2025年給排水案例試題及答案一、給水工程案例【案例1】某濱海城市擬新建一座30萬m3/d的常規(guī)處理水廠，原水為輕度污染水庫水，水溫年變幅5～28℃，原水濁度20～200NTU，氨氮0.2～1.8mg/L，CODMn2.5～5.4mg/L，藻密度1.0×10?～8.0×10?cells/mL。廠區(qū)地坪標(biāo)高4.5m（1985國家高程基準(zhǔn)），水庫水位變幅12～28m，廠址距水庫取水口水平距離1.8km，高差24m。要求出廠水濁度≤0.1NTU，菌落總數(shù)≤10CFU/mL，耗氧量≤2.0mg/L，無異味。問題1.1給出取水工程方案比選結(jié)論，并說明理由。（6分）答案：采用“水庫深層取水＋岸邊式固定泵站＋DN1600鋼管重力輸水”方案。理由：①水庫水位變幅16m，采用浮船式取水投資高、維護難；②岸邊固定泵站可設(shè)三層取水喇叭口，高、中、低水位分層取水，應(yīng)對藻類暴發(fā)；③24m高差可利用重力輸水，節(jié)約能耗約0.18kWh/m3，年省電費約590萬元；④鋼管抗外壓能力優(yōu)于PCCP，適應(yīng)濱海地下水腐蝕性（Cl?3500mg/L）。解析：方案比選需從水位適應(yīng)性、能耗、維護、水質(zhì)安全、投資五維度量化打分，重力輸水方案綜合得分最高。問題1.2計算取水泵站設(shè)計揚程并選泵。（6分）答案：①最不利工況：水庫低水位12m，廠內(nèi)混合池最高水位6.5m，輸水管長1800m，DN1600鋼管，Q=1.15×30萬m3/d=3.99m3/s，水力坡降i=0.0019，沿程損失h_f=3.42m，局部損失h_j=0.15h_f=0.51m，安全水頭2.0m，自由水頭1.5m。②設(shè)計揚程H=（6.5?12）+3.42+0.51+2.0+1.5=1.93m（負(fù)值表示重力流足夠），故不設(shè)取水泵，僅設(shè)事故加壓泵，揚程15m，Q=30萬m3/d，選3臺（2用1備）臥式雙吸泵，單泵Q=0.75m3/s，H=15m，η=86%，N=128kW。解析：若計算得揚程為負(fù)，必須復(fù)核高程基準(zhǔn)及水力損失，避免“負(fù)揚程”誤解為錯誤；事故泵用于水庫檢修時反向輸水。問題1.3給出凈水工藝路線，并說明應(yīng)對藻類暴發(fā)的關(guān)鍵單元設(shè)計參數(shù)。（8分）答案：工藝路線：深層取水→管式混合→柵條絮凝→斜管沉淀→臭氧生物活性炭（O?BAC）→砂濾→清水池→二次加壓。應(yīng)對藻類關(guān)鍵參數(shù)：①混合采用靜態(tài)混合器，G=700s?1，t≤1s，防止藻細(xì)胞破碎；②絮凝采用三級柵條，G值遞減70→40→20s?1，總t=18min，低G值減少藻細(xì)胞碰撞破裂；③斜管沉淀液面負(fù)荷5.5m3/(m2·h)，設(shè)側(cè)向集水槽，減少藻細(xì)胞上浮；④O?接觸池CT≥1.2min·mg/L，O?投加量1.5mg/L，BAC空床接觸時間15min，砂濾濾速7m/h，保證藻毒素去除率≥90%。解析：藻類暴發(fā)期易堵塞斜管，需設(shè)高壓水槍沖洗系統(tǒng)；O?BAC可降解土臭素（GSM）和2MIB，解決異味。二、排水工程案例【案例2】江南某市老城區(qū)合流制排水系統(tǒng)服務(wù)面積280hm2，人口密度1.2萬人/km2，綜合污水量標(biāo)準(zhǔn)280L/(人·d)，雨水設(shè)計重現(xiàn)期P=3a，暴雨強度公式q=1620(1+0.85lgP)/(t+8)^0.68[L/(s·hm2)]，地面徑流系數(shù)ψ=0.65，管道總長約18km，現(xiàn)狀截流倍數(shù)n?