水污染控制工程计算题.ppt

BODt为t时日消耗的溶解氧量，L表示t时日水中剩余的BOD 解：已知BOD5=200mg/L，k=0.15d-1 由式BOD5=La-L= La(1-10-k1t) (1-4) 即 200= La(1-10-0.155) 得 La=243.3 mg/L 由式L= La10-k1t (1-3) 得t=10d时， L=243.310-0.1510=7.7 mg/L. 即好氧微生物在有氧条件降解10天后剩余的BOD为7.7 mg/L.,解: 1)已知BOD5=25 mg/L, T=20时 k1=0.1 d-1, 由式 BOD5= La(1-10-k1t) 得La=36.6 mg/L 由式 La(T)= La（20）(0.02T+0.6) (1-8) 得La(30)=43.9 mg/L 即30测定生化需氧量为43.9 mg/L 2) T=30时，由式 k1(T)= k1(20)(T-20) , 取1.047 (1-5) 得k1(30)=0.158 d-1 BOD2 (30)= La(30) (1-10-k1t)=22.7 mg/L 即2天30的生化需氧量为22.7 mg/L,第三章：混凝剂投加量、混凝反应池尺寸的计算； 3.7(泵进水管径DN=100m,对泵而言,泵吸水管径DN250mm时,管内水流速度V=1.01.2m/s,泵出水管径DN250 mm时,管内水流速度V=1.52.0m/s) 解：混合时间应在1030S,不超过2min 泵吸水管径DN250mm，V=1.01.2m/s t= 500/1.2 = 416.6s = 6.9min2min 在500米出投药到混凝池所需时间超过2min，药剂与水中颗粒反应产生大的絮凝体，这些絮凝体沉淀下来会堵塞管道，或使泵受损害；同时大絮凝体会在泵的叶片作用下被搅碎，到混凝池时又成了小颗粒，对混凝沉淀分离不利。因此不能投在水泵吸水管内，而应投在泵出水管内。 分别计算最近及最远投药点： 泵出水管径DN250mm，V=1.52.0m/s 计算最近投药点距离为： S1= v1t1 = 1520米 最远投药点距离为：S2= v2t2 = 180240米,第四章：沉淀池或气浮池的尺寸计算； 设计日处理量10万吨水的 初沉池，已知悬浮固体浓度为200mg/L,要求出水中悬浮固体浓度小于80mg/L ，静置沉淀试验曲线如图所示，求1）初沉池的沉淀效率，2）沉淀池面积，3）设计哪一种形式沉淀池较好 4.4解：(1)=(200-80)/200=60% (2)由图知=60%时 t=70min，u=0.45mm/s，设计时u缩小1.5倍，t放大1.75倍，即u=0.3mm/s，t=122.5min Q=10104 t/h=69.44 m3/min=1.157m3/s A=Q/ u=3857.8m2， 有效水深h=0.36010-3122.5=2.21m 3）采用辐流式沉淀池较好,某废水流量=0.0672m3/s,能否用四个并联的（长宽高）=2862m3的平流沉淀池，使废水中沉速为0.1mm/s的颗粒完全去除？若此四个池子是理想沉淀池，又会怎样？ 解：由题意知，uo=110（-4）m/s,对于实际平流沉淀池，由于池内的水流不均匀分布和颗粒的不均匀沉降，实际过流率=q=q0/1.5=u0/1.5=6.6710(-5)m/s,采用四个并联的（宽深）=62m2的平流沉淀池，则实际沉淀时间t=(1.5到2)t0=(1.5到2)H/u0=（3到4）X10(4)m/s。 单个沉淀池流量Q1=0.0672/4=0.0168m3/s,水平流速v=Q1/F=0.0168/(62)=0.0014m/s，则沉淀池长L=vt=0.0014（3到4）10(4)=42到46m28m，由于计算出的长度远远大于假设的池长，故采用四个并联的（长宽深）=2862m3的平流沉淀池不能完全去除沉速为0.1mm/s的颗粒。,若此四个沉淀池是理想沉淀池，则停留时间t0=2/u0=210(4)m/s 对于单个沉淀池Q1=0.0672/4=0.0168m3/s 水平流速v=Q1/F=0.0168/(62)=0.0014m/s 则沉淀池长L=vt0=0.0014210(4)=28m 则计算出的长度刚好与假设的池长相等，即四个并联的(长宽深)=2862m3的理想平流沉淀池，可使废水中沉速为0.1mm/s的颗粒完全去除。,4.9解：原来池子处理量：Q0=u0A=1204=80 (m3/h) 改装后沉淀池中斜板数n，不考虑斜板厚度， 由L = (n-1)d/sin+l cos 得： n=1+(L-l cos)sin/d=1+(20-1cos60)/0.10=196(块) 斜板在水平方向上的投影总面积： Af=naf=nB l cos=196410.5=392 改装后沉淀池处理量： Q1= u0(Af+A)=1(392+80)=472 m3/h； Q1/Q0 =472/80=5.9(倍) 即改装后沉淀池处理量提高5.9倍。