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2025年环境工程设计试题及答案

一、简答题（每题8分，共40分）

1.简述A2/O工艺中厌氧段、缺氧段、好氧段的主要功能及关键控制参数，并说明该工艺在实际运行中常见的污泥膨胀问题可能原因及应对措施。

答案：A2/O工艺（厌氧-缺氧-好氧）各段功能：厌氧段通过释磷为聚磷菌提供能量，促进其吸收有机物并储存为PHB，同时抑制硝化菌活性；缺氧段利用反硝化菌将好氧段回流的硝酸盐氮转化为N?，完成脱氮；好氧段实现有机物降解、氨氮硝化及聚磷菌过量吸磷。关键控制参数包括污泥龄（SRT，8-15d）、混合液回流比（200%-400%）、溶解氧（厌氧段＜0.2mg/L，缺氧段0.2-0.5mg/L，好氧段2-4mg/L）、污泥浓度（MLSS3000-4500mg/L）。

污泥膨胀常见原因：丝状菌（如球衣菌）过度增殖，可能因低溶解氧（好氧段DO＜1.5mg/L）、低F/M比（＜0.1kgBOD?/(kgMLSS·d)）、高硫化物浓度（厌氧段H?S＞2mg/L）或水温波动（＜15℃抑制菌胶团生长）。应对措施：提高好氧段DO至2-4mg/L，调整F/M比至0.2-0.4，投加PAC（聚合氯化铝）或次氯酸钠（5-10mg/L）抑制丝状菌，控制进水硫化物浓度（预处理去除），维持水温18-25℃。

2.对比分析MBR（膜生物反应器）与传统活性污泥法在污水处理中的优缺点，并说明MBR系统中膜污染的主要影响因素及减缓措施。

答案：MBR与传统活性污泥法对比：优点方面，MBR因膜分离替代二沉池，出水悬浮物（SS）接近0，COD、氨氮去除率更高（COD＞90%，氨氮＞95%），污泥龄（SRT）与水力停留时间（HRT）解耦，可维持高MLSS（8000-12000mg/L），占地面积减少30%-50%；缺点是膜组件投资及运行成本高（膜更换周期3-5年），能耗大（曝气冲刷膜表面），易发生膜污染。

膜污染影响因素：混合液特性（EPS、SMP浓度过高，粒径＜0.45μm的胶体占比＞30%）、操作条件（跨膜压差TMP＞0.05MPa，膜面流速＜0.3m/s）、膜材质（疏水性PVDF膜比亲水性PES膜更易吸附有机物）。减缓措施：优化曝气强度（气水比20:1-30:1），定期反冲洗（反冲压力0.1-0.2MPa，频率4-6次/d），投加PAC（100-200mg/L）吸附胶体，采用动态膜或亲水化改性膜，控制MLSS＜12000mg/L（过高增加混合液黏度）。

3.某化工园区废水含高浓度苯酚（300mg/L）、氰化物（50mg/L）、硫酸盐（2000mg/L），pH=3。说明预处理单元的选择及设计要点。

答案：预处理单元需依次解决酸性调节、氰化物去除、苯酚降解及硫酸盐抑制问题：

（1）中和调节池：投加Ca(OH)?或NaOH调节pH至7-8（避免硫酸钙结垢，优先选NaOH），设计HRT=4-6h，设pH自动控制系统。

（2）破氰处理：氰化物（CN?）毒性强，需氧化破氰。采用碱性氯化法，先投ClO?（pH=10-11）将CN?氧化为CNO?（一级破氰），反应式：CN?+ClO?→CNO?+Cl?；再调节pH=7-8，投加过量ClO?将CNO?氧化为CO?和N?（二级破氰），总投氯量（以Cl?计）为CN?质量的8-10倍，反应池HRT=1-2h，设ORP在线监测（一级破氰ORP=300-350mV，二级破氰ORP=650-700mV）。

（3）苯酚预处理：苯酚可生物降解但高浓度抑制微生物（＞100mg/L时需预处理）。采用微电解（铁碳填料），pH=3-4时Fe与C形成原电池，产生·OH氧化苯酚为邻苯二酚等中间产物，同时提高废水可生化性（B/C从0.15提升至0.3以上）。微电解池设计：填料层高度1.5-2m，HRT=1-2h，铁碳比（体积）1:1，定期反冲洗防止板结。

（4）硫酸盐控制：硫酸盐（2000mg/L）在厌氧环境中易被还原为H?S（抑制产甲烷菌），需在好氧段前投加BaCl?沉淀SO?2?（Ba2?+SO?2?→BaSO?↓），投加量按n(Ba2?):n(SO?2?)=1.1:1计算，反应池HRT=0.5h，设沉淀池分离沉淀（表面负荷1.0-1.5m3/(m2·h)）。

4.简述垃圾填埋场渗滤液的水质特点及“预处理+生物处理+深度处理”组合工艺的典型流程，并说明膜浓缩液的处理方法。

答案：渗滤液水质特点：高COD（10000-80000mg/L）、高氨氮（1000-3000mg/L）、高盐分（TDS5000-20000mg/L）、重金属（如Cr、Pb）、可生化性随填埋时间下降（初期B/C＞0.5，后期＜0.3）。

典型工艺流程：预处理（调节池+混凝沉淀，投加PAC200-500mg/L去除SS、重金属）→