=1.5。市政府要求2026年完成雨污分流改造，但部分歷史街區(qū)無法徹底分流，擬采用“截流＋調(diào)蓄＋CSO處理”組合方案。問題2.1計算該區(qū)域旱流污水量及設(shè)計截流量。（4分）答案：旱流污水量Q_d=280×1.2×280/86400=1.09m3/s；設(shè)計截流量Q_int=(n?+1)Q_d=2.5×1.09=2.73m3/s。解析：截流量用于確定截流干管及CSO處理站規(guī)模，n?=1.5為《室外排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》最低值，老城區(qū)可適當(dāng)提高至3。問題2.2給出調(diào)蓄池容積計算方法，并計算所需調(diào)蓄量。（8分）答案：采用德國ATVA128方法：V=VS+VR，VS為截流倍數(shù)不足導(dǎo)致的溢流量，VR為雨水峰值削減量。①旱流污水量Q_d=1.09m3/s；②3a降雨歷時120min，總降雨量H=18.6mm，徑流量W=0.65×18.6×280/1000=3.37萬m3；③截流干管可輸送2.73m3/s，120min可輸送1.18萬m3；④需調(diào)蓄V=3.37?1.18=2.19萬m3，考慮10%安全量，設(shè)計調(diào)蓄池有效容積2.4萬m3，分2格，單格1.2萬m3，水力停留時間4h。解析：調(diào)蓄池設(shè)于CSO處理站前，采用地下矩形混凝土池，設(shè)沖洗門、真空沖洗，防止沉積；池內(nèi)設(shè)潛污泵3臺，2用1備，Q=0.8m3/s，H=15m。問題2.3給出CSO處理工藝及排放指標(biāo)。（6分）答案：工藝：調(diào)蓄池→細(xì)格柵（6mm）→高速沉淀（斜板，表面負(fù)荷20m/h）→臭氧高級氧化（O?/H?O?，CT=5min·mg/L）→紫外線消毒→排放。排放指標(biāo)：SS≤30mg/L，COD≤80mg/L，BOD?≤20mg/L，NH?N≤8mg/L，TP≤1.0mg/L，糞大腸菌群≤1000MPN/L。解析：高速沉淀池設(shè)PAC投加量30mg/L，PAM0.5mg/L，臭氧投加量8mg/L，可去除60%COD、90%糞大腸菌群；紫外線劑量≥25mJ/cm2。三、建筑給水排水案例【案例3】華北某超高層辦公樓，地上68層，地下4層，建筑高度298m，總建筑面積1.5×10?m2，設(shè)計人數(shù)6000人，生活用水定額50L/(人·班)，小時變化系數(shù)Kh=1.5，供水系統(tǒng)分高、中、低三區(qū)，采用變頻恒壓供水，市政水壓0.25MPa，可供至5層。問題3.1計算最高日用水量及最大時用水量。（4分）答案：最高日Q_d=6000×50/1000=300m3/d；最大時Q_h=300×1.5/10=45m3/h（按10h班時計）。解析：若按8h班時，Q_h=56.25m3/h，需明確班時；超高層應(yīng)設(shè)水箱調(diào)節(jié)，避免變頻泵頻繁啟停。問題3.2給出供水系統(tǒng)分區(qū)方案及減壓措施。（8分）答案：低區(qū)：地下4層～5層，市政直供；中區(qū)：6～25層，設(shè)中間轉(zhuǎn)輸水箱（60m3）+變頻泵組，揚程1.05MPa；高區(qū)：26～45層，設(shè)轉(zhuǎn)輸水箱+變頻泵組，揚程1.35MPa；超高區(qū)：46～68層，設(shè)轉(zhuǎn)輸水箱+變頻泵組，揚程1.65MPa。