2025年注冊(cè)公用設(shè)備工程師給水排水專(zhuān)業(yè)案例試題題庫(kù)及答案案例一：城鎮(zhèn)給水廠平流式沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算某城鎮(zhèn)新建給水廠，設(shè)計(jì)規(guī)模為50000m3/d（包括自用水量5%），原水經(jīng)混凝處理后進(jìn)入平流式沉淀池。設(shè)計(jì)參數(shù)：停留時(shí)間t=2.5h，水平流速v=12mm/s，沉淀池有效水深h=3.5m，長(zhǎng)寬比要求≥4:1。問(wèn)題1：計(jì)算沉淀池的表面負(fù)荷（單位：m3/(m2·h)）解答：表面負(fù)荷q=設(shè)計(jì)流量Q/沉淀池表面積A。設(shè)計(jì)流量Q=50000×1.05=52500m3/d=52500/24=2187.5m3/h。表面負(fù)荷q=Q/(A)，但需通過(guò)停留時(shí)間與水深關(guān)聯(lián)。停留時(shí)間t=h/q，因此q=h/t=3.5m/2.5h=1.4m3/(m2·h)。問(wèn)題2：計(jì)算沉淀池的有效容積（單位：m3）解答：有效容積V=Q×t=2187.5m3/h×2.5h=5468.75m3。問(wèn)題3：確定沉淀池的池長(zhǎng)L（m）和池寬B（m）（要求長(zhǎng)寬比≥4:1）解答：水平流速v=12mm/s=0.012m/s，停留時(shí)間t=2.5h=9000s。池長(zhǎng)L=v×t=0.012m/s×9000s=108m。沉淀池表面積A=Q/q=2187.5m3/h÷1.4m3/(m2·h)=1562.5m2。池寬B=A/L=1562.5m2÷108m≈14.47m。驗(yàn)證長(zhǎng)寬比：L/B=108/14.47≈7.46≥4，符合要求。答案：?jiǎn)栴}1：1.4m3/(m2·h)；問(wèn)題2：5468.75m3；問(wèn)題3：池長(zhǎng)108m，池寬14.47m。案例二：居住小區(qū)排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算某居住小區(qū)規(guī)劃人口2.5萬(wàn)人，綜合生活污水定額為150L/(人·d)，總變化系數(shù)Kz=1.5；工業(yè)廢水排放量為800m3/d，變化系數(shù)1.0；雨水設(shè)計(jì)采用暴雨強(qiáng)度公式q=4000(1+0.8lgP)/(t+10)^0.7（P=2a，t=25min），匯水面積F=12ha，徑流系數(shù)ψ=0.6。某排水干管接納生活污水、工業(yè)廢水及雨水，設(shè)計(jì)管段上游無(wú)支流匯入。問(wèn)題1：計(jì)算該管段的生活污水設(shè)計(jì)流量（單位：L/s）解答：生活污水設(shè)計(jì)流量Q1=（人口數(shù)×定額×Kz）/(24×3600)=（25000×150×1.5）/(24×3600)=（5625000）/(86400)≈65.10L/s。問(wèn)題2：計(jì)算該管段的工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量（單位：L/s）解答：工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量Q2=800m3/d=800/(24×3600)≈9.26L/s（因變化系數(shù)為1.0，無(wú)需調(diào)整）。問(wèn)題3：計(jì)算該管段的雨水設(shè)計(jì)流量（單位：L/s）解答：暴雨強(qiáng)度q=4000(1+0.8lg2)/(25+10)^0.7≈4000×(1+0.8×0.3010)/35^0.7≈4000×1.2408/11.38≈436.4L/(s·ha)。雨水設(shè)計(jì)流量Q3=ψ×q×F=0.6×436.4×12≈3142.08L/s。問(wèn)題4：確定該管段的總設(shè)計(jì)流量（單位：L/s）解答：總設(shè)計(jì)流量Q=Q1+Q2+Q3=65.10+9.26+3142.08≈3216.44L/s。答案：?jiǎn)栴}1：65.10L/s；問(wèn)題2：9.26L/s；問(wèn)題3：3142.08L/s；問(wèn)題4：3216.44L/s。案例三：高層辦公樓消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)某一類(lèi)高層辦公樓，建筑高度98m，地上28層（每層建筑面積1800m2），地下2層（車(chē)庫(kù)）。室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量40L/s（火災(zāi)延續(xù)時(shí)間3h），室外消火栓設(shè)計(jì)流量40L/s（火災(zāi)延續(xù)時(shí)間3h）；自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量30L/s（火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1h）。市政給水管網(wǎng)提供兩路補(bǔ)水，每路補(bǔ)水量為20L/s，火災(zāi)時(shí)可靠連續(xù)補(bǔ)水。