水污染控制工程计算题.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,BOD,t,为,t,时日消耗的溶解氧量，,L,表示,t,时日水中剩余的,BOD,解：已知,BOD,5,=200mg/L,，,k=0.15d,-1,由式,BOD,5,=L,a,-L=L,a,(1-10,-k1t,)(1-4),即,200=L,a,(1-10,-0.15,5,),得,L,a,=243.3 mg/L,由式,L=L,a,10,-k1t,(1-3),得,t=10d,时，,L=243.3,10,-0.15,10,=7.7 mg/L.,即好氧微生物在有氧条件降解,10,天后剩余的,BOD,为,7.7 mg/L,.,解,:1),已知,BOD,5,=25 mg/L,T=20,时,k,1,=0.1 d,-1,由式,BOD,5,=L,a,(1-10,-k1t,),得,L,a,=36.6 mg/L,由式,L,a(T),=L,a,（,20,）,(0.02T+0.6)(1-8),得,L,a(30),=43.9 mg/L,即,30,测定生化需氧量为,43.9 mg/L,2)T=30,时，由式,k,1(T),=k,1(20),(T-20),取,1.047 (1-5),得,k,1(30),=0.158 d,-1,BOD,2,(30),=L,a(30),(1-10,-k1t,)=22.7 mg/L,即,2,天,30的生化需氧量为,22.7 mg/L,第三章：混凝剂投加量、混凝反应池尺寸的计算；,3.7(,泵进水管径,DN=100m,对泵而言,泵吸水管径,DN,250mm,时,管内水流速度,V=1.0,1.2m/s,泵出水管径,DN,250 mm,时,管内水流速度,V=1.5,2.0m/s),解：混合时间应在,10,30S,不超过,2min,泵吸水管径,DN,250mm,，,V=1.0,1.2m/s,t=500/1.2=416.6s=6.9min2min,在,500,米出投药到混凝池所需时间超过,2min,，药剂与水中颗粒反应产生大的絮凝体，这些絮凝体沉淀下来会堵塞管道，或使泵受损害；同时大絮凝体会在泵的叶片作用下被搅碎，到混凝池时又成了小颗粒，对混凝沉淀分离不利。因此不能投在水泵吸水管内，而应投在泵出水管内。分别计算最近及最远投药点：泵出水管径,DN,250mm,，,V=1.5,2.0m/s,计算最近投药点距离为：,S1=v1t1=15,20,米最远投药点距离为：,S2=v2t2=180,240,米,第四章：沉淀池或气浮池的尺寸计算；,设计日处理量,10,万吨水的 初沉池，已知悬浮固体浓度为,200mg/L,要求出水中悬浮固体浓度小于,80mg/L,，静置沉淀试验曲线如图所示，求,1,）初沉池的沉淀效率，,2,）沉淀池面积，,3,）设计哪一种形式沉淀池较好,4.4,解：,(1)=(200-80)/200=60%,(2),由图知,=60%,时,t=70min,，,u=0.45mm/s,，设计时,u,缩小,1.5,倍，,t,放大,1.75,倍，即,u=0.3mm/s,，,t=122.5min,Q=10,10,4,t/h=69.44 m,3,/min=1.157m,3,/s,A=Q/u=3857.8m,2,，有效水深,h=0.3,60,10,-3,122.5=2.21m,3,）采用辐流式沉淀池较好,某废水流量,=0.0672m,3,/s,能否用四个并联的（长,宽,高）,=2862m,3,的平流沉淀池，使废水中沉速为,0.1mm/s,的颗粒完全去除？若此四个池子是理想沉淀池，又会怎样？解：由题意知，,uo=110,（,-4,）,m/s,对于实际平流沉淀池，由于池内的水流不均匀分布和颗粒的不均匀沉降，实际过流率,=q=q0/1.5=u0/1.5=6.6710(-5)m/s,采用四个并联的（宽,深）,=62m,2,的平流沉淀池，则实际沉淀时间,t=(1.5,到,2)t0=(1.5,到,2)H/u0=,（,3,到,4,）,X10(4)m/s,。单个沉淀池流量,Q1=0.0672/4=0.0168m,3,/s,水平流速,v=Q1/F=0.0168/(62)=0.0014m/s,，则沉淀池长,L=vt=0.0014,（,3,到,4,）,10(4)=42,到,46m28m,，由于计算出的长度远远大于假设的池长，故采用四个并联的（长,宽,深）,=2862m,3,的平流沉淀池不能完全去除沉速为,0.1mm/s,的颗粒。,若此四个沉淀池是理想沉淀池，则停留时间,t0=2/u0=210(4)m/s,对于单个沉淀池,Q1=0.0672/4=0.0168m,3,/s,水平流速,v=Q1/F=0.0168/(62)=0.0014m/s,则沉淀池长,L=vt0=0.0014210(4)=28m,则计算出的长度刚好与假设的池长相等，即四个并联的,(,长,宽,深,)=2862m,3,的理想平流沉淀池，可使废水中沉速为,0.1mm/s,的颗粒完全去除。,4.9,解：原来池子处理量：,Q,0,=u0,A=1,20,4=80(m,3,/h),改装后沉淀池中斜板数,n,，不考虑斜板厚度，由,L=(n-1)d/sin,+,l,cos,得：,n=1+(L-,l,cos,)sin,/d=1+(20-1,cos60,)/0.10=196(,块,),斜板在水平方向上的投影总面积：,A,f,=na,f,=nB,l,cos,=196,4,1,0.5=392,改装后沉淀池处理量：,Q,1,=u,0,(A,f,+A)=1,(392+80)=472 m,3,/h,；,Q,1,/Q,0,=472/80=5.9(,倍,),即改装后沉淀池处理量提高,5.9,倍,。