2026年公用设备工程师专业案例(给排水)考试题库(含答案)

2026年公用设备工程师专业案例(给排水)考试题库(含答案)一、水源与取水工程案例【案例1】某滨海城市拟建一座10万m³/d的地表水厂，原水取自潮汐河段。枯水期97%保证率最枯月平均流量为35m³/s，对应咸潮上溯距离18km；取水口位于距河口15km处。河床稳定，泥沙中值粒径d50=0.18mm，原水含盐量≤400mg/L。设计拟采用岸边式固定取水头部，设4格，每格安装2台潜水泵（1用1备）。（1）判断该取水方案能否满足城市97%保证率水量要求，并给出依据。（2）若咸潮期原水氯化物短时升至1100mg/L，水厂允许最大氯化物300mg/L，计算需连续稀释的流量比例。（3）取水口格栅过栅流速按0.4m/s设计，栅条厚10mm、净距80mm，求单格最小过水面积。（4）潜水泵房最低运行水位+0.5m，最高水位+4.2m，泵轴中心标高+1.0m，水泵必需汽蚀余量NPSHr=4.5m，水温25℃，求最大安装高度并判断是否汽蚀。答案与解析（1）城市需水量10万m³/d≈1.157m³/s；97%保证率最枯月平均流量35m³/s，取水比例仅3.3%，远小于《室外给水设计标准》GB500132018规定的15%上限，水量满足。（2）稀释公式：C0Q0+CwQw=C(Q0+Qw)，设原水氯化物1100mg/L，稀释水氯化物50mg/L，则300=(1100Q0+50Qw)/(Q0+Qw)，解得Qw/Q0=0.81，即需额外增加81%的淡水稀释流量。（3）栅条遮挡系数β=(10+80)/80=1.125；过栅流速0.4m/s对应净面积A=Q/(v·n·β)=0.289m²/(0.4×1×1.125)=0.643m²；单格最小过水面积0.643m²。（4）25℃水饱和蒸汽压头Hv=0.33m；最大安装高度Hs=(PaPv)/ρgNPSHrHfHsafety，取Pa/ρg=10.33m，Hf取0.5m，安全裕量0.5m，则Hs=10.330.334.50.50.5=4.5m；泵轴中心+1.0m，最低水位+0.5m，实际淹没深度仅0.5m，远小于4.5m，故不会汽蚀。二、输配水管网案例【案例2】某平原城市供水管网呈环状，最高日用水量12万m³/d，时变化系数Kh=1.4，水厂自用水量6%，管网漏损率12%。节点30为消防最不利点，要求同时发生2处火灾，每处45L/s。经平差计算，最大转输时段水厂二级泵站扬程需46m；事故工况下按70%流量供水。（1）计算二级泵站设计流量。（2）若选用3台同型号离心泵（2用1备），单泵流量≥多少？（3）事故工况下，管网水头损失较最大转输时增加18%，求事故扬程。（4）配水管DN1200，长8.6km，C=120，输水流量2200m³/h，求沿程水头损失（用海曾威廉公式）。答案与解析（1）设计流量Q=(120000×1.4×1.06×1.12)/24=6627m³/h=1.84m³/s。（2）2用1备，单泵流量≥1.84/2=0.92m³/s=3312m³/h。（3）事故扬程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、给水处理工艺案例【案例3】南方某水厂采用“原水→机械混合→折板絮凝→斜管沉淀→V型滤池→液氯消毒”工艺，设计规模8万m³/d，混合时间60s，絮凝20min，沉淀液面负荷8m³/(m²·h)，滤池设计滤速8m/h，强制滤速11m/h，反冲洗强度15L/(m²·s)，冲洗时间6min。（1）计算絮凝池总有效容积。（2）若沉淀池长40m、宽12m，核算液面负荷是否满足。（3）滤池分6格，求单格面积。（4）若反冲洗水塔有效水深3.5m，求水塔最小调节容积。答案与解析（1）絮凝池容积V=Qt=80000/24×20/60=1111m³。（2）液面负荷q=Q/A=(80000/24)/(40×12)=6.94m³/(m²·h)<8，满足。（3）强制滤速条件：nV=(n1)V’，11=(6/(61))×8，成立；单格面积A=Q/(nv)=80000/(24×6×8)=69.4m²，取70m²。（4）反冲洗水量Qr=15×6×70×6×60/1000=2268m³；水塔调节容积按1.5倍单格冲洗量计，V=1.5×15×70×6×60/1000=567m³；水塔面积A=V/h=567/3.5=162m²。四、污水厂总体设计案例【案例4】某市新建全地下式污水厂，旱季规模15万m³/d，总变化系数Kz=1.35，雨季截流倍数n0=3，进水BOD5=220mg/L，SS=280mg/L，TN=45mg/L，TP=6mg/L，出水执行GB189182002一级A。采用“多级A/O+二沉+深床滤池+紫外消毒”工艺，污泥采用重力浓缩+板框脱水，含水率≤60%。（1）计算雨季设计流量。