水处理工程计算题ppt课件

第三章重力沉降法 例题 某城市污水的最大流量为1m3 s 试设计一个曝气沉砂池 取污水在池内的停留时间t 3min 则池子总容积V为 V Q t 1 m3 s 3min 60 s min 180m3取最大流量时水在池内的水平流速为0 1m s 则水流断面积A Q u 1 0 1 10 m2 设计有效水深取2 5m 则池宽B 10 2 5 4 m 池长L V A 180 10 18 m 取每立方污水所需曝气量为0 1m3空气 所需每小时总曝气量 q 0 1 m3air m3ww 1 m3ww s 3600 s hr 360m3 第四章 混凝 coagulation flocculation 隔板絮凝池主要设计参数 廊道中流速 起端0 5 0 6m s 末端0 2 0 3m s转弯处过水断面积为廊道过水断面积的1 2 1 5倍絮凝时间 20 30min隔板净间距 0 5m池底应有0 02 0 03坡度并设直径 150mm的排泥管 例题 设计往复式隔板絮凝池的各廊道宽度及絮凝池长度 假设絮凝池设计流量为75000m3 d 絮凝时间为20min 絮凝池宽度22m 平均水深2 8m 作业 due2009 03 19 什么是自由沉淀和絮凝沉淀 J假设一球形颗粒的密度 为2 65g cm3 粒径d为0 45mm 计算该颗粒在20 C水中的沉降速度 什么是胶体的稳定性 影响胶体稳定性的因素有什么 简要叙述硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH的关系 第七章消毒 例题 用次溴酸钠做消毒剂杀灭小儿麻痹症病毒 N N0与消毒关系如下 计算哲克常数以及把病毒降低到原来1 10 000所需要的时间 第三节 氯消毒法 一 氯的消毒原理 例题 计算在20 C pH 7时 HOCl所占的比例 第八章活性污泥法 ActivatedSludge 例题 某种污水在一连续进水和完全均匀混合的反应器里进行处理 假设反应是不可逆的 且符合一级反应 v kSA 反应速率常数k为0 15d 1 求解当反应池容积为20m3 反应效率为98 时 该反应器能够处理的污水流量 例题 某种污水在一连续进水和完全均匀混合的反应器里进行处理 假设反应是不可逆的 且符合一级反应 v kSA 反应速率常数k为0 15d 1 求解当反应池容积为20m3 反应效率为98 时 该反应器能够处理的污水流量 例题 含 CN 50mg l的有机工业废水 水量Q 100m3 h 在有效容积V 500m3曝气池中用活性污泥法处理之 为维持氰的污泥负荷Ls 0 1kg CN kg MLSS d求必要的污泥浓度为多少 例题 某厂废水其初始BOD5浓度为1000mg l 含N为20mg l 含P为10mg l 水流量为1600m3 d 现向废水中加尿素CH4N2O补充活性污泥法所需水中营养物氮量之不足 加三聚磷酸钠Na3PO4 10H2O补充磷量之不足 问尿素与三聚磷酸钠最少添加量分别为多少 例题 某厂废水其初始BOD5浓度为1000mg l 含N为20mg l 含P为10mg l 水流量为1600m3 d 现向废水中加尿素CH4N2O补充活性污泥法所需水中营养物氮量之不足 加三聚磷酸钠Na3PO4 10H2O补充磷量之不足 问尿素与三聚磷酸钠最少添加量分别为多少 一 活性污泥法曝气反应池的基本形式 按物理结构 传统推流 阶段曝气 完全混合 接触稳定 带选择器的活性污泥法 按氧气加入方式 传统曝气 渐减曝气 纯氧曝气 按BOD负荷 改良曝气 延时曝气 高负荷曝气 例题 假设大气压为0 8atm 计算12 C是氧在水中的饱和溶解度cs 例题 一个城市污水处理厂 设计流量Q 10000m3 d 一级处理出水BOD5 150mg l 采用活性污泥法处理 处理水BOD5 15mg l 采用中微孔曝气盘作为曝气装置 曝气池容积V 3000m3 XV 2000mg l EA 10 曝气池出口处溶解氧c 2mg l 水温T 25 C 