给水工程第15和16章作业答案.pdf

1 河水总碱度0 1 mmol L 按 CaO 计 硫酸铝 含 Al2O3为 16 投加量为25 mg L 问是否需要投加石灰以保证硫酸铝顺利水解 设水厂每日生产水量 3 50000m 试 问水厂每日约需要多少千克石灰 石灰纯度按 50 计 解 解 将硫酸铝投加量折合成 23 Al O为 25 16 4 mg L 23 Al O分子量为 102 故投加药量相当于 4 0 039 102 mmol L 剩余碱度取 0 37 mmol L 则 3 0 0390 10 370 387 CaOmmol L 所以需要投 加0 387 mmolL石灰以保证硫酸铝顺利水解 石灰CaO分子量为 56 则石灰投加 量为0 387 560 5 43 34 mg L 43 34 50000 1000 21670000002167mgkg 2 设聚合铝 26 n n m Al OHCl 在制备过程中 控制5 4mn 试求该聚合铝的碱 化度为多少 解解 根据题意得 碱化度 4 100 100 66 7 33 2 OH B Al 3 某水厂采用精制硫酸铝为混凝剂 其最大投量为35 mg L 水厂设计流量为 3 100000 md 混凝剂每日调制 3 次 溶液浓度按 10 计 试求溶解池和溶液池体 积各为多少 解 解 溶液池体积为 3 2 24 12 31041724 10000005 135 417 m cn Qa W 溶解池体积为 3 221 06 324 1225 025 03 0 2 0mWWW 4 隔板絮凝池设计流量 3 75000 md 絮凝池有效容积为 3 1100m 絮凝池总水头损 失为0 26m 求絮凝池总的平均速度梯度值G和GT值各为多少 水厂自用水量 按5 计 解 解 计算流量 33 75000 1 5 78750 0 911 Qmdms 则平均速度梯度为 1 6 9 8 0 911 0 26 43 0215 1 14 101100 ghQ GsC V 用20 C 算是 45 80 1 s 则 1100 43 0251945 0 911 V GTG Q 用20 C 算是 55363 04 5 某机械絮凝池分成三格 各格有效尺寸为 2 6m 宽 2 6m 长 4 2m 深 每格设一台垂直轴浆板搅拌器 构造按图 15 21 设各部分尺寸为 r2 1050m 浆 板长 1400mm 宽 120mm r0 525mm 叶轮中心点旋转线速度为 第一格 v1 0 5m s 第二格 v2 0 32m s 第三格 v3 0 2m s 求 3 台搅拌机所需搅拌功率及相应的平均速度梯度 G 值 水温按 20 计 解 解 设桨板相对于水流的线速度等于桨板旋转线速度的 0 75 倍 则相对于水流 的叶轮转速为 1 1 0 0 750 75 0 5 0 71 0 525 Wrad s r 2 2 0 0 750 75 0 32 0 46 0 525 Wrad s r 3 3 0 0 750 75 0 2 0 29 0 525 Wrad s r 外桨板 2 1 05rm 1 1 050 120 93rm 内桨板 2 0 5250 060 585rm 1 0 5250 060 465rm 内外桨板各四块 带入公式 4 34434444 1121 1 4 1 1 1000 1 4 0 71 1 050 930 5850 465148 22 88 D C PlrrW 4 34434444 2221 1 4 1 1 1000 1 4 0 46 1 050 930 5850 46540 31 88 D C PlrrW 4 34434444 3221 1 4 1 1 1000 1 4 0 29 1 050 930 5850 46510 1 88 D C PlrrW 3 2 6 2 6 4 228 392Vm 1 1 1 3 148 22 72 07 1 005 10 28 392 P Gs V 1 2 2 3 40 31 37 59 1 005 10 28 392 P Gs V 1 3 3 3 10 1 18 81 1 005 10 28 392 P Gs V 1 123 3 72 0737 59 18 81 38 74 31 005 10 3 28 392 PPP Gs V 6 设原水悬浮物体积浓度 5 5 10 假定悬浮颗粒粒径均匀 有效碰撞系数1 水温按 15C 计 设计流量 3 360 Qmh 搅拌功率 或功率消耗 195PW 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 123 100 60 35PW PW PW 试问颗粒数量浓度最后降低百分 之几 解 解 1 采用PF型反应器 3 3 3 1 3 0 55 4 0 360 15 6090 195 902 17 15 1 14 10 2 17 43 6 1 14 10 1 ln 44 5 106 37 10 3 14 12 17 o Gt VQTm pWm CPa s p Gs n t KGn K n e n 时 则 采用公式 水中颗粒数量浓度将降低 1 191 78 12 17 2 用 3 座同体积机械絮凝池串联 则 123 1 11 3 5 P 195 43 6 315min 5min300 11 1 1300 6 37 1043 6 6 160 16 1 0 160 8484 oo m mm om mo om o PPW GGs Ttts nn KGnn nn nn nn n 第第 16 章章 沉淀和澄清沉淀和澄清 1 已知颗粒密度 3 2 65 g cm 粒径0 45dmm 按球形颗粒考虑 求该颗粒在 20C 水中沉降速度为多少 解 解 1 设 Re 1 则根据斯托克斯公式 有 sm gdu p 18 0 1045 08 9 10002 1 1011065 2 18 1 18 1 2 3 3 33 2 1 由于 d C g u p D1 1 3 4 因此得到 299 0 18 010003 1045 0 10002650 8 94 3 4 2 3 2 1 1 u dg C p D 因此 1 80 299 0 2424 Re D C 这与假设矛盾 故题设错误 2 设1 Re 1000 则根据阿兰公式 有 105 7 1045 0 100010002 1 8 910002650 225 4 225 4 2 3 3 1 3 2 2 3 1 1 2 2 1 sm d g u p 由于 d C g u p D1 1 3 4 因此得到 725 1 075 010003 1045 0 10002650 8 94 3 4 2 3 2 1 1 u dg C p D 因此 6 33 725 1 100100 Re 22 D C 这与假设相符 故题设正确 所以 该颗粒在 20 水中的沉降速度为 75mm s 2 平流沉淀池设计流量为 3 720 mh 要求沉速等于和大于0 4 mm s的颗粒全部 除去 试按理想沉淀条件 求 1 所需沉淀池平面积为多少 2 沉速为0 1 mm s的颗粒 可去除百分之几 解解 1 设计流量 333 720 720 3600 0 2 Qmhmsms 沉淀池表面负荷 3 0 4 0 4 10 o Q umm sm s A 因此所需沉淀池面积为 32 0 2 0 4 10500 o Q Am u 2 沉速为 0 1mm s 的颗粒的去除率为 0 1 100 100 25 0 4 i o u E u 3 原水泥沙沉降实验数据见下表 取样口在水面下 180 cm 处 平流沉淀池设计流 量为 3 900 mh 表面积为 2 500m 试按理想沉淀池条件 求该池可去除泥沙颗粒约百 分之几 C0表示泥沙初始浓度 C 表示取样浓度 沉降试验数据沉降试验数据 取样时间 min 0 15 20 30 60 120 180 C C0 1 0 98 0 88 0 70 0 30 0 12 0 08 解 解 沉速计算沉速计算 取样时间 min 0 15 20 30 60 120 180 h t 12 9 6 3 1 5