2025年城市污水處理技術(shù)創(chuàng)新試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.2025年新型城市污水處理工藝中，針對(duì)低C/N比污水脫氮效率提升的核心技術(shù)突破是（）。A.延長(zhǎng)污泥齡至30天以上B.短程硝化-厭氧氨氧化（SN-ANAMMOX）耦合C.投加外源碳源（如乙酸鈉）D.強(qiáng)化二沉池污泥回流比至200%2.下列哪項(xiàng)不屬于2025年智能污水處理系統(tǒng)的典型特征？（）A.基于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的多參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)B.機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化曝氣量控制C.人工定期檢測(cè)污泥沉降比（SV30）D.異常工況自動(dòng)預(yù)警與工藝參數(shù)自調(diào)整3.某污水廠采用“MBR+電化學(xué)氧化”組合工藝，其主要目標(biāo)污染物去除機(jī)制是（）。A.MBR通過膜截留去除懸浮物，電化學(xué)氧化降解難降解有機(jī)物B.MBR通過生物降解去除COD，電化學(xué)氧化強(qiáng)化脫氮C.MBR通過膜過濾去除氮磷，電化學(xué)氧化殺菌D.MBR通過生物吸附去除重金屬，電化學(xué)氧化降低色度4.2025年推廣的“污泥-污水協(xié)同處理”技術(shù)中，污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣主要用于（）。A.直接排放減少碳足跡B.發(fā)電補(bǔ)充污水處理廠能耗C.作為化工原料生產(chǎn)甲醇D.用于廠區(qū)供暖替代天然氣5.新型石墨烯基復(fù)合膜材料在MBR中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)不包括（）。A.抗污染性能提升30%-50%B.膜通量較傳統(tǒng)PVDF膜提高20%C.制造成本降低至傳統(tǒng)膜的1/3D.對(duì)溶解性有機(jī)物（DOM）截留率提高至95%以上6.城市污水中磷資源回收的主流技術(shù)是（）。A.化學(xué)沉淀法制備鳥糞石（MAP）B.生物超量吸收后焚燒灰提取C.離子交換樹脂吸附后洗脫D.膜濃縮后填埋7.針對(duì)合流制管網(wǎng)雨季溢流（CSO）污染控制，2025年推薦的技術(shù)方案是（）。A.新建大型調(diào)蓄池+快速沉淀+消毒B.延長(zhǎng)管網(wǎng)長(zhǎng)度減少溢流頻率C.直接排放至自然水體稀釋D.強(qiáng)化一級(jí)處理后排放8.厭氧氨氧化（ANAMMOX）工藝運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)是（）。A.pH=5.5-6.5，溫度15-20℃B.pH=7.5-8.5，溫度30-35℃C.pH=6.0-7.0，溫度25-30℃D.pH=8.5-9.5，溫度10-15℃9.2025年污水處理廠“低碳化”改造的核心目標(biāo)是（）。A.完全停止使用化石能源B.實(shí)現(xiàn)能耗自給（能源回收率≥50%）C.減少藥劑投加量50%以上D.污泥產(chǎn)量降低至原工藝的1/410.下列哪項(xiàng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)污水中熱能的高效回收？（）A.膜蒸餾（MD）B.污水源熱泵系統(tǒng)C.紫外消毒裝置D.曝氣生物濾池（BAF）二、填空題（每空1分，共20分）1.2025年城市污水處理廠一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)中，氨氮（NH3-N）排放限值為______mg/L，總磷（TP）排放限值為______mg/L。2.短程硝化的關(guān)鍵是控制反應(yīng)器內(nèi)溶解氧（DO）在______mg/L，抑制______菌的活性，促進(jìn)______菌增殖。3.新型生物炭基吸附劑通過______（填改性方法）可顯著提高對(duì)重金屬鎘（Cd2?）的吸附容量，其吸附機(jī)理主要包括______和______。4.智能污水處理系統(tǒng)中，傳感器網(wǎng)絡(luò)需監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵參數(shù)包括______、______、______（至少列出3項(xiàng)）。