曝气盘安装在水下4 5m处 有关参数为 a 0 5 b 0 1 0 85 0 95 1 0 F 0 8求 1 采用鼓风曝气时 所需的供气量Gs m3 min 2 采用表面机械曝气器时的充氧量Os kgO2 h 例题 某城市污水处理厂规模为20000m3 d 经预处理沉淀后BOD5 200mg l 希望经过生物处理后的出水BOD5小于20mg l 该地区大气压为1 013X105Pa 设计曝气池的体积 剩余污泥量和需氧量 相关参数 曝气池污水温度20 C 曝气池中混合液挥发性悬浮固体 MLVSS 与混合液悬浮固体 MLSS 之比为0 8 回流污泥悬浮固体浓度为10000mg L 曝气池中的MLSS取3000mg L 污泥泥龄为10d 二沉池出水中含10mg L总悬浮固体 TSS 其中VSS占65 污水中含有足够的生化反应所需的N P和其他微量元素 解 估算出水中溶解性BOD 浓度 出水中的BOD 没有被生物降解的溶解性BOD 未沉淀的悬浮体BOD5a 悬浮固体中可生物降解部分 0 65 10mg L 6 5mg Lb 可生物降解悬浮固体最终BODu 6 5mg L 1 42 9 23mg Lc 可生物降解悬浮固体的BODu换算为BOD5 0 68 9 23mg L 6 3mg Ld 确定经生物处理后要求的溶解性有机污染物 Se 6 3mg L Se 20mg LSe 13 7mg L 2 计算曝气池容积 a 按污泥负荷计算 取污泥负荷为0 25kgBOD5 kgMLSS d b 按污泥泥龄计算 3 计算曝气池水力停留时间 4 计算每天排除的剩余污泥量 a 按表观污泥产率计算 b 按污泥泥龄计算 6 计算曝气池的需氧量 5 计算污泥回流比 7 计算空气量 假设采用穿孔管扩散器曝气 设安装深度于水下2 5m 氧转移效率 0 06 20 C时氧饱和溶解度为9 2mg L 扩散器出口处绝对压力 取 0 8 0 9 1 c 1 5mg L F 0 8 例题 某废水BOD质量浓度为200mg L 水量为500m3 d 现决定用生物转盘处理 盘片面积5000m2 浸水面积40 试求处理水的BOD浓度和BOD降解率 解 1 生物转盘的BOD负荷量N1 N1 30g m2 d Mr 1 146N10 9043 1 146 200 9043 17 2 g BOD m2 盘片 d 3 单位面积盘片残留的BOD负荷 Ne Ne 20 17 2 2 8 g BOD m2 盘片 d 4 处理水BOD浓度 5 BOD降解率E e g 计算1g丙酸经过厌氧消化产生的沼气量 丙酸 CH3CH2COOH C3H6O2 n 3 a 6 b 2 74g 5 4 44 55g 7 4 16 28g 1g 1g丙酸产生沼气量 0 74 0 38 1 12g 第十一章 中和法 例 有一含8g LHCl的酸性废水 日产生量为70m3 现以消石灰中和 其Ca OH 2的有效成分为65 中和效率为95 求其用量为多少 1kg 1x74 73 1 02kg 例 从一个石灰窑排出的废水中含有一定量的Ca OH 2 且PH 11 0 现通入酸性CO2气体 使废水中的Ca OH 2全部转化为Ca HCO3 2 问对每吨废水需要通入多少CO2 OH 0 001M Ca OH 2 0 0005M一吨废水含Ca OH 2 20 5mol1mol 需CO2 第十二章 化学沉淀法 例 Ksp Cu OH 2 4 8 10 20Ksp Fe OH 2 8 0 10 16 Cu2 Fe2 10 4M Cu2 pH lg 4 8 10 20 14 2 lg 10 4 n 6 34 Fe2 pH lg 8 0 10 16 14 2 lg 10 4 n 8 45 例 含 Cd2 浓度为20g m3的废水 水量Q 100m3 d 排放前将废水调节到pH 10 0 此时水中大部分镉转化为Cd OH 2沉淀得以除去 问经过如此处理后每天随废水排放的镉量还有多少 生成的沉淀量又是多少 已知Cd OH 2的溶度积常数KSP 4 0 x10 