（2）若多级A/O池污泥龄15d，产率系数Y=0.6，衰减系数Kd=0.05，求每日剩余污泥量（kgDS/d）。（3）二沉池表面负荷按0.8m³/(m²·h)设计，求所需面积。（4）深床滤池反硝化容积负荷取1.2kgNO3N/(m³·d)，求滤料体积。答案与解析（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，则ΔX=0.6×150000×(0.220.01)/(1+0.05×15)=150000×0.6×0.21/1.75=10800kgDS/d。（3）二沉池面积A=Q/q=33750/0.8=42188m²，取4座，单座10547m²。（4）NO3N去除量N=150000×(4515)/1000=4500kg/d；滤料体积V=N/q=4500/1.2=3750m³。五、污泥处理与处置案例【案例5】某污水厂剩余污泥10800kgDS/d，重力浓缩后含水率97%，投加PAM4kg/tDS，经板框脱水至含水率58%，泥饼外运至垃圾填埋场。（1）计算浓缩后污泥体积（ρ=1000kg/m³）。（2）若板框脱水周期3h，单次处理泥饼质量12t，求需几台脱水机（备用1台）。（3）泥饼热值6500kJ/kgDS，若与生活垃圾协同焚烧，替代煤量（标煤29270kJ/kg）多少？（4）投加PAM年用量及费用（PAM单价22元/kg）。答案与解析（1）浓缩污泥量W=10800/(10.97)=360m³/d。（2）每日泥饼量=10800/(10.58)=25714kg=25.7t；单台每周期产泥饼12t，日周期24/3=8，单台日产能96t；需台数n=25.7/96=0.27，取1用1备，共2台。（3）日替代标煤=10800×6500/29270=2398kg=2.4t。（4）年PAM用量=10800×365×4/1000=15768kg；费用=15768×22=34.7万元。六、建筑给水排水案例【案例6】某42层写字楼，层高3.9m，地下3层，市政供水压力0.25MPa，竖向分四区：14层市政直供，517层、1830层、3142层分别由变频泵组供水，最高日用水量120m³/d，Kh=1.5，水箱+变频联合供水。（1）计算低区市政直供最大静水压力，判断是否超压。（2）高区最不利点所需压力（设管路总损失18m，水表损失3m，出水水头5m）。（3）若高区采用隔膜气压罐，调节容积按2min水泵流量计，求气压罐总容积（αa=1.1，αb=0.85）。（4）地下车库消火栓系统，按中危险Ⅱ级，设计流量30L/s，火灾延续时间2h，求消防水池最小有效容积。答案与解析（1）低区4层地面标高15.6m，市政压力25m>15.6+5=20.6m，静压2515.6=9.4m<0.45MPa，未超压。（2）高区42层屋面标高163.8m，泵出口至最不利点几何高差163.8(9)=172.8m；所需压力P=172.8+18+3+5=198.8m≈1.99MPa。（3）水泵流量Q=120×1.5/24=7.5m³/h；调节容积Vx=Q×2/60=0.25m³；气压罐总容积V=Vx/(1αb/αa)=0.25/(10.85/1.1)=1.1m³。（4）消防水池容积V=30×3.6×2=216m³。七、雨水控制与利用案例【案例7】某新城区综合地块面积25hm²，综合径流系数ψ=0.55，年径流总量控制率目标80%，对应设计降雨量32mm，采用下凹绿地+透水铺装+地下蓄水池。（1）计算需控制的年径流总量。（2）若下凹绿地率15%，下凹深度15cm，求其可消纳雨量。（3）剩余需蓄水量由PP模块蓄水池提供，求水池有效容积。（4）若蓄水池服务回用面积8hm²，回用水用于绿化浇洒（2L/(m²·d)），求最大连续干旱天数。答案与解析（1）控制雨量V=25×10^4×32×0.55/1000=4400m³。（2）下凹绿地面积37500m²，可蓄水深0.15m，消纳量37500×0.15=5625m³>4400m³，满足。（3）无需额外蓄水池，有效容积取0。（4）若仍设1000m³备用池，可支持天数T=1000×1000/(80000×2)=6.25d。八、工业废水处理案例【案例8】某印染园区废水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“调节池→水解酸化→好氧→Fenton氧化→BAF”工艺。（1）计算COD总去除率及各单元去除率分配。（2）若Fenton氧化池Fe²+投加量1.2g/L，H2O2/Fe²+摩尔比3:1，求每日30%H2O2用量（密度1.11g/cm³）。（3）BAF容积负荷取1.0kgCOD/(m³·d)，求滤料体积。（4）污泥产量按Y=0.3kgDS/kgCOD，求每日干污泥量。答案与解析（1）总去除率η=(180080)/1800=95.6%；分配：水解酸化15%，好氧