問(wèn)題1：計(jì)算室內(nèi)消火栓系統(tǒng)火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)的用水量（單位：m3）解答：用水量V1=40L/s×3×3600s=40×10800=432000L=432m3。問(wèn)題2：計(jì)算自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)的用水量（單位：m3）解答：用水量V2=30L/s×1×3600s=30×3600=108000L=108m3。問(wèn)題3：計(jì)算消防水池的最小有效容積（單位：m3）解答：消防水池有效容積=（室內(nèi)消火栓用水量+自動(dòng)噴水用水量）-市政補(bǔ)水量。市政補(bǔ)水量=兩路補(bǔ)水×火災(zāi)延續(xù)時(shí)間（取最長(zhǎng)延續(xù)時(shí)間3h）=20L/s×2×3×3600s=432000L=432m3。需比較補(bǔ)水量是否覆蓋室外消火栓用水量（室外消火栓由市政管網(wǎng)直接供水時(shí)，可不計(jì)入水池）。本題未明確室外消火栓是否由市政供水，按規(guī)范，當(dāng)市政管網(wǎng)能滿足室外消火栓流量時(shí)，水池僅儲(chǔ)存室內(nèi)部分。假設(shè)室外消火栓由市政直接供水，則水池容積=V1+V2-補(bǔ)水量（補(bǔ)水量按室內(nèi)所需時(shí)間計(jì)算）。但補(bǔ)水量為兩路20L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)總補(bǔ)水量=20×2×3×3600=432m3。室內(nèi)消火栓+自動(dòng)噴水總需水量=432+108=540m3。補(bǔ)水量432m3≤540m3，因此水池容積=540-432=108m3？但需注意：自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為1h，補(bǔ)水量在1h內(nèi)為20×2×1×3600=144m3，而自動(dòng)噴水需108m3，因此自動(dòng)噴水部分可由市政補(bǔ)水滿足，僅需儲(chǔ)存室內(nèi)消火栓超出補(bǔ)水量的部分。正確計(jì)算：室內(nèi)消火栓需水量432m3，3h內(nèi)市政補(bǔ)水量=20×2×3×3600=432m3，因此室內(nèi)消火栓部分補(bǔ)水量剛好覆蓋。自動(dòng)噴水需水量108m3，1h內(nèi)市政補(bǔ)水量=20×2×1×3600=144m3≥108m3，因此自動(dòng)噴水部分無(wú)需儲(chǔ)存。但規(guī)范要求消防水池應(yīng)儲(chǔ)存火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)室內(nèi)消防用水量減去可靠補(bǔ)水量。若室外消火栓由市政供水，則水池容積=（室內(nèi)消火栓+自動(dòng)噴水）-補(bǔ)水量（取兩者火災(zāi)延續(xù)時(shí)間的最大值，即3h）。補(bǔ)水量=20×2×3×3600=432m3。總需水量=432+108=540m3。水池容積=540-432=108m3。答案：?jiǎn)栴}1：432m3；問(wèn)題2：108m3；問(wèn)題3：108m3。案例四：城鎮(zhèn)污水處理廠曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算某城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模30000m3/d，進(jìn)水BOD5濃度S0=200mg/L，出水BOD5濃度Se=20mg/L。采用活性污泥法，設(shè)計(jì)污泥濃度MLSS=3500mg/L（MLVSS/MLSS=0.75），污泥齡θc=15d，污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.6kgVSS/kgBOD5，衰減系數(shù)Kd=0.05d?1。問(wèn)題1：計(jì)算曝氣池的容積V（單位：m3）解答：污泥負(fù)荷Ns=Q(S0-Se)/(X·V)，但需通過(guò)污泥齡計(jì)算。污泥齡θc=VXv/(YQ(S0-Se)-KdVXv)，其中Xv=MLVSS=3500×0.75=2625mg/L=2.625kg/m3。整理得：V=YQ(S0-Se)θc/(Xv(1+Kdθc))。代入數(shù)據(jù)：Y=0.6kgVSS/kgBOD5，Q=30000m3/d，S0-Se=180mg/L=0.18kg/m3，θc=15d，Xv=2.625kg/m3，Kd=0.05d?1。V=0.6×30000×0.18×15/(2.625×(1+0.05×15))=0.6×30000×0.18×15/(2.625×1.75)=48600/(4.59375)≈10580m3。問(wèn)題2：計(jì)算污泥負(fù)荷Ns（單位：kgBOD5/(kgMLVSS·d)）解答：Ns=Q(S0-Se)/(Xv·V)=30000×0.18/(2.625×10580)=5400/(27772.5)≈0.194kgBOD5/(kgMLVSS·d)。問(wèn)題3：計(jì)算剩余污泥量