,一平流沉淀池，澄清区面积为204m2，流量为Q120m3/h。若将其改造成斜板沉淀池，流量提高至原流量6.5倍，其它条件不变。求需要装多少块斜扳？（斜扳长L1.2m ，宽B0.8m，板间距d0.1m，板与水平夹角60度板厚忽略不计。 解：平流池A20480m2 ， qQ/A120/801.5（m3/m2.h） 斜板池q6.5Q/At 即 1.56.5120/At At520m2 （斜板池总面积） 设斜板池总单元数为n 则n（LBcos）dB）At n（1.20.8cos60o0.10.8）520 n929单元数 故板数n19291930（块）,4.12解： P绝=30.98102+101.325=395.33kPa =4.03kg/cm2=3062.8mmHg 20时 a0=21.77mg/L，kT=0.024， 空气密度=1.205kg/m3 溶气V= kTP=0.0243062.8=73.51L/m3H2O a1=73.511.205=75.35g/m3H2O 设回流比为R，q=RQ 联立方程：G/S= = =0.044R G/S= = V= = 解得 a2=31.35mg/LH2O R=0.571 则空气析出量G=0.04410000.571=25.12g/m3H2O=20.85L/m3H2O 加入空气量占处理水量的体积百分比为7.35%。,某污水处理厂日处理污水量10000吨，原污水中SS=200mg/l,要求出水浓度SS=60mg/l，设计初沉池面积。其静止沉淀试验情况如下，沉速u0=0.45m/s（静沉速），t0(静沉时间)=68m in.要求设计参数：1表面负荷，2沉淀时间，然后计算沉淀池总面积。 解：设计为平流沉淀池 1）实际过流率即表面负荷q=q0/1.5=u0/1.5=0.45(mm/s)/1.5=0.3X10(-3)m(3)/(m2s) 2)实际沉淀时间t=(1.5至2)t0=1.7868/60=2h 3)沉淀池总面积A=Q/q=10000/(2436000.30.0001)=386m2,第五章：过滤池个数或过滤速度计算； 解：已知 Q=1000 m3/h 选用单层石英砂滤料， 确定滤速 u=10 m/h 则过滤面积 F= Q/u =1000/10=100 m2 (由表5-4)确定滤池个数 n=4 则单个滤池的面积为 f=F/4=100/4=25 m230 m2 所以单池 长:宽=1:1 即 长=宽=5 m 滤池总深度：H= H1+H2+H3+H4+H5 其中H1保护高：0.250.30m； H2滤层表面以上水深：1.52.0m； H3滤层厚度，单层砂滤料0.7m，双层及多层滤料一般为0.70.8m； H4承托层厚度：0.45m； H5配水系统的高度大于0.20m； 滤池总深度一般为3.03.5m。 则H=0.25+1.5+0.7+0.45+0.3=3.2m,第七章吸附 qe=V(c0-ce)/W 式中，V代表溶液体积，L；c0,ce反分别为溶质的初始和平衡浓度，mg/l; W 吸附剂量，g;langmuir吸附等温式子，qe=abce/(1+bce); ce/qe=ce/a+1/(ab); 当bce1时，qe=a; Freundlich等温式qe=Kce(1/n); lgqe=lgK+(1/n)lgce,1/n值介于0.1到0.5则易于吸附，1/n大于2则难以吸附 在一般浓度时，两个公式比较接近，F在高浓度时不像L趋于定植，低浓度不会还原为直线,用活性炭吸附水中色素的试验方程式为：q=3.9C0.5,今有100L溶液，色素浓度为0.05g/L,欲将色素除去90%，需加多少活性炭？ 解：由题意知平衡时候色素浓度为：Ce=0.05(1-0.9)=0.005g/L,由q=3.9C0.5,得平衡吸附量： qe=0.276g/g 由W=V(C0-Ce)/qe,得W=16.3g,第八章：离子交换剂、再生剂用量及交换床尺寸计算。 8.7解：1天树脂用量： （114150/116620）10-3 m3 =0.24L 7天树脂用量 0.2387L=1.67L 7天再生剂用量 1.666133010-3kg=2.22kg,19. 某水厂用精制硫酸铝作为混凝剂，其最大投量35mg/L。水厂设计水量为105m3/d，混凝剂每天调3次，溶液浓度10，溶药池容积为溶液容积1/5，求溶液池和溶药池容积。 解： （1）WaQ/（1000100bn）35105/（100010010%3）1