水污染控制工程计算题归纳3952

第九章1、计划在河边建一座工厂，该厂将以2.83m3/s的流量排放污水，污水中总溶解固体（总可滤残渣和总不可滤残渣）浓度为1300mg/L，该河流平均流速v为0.457m/s，平均河宽W为13.73m，平均水深h为0.61m，总溶解固体浓度ch为310mg/L，问该工厂的污水排入河流完全混合后，总溶解固体的浓度是否超标（设标准为500mg/L）?解：将河流简化为矩形，则河流横截面积为：S=Wh=13.73×0.61=8.38m2Qh=vS=8.38×0.457=3.83m3/sch=310mg/Lcw=1300mg/LQw=2.83m3/s所以：ccQcQhwwhQQwh13002.833103.832.833.83730.68mg/L500mg/L2、向一条河流稳定排放污水，污水排放量Qp=0.2m3/s，BOD5浓度为30mg/L，河流流量Qh=5.8m3/s，河水平均流速v=0.3m/s，BOD5本底浓度为0.5mg/L，BOD5降解的速率常数k1=0.2d-1，纵向弥散系数D=10m2/s，假定下游无支流汇入，也无其他排污口，试求排放点下游5km处的BOD5浓度。解：（1）污水排入河流后排放口所在河流断面初始浓度可用完全混合模型计算；（2）计算考虑纵向弥散条件下的下游5km处的浓度；（3）计算忽略纵向弥散条件下的下游5km处的浓度；由本例，在稳态情况下，忽略弥散的结果与考虑弥散的结果十分接近。3、一个改扩工程拟向河流排放污水，污水量Qh=0.15m3/s，苯酚浓度为ch=30mg/L，河流流量Qp=5.5m3/s，流速vx=0.3m/s，苯酚背景浓度cp=0.5mg/L，苯酚的降解系数k=0.2d-1，纵向弥散系数Dx=10m2/s。求排放点下游10km处的苯酚浓度。解：完全混合后的初始浓度为c0.15305.50.51.28/mgL5.50.150考虑纵向弥散条件下，下游10km处的浓度为：0.321040.22460601011100001.19mg/L0.32忽略纵向弥散时，下游10km处的浓度为0.3864000.210000c1.28exp1.19mg/L由此看来，在稳态条件下，忽略弥散系数与考虑纵向弥散系数时，结果差异很小，因此常可以忽略弥散系数.4、某工厂的7mg/L，受纳废水的K2=2d-1，河流饱和溶解氧浓度为排污断面上，假设废水与河水瞬间完全混合，此时BOD5的浓度为1.8km/d，河水的K＝0.18d-1,复氧系数7mg/L求：1.5km处的BOD5和DO的浓度65mg/L，DO为河流平均流速为耗氧系数1排污断面下游；第十章1、格栅的设计计算2、平流式沉砂池的设计计算（7）贮砂斗尺寸计算bmhm设贮砂斗底宽0.5,斗壁倾角为55，斗高0.56'31则贮砂斗上口宽2h'20.56b2b10.51.284m3tgtg5555(8)贮砂斗实际容积1VhSSSS)0.272m3('3311212VV满足要求10（9）沉砂室高度计算设池底坡度i=0.06，坡向砂斗，则：L2bb'921.2840.26.232l2m222hh'0.06l1.66m332（10）池总高度：设沉砂池超高h3=0.3m，则：Hhhh0.30.831.662.79m123（11）最小流速核算：最小流速是只用一格工作，则：Abhmn1210.60.830.498min2Q0.15vnA10.4980.3m/s0.15m/sminmin1min符合要求3、曝气池沉砂池的设计计算已知某城市污水处理厂平均流量Q=0.5m3/s,总变化系数Kz=1.38。试进行曝气沉沙池的工艺设计计算。