5.污泥熱水解預(yù)處理技術(shù)可將污泥中______（填有機(jī)物類型）轉(zhuǎn)化為溶解性有機(jī)物，提高后續(xù)______（填處理工藝）的產(chǎn)氣效率。6.電芬頓（Electro-Fenton）技術(shù)通過電解產(chǎn)生______（填關(guān)鍵物質(zhì)），其氧化還原電位高達(dá)______V（vsSHE），可高效降解難降解有機(jī)物。7.2025年推廣的“雙膜法”深度處理工藝指______和______（填膜技術(shù)名稱）的組合，主要用于______（填回用場(chǎng)景）。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述2025年城市污水處理技術(shù)創(chuàng)新的三大方向，并分別說明其技術(shù)突破點(diǎn)。2.對(duì)比傳統(tǒng)活性污泥法與MBR工藝在污染物去除、運(yùn)行管理、能耗方面的差異。3.分析厭氧氨氧化（ANAMMOX）工藝在低C/N比污水脫氮中的優(yōu)勢(shì)，并指出其應(yīng)用的主要限制因素。4.說明智能監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)（如SCADA+AI）在污水處理廠優(yōu)化運(yùn)行中的具體應(yīng)用場(chǎng)景。5.闡述“污水資源化”理念對(duì)2025年污水處理廠功能定位的轉(zhuǎn)變影響。四、案例分析題（20分）某南方城市污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模10萬m3/d，進(jìn)水水質(zhì)：COD=350mg/L，BOD5=180mg/L，NH3-N=50mg/L，TN=65mg/L，TP=5mg/L，SS=200mg/L，C/N比=5.4（較低）。原工藝為A2/O+二沉池，出水TN=18mg/L（不滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)TN≤15mg/L），污泥產(chǎn)量大（約2.5tDS/d），能耗較高（0.45kWh/m3）。問題：（1）提出2025年可行的工藝升級(jí)方案（需包含主體工藝、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)及輔助技術(shù)）；（2）說明升級(jí)后在脫氮效率、污泥減量、能耗降低方面的預(yù)期效果；（3）設(shè)計(jì)一條污水中磷資源回收的技術(shù)路徑，并計(jì)算理論回收量（以鳥糞石MAP，MgNH4PO4·6H2O計(jì)，分子量245.41，P原子量31）。答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.C3.A4.B5.C6.A7.A8.B9.B10.B二、填空題1.5（8）；0.5（注：括號(hào)內(nèi)為水溫≤12℃時(shí)限值）2.0.5-1.0；硝化（亞硝酸鹽氧化菌，NOB）；氨氧化（氨氧化菌，AOB）3.負(fù)載鐵氧化物（或磺化、氨基化等）；離子交換；表面絡(luò)合4.DO、NH3-N、TP、pH、ORP（任選3項(xiàng)）5.胞外聚合物（EPS）或大分子有機(jī)物；厭氧消化6.·OH（羥基自由基）；2.87.超濾（UF）；反滲透（RO）；再生水回用（或工業(yè)用水、景觀用水）三、簡(jiǎn)答題1.三大方向及突破點(diǎn)：（1）低碳化：突破點(diǎn)為能源自給技術(shù)，如污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷（產(chǎn)率提升至0.4m3/kgVS）、污水源熱泵（能效比COP≥4.5），實(shí)現(xiàn)能耗回收率≥50%。（2）智能化：突破點(diǎn)為AI驅(qū)動(dòng)的工藝優(yōu)化，通過機(jī)器學(xué)習(xí)模型（如LSTM）預(yù)測(cè)水質(zhì)變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整曝氣量（誤差≤5%）和藥劑投加量（節(jié)省15%-20%）。（3）資源化：突破點(diǎn)為磷/氮高效回收，鳥糞石結(jié)晶技術(shù)回收率≥80%（較傳統(tǒng)提高30%），厭氧氨氧化同步實(shí)現(xiàn)脫氮與污泥減量化（污泥產(chǎn)量降低40%）。2.