,一平流沉淀池，澄清区面积为,20,4m2,，流量为,Q,120m3/h,。若将其改造成斜板沉淀池，流量提高至原流量,6.5,倍，其它条件不变。求需要装多少块斜扳？（斜扳长,L,1.2m,，宽,B,0.8m,，板间距,d,0.1m,，板与水平夹角,60,度板厚忽略不计。,解：平流池,A,20,4,80m,2,，,q,Q/A,120/80,1.5,（,m,3,/m,2,.h,）斜板池,q,6.5Q/At,即,1.5,6.5,120/At,At,520m,2,（斜板池总面积）设斜板池总单元数为,n,则,n,（,LBcos,）,dB,）,At,n,（,1.2,0.8cos60,o,0.1,0.8,）,520,n,929,单元数,故板数,n,1,929,1,930,（块）,4.12,解：,P,绝,=3,0.98,10,2,+101.325=395.33kPa=4.03kg/cm,2,=3062.8mmHg,20,时,a,0,=21.77mg/L,，,k,T,=0.024,，空气密度,=1.205kg/m,3,溶气,V=k,T,P=0.024,3062.8=73.51L/m,3,H,2,O,a,1,=73.51,1.205=75.35g/m,3,H,2,O,设回流比为,R,，,q=RQ,联立方程：,G/S=0.044R,G/S=,V=,解得,a,2,=31.35mg/LH,2,O,R=0.571,则空气析出量,G=0.044,1000,0.571=25.12g/m,3,H,2,O=20.85L/m,3,H,2,O,加入空气量占处理水量的体积百分比为,7.35%,。,某污水处理厂日处理污水量,10000,吨，原污水中,SS=200mg/l,要求出水浓度,SS=60mg/l,，设计初沉池面积。其静止沉淀试验情况如下，沉速,u0=0.45m/s,（静沉速），,t0(,静沉时间,)=68m in.,要求设计参数：,1,表面负荷，,2,沉淀时间，然后计算沉淀池总面积。,解：设计为平流沉淀池,1,）实际过流率即表面负荷,q=q0/1.5=u0/1.5=0.45(mm/s)/1.5=0.3X10(-3)m(3)/(m2s)2),实际沉淀时间,t=(1.5,至,2)t0=1.7868/60=2h3),沉淀池总面积,A=Q/q=10000/(2436000.30.0001)=386m2,第五章：过滤池个数或过滤速度计算；解：已知,Q=1000 m,3,/h,选用单层石英砂滤料，,确定滤速,u=10 m/h,则过滤面积,F=,Q/u=1000/10=100 m,2,(,由表,5-4),确定滤池个数,n=4,则单个滤池的面积为,f=F/4=100/4=25 m,2,30 m,2,所以单池,长,:,宽,=1:1,即 长,=,宽,=5 m,滤池总深度：,H=H,1,+H,2,+H,3,+H,4,+H,5,其中,H,1,保护高：,0.250.30m,；,H,2,滤层表面以上水深：,1.52.0m,；,H,3,滤层厚度，单层砂滤料,0.7m,，双层及多层滤料一般为,0.70.8m,；,H,4,承托层厚度：,0.45m,；,H,5,配水系统的高度大于,0.20m,；滤池总深度一般为,3.03.5m,。,则,H=0.25+1.5+0.7+0.45+0.3=3.2m,第七章吸附,qe=V(c0-ce)/W,式中，,V,代表溶液体积，,L,；,c0,ce,反分别为溶质的初始和平衡浓度，,mg/l;W,吸附剂量，,g;langmuir,吸附等温式子，,qe=abce/(1+bce);ce/qe=ce/a+1/(ab);,当,bce1,时，,qea;Freundlich,等温式,qe=Kce(1/n);lgqe=lgK+(1/n)lgce,1/n,值介于,0.1,到,0.5,则易于吸附，,1/n,大于,2,则难以吸附,在一般浓度时，两个公式比较接近，,F,在高浓度时不像,L,趋于定植，低浓度不会还原为直线,用活性炭吸附水中色素的试验方程式为：,q=3.9C0.5,今有,100L,溶液，色素浓度为,0.05g/L,欲将色素除去,90%,，需加多少活性炭？,解：由题意知平衡时候色素浓度为：,Ce=0.05(1-0.9)=0.005g/L,由,q=3.9C0.5,得平衡吸附量：,qe=0.276g/g,由,W=V(C0-Ce)/qe,得,W=16.3g,第八章：离子交换剂、再生剂用量及交换床尺寸计算。,8.7,解：,1,天树脂用量：,（,114150/116620,）,10,-3,m,3,=0.24L,7,天树脂用量,0.2387L=1.67L,7,天再生剂用量,1.666133010,-3,kg=2.22kg,19.,某水厂用精制硫酸铝作为混凝剂，其最大投量,35mg/L,。水厂设计水量为,105m,3,/d,，混凝剂每天调,3,次，溶液浓度,10,，溶药池容积为溶液容积,1/5,，求溶液池和溶药池容积。解：（,1,）,W,aQ/,（,1000,100,b,n,）,35,105/,（,1000,100,10%,3,）,11.7,（,m,3,）（,2,）,W1,W/5,11.7/5,2.34,（,m,3,）,20.,隔扳混合池设计流量为,75000 m,3,/d,，混合池有效容积为,1100m,3,。总水头损失,0.26m,。求水流速度梯度,G,和,GT,（,20,时水的运动粘度,r,10,6,m,2,/s,）解：（,1,）,T,VQ,1100/75000,0.01467,（,d,）,1267,（,s,）,G,（,gh/rT,）,1/2,9.8,0.26/(10,6,1267),1/2,45,（,s,1,）（,2,）,GT,45,1267,57015,