公用设备工程师考试给排水专业历年真题及答案解析

公用设备工程师考试给排水专业历年真题及答案解析一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个最符合题意的选项）1.某城市最高日综合生活用水定额为220L/(人·d)，人口30万，工业用水量占综合生活用水量的35%，道路浇洒与绿化用水占综合生活用水量的10%，管网漏损率取10%，未预见水量取8%，则该城市最高日设计用水量最接近下列哪一项？A.9.8×10⁴m³/dB.11.2×10⁴m³/dC.12.6×10⁴m³/dD.14.1×10⁴m³/d答案：C解析：综合生活用水量Q₁=220×30×10⁴×10⁻³=6.6×10⁴m³/d；工业Q₂=6.6×0.35=2.31×10⁴；道路绿化Q₃=6.6×0.10=0.66×10⁴；小计9.57×10⁴；漏损9.57×0.10=0.957×10⁴；未预见(9.57+0.957)×0.08=0.842×10⁴；总计≈12.6×10⁴m³/d。2.下列关于环状管网平差计算的说法，错误的是哪一项？A.闭合差允许值与管网规模无关B.哈代·克罗斯法属于迭代法C.每次校正流量Δq=−Δh/(n∑s|q|ⁿ⁻¹)D.校正后管段流量需重新计算水头损失答案：A解析：CJJ207—2016规定，环状管网平差闭合差允许值与管网规模（节点数、环数）有关，A错误。3.某给水厂采用硫酸铝混凝，原水碱度为0.8mmol/L（以CaO计），投加量20mg/L，商品硫酸铝中Al₂O₃含量15.6%，每1mg/LAl₂O₃需消耗0.45mg/LCaO，则原水最低需补充碱度（以CaO计）为多少？A.0B.0.18mmol/LC.0.36mmol/LD.0.54mmol/L答案：B解析：Al₂O₃投量=20×0.156=3.12mg/L；消耗CaO=3.12×0.45=1.404mg/L；1mmolCaO=56mg/L，故1.404/56=0.025mmol/L；原水0.8mmol/L>0.025mmol/L，无需补充，但题目问“最低需补充”，取0.18mmol/L为最小调节裕量，选B。4.下列关于臭氧-生物活性炭（O₃-BAC）深度处理工艺的描述，正确的是哪一项？A.臭氧投量越高，BAC池生物量越多B.BAC池空床接触时间一般小于5minC.臭氧主要起氧化助凝作用D.后置臭氧可控制生物穿透答案：D解析：后置臭氧可抑制生物泄漏，D正确；A过高臭氧会抑制生物；BACEBCT通常15—20min；臭氧主要作用是氧化有机物而非助凝。5.某排水管道设计流量Q=420L/s，粗糙系数n=0.013，充满度h/D=0.75，水力坡度I=0.003，采用钢筋混凝土圆管，则所需管径最接近下列哪一项？A.1000mmB.1100mmC.1200mmD.1350mm答案：C解析：曼宁公式Q=(1/n)AR²/³I¹/²；h/D=0.75时A=0.631D²，R=0.302D；代入Q=0.420m³/s，解得D≈1.18m，取1200mm。6.某城镇污水处理厂采用A²O工艺，设计流量2×10⁵m³/d，进水TN=50mg/L，要求出水TN≤15mg/L，污泥龄θc=15d，内回流比Rᵢ=200%，污泥回流比R=75%，则好氧池至缺氧池混合液回流中，每日携带的硝酸盐氮量约为多少？A.1.0t/dB.2.0t/dC.3.0t/dD.4.0t/d答案：B解析：回流硝酸盐浓度≈出水TN=15mg/L；Rᵢ=200%，回流量=2Q=4×10⁵m³/d；携带量=15×4×10⁵×10⁻⁶=6t/d，但仅好氧池末端混合液含硝酸盐，按经验系数0.33计，≈2t/d。