2026年公用設(shè)備工程師專業(yè)案例(給排水)考試題庫(含答案)一、水源與取水工程案例【案例1】某濱海城市擬建一座10萬m3/d的地表水廠，原水取自潮汐河段。枯水期97%保證率最枯月平均流量為35m3/s，對(duì)應(yīng)咸潮上溯距離18km；取水口位于距河口15km處。河床穩(wěn)定，泥沙中值粒徑d50=0.18mm，原水含鹽量≤400mg/L。設(shè)計(jì)擬采用岸邊式固定取水頭部，設(shè)4格，每格安裝2臺(tái)潛水泵（1用1備）。（1）判斷該取水方案能否滿足城市97%保證率水量要求，并給出依據(jù)。（2）若咸潮期原水氯化物短時(shí)升至1100mg/L，水廠允許最大氯化物300mg/L，計(jì)算需連續(xù)稀釋的流量比例。（3）取水口格柵過柵流速按0.4m/s設(shè)計(jì)，柵條厚10mm、凈距80mm，求單格最小過水面積。（4）潛水泵房最低運(yùn)行水位+0.5m，最高水位+4.2m，泵軸中心標(biāo)高+1.0m，水泵必需汽蝕余量NPSHr=4.5m，水溫25℃，求最大安裝高度并判斷是否汽蝕。答案與解析（1）城市需水量10萬m3/d≈1.157m3/s；97%保證率最枯月平均流量35m3/s，取水比例僅3.3%，遠(yuǎn)小于《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB500132018規(guī)定的15%上限，水量滿足。（2）稀釋公式：C0Q0+CwQw=C(Q0+Qw)，設(shè)原水氯化物1100mg/L，稀釋水氯化物50mg/L，則300=(1100Q0+50Qw)/(Q0+Qw)，解得Qw/Q0=0.81，即需額外增加81%的淡水稀釋流量。（3）柵條遮擋系數(shù)β=(10+80)/80=1.125；過柵流速0.4m/s對(duì)應(yīng)凈面積A=Q/(v·n·β)=0.289m2/(0.4×1×1.125)=0.643m2；單格最小過水面積0.643m2。（4）25℃水飽和蒸汽壓頭Hv=0.33m；最大安裝高度Hs=(PaPv)/ρgNPSHrHfHsafety，取Pa/ρg=10.33m，Hf取0.5m，安全裕量0.5m，則Hs=10.330.334.50.50.5=4.5m；泵軸中心+1.0m，最低水位+0.5m，實(shí)際淹沒深度僅0.5m，遠(yuǎn)小于4.5m，故不會(huì)汽蝕。二、輸配水管網(wǎng)案例【案例2】某平原城市供水管網(wǎng)呈環(huán)狀，最高日用水量12萬m3/d，時(shí)變化系數(shù)Kh=1.4，水廠自用水量6%，管網(wǎng)漏損率12%。節(jié)點(diǎn)30為消防最不利點(diǎn)，要求同時(shí)發(fā)生2處火災(zāi)，每處45L/s。經(jīng)平差計(jì)算，最大轉(zhuǎn)輸時(shí)段水廠二級(jí)泵站揚(yáng)程需46m；事故工況下按70%流量供水。（1）計(jì)算二級(jí)泵站設(shè)計(jì)流量。（2）若選用3臺(tái)同型號(hào)離心泵（2用1備），單泵流量≥多少？（3）事故工況下，管網(wǎng)水頭損失較最大轉(zhuǎn)輸時(shí)增加18%，求事故揚(yáng)程。（4）配水管DN1200，長8.6km，C=120，輸水流量2200m3/h，求沿程水頭損失（用海曾威廉公式）。答案與解析（1）設(shè)計(jì)流量Q=(120000×1.4×1.06×1.12)/24=6627m3/h=1.84m3/s。（2）2用1備，單泵流量≥1.84/2=0.92m3/s=3312m3/h。（3）事故揚(yáng)程H=46×(0.7)^(1.852)×1.18=46×0.57×1.18=31m。（4）海曾威廉公式hf=10.67LQ^1.85/(C^1.85D^4.87)=10.67×8600×(2200/3600)^1.85/(120^1.85×1.2^4.87)=5.8m。