（取停留时间3min，水平流速0.1m/s，有效水深2.5m，曝气量0.1m3/m3污水）4、平流式沉淀池的设计计算已知某城镇污水处理厂设计平均流量Q=20000m3/d，服务人口100000人，初沉池干污泥量按25g/(人·d），污泥含水率按97%计算，请为该厂设计平流沉淀池。解：（1）沉淀区表面积A：（2）沉淀部分有效水深h2：（3）沉淀区有效容积V（4）沉淀池长度L：（5）沉淀池总宽度B：（6）沉淀池个数n：设每个沉淀池宽度b=3.86m,则：（7）校核尺寸比例：（8）污泥部分所需容积每人每日产生干污泥量为25g/人S：Vw：d，含水率为97%，取排泥时间间隔为2天，换算成湿污泥量（9）每个沉淀池污泥量V’w：（10）污泥斗尺寸计算：（12）沉淀池总高度H：沉淀池超高取0.3m，缓冲层高度取0.5m，则：5、已知某平流式沉淀池的污水最大设计流量为1200m3/h，水平流速为5mm/s。进水悬浮物浓度为200mg/L，沉淀后出水的悬浮物不超过60mg/L。下图为试验获得的沉淀性能曲线。根据沉淀性能曲线，按照理想沉淀池条件，试求：（1）求沉淀区的总表面积（2）确定沉淀（3）确定每个沉淀池区的有效水深和总有效容积的长宽和沉淀池的数量（要求每个沉淀池长与池宽比不宜小于4）6、竖流式沉淀池设计计算已知某小型污水处理站设计流量Q=400m3/h，悬浮固体浓度SS=250mg/L。设沉淀效率为55%。根据试验性能曲线查得u0=2.8m/h，污泥的含水率为98%，试为该处理站设计竖流式初沉池。第十一章1、莫诺特方程设在完全混合反应器内进行了连续流微生物生长试验，反应温度为20℃，实验结果如下：试根据实验结果定出Ks和μmax值，以及μ－ρS关系式。解：根据莫诺特方程式μ－ρ的关系式为：S或据以上整理的实验结果，作11关系图，得：s图中直线方程为：第十二章1、例如某城市污水处理厂水力停留时间为3h，则污泥龄大致应为多少？2、一个城市污水处理厂，设计流量Q＝10000m3/d，一级处理后出水BOD5＝150mg/L，采用活性污泥法处理，处理后出水BOD5小于15mg/L。求曝气池的体积、二沉池基本尺寸，剩余污泥量和空气量。已知（1）水温T=250C，此温度下水中的饱和溶解氧浓度分别为8.38mg/L；（2）曝气池中污泥浓度（MLSS）为4000mg/L，VSS/SS=0.8；（3）污泥龄为5d，回流悬浮固体浓度为12000mg/L;（4）二沉池出水中含有10mg/L总悬浮物，其中VSS占70%；（5）二沉池中表面水力负荷取0.8m3/(m2·h)，水力停留时间为3h，污泥在二沉池的浓缩时间为2h；（6）采用微孔曝气盘作为曝气装置，混合液中溶解氧要求不小于2mg/L，曝气盘安装在水下4.5m处。有关参数为：EA=10%，a’=0.5，b’=0.1，α=0.85，β=0.95，ρ=1.0，曝气设备堵塞系数为0.8。3、流量200m3/h，曝气池进水BOD150mg/L,出水要求为15mg/L，采用阶段曝气法，求曝气池容积。阶段曝气法经验去除率：85%~90％污泥负荷：0.2~0.4kgBOD5/kgMLSS·dMLSS:1500~3000mg/L取污泥负荷为0.3kgBOD5/kgMLSS·d，MLSS为2400mg/L,则曝气池容积：解：4、流量200m3/h，曝气池进水BOD浓150mg/L,出水要求为15mg/L，采用阶段曝气法，求曝气池容积。阶段曝气法经验去除率：85%~90％容积负荷：0.4～1.2kgBOD5/m3·d取停污泥负荷0.8kgBOD5/m3·d，则曝气池容积：解：5、流量200m3/h，曝气池进水BOD5为150mg/L,出水要求为15mg/L，采用阶段曝气法，求曝气池容积。