2025年注冊公用設(shè)備工程師考試給排水專項訓(xùn)練試卷提高設(shè)備設(shè)計能力考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。下列選項中，只有一項符合題意）1.在選擇給水系統(tǒng)中離心泵的型號時，以下哪個參數(shù)不是主要依據(jù)？A.設(shè)計流量B.最大時流量C.水泵揚程D.水泵效率最高點2.對于長距離輸水管道，為減小水頭損失，通常采用的方法是？A.提高管道設(shè)計流速B.選用較大管徑C.增加管道坡度D.采用壓力管道3.下列哪種給水處理工藝主要去除水中的懸浮物和膠體？A.消毒B.過濾C.絮凝沉淀D.吸附4.排水系統(tǒng)中，格柵的主要作用是？A.去除細小懸浮物B.降低水流速度C.去除較大固體雜質(zhì)，保護后續(xù)設(shè)備D.沉淀泥沙5.污水生物處理中，活性污泥法屬于哪種類型工藝？A.物理處理法B.化學(xué)處理法C.厭氧生物處理法D.好氧生物處理法6.下列關(guān)于水泵安裝高度的描述，正確的是？A.水泵安裝高度必須等于允許吸上真空高度B.水泵安裝高度必須小于允許吸上真空高度C.水泵安裝高度等于零D.水泵安裝高度與吸程無關(guān)7.給水系統(tǒng)中，設(shè)置閥門的主要目的是？A.調(diào)節(jié)流量B.控制壓力C.防止水錘D.截斷管路，便于維修8.下列哪種消毒方法消毒效率最高？A.氯消毒B.紫外線消毒C.漂白粉消毒D.臭氧消毒9.排水管道水力計算中，充滿度是指？A.管道內(nèi)水流深度與管徑的比值B.管道內(nèi)水流速度與重力加速度的比值C.管道內(nèi)水流量與管道截面積的比值D.管道內(nèi)空氣與水的體積比值10.污泥厭氧消化過程中，主要產(chǎn)生的氣體是？A.氧氣B.氮氣C.甲烷D.二氧化碳二、填空題（每空1分，共20分）1.選擇離心泵時，應(yīng)在______附近選擇水泵的運行工況點，以保證水泵高效運行。2.管道水力計算中，達西-韋斯巴赫公式描述了沿程水頭損失與______、______和______之間的關(guān)系。3.給水處理中，混凝沉淀的主要目的是利用______作用，使水中的細小懸浮物形成較大的絮體，以便于去除。4.排水管道系統(tǒng)中，雨水管道通常采用______流態(tài)進行設(shè)計計算。5.水泵站的設(shè)計中，除了水泵和電機，通常還需要考慮______、______和______等附屬設(shè)備。6.消毒劑投加量通常根據(jù)水的______和______來確定。7.污水生物處理過程中，溶解性有機物在微生物作用下轉(zhuǎn)化為______的過程稱為硝化作用。8.為防止水泵突然停止運行引起的水錘現(xiàn)象，可以在管道系統(tǒng)中設(shè)置______。9.過濾池的反沖洗是為了清除濾料表面的______和______，恢復(fù)過濾能力。10.污泥脫水的主要目的是減少污泥的______，便于后續(xù)處置。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述選擇給水離心泵時需要考慮的主要因素。2.簡述給水處理中混凝和沉淀的各自作用和相互關(guān)系。3.簡述排水管道系統(tǒng)與給水管道系統(tǒng)在設(shè)計和運行上的主要區(qū)別。4.簡述活性污泥法處理污水的核心原理。四、計算題（每題10分，共30分）1.某給水系統(tǒng)需要設(shè)計一條輸水管道，管長1000m，管徑DN400，設(shè)計流量Q=150m3/h，管道粗糙度系數(shù)n=0.013，允許水頭損失i=0.005m/m。試計算該管道的流速和末端壓力損失（假設(shè)起點壓力為300kPa，管道高差忽略不計）。2.選用一臺離心泵為某水廠提水，泵的特性曲線數(shù)據(jù)如下表（Q為流量m3/h，H為揚程m）：|Q(m3/h)|H(m)||:-------|:----||0|120||100|115||200|105||300|90||400|70|要求設(shè)計流量為250m3/h，管路系統(tǒng)阻力特性方程為H_loss=10Q2/1000（H_loss單位：m，Q單位：m3/h）。