水质工程学计算题.docx

水质工程学计算题（二）2、（2010年7月真题）某机械絮凝池分三格，每格有效容积为26m3。每格中各设置一台垂直轴桨板搅拌器，且尺寸均相同。三台搅拌器搅拌功率依次为150w，53w和9.6w。（1）请核算絮凝池的G值；（2）在此基础上判断该机械絮凝池是否能满足絮凝要求。解：（1）第一格，第二格，第三格，絮凝池总平均速度梯度（2）平均速度梯度介于2070s-1，满足要求。3、某自来水厂，隔板絮凝池设计流量7.5万m3/d。絮凝池有效容积为1100m3，絮凝池总水头损失为0.26m。求絮凝池总的平均速度梯度G值和GT值各为多少？（水温按15计，水的动力粘度=1.1410-3Pa.s）解：由水温按15计，水的动力粘度=1.1410-3Pa.s，计算运动粘度v，v=/=1.1410-3Pa.s/103kg/m3=1.1410-6m2/s然后代入公式计算。4、设原水悬浮物体积浓度=510-5。假定悬浮颗粒粒径均匀，有效碰撞系数=1，水温按15计。设计流量Q=360m3/h。搅拌功率（或功率消耗）P=195W。试求：（1）絮凝池按PF型反应器考虑，经15min絮凝后，水中颗粒数量浓度将降低百分之几？（2）采用3座同体积机械絮凝池串联（机械絮凝池按CSTR型反应器考虑），絮凝池总体积与（1）同。搅拌总功率仍为195W，设3座絮凝池搅拌功率分别为：P1=60W，P2=60W，P3=35W，试问颗粒数量浓度最后降低百分之几？解：（1）根据P74公式其中，（2）m=35、（2010年7月真题）已知活性污泥曝气池进水水量Q=10000m3/d，进水BOD5为200mg/L，混合液浓度MLVSS=1350mg/L，f=0.75，Y=0.5kg MLSS/kg BOD5，Kd=0.1 d-1，反应器污泥龄C=20d，若要使曝气池BOD5去除率在90%以上，求曝气池的最小容积。解：水污染控制工程P125、P145。6、（2008年4月真题）从活性污泥曝气池中取混合液500mL盛于500mL的量筒内，半小时后的沉淀污泥量为150mL，如果曝气池的污泥浓度为3000mg/L。（1）试求污泥指数SVI；（2）根据计算结果，判断曝气池的运行是否正常。解：（1）SV=（150/500）*100%=30%SVI=SV/MLSS=30%/3000=100mL/g（2）活性污泥的SVI值在100左右时，其沉降性能最佳；当SVI值超过150时，预示着活性污泥即将或已经处于膨胀状态；而SVI值过低时，污泥絮体细小紧密，含无机物较多，污泥活性差。因此，由（1）得，曝气池运行正常。【SVI，污泥指数，一般为mL/g，习惯上只称数字，省略单位，因此这里要注意了】7、（2008年4月真题）设某沉淀池为平流式，进水量为Q，沉淀区高为H，长为L，水平流速为v。（1）试按理想沉淀理论计算可完全去除的最小颗粒沉速uo；（2）沉速为u的某种颗粒的去除率。解：见96，水污染控制工程P338、平流沉淀池设计流量为720m3/h。要求沉速等于和大于0.4mm/s的颗粒全部去除。试按理想沉淀条件，求：（1）所需沉淀池平面积为多少m2？（2）沉速为0.1mm/s的颗粒，可去除百分之几？解：已知 Q=720m3/h=0.2m3/s，u0=0.4mm/s，ui=0.1mm/s1）所需沉淀池平面积为2）沉速为0.1mm/s的颗粒的去除率为9、某厂排出废水量为300m3/h，悬浮物浓度（c1）为430mg/L，水温为29。去除率为70%时沉淀时间需65min，最小沉速为1.7m/h。污泥含水率为95%。试设计平流式沉淀池。10、某废水处理厂废水量为100L/s，由沉淀试验确定设计上升流速为0.7mm/s，沉淀时间为1.5h。求竖流沉淀池各部分尺寸。11、某废水量为21600m3/d，经一次沉淀后废水BOD5为250mg/L,要求出水BOD5在20mg/L以下，水温为20，试设计完全混合活性污泥系统。设计时参考下列条件：曝气池混合液MLVSS/MLSS=0.8。回流污泥浓度xR=10000mgSS/L。曝气池污泥浓度x=3500mgMLVSS/L。设计的细胞平均停留时间C=10d。出水中含有22mg/L生物固体，其中65%可生物降解。废水含有足够的氮、磷及生物生长所需要的其它微量元素。BOD5=0.68BODu。12、设处沉池为平流式，澄清部分高为H，长为L，进水量为Q，试按理想沉淀理论对比：出水渠设在池末端 如图所示，设三条出水渠时，两种情况下可完全分离掉的最小颗粒沉速uo。答：1）、可完全分离掉的最小颗粒沉速uo满足 得 2）、当水流至距池末端处时，最小颗粒沉速满足 得 当水流至距池末端处时，最小颗粒沉速满足 得 当水流至距池末端时，最小颗粒沉速满足 得 所以设三条出水渠时，可完全分离掉的最小颗粒沉速uo为，其值小于出水渠设在池末端时可完全分离掉的最小颗粒沉速uo。13、某普通曝气池混合液的污泥浓度MLSS为4000mg/L，曝气池有效容积V=3000m3，若污泥龄c=10天，求每日的干污泥增长量。