水处理工程计算题。

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：1.廊道中流速：起端0.5~0.6m/s，末端0.2~0.3m/s2.转弯处过水断面积为廊道过水断面积的1.2~1.5倍3.絮凝时间：20~30min4.隔板净间距：0.5m5.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)1.什么是自由沉淀和絮凝沉淀？2.J假设一球形颗粒的密度ρ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。3.什么是胶体的稳定性，影响胶体稳定性的因素有什么？4.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t(sec)N/No40.0769080.00633120.00050第三节、氯消毒法一、氯的消毒原理：][]][[22HOClOClHkOClHHOClHClHOClOHClapHkHClOOClalg][][lg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。718.112273750914.0log2OH1718.10192.0102mglatmHOatmpi168.0)8.0(2095.0lmgcs/7.80192.0168.0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:(1)曝气池污水温度20◦C；(2)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；(3)回流污泥悬浮固体浓度为10000mg/L;(4)曝气池中的MLSS取3000mg/L;(5)污泥泥龄为10d;(6)二沉池出水中含10mg/L总悬浮固体(TSS)，其中VSS占65%(7)污水中含有足够的生化反应所需的N、P和其他微量元素。b.按污泥泥龄计算：动力学参数单位范围典型值rmaxgCOD/(gVSS•d)2~105KsgBOD5/m325~10060YgVSS/gBOD50.4~0.80.6Kdd-10.04~0.0750.06取Y=0.6kgMLVSS/kgBOD5,Kd=0.06d-1305822)1006.01(8.03000)7.13200(106.020000)1()(mKXSSQYVcdvec因此可取曝气池容积5900m3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：d)])盘片([g(BOD)/(m025000m/d500m)110001000mg1g(200mg/LN22331mLN130g/(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]2.单位面积盘片去除的BOD量4.处理水BOD浓度：LmgLmgMe/28208.2/2005.BOD降解率E：%0.86%10020028200Ee.g.计算1g丙酸经过厌氧消化产生的沼气量。丙酸：CH3CH2COOH-----C3H6O2n=3,a=6,b=2447245221263CHCOOHOHC74g(5/4)*44=55g(7/4)*16=28g1gg74.074155g38.074128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？cKQaGOHCaClOHCaHCl2222)(22x36.5741kg1x74/73=1.02kgkggmLLgm1.9797127)02.1110008(%95%657005.133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？2322)Ca(HCO2COCa(OH)[OH-]:0.001M[Ca(OH)2]:0.0005M一吨废水含Ca(OH)2:molLmolmLmkgkg5.0/0005.011000/10103333120.5mol1mol需CO2:gmolgmol44441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+]=10-4MnMnKpHnpHnKMnspspn/])lg[14(lg14lg]lg[[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=4.0x10―14LmolmL/1078.1110001m112.4g1mol20gg/m20][Cd43330222)(2OHCdOHCdMCdCdOHCdKsp6224214100.4][]10][[]][[100.422每天随废水排放的镉：dgdmolLmolmLdm/45/4.0)100.4(1000100633每天生成的Cd(OH)2沉淀量：dgmolgLmolmLdm/25474.146)100.41078.1(10001006433第十三章、氧化还原法能斯特方程：ROnejinjni{ox}{red}nFRT.EElog320e.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。34CeeCeROCCnEElg059.0V34.1101.0101.00.059lg1.2832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)。31122202202/12/1eecqce为2mg/L时，活性炭的吸附容量为：hkgqccQWee/29.1311)26(100)(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。LangmuirFreundlich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：)g.mmol(51251005.121.01001.0m25100)cV(cV(1)g(HClNaOH树脂）交换容量＝)g(VcVcHClHClNaOHNaOH干树脂质量交换容量＝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