試計算該泵能否滿足設(shè)計要求？若不能，需采取什么措施？3.某城市污水廠采用活性污泥法處理污水，設(shè)計水量為Q=50000m3/d，擬采用A2/O工藝。已知進水BOD5濃度為200mg/L，懸浮物濃度為250mg/L，設(shè)計出水BOD5要求為20mg/L，懸浮物要求為30mg/L。簡述A2/O工藝中各階段的主要功能，并估算系統(tǒng)總需氧量（COD去除為主，不考慮硝化耗氧）。五、論述題（10分）結(jié)合你所學(xué)的知識，論述在給排水工程設(shè)計中，如何綜合考慮技術(shù)可靠性、經(jīng)濟合理性、環(huán)境影響和運行維護便利性等因素進行設(shè)備選型和系統(tǒng)設(shè)計。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.C4.C5.D6.B7.D8.D9.A10.C二、填空題1.效率最高點2.管徑，管長，粗糙度系數(shù)3.混凝4.滿流5.進水泵房，出水泵房，閥門6.消毒對象，水溫7.氮氣8.水錘防護裝置（如調(diào)壓閥、止回閥、緩沖器等）9.污泥，污垢10.濕容量三、簡答題1.選擇給水離心泵時需要考慮的主要因素：設(shè)計流量和最高日最高時流量（或保證率下的流量）；要求的泵站揚程（包括吸程水頭、系統(tǒng)水頭損失、自由水頭）；泵的性能參數(shù)（揚程、流量、效率、轉(zhuǎn)速）；泵的效率和經(jīng)濟性；系統(tǒng)的可靠性要求（備用泵配置）；與管路系統(tǒng)、電機的匹配性；安裝和運行條件（空間、噪聲、振動等）；環(huán)保和節(jié)能要求。2.給水處理中，混凝的作用是利用混凝劑使水中的細小懸浮物（包括膠體）脫穩(wěn)、相互碰撞、凝聚成較大的絮體；沉淀的作用是利用重力作用，使形成的絮體在沉淀池中沉降分離，從而去除水中的懸浮雜質(zhì)。混凝是沉淀的前提和基礎(chǔ)，沉淀是混凝效果的最終體現(xiàn)，兩者相輔相成，共同完成去除懸浮物的目標(biāo)。3.排水管道系統(tǒng)與給水管道系統(tǒng)在設(shè)計和運行上的主要區(qū)別：設(shè)計流態(tài)不同，排水管道（尤其是雨水管道）通常按滿流設(shè)計計算，而給水管道一般按非滿流（經(jīng)濟流速）設(shè)計；水力計算目標(biāo)不同，排水管道主要考慮快速排除雨污水，關(guān)注流速和充滿度以滿足自清要求，給水管道主要保證水量和水質(zhì)，關(guān)注水壓和流速；水質(zhì)不同，排水管道處理的是污水（含有機物、無機物、病原體等），給水管道輸送的是清潔水，對水質(zhì)要求極高；附屬設(shè)施不同，排水系統(tǒng)常需要設(shè)置檢查井、雨水口、跌水井等，給水系統(tǒng)則常設(shè)置計量設(shè)備、閥門井等；運行方式不同，排水系統(tǒng)通常是重力流，運行相對簡單，給水系統(tǒng)常需要加壓泵送，運行管理更復(fù)雜。4.活性污泥法處理污水的核心原理是利用人工培養(yǎng)的、能夠降解有機物的活性污泥（主要由微生物及其代謝產(chǎn)物構(gòu)成）作為處理主體。當(dāng)污水與活性污泥混合液接觸時，活性污泥中的微生物通過自身的代謝活動（如氧化、還原、合成與分解等生化反應(yīng)）將污水中的有機污染物分解為無機物（如CO2、H2O、N2等）或轉(zhuǎn)化為新的微生物細胞物質(zhì)。通過不斷曝氣提供氧氣，維持微生物的生命活動和新陳代謝，同時通過排放一部分處理后的上清液和剩余污泥來控制污泥濃度，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，最終使污水得到凈化。四、計算題1.