝組合是常見的做法。9.在設(shè)計(jì)水處理曝氣系統(tǒng)時，需要考慮的關(guān)鍵參數(shù)之一是：A.污泥沉降比B.氧轉(zhuǎn)移效率C.污泥指數(shù)D.活性污泥濃度10.對于含油量較高的廢水，常采用的方法進(jìn)行預(yù)處理去除油類的是：A.混凝沉淀B.超濾C.蒸發(fā)D.氣浮二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.水污染控制工程的主要目標(biāo)是去除水中的污染物，使水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或回用要求，主要涉及物理、______和生物三大處理方法。2.混凝沉淀過程中，為促進(jìn)小絮體合并為大絮體，通常需要提供適當(dāng)?shù)腳_____條件。3.活性污泥法中，微生物消耗水中的溶解性有機(jī)物，使其濃度降低的過程稱為______。4.生物膜法處理污水時，微生物主要集中在______上，形成一層具有吸附和代謝能力的膜狀結(jié)構(gòu)。5.污泥脫水的主要目的是進(jìn)一步減小污泥含水率，以便于______和最終處置。6.選擇水處理消毒方法時，需考慮因素包括消毒效果、______、對水質(zhì)的影響及運(yùn)行管理方便性等。7.對于高濃度有機(jī)廢水，通常需要采用______等預(yù)處理措施，以降低后續(xù)生物處理單元的負(fù)荷。8.水處理廠中，格柵主要用于去除水中較大的______，保護(hù)后續(xù)處理設(shè)備。9.沉淀池的設(shè)計(jì)主要依據(jù)水力停留時間和______來確定。10.活性污泥法運(yùn)行過程中，若污泥沉降性能變差，上浮明顯，可能發(fā)生了______現(xiàn)象。三、簡答題（每小題5分，共25分。請將答案寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.簡述物理法處理污水的基本原理及其主要應(yīng)用。2.簡述生物處理法與物理化學(xué)處理法在去除水中有機(jī)污染物方面的主要區(qū)別。3.簡述影響化學(xué)混凝效果的主要因素。4.簡述活性污泥法中污泥膨脹的現(xiàn)象、主要原因及常用的控制方法。5.簡述污泥厭氧消化過程中產(chǎn)生的沼氣的主要成分及其應(yīng)用。四、計(jì)算題（每小題10分，共20分。請將計(jì)算公式、過程和結(jié)果寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.某水處理廠進(jìn)水懸浮物濃度為300mg/L，經(jīng)混凝沉淀處理后，出水懸浮物濃度降為50mg/L。求該處理單元對懸浮物的去除率。2.某城市污水處理廠每日處理水量為50000m3/d，采用傳統(tǒng)活性污泥法處理。曝氣池有效容積為2000m3。假設(shè)微生物總量（以干重計(jì)）為2kg/m3（MLSS），試估算曝氣池內(nèi)的污泥總量（kg/d）。五、論述題（每小題10分，共20分。請將答案寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.論述選擇給水處理工藝流程時需要考慮的主要因素。2.論述活性污泥法處理技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)及其可能的解決方案。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.C4.B5.C6.D7.A8.B9.B10.D二、填空題1.化學(xué)2.攪拌/攪拌強(qiáng)度3.吸附4.生物膜載體（如濾料、填料或池壁）5.儲運(yùn)6.成本/費(fèi)用7.預(yù)處理（如厭氧消化、折點(diǎn)加氯、混凝沉淀）8.大塊懸浮物/雜質(zhì)9.沉降速度（或污泥沉降比）10.污泥膨脹三、簡答題1.解析思路：回答物理法的基本原理（利用物理作用分離污染物）和主要類型及其應(yīng)用。物理法主要包括格柵（攔截大塊懸浮物）、沉淀（利用重力沉降分離懸浮物）、過濾（利用多孔介質(zhì)攔截懸浮物）、氣?。ɡ脷馀莞街鴳腋∥锸蛊涓∑穑┑取８鶕?jù)原理和應(yīng)用分別簡述。*答案：物理法處理污水是利用物理作用（如重力沉降、慣性、篩分、吸附、浮力等）去除或分離污染物。主要應(yīng)用包括：格柵用于攔截水中較大的懸浮物和雜質(zhì)，保護(hù)后續(xù)設(shè)備；沉淀池利用重力沉降作用，使水中懸浮物沉淀分離，適用于處理懸浮物濃度較高的污水；過濾利用具有孔隙的濾料，截留水中細(xì)小的懸浮顆粒，出水水質(zhì)較好，常用于給水處理和深度處理；氣浮利用微氣泡黏附水中細(xì)小、疏水性顆粒，使其浮至水面被去除，適用于處理密度接近水或含有油類、膠體等難沉淀的廢水。