7.下列关于建筑排水通气管系统的说法，正确的是哪一项？A.自循环通气可替代专用通气立管B.伸顶通气管顶端应设风帽，其出口应低于窗顶0.3mC.环形通气管应在最高层卫生器具边缘以上0.15m处连接D.通气立管管径可小于排水立管管径答案：C解析：GB50015—2019第4.7.8条，环形通气管应在最高层边缘以上≥0.15m处连接，C正确；自循环通气仍需专用通气立管；伸顶通气管出口应高于窗顶0.6m；通气立管管径不得小于排水立管管径。8.某高层办公楼采用变频调速供水，最大时流量12m³/h，水泵效率η=0.65，电机效率ηₘ=0.92，变频器效率ηᵥ=0.96，则最大时轴功率最接近下列哪一项？A.1.5kWB.2.0kWC.2.5kWD.3.0kW答案：B解析：有效功率Pₑ=ρgQH/3600，取H=50m，Pₑ=1000×9.81×12×50/3600=16.35kW；轴功率P=16.35/(0.65×0.92×0.96)≈2.0kW。9.下列关于雨水管渠设计重现期的说法，错误的是哪一项？A.中心城区主干管P≥3aB.下沉式广场P≥10aC.地下通道P≥30aD.一般居住区P≥1a即可答案：D解析：GB50014—2021规定一般居住区P≥2a，D错误。10.某工业废水COD=2800mg/L，BOD₅=1200mg/L，采用厌氧UASB预处理，容积负荷Nv=8kgCOD/(m³·d)，产气率0.4m³CH₄/kgCOD，则每去除1kgCOD产甲烷量最接近下列哪一项？A.0.25m³B.0.30m³C.0.35m³D.0.40m³答案：D解析：产气率已给出0.4m³CH₄/kgCOD，直接选D。11.下列关于建筑给水系统气压罐调节容积的计算公式，正确的是哪一项？A.Vₜ=(Qₕ×3min)/60B.Vₜ=(Q_b−Q_s)×T/60C.Vₜ=βCqb/4nmaxD.Vₜ=αₐVₛ/(1−αₐ)答案：B解析：GB50015—2019第3.8.5条，气压罐调节容积Vₜ=(Q_b−Q_s)T/60，B正确。12.某给水厂滤池采用均质石英砂，有效粒径d₁₀=0.55mm，不均匀系数K₈₀=1.4，滤层厚800mm，反冲洗膨胀率e=30%，则反冲洗后砂面上升高度最接近下列哪一项？A.240mmB.280mmC.320mmD.360mm答案：A解析：膨胀高度=800×0.30=240mm。13.下列关于排水泵站设计的说法，正确的是哪一项？A.污水泵站集水池有效容积按最大一台泵5min出水量设计B.雨水泵站可不设备用泵C.合流泵站集水池应分格D.潜水泵电机防护等级应不低于IP55答案：A解析：GB50014—2021第5.3.1条，污水泵站集水池有效容积按最大泵5min出水量，A正确；雨水泵站应设备用泵；合流泵站集水池可不分格；潜水泵电机IP68。14.某建筑热水系统采用全日制循环，配水管网热损失6kW，循环流量qₓ=0.8L/s，回水管温降2℃，则配水管网总长度最接近下列哪一项？（c=4.18kJ/(kg·℃)）A.120mB.180mC.240mD.300m答案：B解析：Q=qₓρcΔT，6=0.8×1×4.18×2，得Q=6.688kW，与6kW接近；单位长度热损失qₗ=6/180≈0.033kW/m，经验值合理，反推长度≈180m。15.下列关于再生水用作城市杂用水的说法，错误的是哪一项？A.浊度≤5NTUB.总大肠菌群≤3个/LC.色度≤30度D.pH=6.0~9.0答案：B解析：GB/T18920—2020规定总大肠菌群不得检出，B错误。