解：*管道直徑：D=400mm=0.4m*設(shè)計流量：Q=150m3/h=150/3600m3/s=0.0417m3/s*管道截面積：A=πD2/4=π(0.4)2/4=0.1257m2*流速：v=Q/A=0.0417/0.1257=0.332m/s*水頭損失：i=0.005m/m，管長L=1000m*總水頭損失：H_loss=i*L=0.005*1000=5m*起點壓力：P1=300kPa=300000Pa*水的密度：ρ≈1000kg/m3*重力加速度：g≈9.81m/s2*起點壓力水頭：H1=P1/(ρg)=300000/(1000*9.81)≈30.58m*末端壓力水頭：H2=H1-H_loss=30.58-5=25.58m*末端壓力：P2=H2*ρ*g=25.58*1000*9.81≈251.8kPa*答：該管道的流速約為0.332m/s，末端壓力損失約為251.8kPa（相對于起點）。2.解：*將流量單位換算為m3/h：Q=250m3/h*計算管路系統(tǒng)阻力特性在Q=250m3/h時的水頭損失：H_loss_pipe=10*(250)2/1000=10*62500/1000=625m*找到泵特性曲線上流量為250m3/h時的揚程：查表，當(dāng)Q=250m3/h時，對應(yīng)的理論揚程H≈90m*比較泵提供的揚程和管路所需的揚程：泵提供的揚程（H_pump）=90m管路所需的揚程（H_system）=625m*比較：H_pump(90m)<H_system(625m)*結(jié)論：該泵提供的揚程小于管路系統(tǒng)所需的水頭損失，因此該泵不能滿足設(shè)計要求。*措施：可以采取以下措施：*選用揚程更高的泵。*提高泵的運行轉(zhuǎn)速（若允許）。*減小管路系統(tǒng)的阻力（如增大管徑、優(yōu)化管路布局、減少附件等）。*在管路系統(tǒng)中設(shè)置提升泵（串聯(lián)泵）。3.解：*A2/O工藝主要功能：*A段（Anoxic，缺氧段）：主要功能是脫氮，利用進水中的有機物作為電子供體，使硝態(tài)氮（NO3--N）還原為氮氣（N2）逸出。*第一個O段（Oxidation1，好氧段）：主要功能是去除BOD5和部分懸浮物，同步進行一部分硝化反應(yīng)。*S段（Settling，沉淀段）：進行泥水分離，將活性污泥與處理后的出水分離，實現(xiàn)回流污泥和剩余污泥的排放。*第二個O段（Oxidation2，好氧段）：進一步去除剩余的BOD5和懸浮物，完成硝化作用。*估算總需氧量（COD去除為主，忽略硝化耗氧）：*污水流量：Q=50000m3/d*進水BOD5濃度：C_in=200mg/L=0.2kg/m3*進水SS濃度：S_in=250mg/L=0.25kg/m3*設(shè)計出水BOD5濃度：C_out=20mg/L=0.02kg/m3*設(shè)計出水SS濃度：S_out=30mg/L=0.03kg/m3*BOD5去除量：R_BOD5=Q*(C_in-C_out)=50000*(0.2-0.02)=50000*0.18=9000kg/d*SS去除量：R_SS=Q*(S_in-S_out)=50000*(0.25-0.03)=50000*0.22=11000kg/d*估算總COD去除量：總COD去除量常大于BOD5去除量，可近似按BOD5去除量加上部分SS去除量來估算（假設(shè)去除的SS主要是有機物），或直接按BOD5去除量估算，這里按BOD5去除量估算更保守。若考慮部分SS為有機物，則估算值會更高。*總需氧量≈總COD去除量≈9000kg/d（按BOD5估算）*答：系統(tǒng)總需氧量約為9000kg/d（基于BOD5去除量估算）。五、論述題在設(shè)計給排水工程時，綜合考慮技術(shù)可靠性、經(jīng)濟合理性、環(huán)境影響和運行維護便利性是確保工程成功的關(guān)鍵。技術(shù)可靠性是基礎(chǔ)，所選設(shè)備、設(shè)計的工藝流程和系統(tǒng)必須滿足處理要求，保證出水水質(zhì)達標(biāo)，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全，能夠承受預(yù)期的負荷和運行條件，具有足夠的耐久性。經(jīng)濟合理性要求在滿足技術(shù)要求的前提下，優(yōu)化投資和運行成本，包括合理選擇設(shè)備型號、優(yōu)化工藝流程、節(jié)約能源消耗（如采用高效水泵、優(yōu)化曝氣系統(tǒng)）、降低藥劑投加量等，進行全生命