水污染控制工程重点计算题示例

1、精品文档水污染控制工程（第三版，下册）重点计算题示例Problem 1沉砂池与沉淀池的设计计算1.平流式沉淀池计算Rectangular Sedimentation Tank平流沉淀池设计流量为3。要求沉速等于和大于 0.5mm/s 的颗1800m/h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2m？（2）沉速为 0.1mm/s 的颗粒，可去除百分之几？330i解：已知 Q=1800m/h=0.5m/s ，u =0.5mm/s，u =0.1mm/s（1）所需沉淀池平面积为AQ0.51000m2u00.5 10 3（2）沉速为 0.1mm/s 的颗粒的去除率为Eui0.120%

2、u00.200.52.辐流式沉淀池设计Circular Sediementation Tank计划为居住人口 45000 人的城镇设计一圆形径向流沉淀池。 假定废水的流量为 400L/ 人.d ，平均流量下停留时间为 2h。确定平均流量下的32溢流速率为 36m/m .d ，求深度和直径。解：As45000per400L/per.d0.001m 3 /L450m 240m 3 /m 2 .d0.001m 3 /LV45000per400L/per.d2h1500 m324h/dDiameter=45023.924m/ 4Depth=15003.3 3.5m( /4)2423.曝气沉砂池设计计算

3、Grit Chamber设计一只曝气沉砂池，污水的最大流量为32.0 m/s ，有效深度为 3m，宽深比为 1.5:1 ，最大流量下停留时间为3.5min ，曝气速率为。1 欢迎下载精品文档0.4m3/min.m 池长，确定沉砂池的尺寸和空气用量。解：（1）池尺寸：V / Q max3.5 minV3.5 min2m3/ s 60s / min 420m3D3mW1.534.5mLV42031.2mA34.5（2）空气量：Qair0.4m331.2m 12.4m3 / minmin .m4.曝气沉砂池设计Grit Chamber33设计一曝气沉砂池，废水的平均流量为0.3m /s ，最大流量为

4、 1.0m /s 。平均深度为 3m，宽深比为1.5:1 ，高峰流量下停留时间为3.5min 。3曝气速率为 0.4m /min.m 池长，确定沉砂池的尺寸和空气需求量。解：V3.5 minQ maxV 3.5min1m3 /s60s/min210m 3Depth3mwidth1.53 4.5mlength210315.6m4.5Q air0.4m 3/m.min15.6m6.2m 3 /minProblem 2溶气气浮法计算5.溶气气浮法计算Dissolved Air Floation, DAF3某造纸厂废水量10000m/d ，悬浮物浓度平均为1,000mg/L ，水温20，采用回流式加压

5、溶气气浮法处理流程。溶气水压力为3kg/cm2（表压），空气饱和率为70%，取气固比为=0.01 ，空气比重1.164kg/m 3；20时空气在水中的溶解度Cs 取 18.7mg/L. 。计算气浮。2 欢迎下载精品文档池中释放出的空气量、回流水量和回流比。(1)Dissolved air pressure is 3kg/cm2gauge;(2)Fraction of air saturation f=70%;(3)A/S ratio=0.01；3;(4)Specific weight of air = 1.164kg/m(5)Air SolubilityCsat 20 =18.7 mg/L解：

6、3（1）总固体含量为 S=SaQ，其中：Q为处理水量， 10000m/d ；Sa 为废水中悬浮颗粒浓度， 1 kg/m 3 故，气体总含量为：A=( A/ S)* S=S=0.01*1*10000=100 kg/d3折合 20下空气体积为，以1m 处理水量为基准：V=A/( Q )=100/(10000*1.164)=8.58*10-3 (m3/m3)=8.58(L/m 3 水)（2）压力水回流量计算公式为RQSa 1000C s ( fP1)其中： f ，溶气效率，即空气饱和率，为 70%；P，溶气绝对压力，单位为大气压。表压为 3kg/cm3=3atm，因此 P=3+1=4(atm)，因此