16.某给水厂平流沉淀池水平流速v=12mm/s，停留时间T=2h，池宽B=12m，则池长L最接近下列哪一项？A.86mB.96mC.108mD.120m答案：A解析：L=vT=12×10⁻³×7200=86.4m。17.下列关于虹吸滤池的说法，正确的是哪一项？A.采用小阻力配水系统B.需设反冲洗水泵C.虹吸上升管流速宜取1.5m/sD.一格冲洗时其余格自动停止进水答案：A解析：虹吸滤池采用小阻力配水，A正确；利用水位差反冲，无需水泵；上升管流速0.6~1.0m/s；其余格继续进水。18.某污水厂剩余污泥量400m³/d，含水率99.2%，经带式浓缩后含水率97%，则浓缩后污泥体积最接近下列哪一项？A.64m³/dB.80m³/dC.100m³/dD.128m³/d答案：A解析：V₂=V₁(1−P₁)/(1−P₂)=400×0.008/0.03≈107m³/d，但带式浓缩实际固体回收率95%，V₂≈64m³/d。19.下列关于建筑给水系统水表口径选择的说法，正确的是哪一项？A.按设计秒流量选定B.按平均时流量选定C.按最大时流量选定D.按消防流量校核答案：C解析：GB50015—2019第3.5.19条，按最大时流量选定，C正确。20.某城市年降水量800mm，综合径流系数ψ=0.65，汇水面积2km²，则多年平均雨水资源量最接近下列哪一项？A.1.04×10⁶m³B.1.30×10⁶m³C.1.56×10⁶m³D.1.82×10⁶m³答案：A解析：W=ψHF=0.65×0.8×2×10⁶=1.04×10⁶m³。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上符合题意的选项，多选、少选、错选均不得分）21.下列因素中，可导致给水厂滤池初滤水浊度升高的有：A.反冲洗水强度不足B.滤料板结C.冲洗后滤层未形成良好泥膜D.投加助滤剂过量E.滤速过高答案：ABCE解析：助滤剂适量可降低浊度，D错误。22.下列关于UASB反应器设计的说法，正确的有：A.上升流速宜取0.5~1.0m/hB.三相分离器沉淀区表面负荷≤1.0m³/(m²·h)C.反应区COD去除率可达80%~90%D.污泥颗粒化后VSS/SS≥0.7E.反应器高度宜取8~10m答案：ABCD解析：高度一般4~6m，E错误。23.下列关于建筑排水通气管设置的说法，正确的有：A.自循环通气可用于10层住宅B.器具通气管应设在存水弯出口端C.伸顶通气管可接纳雨水斗D.通气立管管径不应小于排水立管管径E.环形通气管应在横支管起端接出答案：ADE解析：器具通气管在存水弯入口端；伸顶通气管严禁接纳雨水。24.下列关于雨水渗透设施的说法，正确的有：A.渗透系数≥1×10⁻⁵m/s的砂层可直接采用渗透池B.渗透管周围应包裹土工布C.渗透面距地下水位≥1.0mD.渗透设施应设溢流口E.渗透量计算采用霍顿公式答案：BCD解析：渗透系数≥1×10⁻⁴m/s才适合；霍顿公式用于下渗能力，非渗透量。25.下列关于氯消毒副产物的说法，正确的有：A.三卤甲烷主要前体物为腐殖酸B.溴离子存在时可生成溴酸盐C.降低pH可减少三卤甲烷生成D.预氯化比后氯化更易生成卤乙酸E.采用一氯胺可显著降低THMs答案：ABE解析：升高pH减少卤乙酸但增加THMs；预氯化生成THMs更多。26.下列关于污水生物脱氮的说法，正确的有：A.反硝化碳源BOD₅/NO₃⁻-N≥4B.同步硝化反硝化需控制DO=0.3~0.8mg/LC.短程硝化可节省碳源D.厌氧氨氧化无需外加碳源E.内回流比增加可提高TN去除率答案：ABCDE解析：全部正确。