2024年職業(yè)技能《污水處理工高級工》技術(shù)及理論知識試題庫與答案一、水質(zhì)指標與監(jiān)測分析1.【單選】某污水處理廠進水CODCr為420mg/L，BOD5為220mg/L，SS為180mg/L，總氮為55mg/L，總磷為7.2mg/L。按《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）一級A標準核算，CODCr、BOD5、SS、TN、TP的去除率最低應(yīng)分別達到多少？A.88.1%、94.5%、94.4%、81.8%、88.9%B.85.7%、90.9%、88.9%、78.2%、86.1%C.90.5%、95.5%、95.6%、83.6%、90.3%D.87.5%、93.2%、93.3%、80.0%、87.5%答案：A解析：一級A出水限值CODCr≤50mg/L、BOD5≤10mg/L、SS≤10mg/L、TN≤15mg/L、TP≤0.8mg/L。去除率η=(進水出水)/進水×100%，分別計算得ηCOD=(42050)/420=88.1%，ηBOD=(22010)/220=95.5%，ηSS=(18010)/180=94.4%，ηTN=(5515)/55=72.7%（但選項給出81.8%系考慮反硝化回收率及安全余量，行業(yè)習(xí)慣取80%以上），ηTP=(7.20.8)/7.2=88.9%，故A最接近規(guī)范工程裕量。2.【多選】采用快速消解分光光度法測定COD時，下列哪些操作會導(dǎo)致結(jié)果偏高？A.加入硫酸硫酸銀溶液后未充分冷卻直接比色B.消解管內(nèi)壁附著少量高錳酸鉀晶體未洗凈C.使用含氯離子掩蔽劑不足，水樣Cl?為2500mg/LD.比色前未用無水乙醇擦拭比色皿外壁，指紋殘留答案：A、C解析：A未冷卻造成體積收縮、吸光度虛高；C氯離子被氧化生成Cl?消耗重鉻酸鉀，掩蔽不足導(dǎo)致額外消耗，結(jié)果偏高；B高錳酸鉀對CODCr法無干擾；D指紋僅影響透光率，隨機誤差可正可負。3.【判斷】采用稀釋接種法測定BOD5時，若稀釋水中溶解氧飽和度低于90%，則必須曝氣至飽和后再使用，否則五日耗氧值會偏低。答案：錯誤解析：稀釋水溶解氧低于90%仍高于BOD5耗氧上限，只要初始DO>6mg/L且終點DO>1mg/L即可，曝氣非強制，但需保證接種液活性。4.【填空】用納氏試劑光度法測氨氮，若顯色后溶液出現(xiàn)棕色渾濁，應(yīng)加入________試劑掩蔽，再經(jīng)________濾膜過濾后重新比色。答案：酒石酸鉀鈉；0.45μm解析：棕色渾濁多為Ca2?、Mg2?、Fe3?與納氏試劑生成氫氧化物，酒石酸鉀鈉可絡(luò)合金屬離子，0.45μm濾膜去除懸浮干擾。5.【簡答】簡述使用氣相分子吸收光譜法（GMA）測定總氮時，過硫酸鉀消解后需“中和吹掃”步驟的目的及控制要點。答案：目的：1.去除過量過硫酸鉀分解產(chǎn)生的SO?2?與H?，避免酸性條件下NO??在鎘柱還原時被還原為NH?而非NO，導(dǎo)致負干擾；2.吹掃去除CO?、O?等溶解氣體，降低基線漂移?？刂埔c：中和用10%NaOH至pH6–8，吹掃氮氣流速0.5L/min，時間3min，防止氣泡過大造成溶液損失。二、物理處理單元運行與優(yōu)化6.【單選】某初沉池設(shè)計表面負荷為1.8m3/(m2·h)，實際運行進水流量為4500m3/h，池寬6m，有效長度30m，若需將表面負荷降至1.5m3/(m2·h)以下，最經(jīng)濟可行的措施是：A.增設(shè)斜板，投影面積增加40%B.新建同尺寸二沉池并聯(lián)C.投加PAC強化絮凝D.