7、，回水流量为R1000QSa10001000010.012967 (m3 / d )C s ( fP 1)18.7(70%41)（3）回流比，即回水流量占处理水量的百分比为R2967100%100%29.7%Q100006. 溶汽气浮污泥浓缩池设计 Dissolved Air Floatation (DAF) of SludgeDesign a dissolved air flotation thickener without and with pressurized recycle to thicken the solids in activated-sludge mixed liquor

8、from 0.3 to about 4 percent. Assume that the following conditions apply:（ 1） Optimum A/S ratio=0.008 mL/mg（ 2） Temperature=20 （3）Air Solubilitysa=18.7 mg/L（4）Recycle-system pressure=275 kPa。3 欢迎下载精品文档（ 5） Fraction of saturation=0.5（6）Surface-loading rate=8 L/m2.min（7）Sludge flow rate= 400 m3/dSoluti

9、ons:1. Without a recycle(1)Compute the required pressure using Eq. 5-47A1.3sa ( fP 1)SSa0.008mL / g1.3(18.7mg / L )(0.5P 1)3000mg / L0.5P0.991p101.35P 3.98atm101.35p302kPa(2)Determine the required surface areaA(400m3 / d )(103 L / m 3 )34.7m2(8L / m2 .min)(1440min/ d )(3)Check the solids loading rat

10、ekg / m2 .d(400m3 / d )(3000g / m3 )34.6kg / m2(34.7m2 )(103 g / kg)2. With recycle(1)Determine the pressure in atmospheresP3.73atm275101.35101.35(2) Determine the requires recycle rate using Eq. 5-48A1.3sa ( fP 1)RSSa1.3(18.7mg / L)(0.5 * 3.73 1) R0.008mL / g3000mg / L * 400m3 / dR461.9m3 / d(3)Det

11、ermine the required surface areaA(461m3 / d )(103 L / m3 )40.1m2(8L / m2 .min)(1440min/ d )。4 欢迎下载精品文档Problem 3生化反应器容积计算7.生化反应器容积计算Volume of Bio-reactor已知废水拟在完全混合反应器中处理。假设反应为不可逆的一级反应（ rkC ），反应速率常数为0.15d-1，反应器的体积为320m，要求处理效率为 98%时，试求反应器所能处理的废水量。如果要求处理效率为 92%时，则处理上述废水所需的反应器体积为多少？解：（1）废水处理量dCQC0QC(kC)V

12、dt0QC 0QCkCVC QC 0 Q kVQ0.02Q 0.15 20Q 0.612m3 / d（ 2）效率为 92%时的反应器体积0.080.6120.6120.15VV 4.7m38. BOD5计算已知某一城市污水水样的BOD3=200mg/L，BOD20=400mg/L，求 BOD5=？解：由 BOD t Sa(110 tk1)，对于生活污水1；k =0.1一般把 BOD20 作为总生化需氧量BODu，BOD 3BOD u (110 3 0.1 )0.5BOD u200mg/L9.BOD5与 BOD20 的关系在 2d 和 8d 分别测得污水的 BOD值分别为 125mg/L 和 2

13、25mg/L，试用一级速率模型求出 BOD5。解：。5 欢迎下载精品文档（ 1）按一级反应速率计，BOD tBOD L (1 e kt )125BOD L (1e 2k )225BOD L (1e 8t )（ 2）得 BODL和 k 值，得BODt236.9(1e 0.375t )BOD5200.6mg / L10. BOD5 的计算，温度的影响废水在 20下的 5d BOD为 185mg/L 时，它的最终 BOD（UBOD）是多少？ 10 d 的 BOD是多少？假如 BOD瓶是在 33下培养的，废水的 5d BOD又是多少？ k=0.23 d -1 。解：（ 1）BOD 5UBOD 1e k1.t ，185UBOD 1 e0 .235 ， UBOD 270.7 mg/L（ 2）BOD 10270.7 1e k1 .t 270.71e 0 .23 10 243.6 mg/L（ 3）(3320)0.231.056(3320)0.467 d-1k1,33k1, 20BOD5270.7 1 e k1. t 270.71 e 0. 4675 268.2 mg/L,3311. BOD5 的计算三种不同水样在20下的 BOD5皆为 350mg/L，而 20下的 k 值分别为 0.25 d-1 , 0.35 d-1和