2.解析思路：對比生物處理和物理化學(xué)處理的原理、適用對象、優(yōu)缺點(diǎn)。生物處理利用微生物代謝降解有機(jī)物，成本低，但處理時間長，受環(huán)境條件影響大，對難降解有機(jī)物效果差。物理化學(xué)處理利用物理或化學(xué)反應(yīng)分離、轉(zhuǎn)化污染物，處理速度快，效果好，能處理多種水質(zhì)，但通常成本較高，可能產(chǎn)生二次污染（如污泥、化學(xué)藥劑殘留）。*答案：生物處理法利用微生物的代謝活動，將水中的有機(jī)污染物分解為簡單的無機(jī)物（如CO?、H?O）或新的細(xì)胞物質(zhì)，具有能耗低、處理效果穩(wěn)定、污泥量相對較小等優(yōu)點(diǎn)，但處理時間較長，對水溫、pH等環(huán)境條件敏感，且難以有效去除病原體和難降解有機(jī)物。物理化學(xué)處理法利用物理作用（如沉淀、過濾）或化學(xué)/物理化學(xué)方法（如混凝、氧化還原、消毒）去除或轉(zhuǎn)化污染物，通常處理速度快、效果顯著、能處理多種類型的污染物（包括生物處理難降解的）、占地面積相對較小，但往往需要消耗大量化學(xué)藥劑，成本較高，且可能產(chǎn)生二次污染（如化學(xué)污泥、藥劑殘留）。3.解析思路：列舉影響混凝效果的關(guān)鍵參數(shù)。主要包括：水的pH值（影響膠體電荷和混凝劑水解）、混凝劑種類與投加量（核心藥劑）、水溫（影響化學(xué)反應(yīng)和水力條件）、水中無機(jī)鹽濃度（影響膠體穩(wěn)定性和電性）、水力條件（攪拌/混合強(qiáng)度和速度、接觸時間）、原水水質(zhì)（濁度、色度、懸浮物性質(zhì)等）。*答案：影響化學(xué)混凝效果的主要因素包括：水的pH值，混凝劑種類與投加量，水溫，水中無機(jī)鹽濃度，水力條件（攪拌強(qiáng)度與時間），原水水質(zhì)（濁度、色度、懸浮物性質(zhì)、有機(jī)物含量等）。4.解析思路：闡述污泥膨脹的定義、發(fā)生原因（絲狀菌過度生長）、主要表現(xiàn)（污泥上浮、沉降性能差）以及常用控制方法（控制營養(yǎng)均衡、控制溶解氧、控制污泥齡、投加化學(xué)藥劑、控制排泥等）。*答案：污泥膨脹是指活性污泥在運(yùn)行過程中，部分絲狀菌過度增殖，導(dǎo)致污泥體積急劇膨脹，沉降性能惡化，容易在沉淀池上浮的現(xiàn)象。主要原因通常是碳源（BOD）濃度過高、氮源不足導(dǎo)致微生物絲狀菌相對優(yōu)勢生長，或溶解氧控制不當(dāng)（如DO過高促進(jìn)絲狀菌生長或過低抑制菌膠團(tuán)菌生長）。常用控制方法包括：控制進(jìn)水碳氮比，保證適當(dāng)?shù)坠?yīng)；合理控制曝氣池溶解氧水平；控制污泥齡；投加化學(xué)藥劑（如混凝劑、殺菌劑）抑制絲狀菌；優(yōu)化排泥策略等。5.解析思路：說明污泥厭氧消化過程及其產(chǎn)物沼氣的主要成分（甲烷、二氧化碳等）及其主要用途（能源、燃料）。沼氣的主要成分是甲烷（CH?），含量通常在50%-75%左右，其余為二氧化碳（CO?）、水蒸氣、氫氣、氮?dú)獾?。主要?yīng)用是作為燃料用于發(fā)電、供熱或作為燃?xì)馐褂谩?答案：污泥厭氧消化是在無氧或微氧條件下，利用兼性厭氧和嚴(yán)格厭氧微生物的作用，將污泥中的有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定物質(zhì)（如腐殖質(zhì)）和生物燃?xì)猓ㄕ託猓┑倪^程。沼氣的主要成分是甲烷（CH?），通常占50%-75%，還含有二氧化碳（CO?）、水蒸氣、氫氣、氮?dú)庖约吧倭苛蚧瘹涞取Ｕ託庵饕米魅剂?，可用于發(fā)電、供熱、炊事等，實(shí)現(xiàn)能源回收和污泥資源化。四、計(jì)算題1.解析思路：計(jì)算去除率使用公式：去除率=(進(jìn)水濃度-出水濃度)/進(jìn)水濃度×100%。代入數(shù)據(jù)計(jì)算即可。*答案：去除率=(300mg/L-50mg/L)/300mg/L×100%=250/300×100%≈83.3%。2.解析思路：計(jì)算曝氣池污泥總量（MLSS總量），可以使用公式：污泥總量(kg/d)=污水流量(m3/d)×曝氣池容積(m3)×MLSS濃度(kg/m3)。注意單位統(tǒng)一，MLSS濃度已知為2kg/m3（即2kg/m3×2000m3=4000kg）。*答案：污泥總量(kg/d)=50000m3/d×2000m3×2kg/m3=200000000kg/d=200000t/d。五、論述題1.解析思路：論述題需條理清晰，分點(diǎn)闡述。