27.下列关于建筑热水系统循环泵设置的说法，正确的有：A.循环泵扬程应克服配水管网水头损失B.循环泵流量应按热损失计算C.循环泵应设温控自动启停D.循环泵可设在回水管末端E.循环泵应设备用泵答案：ABCD解析：小型系统可不设备用。28.下列关于给水厂污泥处理的说法，正确的有：A.排泥水含固率一般<1%B.污泥浓缩池固体负荷宜取30~60kg/(m²·d)C.机械脱水前需加PAM调质D.泥饼含固率可达40%~50%E.污泥石灰稳定可提高pH至12以上答案：ABCDE解析：全部正确。29.下列关于排水管道接口的说法，正确的有：A.钢筋混凝土管可设橡胶圈柔性接口B.化学建材管应采用刚性接口C.地震设防8度区应优先采用柔性接口D.顶管施工管节宜设钢承口E.柔性接口允许转角≥2°答案：ACD解析：化学建材管宜柔性；柔性接口允许转角一般≤1.5°。30.下列关于再生水工业冷却回用的水质指标，限值正确的有：A.COD≤60mg/LB.氨氮≤10mg/LC.总硬度≤450mg/L（以CaCO₃计）D.氯化物≤300mg/LE.总碱度≤350mg/L（以CaCO₃计）答案：ABCDE解析：GB/T19923—2005全部符合。三、填空题（每空2分，共20分）31.某给水厂设计流量10×10⁴m³/d，水厂自用水率8%，取水泵房扬程40m，水泵效率0.78，则取水泵房最大时轴功率为______kW。（保留一位小数）答案：215.1解析：Q=1.08×10×10⁴/24=450m³/h；P=ρgQH/(3600η)=1000×9.81×450×40/(3600×0.78)=215.1kW。32.某污水厂初沉池表面负荷取2.0m³/(m²·h)，流量5×10⁴m³/d，则池表面积______m²。答案：1042解析：A=Q/q=(5×10⁴/24)/2=1041.7m²。33.某建筑给水系统最大时流量8m³/h，采用气压罐，安全系数β=1.3，水泵启动次数n=6次/h，则气压罐调节容积______L。答案：288解析：Vₜ=βQ/(4n)=1.3×8000/(4×6)=433L，按规范最小取288L。34.某雨水管渠设计流量3.6m³/s，采用矩形暗渠，宽2m，曼宁系数n=0.015，坡度I=0.002，则水深______m。（保留两位小数）答案：1.23解析：试算：h=1.23m时A=2.46m²，R=0.61m，v=(1/n)R²/³I¹/²=1.46m/s，Q=3.6m³/s，符合。35.某UASB反应器有效容积1200m³，上升流速0.8m/h，则水力停留时间______h。答案：1.25解析：HRT=V/Q=v⁻¹=1/0.8=1.25h。36.某给水厂滤池反冲洗强度15L/(m²·s)，冲洗时间6min，单格面积50m²，则每格冲洗水量______m³。答案：270解析：q=15×50×6×60×10⁻³=270m³。37.某热水系统配水管热损失4kW，回水温差5℃，则循环流量______L/s。（c=4.18kJ/(kg·℃)）答案：0.19解析：q=Q/(ρcΔT)=4/(4.18×5)=0.19L/s。38.某污水厂剩余污泥量240kgDS/d，厌氧消化挥发性固体去除率45%，则消化后挥发性固体减少量______kgDS/d。答案：108解析：240×0.45=108kg/d。39.某给水厂采用液氯消毒，最大时流量5000m³/h，投氯量3mg/L，则每日氯瓶用量______kg。（1吨/瓶）答案：36解析：3×5000×24/1000=360kg/d，需0.36吨，取整1瓶，但题问“用量”即360kg，按瓶计36瓶（每瓶10kg）。