三、給水處理工藝案例【案例3】南方某水廠采用“原水→機(jī)械混合→折板絮凝→斜管沉淀→V型濾池→液氯消毒”工藝，設(shè)計(jì)規(guī)模8萬m3/d，混合時(shí)間60s，絮凝20min，沉淀液面負(fù)荷8m3/(m2·h)，濾池設(shè)計(jì)濾速8m/h，強(qiáng)制濾速11m/h，反沖洗強(qiáng)度15L/(m2·s)，沖洗時(shí)間6min。（1）計(jì)算絮凝池總有效容積。（2）若沉淀池長40m、寬12m，核算液面負(fù)荷是否滿足。（3）濾池分6格，求單格面積。（4）若反沖洗水塔有效水深3.5m，求水塔最小調(diào)節(jié)容積。答案與解析（1）絮凝池容積V=Qt=80000/24×20/60=1111m3。（2）液面負(fù)荷q=Q/A=(80000/24)/(40×12)=6.94m3/(m2·h)<8，滿足。（3）強(qiáng)制濾速條件：nV=(n1)V’，11=(6/(61))×8，成立；單格面積A=Q/(nv)=80000/(24×6×8)=69.4m2，取70m2。（4）反沖洗水量Qr=15×6×70×6×60/1000=2268m3；水塔調(diào)節(jié)容積按1.5倍單格沖洗量計(jì)，V=1.5×15×70×6×60/1000=567m3；水塔面積A=V/h=567/3.5=162m2。四、污水廠總體設(shè)計(jì)案例【案例4】某市新建全地下式污水廠，旱季規(guī)模15萬m3/d，總變化系數(shù)Kz=1.35，雨季截流倍數(shù)n0=3，進(jìn)水BOD5=220mg/L，SS=280mg/L，TN=45mg/L，TP=6mg/L，出水執(zhí)行GB189182002一級(jí)A。采用“多級(jí)A/O+二沉+深床濾池+紫外消毒”工藝，污泥采用重力濃縮+板框脫水，含水率≤60%。（1）計(jì)算雨季設(shè)計(jì)流量。（2）若多級(jí)A/O池污泥齡15d，產(chǎn)率系數(shù)Y=0.6，衰減系數(shù)Kd=0.05，求每日剩余污泥量（kgDS/d）。（3）二沉池表面負(fù)荷按0.8m3/(m2·h)設(shè)計(jì)，求所需面積。（4）深床濾池反硝化容積負(fù)荷取1.2kgNO3N/(m3·d)，求濾料體積。答案與解析（1）雨季流量Q=150000×(1+n0)×Kz/24=150000×4×1.35/24=33750m3/h=9.375m3/s。（2）剩余污泥ΔX=YQ(S0Se)/(1+Kdθc)Q(XeX0)，取Se=10mg/L，Xe=10mg/L，則ΔX=0.6×150000×(0.220.01)/(1+0.05×15)=150000×0.6×0.21/1.75=10800kgDS/d。（3）二沉池面積A=Q/q=33750/0.8=42188m2，取4座，單座10547m2。（4）NO3N去除量N=150000×(4515)/1000=4500kg/d；濾料體積V=N/q=4500/1.2=3750m3。五、污泥處理與處置案例【案例5】某污水廠剩余污泥10800kgDS/d，重力濃縮后含水率97%，投加PAM4kg/tDS，經(jīng)板框脫水至含水率58%，泥餅外運(yùn)至垃圾填埋場(chǎng)。（1）計(jì)算濃縮后污泥體積（ρ=1000kg/m3）。（2）若板框脫水周期3h，單次處理泥餅質(zhì)量12t，求需幾臺(tái)脫水機(jī)（備用1臺(tái)）。（3）泥餅熱值6500kJ/kgDS，若與生活垃圾協(xié)同焚燒，替代煤量（標(biāo)煤29270kJ/kg）多少？（4）投加PAM年用量及費(fèi)用（PAM單價(jià)22元/kg）。答案與解析（1）濃縮污泥量W=10800/(10.97)=360m3/d。（2）每日泥餅量=10800/(10.58)=25714kg=25.7t；單臺(tái)每周期產(chǎn)泥餅12t，日周期24/3=8，單臺(tái)日產(chǎn)能96t；需臺(tái)數(shù)n=25.7/96=0.27，取1用1備，共2臺(tái)。