14 每天随废水排放的镉 每天生成的Cd OH 2沉淀量 第十三章 氧化还原法 能斯特方程 e g 计算1mol LHCl溶液中 C Ce4 1 00 10 2mol L C Ce3 1 00 10 3mol L时 Ce4 Ce3 电对的电位 第十四章 吸附 第一节 吸附的基本原理第二节 吸附剂及其再生第三节 吸附的工艺过程及设备 e g 某河水的CODMn为6mg L 欲采用投加活性炭的方法将其CODMn降至2mg L 处理水量为100m3 h 求活性炭的投加量 假设K 220 n 2 ce为2mg L时 活性炭的吸附容量为 e g 利用活性炭吸附水溶液中农药的初步研究是在实验室条件下进行的 10个500mL雏形烧瓶各装有250mL含有农药约500mg L的溶液 向8个绕瓶中投入不同数量的粉末状活性炭 而其余2个烧瓶用作空白试验 烧瓶塞好后 在25C下摇动8h 须实验确定足以到达平衡 然后 将活性炭滤出 测定滤液中农药浓度 结果如下表所示 空白瓶的平均浓度为515mg L 试确定吸附等温线的函数关系式 第十五章离子交换法 e g 称取1g强酸型干树脂 置于250mL锥形瓶中 准确加入0 1mol L 1NaOH标准溶液100mL 塞紧后振荡 放置过夜 移取上层清液25mL 以酚酞为指示剂 用0 1mol L 1HCl标液12 5mL滴定至红色消失 计算树脂交换容量 解 e g 某电镀厂废水排放量Q 453 6m3 d 其中含有的主要金属离子为Cr 含量为相当于120mg L的CrO3 其余还有 Cu2 30mg L Zn2 15mg L Ni2 20mg L 欲将此废水处理 去除其中的阴阳离子后 回收纯净水 并且要求将有价值的铬酸盐CrO42 以铬酸 H2CrO4 的形式回收再用 第十九章 脱氮除磷与城市污水深度处理 第一节 概述第二节 氮的去除第三节 磷的去除第四节 城市污水深度处理 计算实例 某工业废水处理厂 日处理水量为60000m3 进水COD平均为447mg L BOD5平均为220 8mg L SS平均为357mg L TKN平均为40mg L 混合液悬浮固体MLSS为4g L BOD5负荷为0 15kg kgSS d 要求出水BOD5为20mg L TKN去除率达到91 反硝化率65 试确定推流式A O反应池的容积 剩余污泥量和空气量 解 采用A O脱氮流程 并确立以下计算条件 a 废水平均温度为20 b c 设计泥龄应为硝化细菌最小世代期的3倍 确定 c为15d 一般取值范围为10 30d d 出水SS为22mg L 其中65 为可生化部分 e 根据试验得出动力学参数 内源呼吸系数Kd 0 05d 1 理论产率系数Y 0 5mgVSS mgBOD5 1 估算出水中的溶解性BOD5 Se 出水中SS可生化的部分为0 65 22 14 3mg L 细胞量 可生化SS的最终BODL 14 3 1 42 20 3mg L 可生化SS的BODL折算成BOD5 20 3 0 68 13 8mg L 出水Se 20 0 13 8 6 2mg L 2 曝气池容积的确定 V a 将生物脱氮系统的曝气池和反硝化池合称为脱氮反应池 按动力学公式确定该反应池容积 b 按有机负荷率公式确定反应池的容积 设计脱氮反应池容积选用22080m3 包括缺氧池及好氧池 根据对本例废水进行的生物脱氮试验结果 缺氧池和好氧池容积比按3 5设计 则各池容积应为 缺氧池8280m3 好氧池13800m3 反应池总水力停留时间为8 8h 其中缺氧池为3 3h 好氧池为5 5h 3 剩余污泥量的计算 X 细胞实际合成系数Yobs按下式确定 X YobsQ S0 Se 0 2857 60000 220 8 6 2 10 3 3679KgVSS d 4 计算曝气池所需空气量生物脱氮系统的需氧量按公式进行计算 曝气池需氧量O2 1 47Q So Se 1 42 X 4 57 Q Nk Nke 0 12 X 2 6 Q Nt Nte 0 12 X 18935 3 5224 2