減壓措施：①各區(qū)分支管設(shè)減壓閥，閥后靜壓≤0.35MPa；②末端用水點動壓0.15～0.30MPa；③高區(qū)轉(zhuǎn)輸水箱設(shè)溢流管至中區(qū)水箱，溢流水量≤2%Q_d。解析：轉(zhuǎn)輸水箱容積按《建水規(guī)》3.7.8條，取最高日用水量的20%～25%；減壓閥采用先導(dǎo)式，閥前過濾器精度0.5mm。問題3.3計算排水通氣管系統(tǒng)，并確定專用通氣立管管徑。（6分）答案：最高層衛(wèi)生器具當(dāng)量總數(shù)N=480，排水設(shè)計秒流量q=0.12α√N+qmax=0.12×2.0×√480+1.5=6.8L/s；設(shè)專用通氣立管，通氣立管長度280m，查《建水規(guī)》表4.5.3，DN100伸頂通氣管允許排水流量8.8L/s>6.8L/s，但高度>100m，需設(shè)DN125專用通氣立管，且每6層設(shè)結(jié)合通氣管，管徑DN100。解析：超高層排水系統(tǒng)需設(shè)環(huán)形通氣管+輔助通氣管，防止負(fù)壓抽吸；通氣管頂端設(shè)防紫外線不銹鋼風(fēng)帽，出口高出屋面2m。四、水質(zhì)與儀表案例【案例4】某水廠采用臭氧生物活性炭深度處理，設(shè)計流量10萬m3/d，O?接觸池2格，每格有效容積150m3，BAC濾池4格，單格面積45m2，濾料高度2.5m，空床接觸時間15min。運行中發(fā)現(xiàn)BAC出水CODMn2.8mg/L，高于目標(biāo)值2.0mg/L，且生物量不足，ATP濃度僅800pg/mL。問題4.1分析CODMn超標(biāo)原因，并給出優(yōu)化措施。（6分）答案：原因：①空床接觸時間不足，設(shè)計15min，實際冬季水溫5℃，生物活性下降，需延長至20min；②臭氧投加量偏低，CT=1.2min·mg/L，不足以提高可生化性；③BAC濾料板結(jié)，氣水反沖洗強度不足，導(dǎo)致生物膜老化。優(yōu)化：①增加1格BAC，使EBCT達(dá)20min；②O?投加量由1.5提至2.2mg/L，CT≥1.8min·mg/L；③反沖洗強度由10L/(m2·s)提至15L/(m2·s)，膨脹率20%，每5d加1次表面掃洗。解析：冬季水溫低，硝化菌活性下降，CODMn去除率由75%降至55%，需延長EBCT；ATP<1000pg/mL表明生物量不足，可投加微量乙酸鈉（1mg/L）促進生物膜生長。問題4.2給出在線儀表配置清單及安裝位置。（6分）答案：①原水：濁度、PH、氨氮、藻密度、CODMn在線儀，設(shè)于取水口；②O?接觸池：O?濃度在線儀（膜電極法），出口設(shè)尾氣O?監(jiān)測；③BAC濾池：單格進、出水DO、濁度、壓差變送器；④清水池：余氯、PH、濁度、電導(dǎo)率；⑤出廠水：菌落總數(shù)在線流式細(xì)胞儀、微量氨氮（熒光法）。安裝位置：O?濃度儀設(shè)于接觸池出口距池頂0.5m處，防止氣泡干擾；壓差變送器取壓口設(shè)于濾料層上0.3m、下0.3m，導(dǎo)壓管傾斜45°防積氣。解析：在線儀需設(shè)旁通管，便于維護；O?濃度儀采用UV吸收法，量程0～20mg/L，響應(yīng)時間<5s，需每3月用碘量法校準(zhǔn)。五、管網(wǎng)與模型案例【案例5】某市新建DN800球墨鑄鐵輸水管，長12km，設(shè)計流量0.65m3/s，沿線設(shè)3座排氣閥、2座泄水閥，采用EPDM橡膠圈柔性接口，覆土1.2m，地下水位1.5m，土壤為粉質(zhì)黏土，滲透系數(shù)5×10??cm/s。問題5.1計算管道水頭損失，并驗證是否需要設(shè)中途加壓泵站。（6分）答案：采用海曾威廉公式：h_f=10.67LQ1·??/(C1·??d?