给水处理讲课例题.pdf

一、上课例题一、上课例题 例题： 原水总碱度为 0.1mmol/L （以 CaO 计） ， 投加精制硫酸铝 （含 Al2O3约 16） 26 mg/L 。 若剩余碱度取 0.2mmol/L，试计算水厂石灰（市售品纯度为 50%）投量需多少 mg/L？ （已知原子量 Al=27，O=16，Ca=40） 解：投药量折合 Al2O3为 26164.16 mg/L Al2O3分子量为 102，故投药量相当于 4.16/1020.041mmol/L 则【CaO】=3【a】【x】+【】 30.0410.10.2=0.223 mmol/L 0.22356 mg/L=12.49 mg/L 水厂需投加市售石灰 12.49/0.524.98 mg/L 例题: （2008 年)某水厂地面水源的总碱度为 10mg/L（以 CaO 计） ，混凝剂 Al2(SO4）3的投 加量为 28mg/L， 若不计算剩余碱度， 则需投加 （ ） mg/L 的 NaOH。 （已知原子量 Al=27， S32，O=16，Na23，H1，Ca=40） A 2.7 B 5.4 C 9.7 D 12.5 解析：水源总碱度折合为： 10/560.179mmol/L ； Al2(SO4）3分子量为 342，故 Al2(SO4）3投加量为：28/3420.082mmol/L； 需纯石灰投量为： 【CaO】3【a】【x】+【】 30.0820.17900.067 mmol/L 由于 1mmol/LCaO 相当于 2mmol/LNaOH, 因此水厂需投加的 NaOH 为 0.06720.134 mmol/L5.36mg/L 故 B 为正确答案。 注意：使用中国建筑工业出版社给水工程（第四版） P271 式（15-29）时，若水源的总 碱度和剩余碱度以 NaOH 或 HCO3-计，则【x】和【】前面的系数均为 0.5。 例题： V=18mm/s，B=3H，Fr0.610 5。在池的 1/3，2/3 处各加一道隔墙，忽略隔墙厚 度，求新的 Fr。 解： （1）Fr=v2/Rg （2） （3）Fr2/Fr1=(3H/5)/(H/3)=9/5=1.8 Fr2= 0.6105 1.8= 1.0810 5 例题：异向流斜管沉淀池，设计能力 20000m3/d,平面净尺寸 1010m，结构系数 1.03, 斜管 长 1m，安装角 60 度。求斜管内轴向流速。 （斜管中的停留时间） 解： 给水工程教材 P306 5 3 32 3 32 1 2 H HH HH R H HH HH R = + = = + = （1）v=Q/(Asin) 式中 Q沉淀池流量 A斜管净出口面积 斜管轴向与水平面夹角 （2）A(100.5)10/1.03=92.23m2 （3） n 药剂氧化 （CL2） ，需 CL2计算 P204 2Fe2 CL 2 255.8 2 35.5 1 x 二、习题（解答过程见二、习题（解答过程见 2009 华中科大出版社习题）华中科大出版社习题） 1（2007 年） 有一流量为 50000m3/d 的机械搅拌絮凝池共分三格， 每格容积 174 m3， 在 15oC 时计算出各格速度梯度 G1=75S-1,G2=50S-1,G3=25S-1,如果将该池改为三段流速的水力搅拌絮 凝池，各格速度梯度不变，不计水力隔板所占体积，则第 1 格水力搅拌絮凝池前后水面高差 计算值是（ ） 。 (水的动力黏度=1.14 10-3Pa.S,水的重度=9800N/m3) A0.2m B0.11m C0.09m D0.05m 答案为 A 2 某水厂拟采用水泵混合， 处理水量为 Q=24000m3/d， 经 2 条直径均为 400mm， 长均为 100m 的并联管道送往水厂絮凝池，若正常工作时每条管道内总水头损失为 0.45m，则管道内水流 的速度梯度 G 值为（ ）s-1。 （=1.1410-3Pas，=1000kg/m3） A206 B244 C292 D356 A 为正确答案。 3 某水厂地面水源的总碱度为20mg/L （以CaO计） 。 三氯化铁(以FeCl3计)投加量为15.4mg/L， 剩余碱度取 0.4mmol/L （以 CaO 计） 。每天处理水量 12000m3，则一天需投（ ）kg 石灰（市 售品纯度为 50%） 。 （已知原子量 Fe=55.85，Cl=35.45，Ca=40） A 440 B 220 C 250 D 125 C 为正确答案。 4一组折板絮凝池流量 Q=0.304m3/s，絮凝池分为三段，每段长与池宽相等为 1.6m，第一 段为相对折板，第二段和第三段均为平行直板。已知相对折板峰速 v1=0.250.35m/s，谷速 v2=0.10.15m/s，计算其峰距 L1为（ ）m，谷距 L2为（ ）m。 A 1.91.27，0.760.54 B 1.220.868，3.042.026 C 3.042.02，1.220.868 smmhmv/89. 2/43.10 60sin23.92 24 20000 0 = = D 0.760.54，1.91.27 正确答案为 D。 5.（2005 年）异向流斜管沉淀池，设计能力 20000m3/d,平面净尺寸 1010m，结构系数 1.03, 斜管长 l=1m，安装角 60 度。斜管内轴向流速为（ ）mm/s。 A 2.31 B 2.50 C 2.89 D 2.75 答案为 C 6（2007 年）机械搅拌澄清池泥水分离室中部有一层依靠向上水流托起的悬浮泥渣层，观测 出悬浮层厚度 L=1000mm,悬浮泥渣密度1=1.15g/cm3，水的密度2=1.0g/cm3。 从导流室进 入分离室的水流经过悬浮泥渣层的水头损失等于 6.0mm.，则悬浮泥渣层重量浓度等于 （ ）mg/L A 46000 B 53000 C 1097100 D 1104000 答案为 A 7 异向流斜板沉淀池计算：已知池长 10m，池宽（斜板宽）5m，斜板间垂直间距为 40mm， 板长 1m，板厚可忽略，倾角=60，当 u0=0.4mm/s，斜板效率系数为 0.65 时，板间流速 为（ ）mm/s。 A 5.47 B 4.50 C 3.56 D 3.08 正确答案为 C。 8 斜管沉淀池液面负荷为 5m3/(m2h)，六角形斜管的内切园直径为 35mm，倾斜角度 60 度， 斜管的壁厚不计，佛劳德数为（ ） 。 A 1.191 0 - 4 B 2 . 9 8 1 0 - 5 C 2 . 1 2 1 0 - 5 D 2 . 9 8 1 0 - 4 正确答案为 B 9 平流沉淀池处理水量 50000m3/d，长 75 m，宽 10 m，深 3.5 m。新建一个 50000m3/d 的沉 淀池，宽 10 m，深 3 m，要求进出水质相同，新池的池长为（ ） 。 A 87.5m B 75m C 64.3m D 40m B 为正确答案。 10 设计一座平流式沉淀池，水深 2.5m，沉淀时间 2h，原水浊度 50NTU。原水水质分析结 果见下表，按理想沉淀池计算，该沉淀池总去除率为（ ） 。 颗粒沉速 ui mm/s 0.05 0.1 0.35 0.55 0.60 0.75 0.82 1.00 1.20 1.30 ui 颗粒占总 颗粒重量比（%） 100 94 80 62 55 46 33 21 10 3 A 75 B 78 C 85 D 90。 D 为正确答案。 11（2006 年）一石英砂滤池，滤料密度s2.65g/cm3, 滤料孔隙率 m00.43，单独水反冲 洗时测得每升砂水混合物中含砂重 1.007kg，求膨胀度 e。 A 62%; B.50%; C. 40%; D.38% 答案为 B 12（2 0 0 5年）设计一座大阻力配水的普通快滤池，配水支管上的孔口总面积设为 F。干管 的断面为孔口总面积的 6 倍， 配水支管过水面积是孔口总面积的 3 倍， 当采用水反冲洗时滤 层呈流化状态，以孔口平均流量代替干管起端支管上孔口流量，孔口阻力系数=0.62，此 时滤池配水均匀程度约为（ ） 。 A 95% B 93% C 90% D 97%。 答案为 D 13（2005 年）一等水头变速滤池，分 4 格，设计滤速为 8m/h，正常过滤时，第 1 格滤速 为 6m/h，第 2 格滤速为 10m/h，当第 1 格滤池反冲洗时，如果过滤总流量不变，且滤速按 相等比例增加时，第 2 格滤池的滤速为（ ）m/h。 A 13.3 B 12.3 C 12 D 10 答案为 B 14 以石英砂为滤料的普通快滤池， 反冲洗强度为 15L/(s m2)时， 膨胀后的滤层厚度 l=1.2m， 空隙率 m=0.55，滤料密度 s = 2.65 g/cm3，水的密度水= 1.00 g/cm3，水的动力粘滞系数= 1.010-3Pas。