水污染控制工程计算题
Hale Waihona Puke BODt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BOD5=200mg/L，k=0.15d-1 由式BOD5=La-L= La(1-10-k1t) (1-4) 即 200= La(1-10-0.15×5) 得 La=243.3 mg/L 由式L= La10-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.
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)η=(200-80)/200=60% (2)由图知η=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=10×104 t/h=69.44 m3/min=1.157m3/s A=Q/ u’=3857.8m2， 有效水深h=0.3×60×10-3×122.5=2.21m
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 = 6.9min>2min 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
20. 隔扳混合池设计流量为75000 m3/d，混合池有效容积为1100m3 。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＝10－6m2/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
若此四个沉淀池是理想沉淀池，则停留时间 t0=2/u0=2×10^(4)m/s 对于单个沉淀池Q1=0.0672/4=0.0168m3/s 水平流速v=Q1/F=0.0168/(6×2)=0.0014m/s 则沉淀池长L=vt0=0.0014×2×10^(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)=28×6×2m3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。
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bce<<1时，qe=abce; 当bce>>1时，qe=a; 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
第五章：过滤池个数或过滤速度计算； 解：已知 Q=1000 m3/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 m2 (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 m2<30 m2 所以单池 长:宽=1:1 即 长=宽=5 m 滤池总深度：H= H1+H2+H3+H4+H5 其中H1—保护高：0.25~0.30m； H2—滤层表面以上水深：1.5~2.0m； H3—滤层厚度，单层砂滤料0.7m，双层及多层滤料一般为0.7~0.8m； H4—承托层厚度：0.45m； H5—配水系统的高度大于0.20m； 滤池总深度一般为3.0~3.5m。 则H=0.25+1.5+0.7+0.45+0.3=3.2m
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)/(m^2s) 2)实际沉淀时间t=(1.5至2)t0=1.78×68/60=2h 3)沉淀池总面积A=Q/q=10000/(24×3600×0.3×0.0001)=386m^2
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： （114×150/116×620）×10-3 m3 =0.24L 7天树脂用量 0.238×7L=1.67L 7天再生剂用量 1.666×1330×103kg=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105m3/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（m3） （2）W1＝W/5＝11.7/5＝2.34（m3）
4.12解： P绝=3×0.98×102+101.325=395.33kPa =4.03kg/cm2=3062.8mmHg 20℃时 a0=21.77mg/L，kT=0.024， 空气密度ρ=1.205kg/m3 溶气V= kTP=0.024×3062.8=73.51L/m3H2O a1=73.51×1.205=75.35g/m3H2O 设回流比为R，q=RQ 联立方程：G/S= = =0.044R G/S= = V= = 解得 a2=31.35mg/LH2O R=0.571 则空气析出量G=0.044×1000×0.571=25.12g/m3H2O=20.85L/m3H2O 加入空气量占处理水量的体积百分比为7.35%。
3）采用辐流式沉淀池较好
某废水流量=0.0672m3/s,能否用四个并联的（长×宽×高） =28×6×2m3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=1×10^（-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=6.67×10^(-5)m/s,采用四个并联的 （宽×深）=6×2m2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=0.0168m3/s,水平流速 v=Q1/F=0.0168/(6×2)=0.0014m/s，则沉淀池长 L=vt=0.0014×（3到4）×10^(4)=42到46m>28m，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）=28×6×2m3的平流沉淀池不能完全去除沉速为 0.1mm/s的颗粒。
4.9解：原来池子处理量：Q0=u0A=1×20×4=80 (m3/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+(201×cos60°)/0.10=196(块) 斜板在水平方向上的投影总面积： Af=naf=nB l cos=196×4×1×0.5=392㎡ 改装后沉淀池处理量： Q1= u0(Af+A)=1×(392+80)=472 m3/h； Q1/Q0 =472/80=5.9(倍)
用活性炭吸附水中色素的试验方程式为：q=3.9C^0.5,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×(10.9)=0.005g/L,由q=3.9C^0.5,得平衡吸附量： qe=0.276g/g 由W=V(C0-Ce)/qe,得W=16.3g
解: 1)已知BOD5=25 mg/L, T=20℃时 k1=0.1 d-1, 由式 BOD5= La(1-10-k1t) 得La=36.6 mg/L 由式 La(T)= La（20）(0.02T+0.6) (1-8) 得La(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 k1(T)= k1(20)θ(T-20) , θ取 1.047 (1-5) 得k1(30)=0.158 d-1 BOD2 (30)= La(30) (1-10-k1t)=22.7 mg/L 即2天30℃的生化需氧量为22.7 mg/L
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＝80m2 ， q＝Q/A＝120/80＝1.5（m3/m2.h） 斜板池q＝6.5Q/At 即 1.5＝6.5×120/At At＝520m2 （斜板池总面积） 设斜板池总单元数为n 则n（LBcos）＋dB）＝At n（1.2×0.8cos60o＋0.1×0.8）＝520 n＝929[单元数] 故板数＝n＋1＝929＋1＝930（块）