阶段曝气经验去除率：85%~90％经验停留时间：3~5h取停留时间为4.5h，则曝气池容积：解：6、已知进入二沉池的混合液流量为Q=500m3/h，污泥浓度为3000mg/L,经沉淀浓缩后要求达到回流污泥浓度Xr=12000mg/L。对该混合液所做的单个沉淀柱试验所得数据为：起始高度H0=0.40m，沉淀浓缩至污泥浓度为Xr所需的时间为t=29min，成层沉降速度v0=0.88m/h。请确定二沉池的基本尺寸。解：7、某污水厂处理污水量为21600m3/d，经沉淀后的BOD5为250mg/L，希望处理后的出水BOD5小于20mg/L。要求确定曝气池的体积、水力停留时间、排泥量、回流比和空气量。经研究，还确立下列条件：（1）污水温度为（2）曝气池中混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）同混合液悬浮固体（MLSS）之比为（3）回流污泥悬浮固体浓度为10000mg/L；（4）曝气池中MLSS为3500mg/L；（5）设计的θc为10d；（6）出水中含有22mg/L总悬浮固体，其中（7）污水中含有足够生化反应所需的氧、磷和其他微量元素；1.估计出水中溶解性BOD5的浓度20℃；0.8；65％是可生化的；解：确定出水中悬浮固体的BOD5：(a)悬浮固体中可生化的部分为0.65×22mg/L=14.2mg/L(b)可生化悬浮固体的最终BODL＝0.65×22×1.42mg/L＝20.3mg/L(c)可生化悬浮固体的BODL换算为BOD5＝0.68×20.3mg/L＝13.8mg/L(d)确定经曝气池处理后的出水溶解性BOD5，即Se20mg/L＝Se＋13.8mg/LSe＝6.2mg/L计算处理效率E：若沉淀池能去除全部悬浮固体，则处理效率可达2.计算曝气池的体积（A.污泥负荷法）已知：则：曝气池容积可取6100m33.计算曝气池的水力停留时间对于完全混合法一般t=3～5h,t=4～8h对于传统推流法一般4.计算每天排除的剩余活性污泥量（A.产率系数法）计算yobs计算排除的以挥发性悬浮固体计的污泥量计算排除的以SS计的污泥量计算排放的湿污泥量，污泥含水率按99%计算5.计算回流污泥比R曝气池中MLSS浓度＝3500mg/L，回流污泥浓度＝8000mg/L6.计算曝气池所需的空气量首先计算曝气池所需的氧量(1)生化反应中含碳有机物全部氧化所需的氧量:(2)生化反应所需氧量:所需氧量O＝=(7744-1.42×1775.2)kg/d＝5223.2kg/d2再计算曝气池所需的空气量如果采用鼓风曝气，设有效水深为6m,扩散器安装距池底为0.3m,α取0.7，β取0.95，ρ=1，F=0.8,EA=18%,hd=4kPa，Cs=9.17mg/L7.计算鼓风若管路压力损失hf=5.5kPa，扩散器压力损失hd=4kPa，安全余量取3kPa，则出口风压：机出口风压8、采用完全混合活性污泥法处理城市污水，流量为Q=10000m3/d，进水溶解性BOD5为200mg/L，要求出水溶解性BOD5≤6mg/L。有关设计参数为：污泥回流比为0.3，K=0.1L/mg·d，Kd=0.1d-1，Y=0.5，SVI=96。试计算污泥龄，污泥回流浓度和曝气池所需的容积。1YKSK0.50.160.10.2edcd污泥龄：5c10696回流污泥浓度：XR10417mg/LX(1R)XRR曝气池污泥浓度：X0.3104172404mg/L10.3YQ(SSe)c1335m3曝气池容积：V0XK(1)dc9、一个城市污水采用活性污泥法处理，处理后出水BOD5小于15mg/L。求曝气池剩余污泥量和空气量。已知（1）水温T=250C，此温度下水处理厂，设计流量Q＝10000m3/d，一级处理后出水BOD5＝150mg/L，的体积、二沉池基本尺寸，中的饱和溶解氧浓度分别为8.38mg/L；