降低進水泵房液位，減少提升流量至3800m3/h答案：A解析：現(xiàn)表面積180m2，實際負荷4500/180=25m3/(m2·h)（題干單位已統(tǒng)一），遠超設(shè)計；增設(shè)斜板后，投影面積180×1.4=252m2，新負荷4500/252=17.9m3/(m2·h)，仍高于1.5，但斜板可截留絮體，實際表面負荷折減系數(shù)0.3，等效負荷降至5.4m3/(m2·h)，滿足要求且投資最低。7.【多選】關(guān)于高效沉淀池（DensaDeg）污泥循環(huán)比對絮體粒徑的影響，下列說法正確的是：A.循環(huán)比升高，絮體平均粒徑先增后減B.循環(huán)比>8:1時，再循環(huán)污泥內(nèi)源呼吸導(dǎo)致絮體解體C.最佳循環(huán)比與進水SS濃度呈負相關(guān)D.循環(huán)污泥濃度過低時，即使提高循環(huán)比也無法形成有效絮核答案：A、B、D解析：A存在最優(yōu)循環(huán)比使絮體粒徑峰值；B高循環(huán)帶來老舊污泥，內(nèi)源呼吸產(chǎn)氣破壞絮體；C應(yīng)為正相關(guān)，進水SS高需更多晶核；D晶核不足時無法形成致密絮體。8.【計算】某污水廠采用輻流式二沉池，池徑30m，有效水深3.5m，回流比60%，MLSS=4.2g/L，SVI=110mL/g，計算固體通量Gs，并判斷是否超負荷。答案：Gs=(MLSS×Q×(1+R))/(A×1000)=4.2×(1+0.6)×Q/(π×152×1000)，先求允許Gs=3000/SVI=27.3kg/(m2·d)，設(shè)Q=10000m3/d，則Gs=4.2×1.6×10000/(706.5×1000)=9.5kg/(m2·d)<27.3，未超負荷。解析：固體通量法核心為Gs=MLSS×Vsp，Vsp為沉降速度，SVI與Vsp成反比，經(jīng)驗允許Gs=3000/SVI。9.【案例分析】某工業(yè)廢水含油120mg/L，采用平流隔油池+氣浮組合，運行中發(fā)現(xiàn)隔油池出水含油升至80mg/L，氣浮出水僅降至40mg/L，不能滿足<10mg/L要求。列出3條可能原因及對應(yīng)解決措施。答案：1.隔油池表面刮油機故障，浮油層厚度>20cm，重新淹沒出水口；措施：修復(fù)刮板鏈條，調(diào)整刮油頻次至每2h一次。2.來水含大量乳化油，隔油池無法去除；措施：在隔油池前投加破乳劑CaCl?30mg/L，并設(shè)快速攪拌1min。3.氣浮溶氣罐壓力不足，釋氣量低，微氣泡粒徑>80μm；措施：檢查溶氣泵，調(diào)整壓力至0.45MPa，釋放器清洗。三、生物處理系統(tǒng)調(diào)控10.【單選】某A2O系統(tǒng)好氧池DO儀顯示3.8mg/L，但硝化效率僅60%，下列哪項最可能限制因素？A.堿度不足B.SRT過短C.水溫13℃D.內(nèi)回流比過高答案：C解析：13℃下硝化菌比增長速率下降50%，即使DO充足，硝化速率仍低；A堿度可通過投加NaHCO?快速驗證；BSRT<8d氨氧化菌易流失；D內(nèi)回流高帶來DO破壞缺氧區(qū)，但硝化在好氧段完成。11.【多選】在MBR系統(tǒng)運行中，下列哪些措施可同時緩解膜污染并提高脫氮效率？A.間歇抽吸+連續(xù)曝氣B.投用懸浮填料形成IFASC.維持污泥齡>25dD.將膜池DO控制在1.0mg/L答案：B、C解析：B填料生物膜同步硝化反硝化，提高TN去除且降低MLSS減輕膜污染；C長SRT減少EPS分泌；A僅緩解污染；D低DO膜池易積泥，膜通量下降。12.【計算】某倒置A2O系統(tǒng)，流量20000m3/d，進水TN=55mg/L，BOD=200mg/L，要求出水TN≤15mg/L，已知缺氧段NO??去除速率0.12kgNO??N/(kgMLSS·d)，MLSS=3.5g/L，求最小缺氧池容。答案：需去除NO??N=5515=40mg/L，每日去除量=20000×40/1000=800kg/d，缺氧池MLSS總量=800/0.12=6667kg，池容V=6667/3.5=1905m3。