·??)，C=130，d=0.8m，L=12000m，Q=0.65m3/s，得h_f=10.67×12000×0.651·??/(1301·??×0.8?·??)=18.4m；局部損失按10%計，總損失20.2m。水廠出水余壓0.35MPa（35m水柱），末端需0.15MPa（15m），可用水頭20m<20.2m，需設(shè)中途加壓泵，揚程5m，Q=0.65m3/s，選2臺（1用1備）臥式離心泵，單泵N=55kW。解析：若忽略局部損失，易誤判為無需加壓；實際長距離輸水局部損失含彎頭、閥門、排氣閥，需按10%～15%估算。問題5.2給出管道抗浮驗算及抗浮措施。（6分）答案：抗浮安全系數(shù)K=抗浮力/浮力。浮力F_b=ρ_wgV=1000×9.81×π×0.82/4×1.2=7.39kN/m；抗浮力含管自重、水重、覆土重：管自重W_p=π×(0.8+0.012×2)2/4×7.1×9.81=44.2kN/m，水重W_w=π×0.82/4×9.81=4.93kN/m，覆土重W_s=π×(1.22?0.8242)/4×18=21.8kN/m，總抗浮力70.9kN/m，K=70.9/7.39=9.6>1.2，滿足要求。但地下水位升至地表時，浮力增大至12.3kN/m，K=5.8仍滿足。若K<1.2，可采用混凝土壓塊或抗浮錨桿，壓塊尺寸0.6m×0.6m×1.0m，間距6m。解析：抗浮驗算需考慮最高地下水位，濱海地區(qū)暴雨后水位可能升至地表；球墨鑄鐵管外徑需含壁厚，內(nèi)襯水泥砂漿重度按22kN/m3計。問題5.3給出管道試壓方案及驗收標(biāo)準(zhǔn)。（6分）答案：①分段試壓，每段≤1km，試驗壓力1.1×設(shè)計壓力=1.1×0.35=0.385MPa，穩(wěn)壓10min，允許壓降≤0.05MPa；②嚴(yán)密性試驗，壓力降至工作壓力0.35MPa，穩(wěn)壓2h，允許滲水量≤0.05L/(min·km)；③試壓前浸泡≥48h，球墨鑄鐵管接口外露便于檢查；④冬季試壓水溫≥5℃，防止脆裂；⑤試壓合格后，采用0.5mg/L余氯水沖洗，沖洗流速≥1.5m/s，直至濁度<1NTU。解析：試壓泵設(shè)于管段低端，高端設(shè)排氣閥；若壓降超標(biāo)，采用肥皂水檢查橡膠圈接口，發(fā)現(xiàn)滲漏需重新安裝。六、綜合運行案例【案例6】某污水廠規(guī)模8萬m3/d，采用A2O+深度處理，出水執(zhí)行GB189182002一級A，運行中發(fā)現(xiàn)二沉池出水TP1.2mg/L，高于標(biāo)準(zhǔn)0.5mg/L，且污泥沉降比SV??=85%，污泥指數(shù)SVI=180mL/g，MLSS=4700mg/L，回流比R=80%，內(nèi)回流比r=200%。問題6.1分析TP超標(biāo)原因，并給出化學(xué)除磷優(yōu)化方案。（6分）答案：原因：①生物除磷不足，厭氧段ORP?50mV，釋磷不充分；②SVI高，污泥膨脹，導(dǎo)致二沉池泥層上升，磷隨出水流失；③化學(xué)除磷PAC投加點設(shè)于二沉池后，絮凝時間不足。優(yōu)化：①PAC改投于曝氣池末端，投加量按Al/P摩爾比1.8計，需去除TP0.7mg/L，PAC有效成分Al?O?10%，投加量15mg/L；②改用聚合氯化鋁鐵（PAFC），兼具除磷與絮凝，投加量降至12mg/L；③增設(shè)高效沉淀池，表面負(fù)荷8m3/(m2·h)，保證TP≤0.3mg/L。解析：化學(xué)除磷最佳投加點為曝氣池末端，可充分利用生物絮體吸附；PAFC鐵含量8%，形成絮體密實，沉降速度提高30%。問題6.2給出污泥膨脹控制措施。（6分）答案：①投加次氯酸鈉，投量3g