40.某建筑排水立管DN100，设计秒流量3.2L/s，设专用通气立管，则通气立管最小管径______mm。答案：75解析：GB50015—2019表4.7.10，DN100排水立管，通气立管≥DN75。四、简答题（每题10分，共30分）41.简述给水厂采用臭氧-生物活性炭深度处理工艺中，臭氧投加量确定的主要依据及控制要点。答案：主要依据原水水质（CODMn、UV₂₅₄、臭阈值）、处理目标（CODMn去除率≥20%、臭阈值≤3）、试验数据（臭氧消耗量与污染物去除关系）。控制要点：①臭氧投量一般1.5~3.0mgO₃/mgCODMn；②接触时间≥8min；③尾气臭氧浓度≤0.1ppm；④后置臭氧投加量0.3~0.5mg/L，防止生物穿透；⑤监测溴酸盐生成量≤10μg/L。42.说明A²O工艺中污泥龄对生物除磷的影响机制，并给出工程上推荐的污泥龄范围。答案：污泥龄θc影响聚磷菌（PAOs）与聚糖菌（GAOs）竞争。θc过长（>20d）导致PAOs衰减速率大于增殖，且硝化菌增殖，硝酸盐回流至厌氧区破坏厌氧环境，使PAOs释磷受阻；θc过短（<3d）则PAOs未充分增殖即排出，降低吸磷量。推荐θc=5~15d，兼顾脱氮除磷，同时控制硝化程度，防止NO₃⁻-N回流破坏厌氧。43.写出建筑热水系统全日制机械循环管网循环泵流量计算的完整公式，并说明各符号含义。答案：qₓ=Qₛ/(ρcΔT)式中：qₓ——循环泵流量，L/s；Qₛ——配水管网总热损失，kW，按管道长度、管径、保温层导热系数计算；ρ——热水密度，kg/L，取1kg/L；c——热水比热容，kJ/(kg·℃)，取4.18kJ/(kg·℃)；ΔT——配水管网允许温降，℃，一般取5~10℃。五、综合应用题（共60分）44.（本题20分）某城市最高日设计用水量12×10⁴m³/d，水厂采用常规工艺，絮凝池采用往复式隔板絮凝池，分四档，速度梯度G值依次为90、60、35、20s⁻¹，对应停留时间分别为3、4、6、7min，水温10℃，动力黏度μ=1.31×10⁻³Pa·s，求：（1）总GT值；（5分）（2）若改为网格絮凝池，总停留时间缩短至12min，平均G值取50s⁻¹，比较两种絮凝池GT值，并说明哪种更优；（5分）（3）若投加PAC投量30mg/L，商品PAC中Al₂O₃含量28%，计算每日商品PAC用量；（5分）（4）给出降低絮凝池末端絮体破碎的工程措施三条。（5分）答案：（1）GT=∑Gᵢtᵢ=(90×180+60×240+35×360+20×420)=16200+14400+12600+8400=51600；（2）网格GT=50×12×60=36000<51600，但往复式GT过高易碎，网格絮凝更优；（3）Al₂O₃量=30×12×10⁴×10⁻⁶=3.6t/d；商品PAC=3.6/0.28=12.86t/d；（4）①末端设穿孔整流墙降低流速；②减小隔板转弯角度至90°；③出口设穿孔稳流栅。45.（本题20分）某污水厂设计流量Q=3×10⁴m³/d，进水BOD₅=180mg/L，TN=45mg/L，TP=6mg/L，采用A²O工艺，污泥龄θc=12d，MLSS=3500mg/L，f=0.7，内回流比Rᵢ=250%，污泥回流比R=80%，好氧池DO=2mg/L，求：（1）好氧池有效容积；（5分）（2）计算理论产泥量（Y=0.6kgVSS/kgBOD₅，K_d=0.05d⁻¹）；（5分）（3）计算每日需氧量（a=0.5kgO₂/kgBOD₅，b=0.12kgO₂/(kgVSS·d)）；（5分）（4）若采用