解：因为每日的干污泥增长量每日排出的剩余干污泥量，即：QwXr又c= 且X=MLSS=4000mg/L=4kg/m3 V=3000m3 c=10d即：QwXr1.2103kg所以每日的干污泥增长量为1.2103kg14、曝气池有效容积为4000m3，混合液浓度2000mg/L（其中挥发性污泥浓度为1500mg/L），半小时沉降比为30%，当进水BOD5为220mg/L，每日处理1000m3/d生活污水时，处理后水的溶解性BOD5为20mg/L，试验测得污泥产率系数为0.65g/g，自身氧化率为0.05d-1。计算污泥负荷率、污泥指数、剩余污泥量、污泥龄、回流污泥浓度及污泥回流比。解：由已知条件V=4000m3 X=MLSS=2000mg/LMLVSS=1500mg/L SV=30% Sa=220mg/L Q=1000 m3/d Se=20mg/LY=0.65g/g Kd=0.05d-1(1)、污泥负荷率 Ns=0.0275(2)、污泥指数 SVI=150mL/g(3)、剩余污泥量 剩余污泥浓度Xr=6667剩余污泥量为QXr100066676.667106m3(4)、污泥龄c=1.2d(5)、回流污泥浓度 即Xr=6667g/mL(6)、回流污泥比X= r取值1.2200066671.2得 R=0.33即，回流污泥比为0.3315、某市平均日污水流量为48000m3/d，Kz=KdKh=1.11.2。污水BOD5=180mg/L，一级处理BOD5去除率为20%。二级处理拟用推流式鼓风曝气工艺，其设计参数为：曝气池混合液污泥浓度X=3000mg/L，DO=1.5 mg/L，f=0.75，设计水温30，污泥负荷率Ns=0.35kgBOD5/（kgMISSd）。生化反应系数为：Y=0.55，Kd=0.05，a=0.5，b=0.15。采用微孔曝气器，EA=18%，=0.95，=0.9，=1，Cs（30）=7.6mg/L，Cs（20）=9.2mg/L。曝气器距水面3.6m，二沉池中清液上升流速U=0.4mm/s，要求处理水BOD520mg/L。请计算：、曝气池的容积(m3)。 、每日需排除的剩余污泥量（kg/d）。、平均时，最大时需氧量。 、平均时，最大时供气量。、二沉池沉淀表面积。解：(1) 、曝气池（区）的容积 V=8229 m3(2)、每日需排除的剩余污泥量 Qs= 其中 )Q-KdVXvSa=180(1-20%)=144，Se=20，Q=48000m3/d，Y=0.55，Kd=0.05，V=8229；又 V= 而X为混合液悬浮固体浓度（MLSS） MLSS=(g/L) 且=0.75 MLVSS=2400=1800 (g/L)又XvMLVSS1800(g/L)0.35 由课本图47得到相应的SVI值，取为120；则Xr=8333 Qs=(kg/d)即每日需排除的剩余污泥量为37.28 kg/d （3）、平均时最大需氧量a=0.5，b=0.15O2= aQSr+ bVXv=15.94kg/d=664kg/h(4) 、平均时最大供氧量水中溶解氧饱和度Cs(30)=7.6mg/L Cs(2)=9.2mg/L空气扩散器出口处的绝对压力Pb=+H=+=Pa空气离开曝气池水面时，氧的百分比=曝气池混合液中平均氧饱和度 按式Csb(T)Cs（）计算最不利温度条件按30oC考虑，代入各数值得：Csb(30)7.6（mg/L换算为在20oC条件下，脱氧清水的充氧量按式R0=，其中，C=2代入数值R0=918.3kg/h曝气池平均时供气量 Gs=100=17006m3/h(5)二沉池沉淀表面积V=8229m3设2组曝气池，每组容积m3池深取4.2m，则每组曝气池面积F=980m216. 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q60o， 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（LBcosq）dB）Atn（1.20.8cos60o0.10.8）520n929单元数故板数n19291930（块）17. 某城市最大时污水量为1800m3/h，原污水悬浮浓度C1250mg/L，排放污水悬浮物允许浓度C280mg/L。拟用辐流沉淀池处理。试计算去除率及沉淀池基本尺寸。（沉淀时间取1.5h，沉淀池有效水深3.3m）解：（1）E（C1C2）/C1（25080/250100%68%（2）沉淀池容积VQt18001.52700m3定为两座池，每池容积1350m3每池表面积FV/2/h1350/3.3409(m2)直径D（4F/p）1/2（4409/3.14）1/223（m）18. 要某活性污泥曝气池混和液浓度MLSS2500mg/L。取该混和液100mL于量筒中，静置30min时测得污泥容积为30mL 。求该活性污泥的SVI及含水率。