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1、第二章 水的处理方法概论1. 水中常见的反应器有哪几种类型?各有什么特点?2. PF 型和 CMB 型反应器为什么效果相同?3. 为什么串联的 CSTR 型反应器比同容积的单个 CSTR 型反应器效果好?4. 在实验室内做氯消毒试验。已知细菌被灭活速率为一级反应,且 k=0.85min-1 。求细菌被灭活 99.5%时,所需消毒时间为多少分钟? 5. 液体中物料 i 浓度为 200mg/L,经过两个串联的 CSTR 型反应器后,i 浓度降至 20mg/L。液体流量为 5000m3/h;反应级数为 1;速率常数为 0.8h-1。求每个反应器的体积和总反应时间。1. CMB 型:反应物浓度、反应速
2、度不随位置而变;反应物浓度和反应速度随时间而变;反应物停留时间完全一样;PF 型:反应物浓度、反应速度是位置的函数;反应物浓度和反应速度不随时间而变;停留时间是位置的函数;CSTR 型:反应物浓度、反应速度不随位置而变;反应物浓度和反应速度不随时间而变;停留时间由 0都有可能;CSTR 型串联:各级之间的反应物浓度、反应速度可以不同;每一级反应器内的反应物浓度和反应速度不随时间、位置而变;停留时间相对集中在平均停留时间附近。2. 在推流型反应器的起端(或开始阶段) ,物料是在 C0 的高浓度下进行的,反应速度很快。沿着液流方向,随着流程增加(或反应时间的延续) ,物料浓度逐渐降低,反应速度也随
3、之逐渐减小。这也间歇式反应器的反应过程是完全一样的。它优于间歇式反应器的在于:间歇式反应器除了反应时间以外,还需考虑投料和卸料时间,而推流型反应器为连续操作。3. CSTR 型反应器输出产物浓度 Ce 与反应器内物料浓度 Ci 相同,因此反应一直在低浓度下进行,反应速度缓慢;CSTR 型反应器串联由于第一个反应器是在C1 接近于 C0 的高浓度下进行反应,反应速度最快,而后逐渐降低,反应速度才逐渐降低,因此反应速度比同容积的单个 CSTR 型反应器快。4. 解:设原有细菌密度为 C0,t 时后尚存活的细菌密度为 Ci,被杀死的细菌则为 C0-Ci,在 t 时刻 (C0-Ci)/C0=99.5%,即 C0/Ci=200若为 CMB 型反应器,若为 CSTR 型反应器, min1.23485.0915.08110 cckti5. 即 得 t=2.7h所以 T=2t=5.4hV=Qt=50002.7=13500m3min23.6298.58.0120ln85.10ln1 iktntkC10n 2.012t