滤池反 冲洗时滤层中水流速度梯度 G 为（ ）s-1。 A 330 B 142 C 445 D 105 C 为正确答案。 15 某一组石英砂滤料滤池分 4 格，设计滤速 8m/h,强制滤速 14m/h，其中第一格滤池滤速为 6.2m/h 时进行反冲洗，这时其它滤池的滤速按反冲前滤速等比例增加，第一格将反冲时，其 它滤池最大的滤速是（ ）m/h 。 A 9.8 B10.67 C11.3 D11.9 C 为正确答案 16 有一单层滤料滤池，其最大粒径的滤料刚达到膨胀时的反冲洗流速为 1.1cm/s，若安全系 数取 1.2，则该滤池的设计冲洗强度 q 为（ ）L/(sm2)？若设计冲洗强度采用 q 时， 滤层反冲洗时的水头损失为 1.2m，当冲洗强度增大至 1.3q 时，滤层水头损失为（ ）m。 A15.0，1.56 B12.0，1.56 C13.2，1.3 D13.2，1.2 正确答案为 D 17 虹吸滤池处理水量为 15900m3/d，滤池格数为 6 格，设计滤速 9m/h，则最大反冲洗强度 为（ ）L/(s.m2)。 A 14.2 B 15.0 C 15.8 D 16.7 正确答案为 B。 18 有一 V 型滤池，分 4 格，恒水头恒速过滤。正常过滤的滤速为 9m/h，反冲采用气水联合 反冲洗，且表面扫洗强度为 1.5L/s.m2。如进入该组滤池过滤水量不变，当一格滤池反冲时， 其它滤池的平均滤速是（ ）m/h。 A 12 B 11.5 C 10.2 D 9.8 正确答案为 C。 19 （2 0 0 7 年） 采用氯气消毒时， 杀灭水中细菌时间 T(以 S 计)和水中氯气含量 C(以 mg/L 计） 的关系式为 C0.86T=1.74,在 Cl2含量足够时，杀灭 95%以上的细菌所需时间约为 1.25s, 如自来水中含有 NH3=0.1mg/L,要杀灭 95%以上细菌同时保持水中余氯为自由性氯，则至少 需投加 Cl2（ ）mg/L? A0.63 B1.89 C1.47 D2.1 答案为 D 20 二氧化氯极不稳定， 常以水溶液形式或现场制取使用。 水厂规模为 50000m3/d， 采用 NaClO2 与 Cl2制取 ClO2， 平均加气量为 1mg/L。 计划建造一座 40% NaClO2储存量为 30 天的贮液池， 该池容积应为（ ）m3。 （溶液比重以 1 计，容积精确至 m3） 。 A 5 B 10 C 2 D 4 A 为正确答案。 21 原水中含 8 m g / L F e 2 + 和 2 m g / L M n 2 + , 采用曝气法氧化铁锰所需的理论空气量是（ ）m g / L 。 A 1 . 7 B 5 . 3 C 2 . 8 D 8 . 1 正确答案为 D。 22 需软化水量 200 m3/h，软化后剩余碱度为 0.3mmol/L（以 HCO3-计） ，采用 RHRNa 并联 系统，流经 RH 和 RNa 的水量为（ ， ）m3/h；若采用 RHRNa 串联系统，流经 RH 和 RNa 的水量为（ ， ） （RH 以钠泄漏为控制点） 。 水质分析资料如下： Ca2+ 80mg/L； Mg2+ 36mg/L； Na+ 4.6mg/L； HCO3- 150mg/L； SO42- 85 mg/L； Cl- 138mg/L； （原子量：Ca 40，Mg 24，Na 23，S 32， C 12， Cl 35.5） . A 1 4 7 ，5 3 ；1 4 7 ，2 0 0 B 1 4 7 ，5 3 ；2 0 0 ，2 0 0 C 5 3 ，1 4 7 ；5 3 ，2 0 0 D 5 3 ，1 4 7 ；2 0 0 ，2 0 0 正确答案为 C。 23（2 0 0 7 年）某冷却循环水循环水量 10000m3/h，冷却塔为有除水器的机械通风冷却塔，进 塔气温 24, 塔冷幅宽为 5,当采用浓缩倍数 N=4 时,其排污水量为（ ）m3/h (渗漏损失 水率忽略不计)。 A 8 B 14 C 18 D 24 答案为 B 三、补充习题三、补充习题 1、一座平流沉淀池，长 80 m，宽 12 m，深 3.2m，进水中颗粒沉速和所占比例见下表。经 测定沉速为 0.3mm/s 的颗粒去除的重量占所有颗粒重量的 5.5%,则该沉淀池设计处理水量为 下列哪一项？ A 10.70 万 m3/d B 5