（活性污泥的密度为1g/mL）解：（1） 100mL混和液对应的污泥容积为30mL则1L混和液对应的污泥容积为300mL又 1L混合液中含泥2500mg2.5g 故 SVI300/2.5120mL/g干泥 （2）1mL该活性污泥含干泥 1/SVI1/1200.008g因活性污泥密度为1g/mL，故 1mL活性污泥质量为1g则含水率为 （ 10.008）/1100%99.2%19. 活性污泥曝气池的MLSS3g/L，混合液在1000mL量筒中经30min沉淀的污泥容积为 200mL，计算污泥沉降比，污泥指数、所需的回流比及回流污泥浓度。解：（1）SV200/1000100%20%（2）SVI(SV%10)/MLSS(2010)/366.7mL/g 干泥（3）Xr106/SVI106/66.715000（mg/L）（4）因X（1r）Xrr 即3（1r）15r r0.2525%20. 某城市生活污水采用活性污泥法处理，废水量25000m3/d，曝气池容积V8000m3，进水BOD5为300mg/L，BOD5去除率为90，曝气池混合液固体浓度3000mg/L，其中挥发性悬浮固体占75。求：污泥负荷率Fw， 污泥龄，每日剩余污泥量，每日需氧量。生活污水有关参数如下：a0.60 b0.07 A0.45 B0.14解：（1）X3000mg/l3g/l Xv0.75X2.25g/lFwL0Q/VXv（3001032500）/（80002.25）0.42（KgBOD5/MLSS.d）（2）E(L0Le)/L0 90%(300Le)/300 Le30mg/LuQLr/XvV25000（30030）10-3/2.2580000.375（KgBOD5/KgMLVSS.d）1/caub , 1/c0.60.3750.07, 1/c0.155c6.45（d）（3）剩余污泥DX1/c（Xvv）0.1552.2580002790（KgVsSS/d）对应的MLSS量为 2790/0.753720Kg/d（4）O2/QLrAB/u O2/25000（30030）1030.450.14/0.375O2/6750=0.823, O25557（Kg/d）21. 含水率99.5%的污泥脱去1的水，脱水前后的容积之比为多少？解：脱水前污泥含水率99.5%，脱水后污泥含水率99.5%1%98.5%根据脱水前后泥量保持不变， 即V1（199.5%）V2（198.5%）V10.5%V21.5%V1/V2322 某地采用普通活性污泥法处理城市污水，水量20000m3/d，原水BOD5为300mg/L，初次沉淀池BOD5去除率为30，要求处理后出水的BOD5为20mg/L。a0.5，b0.06 c10d， MLVSS3500mg/L，试确定曝气池容积及剩余污泥量解：（1）初次沉淀池的E(L1L2)/L1 30%(300L2)/300 L2210mg/L即初沉池出水BOD5浓度210mg/L故曝气池进水BOD5为270mg/L则曝气池容积VaQ（L0Le）/Xv（1/c+b）0.5（21020）20000/3500（0.10.06）3393（m3）（2） DXXvV/c3500103/1033931187.55（KgVSS/d）23. 选用高负荷生物滤池法处理污水，水量Q5200m3/d，原水BOD5为300mg/L，初次沉淀池BOD5去除率为30，要求生物滤池的进水BOD5为150mg/L， 出水BOD5为30mg/L，负荷率Fw1.2KgBOD5/m3滤料d 试确定该滤池容积、回流比、水力负荷率。解：（1）初次沉淀池的E(L1L2)/L1 , 30%(300L2)/300 ， L2210mg/L即初沉池出水BOD5浓度因进入滤池BOD5浓度L0270mg/L150 mg/L所以必须回流150(21030r)/(1r) r0.5（2） VQ（1r）150/Fw5200（10.5）150/1.2103975m3（3）取有效水深H2.0m 则面积A487.5m2 故q5200（10.5）/487.516 （m3/m2.d）24. 已知活性污泥曝气池进水水量Q2400m3/d，进水BOD5为180mg/L， 出水BOD5为40mg/L，混合液浓度MLVSS1800mg/L，曝气池容积V500m3，a0.65，b 0.096d1， 求剩余污泥量DX并据此计算总充氧量R。解：（1）uQLr/XvV2400（18040）/(1800500)0.37 （KgBOD5/KgMLVSS.d）1/caub 0.650.370.096 1/c0.1445c6.92 （d） 剩余污泥DXXvv/c0.14451800103500130（KgVSS/d）（2）RQLr/0.681.42, DX2400（18040）103/0.681.42130R309.5 （KgO2/d）25. 实验室生物转盘装置的转盘直径0.5m，盘片为10片。废水量Q40L/h，进水BOD5为200mg/L， 出水BOD5为50mg/L，求该转盘的负荷率。解：总盘片面积Fn1/43.14D22F100.253.140.5223.925（m2）Q