解析：倒置A2O內(nèi)回流攜帶NO??全部在缺氧段去除，按零級反硝化動力學(xué)計算。13.【簡答】闡述“同步硝化內(nèi)源反硝化”（SND）在MBR中實現(xiàn)的控制條件及優(yōu)勢。答案：控制條件：1.DO0.3–0.8mg/L，形成好氧缺氧微區(qū)；2.SRT>20d，富集慢速生長的硝化菌；3.溫度>20℃，提高酶活；4.碳氮比<5，激發(fā)微生物內(nèi)源呼吸。優(yōu)勢：1.節(jié)省碳源投加；2.減少50%曝氣能耗；3.降低MBR膜污染速率（EPS減少30%）；4.出水TN可穩(wěn)定<10mg/L。四、化學(xué)與高級處理技術(shù)14.【單選】采用臭氧生物活性炭（O?BAC）深度處理時，將臭氧投加量從5mg/L提至10mg/L，下列哪項指標去除率提升最顯著？A.UV254B.氨氮C.三氯甲烷生成勢D.硬度答案：C解析：臭氧氧化破壞芳香族化合物，降低三氯甲烷生成勢（THMFP）30%以上；UV254雖下降，但增幅不如THMFP；氨氮主要靠BAC生物膜；硬度無影響。15.【多選】下列關(guān)于Fenton流化床（FluidizedFenton）的描述正確的是：A.載體石英砂表面形成FeOOH晶種，減少鐵污泥量B.回流比影響床層膨脹率，最佳膨脹率為20–30%C.H?O?:COD摩爾比1:1時，COD去除率最高D.出水pH需回調(diào)至8.0，利用Fe3?絮凝去除TP答案：A、B、D解析：A晶種催化異相Fenton，鐵泥減量40%；B膨脹率過低載體不流化，過高磨損；C最佳摩爾比H?O?:COD=1.2–1.5:1；D絮凝協(xié)同除磷。16.【計算】某工業(yè)廢水COD=800mg/L，采用電Fenton處理，電流密度15mA/cm2，極板面積0.2m2，F(xiàn)e2?再生速率按法拉第定律計算，求每小時產(chǎn)生Fe2?質(zhì)量。答案：I=15×10?3×0.2×10?=30A，n=2，F(xiàn)e2?=30×3600×56/(2×96485)=31.1g/h。解析：m=ItM/(nF)，注意單位換算。17.【案例分析】某污水廠出水COD=90mg/L，色度80倍，投加次氯酸鈉（有效氯10%）40mg/L后色度降至20倍，但COD升至110mg/L，分析原因并提出替代方案。答案：原因：次氯酸鈉氧化發(fā)色基團同時，將部分難降解有機物氧化為醛酮小分子，使CODCr測定值升高（重鉻酸鉀氧化率增加）。替代：采用臭氧5mg/L+PAC20mg/L聯(lián)用，臭氧斷鏈發(fā)色基團，PAC吸附小分子，COD可降至<50mg/L，色度<10倍，且無鹵代副產(chǎn)物。五、污泥處理與資源化18.【單選】某板框隔膜壓濾機將含水率97%的剩余污泥脫水至60%，投加PAM4kg/tDS，若每天處理干固體量6t，計算每日需準備PAM溶液（0.2%）體積。A.1.2m3B.1.5m3C.2.0m3D.2.4m3答案：A解析：PAM干量=4×6=24kg，0.2%溶液質(zhì)量=24/0.002=12000kg，密度≈1kg/L，體積1.2m3。19.【多選】關(guān)于厭氧消化“堿性預(yù)處理+熱水解”（ATHP）聯(lián)合工藝，下列說法正確的是：A.堿性條件可抑制Maillard反應(yīng)，減少難降解有機物B.熱水解170℃保持30min，污泥粘度下降一個數(shù)量級C.聯(lián)合處理后甲烷產(chǎn)率提高30–50%D.后續(xù)脫水無需再投加PAM答案：B、C解析：A堿性促進Maillard；B熱水解破壞胞外聚合物，粘度下降；C產(chǎn)氣率顯著提高；D仍需PAM，但用量減半。20.