差異對(duì)比：（1）污染物去除：MBR通過膜截留（孔徑0.01-0.1μm）實(shí)現(xiàn)SS近零排放（<5mg/L），傳統(tǒng)工藝SS≤10mg/L；MBR對(duì)溶解性有機(jī)物（DOM）去除率更高（COD≤30mg/Lvs50mg/L）。（2）運(yùn)行管理：MBR需定期膜清洗（化學(xué)清洗周期3-6個(gè)月），傳統(tǒng)工藝需控制污泥膨脹（SVI≤150mL/g）；MBR自動(dòng)化程度更高（可遠(yuǎn)程監(jiān)控膜通量）。（3）能耗：MBR膜抽吸（0.1-0.2kWh/m3）和曝氣（0.3-0.4kWh/m3）總能耗0.4-0.6kWh/m3，傳統(tǒng)工藝0.3-0.5kWh/m3，但MBR可縮短水力停留時(shí)間（HRT從8-12h降至4-6h）。3.優(yōu)勢(shì)：無需外源碳源（C/N≥2即可），脫氮效率高（TN去除率≥90%），能耗低（無需反硝化曝氣），污泥產(chǎn)量少（僅為傳統(tǒng)工藝的1/3-1/2）。限制因素：ANAMMOX菌倍增時(shí)間長(zhǎng)（11-20天），啟動(dòng)周期長(zhǎng)（需3-6個(gè)月）；對(duì)溫度（25-35℃）、pH（7.5-8.5）、抑制物（如游離氨FA>100mg/L）敏感。4.應(yīng)用場(chǎng)景：（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：通過在線傳感器（如NH3-N、TP、DO）每5分鐘采集數(shù)據(jù)，構(gòu)建水質(zhì)數(shù)據(jù)庫。（2）工藝優(yōu)化：AI模型根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)預(yù)測(cè)出水風(fēng)險(xiǎn)，動(dòng)態(tài)調(diào)整曝氣強(qiáng)度（如夜間低負(fù)荷時(shí)降低曝氣量30%）。（3）故障預(yù)警：通過異常數(shù)據(jù)識(shí)別（如膜通量驟降20%）提前2-4小時(shí)預(yù)警膜污染，自動(dòng)啟動(dòng)反沖洗程序。（4）能耗管理：結(jié)合電價(jià)峰谷時(shí)段，調(diào)整污泥脫水機(jī)運(yùn)行時(shí)間（谷電時(shí)段處理量提升40%），降低電費(fèi)15%。5.功能定位轉(zhuǎn)變：（1）從“污染物處理廠”轉(zhuǎn)變?yōu)椤百Y源工廠”：回收水資源（再生水利用率≥50%）、能源（沼氣發(fā)電滿足廠內(nèi)30%能耗）、磷資源（年回收MAP約200噸）。（2）從“末端治理”轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋到y(tǒng)協(xié)同”：與城市管網(wǎng)、工業(yè)企業(yè)協(xié)同，接收高濃度有機(jī)廢水（如食品加工廢水）共處理，提高資源回收效率。（3）從“高能耗”轉(zhuǎn)變?yōu)椤暗吞脊?jié)點(diǎn)”：通過污水源熱泵為周邊小區(qū)供熱（覆蓋5萬㎡），減少城市碳排。四、案例分析題（1）升級(jí)方案：主體工藝：A2/O（預(yù)缺氧池+厭氧池+缺氧池+好氧池）改造為“短程硝化（SN）-厭氧氨氧化（ANAMMOX）耦合MBR”工藝。關(guān)鍵參數(shù)：好氧池DO=0.5-1.0mg/L（抑制NOB），pH=7.5-8.0，溫度28-32℃；MBR膜通量15-20L/(m2·h)，污泥齡（SRT）25-30天（利于ANAMMOX菌增殖）。輔助技術(shù)：①投加MgCl2（Mg:P摩爾比1.2:1）實(shí)現(xiàn)厭氧池末端磷回收；②污泥熱水解預(yù)處理（160℃，30min）+厭氧消化（VS去除率55%）產(chǎn)沼氣；③安裝污水源熱泵回收尾水熱能（水溫15℃提升至45℃）。（2）預(yù)期效果：脫氮效率：TN去除率從原工藝的70%（65→18mg/L）提升至85%（65→9.75mg/L），滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（≤15mg/L）。污泥減量：ANAMMOX工藝污泥產(chǎn)率0.05-0.1kgVSS/kgCOD（原A2/O為0.3-0.5），污泥產(chǎn)量降至1.0-1.5tDS/d（減少40%-60%）。能耗降低：沼氣發(fā)電（產(chǎn)率0.35m3/kgVS，VS含量60%）可滿足廠內(nèi)20%能耗（原0.45kWh/m3降至0.36kWh/m3），污水源熱泵節(jié)省供暖能耗