選擇給水處理工藝流程時，應(yīng)從原水水質(zhì)水量特性（濁度、色度、藻類、懸浮物、有機(jī)物、病原體等）、出水水質(zhì)要求、處理規(guī)模、地形地質(zhì)條件、自然條件（水溫、風(fēng)、降雨）、處理成本（投資、運(yùn)行費(fèi)）、能源消耗、占地、運(yùn)行管理維護(hù)方便性、環(huán)保要求、以及技術(shù)先進(jìn)性、可靠性等多方面因素綜合分析比較，選擇技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、管理方便、環(huán)境友好的最佳方案?？梢耘e例說明不同因素如何影響選擇。*答案：選擇給水處理工藝流程是一個復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)決策過程，需要綜合考慮多方面因素。主要因素包括：1)原水水質(zhì)水量：這是工藝選擇的基礎(chǔ)，不同水源（地表水、地下水）和不同水期（豐水期、枯水期）的水質(zhì)差異很大，直接影響處理單元的選擇和設(shè)計(jì)。例如，高濁度水需要較強(qiáng)的混凝沉淀能力，高藻類水需要考慮預(yù)消毒或預(yù)除藻。2)出水水質(zhì)要求：不同的用水目的（生活飲用水、工業(yè)用水）對水質(zhì)有不同的要求（如濁度、細(xì)菌總數(shù)、余氯等），決定了所需處理深度和工藝組合。3)處理規(guī)模：不同規(guī)模的供水廠對工藝流程的復(fù)雜程度、設(shè)備選型、占地等有不同要求。4)地形地質(zhì)與自然條件：廠址的地形、地質(zhì)條件影響工藝布局和工程造價；氣候條件（如溫度、降雨）影響設(shè)備選型和運(yùn)行。5)經(jīng)濟(jì)性：包括初始投資和長期運(yùn)行成本（電費(fèi)、藥劑費(fèi)、維護(hù)費(fèi)等），需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇性價比高的方案。6)運(yùn)行管理：工藝應(yīng)盡可能簡單、穩(wěn)定、自動化程度高，便于操作和維護(hù)。7)環(huán)保要求：工藝應(yīng)減少對環(huán)境的影響，如噪聲、臭氣、污泥排放等。8)技術(shù)先進(jìn)性與可靠性：優(yōu)先選擇成熟、可靠、先進(jìn)的技術(shù)。通常需要通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，繪制多種可能的工藝流程方案，進(jìn)行綜合評估，最終確定最佳方案。2.解析思路：活性污泥法面臨的主要挑戰(zhàn)可以從技術(shù)、運(yùn)行、環(huán)境和社會等多個角度闡述，如對水質(zhì)水量變化的適應(yīng)能力、污泥膨脹和泡沫問題、營養(yǎng)鹽失衡、難降解有機(jī)物去除效果差、病原體去除保證、二次污染（污泥處置）、運(yùn)行成本高、自動化和智能化水平有待提高等。針對這些問題，提出相應(yīng)的解決方案，如優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)（如A2/O、MBR）、加強(qiáng)運(yùn)行管理（如精確控制溶解氧、污泥齡、營養(yǎng)鹽比例、在線監(jiān)測）、采用新型曝氣方式、開發(fā)高效菌種、加強(qiáng)污泥資源化利用技術(shù)、應(yīng)用智能控制技術(shù)等。*答案：活性污泥法作為應(yīng)用最廣泛的城市污水和部分工業(yè)廢水處理技術(shù)，仍面臨諸多挑戰(zhàn)。主要挑戰(zhàn)包括：1)對水質(zhì)水量變化的適應(yīng)能力：當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)水量波動較大時，系統(tǒng)出水水質(zhì)難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，需要采取緩沖措施或靈活調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。2)污泥膨脹和泡沫：絲狀菌過度生長導(dǎo)致的污泥膨脹和浮渣泡沫，嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行和出水水質(zhì)，需要精確控制運(yùn)行條件或采取針對性措施。3)營養(yǎng)鹽失衡：進(jìn)水氮磷比例不當(dāng)或缺乏有效的外加磷，導(dǎo)致微生物生長受限，處理效率下降，甚至發(fā)生污泥膨脹，需要合理調(diào)控或補(bǔ)充營養(yǎng)鹽。4)難降解有