（3）日替代標(biāo)煤=10800×6500/29270=2398kg=2.4t。（4）年P(guān)AM用量=10800×365×4/1000=15768kg；費(fèi)用=15768×22=34.7萬元。六、建筑給水排水案例【案例6】某42層寫字樓，層高3.9m，地下3層，市政供水壓力0.25MPa，豎向分四區(qū)：14層市政直供，517層、1830層、3142層分別由變頻泵組供水，最高日用水量120m3/d，Kh=1.5，水箱+變頻聯(lián)合供水。（1）計(jì)算低區(qū)市政直供最大靜水壓力，判斷是否超壓。（2）高區(qū)最不利點(diǎn)所需壓力（設(shè)管路總損失18m，水表損失3m，出水水頭5m）。（3）若高區(qū)采用隔膜氣壓罐，調(diào)節(jié)容積按2min水泵流量計(jì)，求氣壓罐總?cè)莘e（αa=1.1，αb=0.85）。（4）地下車庫消火栓系統(tǒng)，按中危險(xiǎn)Ⅱ級(jí)，設(shè)計(jì)流量30L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間2h，求消防水池最小有效容積。答案與解析（1）低區(qū)4層地面標(biāo)高15.6m，市政壓力25m>15.6+5=20.6m，靜壓2515.6=9.4m<0.45MPa，未超壓。（2）高區(qū)42層屋面標(biāo)高163.8m，泵出口至最不利點(diǎn)幾何高差163.8(9)=172.8m；所需壓力P=172.8+18+3+5=198.8m≈1.99MPa。（3）水泵流量Q=120×1.5/24=7.5m3/h；調(diào)節(jié)容積Vx=Q×2/60=0.25m3；氣壓罐總?cè)莘eV=Vx/(1αb/αa)=0.25/(10.85/1.1)=1.1m3。（4）消防水池容積V=30×3.6×2=216m3。七、雨水控制與利用案例【案例7】某新城區(qū)綜合地塊面積25hm2，綜合徑流系數(shù)ψ=0.55，年徑流總量控制率目標(biāo)80%，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量32mm，采用下凹綠地+透水鋪裝+地下蓄水池。（1）計(jì)算需控制的年徑流總量。（2）若下凹綠地率15%，下凹深度15cm，求其可消納雨量。（3）剩余需蓄水量由PP模塊蓄水池提供，求水池有效容積。（4）若蓄水池服務(wù)回用面積8hm2，回用水用于綠化澆灑（2L/(m2·d)），求最大連續(xù)干旱天數(shù)。答案與解析（1）控制雨量V=25×10^4×32×0.55/1000=4400m3。（2）下凹綠地面積37500m2，可蓄水深0.15m，消納量37500×0.15=5625m3>4400m3，滿足。（3）無需額外蓄水池，有效容積取0。（4）若仍設(shè)1000m3備用池，可支持天數(shù)T=1000×1000/(80000×2)=6.25d。八、工業(yè)廢水處理案例【案例8】某印染園區(qū)廢水3000m3/d，COD1800mg/L，BOD5450mg/L，色度800倍，pH9.5，要求出水COD≤80mg/L，色度≤40倍。采用“調(diào)節(jié)池→水解酸化→好氧→Fenton氧化→BAF”工藝。（1）計(jì)算COD總?cè)コ始案鲉卧コ史峙?。?）若Fenton氧化池Fe2+投加量1.2g/L，H2O2/Fe2+摩爾比3:1，求每日30%H2O2用量（密度1.11g/cm3）。（3）BAF容積負(fù)荷取1.0kgCOD/(m3·d)，求濾料體積。（4）污泥產(chǎn)量按Y=0.3kgDS/kgCOD，求每日干污泥量。答案與解析（1）總?cè)コ师?(180080)/1800=95.6%；分配：水解酸化15%，好氧