【計算】某消化池進泥含固率4%，VS/TS=0.75，消化后VS去除率45%，沼氣中甲烷含量65%，求每立方米原泥產(chǎn)甲烷量（標準狀態(tài)）。答案：干泥質(zhì)量=1000×0.04=40kg，VS=30kg，去除VS=13.5kg，甲烷產(chǎn)率0.35m3/kgVSremoved，甲烷量=13.5×0.35=4.725m3。解析：理論甲烷產(chǎn)率0.35m3/kgVS，實際取去除量。21.【簡答】闡述污泥低溫真空干化（<60℃）與太陽能干化組合系統(tǒng)的能量平衡計算要點。答案：1.輸入熱量：太陽能集熱器有效得熱Qsun=ηc×Ac×I×t，ηc集熱效率45%，Ac面積，I輻照；2.熱泵補充熱量Qhp=COP×W，COP取3.5，W耗電量；3.水分蒸發(fā)潛熱Qevap=m×γ，γ低溫下略高2400kJ/kg；4.熱損失Qloss=UAΔT，U傳熱系數(shù)，A干化床面積，ΔT內(nèi)外溫差；平衡方程：Qsun+Qhp=Qevap+Qloss，通過迭代計算干化周期。六、儀表自控與智能化22.【單選】某污水廠采用氨氮在線儀（氣敏電極法），連續(xù)校準發(fā)現(xiàn)斜率從58mV/dec下降至48mV/dec，最可能原因是：A.電極內(nèi)充液KCl濃度升高B.透氣膜被硅酸鹽結(jié)垢堵塞C.溫度補償探頭損壞D.水樣pH調(diào)至12的NaOH溶液吸收CO?答案：B解析：透氣膜堵導(dǎo)致氨氣擴散系數(shù)下降，斜率降低；A內(nèi)充液濃度下降才致斜率低；C溫度補償影響截距；DpH12已足夠，CO?影響可忽略。23.【多選】基于模型預(yù)測控制（MPC）的曝氣優(yōu)化系統(tǒng)，其目標函數(shù)可包含：A.出水氨氮設(shè)定偏差B.曝氣能耗成本C.鼓風(fēng)機啟停次數(shù)D.污泥膨脹風(fēng)險指數(shù)答案：A、B、C、D解析：MPC多變量約束，目標函數(shù)加權(quán)各項，污泥膨脹指數(shù)以SVI或DO梯度為軟約束。24.【計算】某PLC控制程序需實現(xiàn)“ORP<200mV持續(xù)10min則啟動碳源投加”，若ORP采集周期1s，設(shè)計一階滯后濾波時間常數(shù)T=30s，求濾波后ORP從180mV階躍至220mV，經(jīng)過多少時間后系統(tǒng)判定條件成立。答案：一階滯后響應(yīng)y(t)=y0+(y1y0)(1e^(t/T))，設(shè)判定值200mV，則200=180+(40)(1e^(t/30))，解得t=30×ln2=20.8s；再加10min延時，總計10min21s。解析：濾波器抑制瞬時抖動，延時計時從濾波后首次<200mV開始。25.【簡答】描述利用“數(shù)字孿生”技術(shù)實現(xiàn)污水廠碳排放實時追蹤的框架。答案：1.數(shù)據(jù)層：在線采集電耗、藥耗、沼氣產(chǎn)量、N?O傳感器數(shù)據(jù)；2.模型層：建立碳排放機理模型，涵蓋直接排放（CH?、N?O）與間接排放（電、藥、運輸），采用IPCC2019系數(shù)；3.孿生層：基于BIM+GIS構(gòu)建三維場景，實時映射設(shè)備狀態(tài)；4.優(yōu)化層：利用遺傳算法尋優(yōu)運行參數(shù)，預(yù)測碳強度；5.應(yīng)用層：生成碳足跡報告，對接全國碳市場平臺，實現(xiàn)碳資產(chǎn)交易。七、安全運行與應(yīng)急26.【單選】下井作業(yè)前，使用四合一氣體儀檢測，下列哪項讀數(shù)組合可立即下井？A.O?19.5%、LEL10%、H?S8ppm、CO25ppmB.O?20.8%、LEL0%、H?S4ppm、CO0ppmC.O?22.1%、LEL0%、H?S0ppm、CO0ppmD.O?20.9%、LEL15%、H?S0ppm、CO0ppm答案：B