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1、精选优质文档-倾情为你奉上水的物化处理作业项文力 第一章 超纯水及其制备20时测得纯水电阻率（Mcm）为16，换算成25时的电阻率解：20时测得纯水电导率为：L20=1/16 -1cm-1=-1cm-1；Lt=Le(t)+Lp(t)；L e(25)=kt* Le(t)= kt*( Lt-Lp(t)= k20*( L20-Lp(20)；L25=Le(25)+Lp(25) = k20*( L20-Lp(20) +Lp(25)；25=1/ L25=1/ k20*( L20-Lp(20) +Lp(25)；查表得：k20=；Lp(20)=-1cm-1；Lp(25)=-1cm-1；25=1/ k20*(
2、L20-Lp(20) +Lp(25)= = Mcm第二章 传质与物料平衡原理多相反应模型：如图为淹没式生物活性炭滤池，试建立数学模型，假定生物反应为一级反应，其他参数自行假定。图 淹没式生物活性炭滤池解：如图，在滤柱上取一段L，在AL这一体积微元内，建立污染物的物料衡算方程。主体溶液中污染物的变化量等于活性炭表面生物膜反应的量。假定微元内单位体积生物膜表面积为F，污染物进入生物膜表面的通量为N，则：-QS=ALFN，微元趋于无限小时，假定活性炭的空隙率为，比表面积为e，则：F=(1-) e；污染物到达生物膜后才发生反应，反应速率为一级反应，而N为污染物的通量，进入生物膜表面由于反应而消失，消失
3、速率即反应速率，-N=；第三章 离子交换理论用离子交换法从CuSO4废液中回收Cu，废液含Cu2+为20mgN/L，处理水量3.78m3/h。要求Cu2+回收率为99%，参考有关资料，当水流速度u=22m/h，Kfav=1500h-1；固定床装填强酸性阳离子交换树脂b=350kg/m3。总交换容量g，经过酸再生后，残余Cu2+为g，试计算交换带宽度；若树脂层高为，估算树脂层运行时间。表1 Cu2+-H+平衡数据Cu2+初始浓度/ mgN/L2016128421平衡浓度/ mgN/L0解：(a) 交换带宽度：由已知得，废液的初始浓度C0=20mgN/L，终了浓度C2=20*=L，树脂初始吸附量q
4、2= g，终了吸附量取q0=。表2 数据计算Cu2+初始浓度C mgN/L平衡浓度Ce mgN/LC-Ce1/(C-Ce)C1/(C-Ce)平均值C/(C-Ce)平均值20 16 412 4844 4221 10 由表2得，Za=。(b) 树脂层运行时间：由已知得，树脂层高h为，第三章 活性炭吸附3-1 某工业废水的pH为，用活性炭直接吸附其中有机物。用A、B、C三种活性炭在一升水样中加不同量的有机物进行吸附实验。加活性炭1g。平衡浓度的实验结果见表3-1-1，容积传质系数ka的实验见表3-1-2。(a)求每种活性炭所适用的吸附公式及相应的公式中的常数。（b）求每种活性炭的容积传质系数ka。活
5、性炭的容重皆用300kg/m3。表3-1-1 平衡浓度试验TOC初始浓度/mg/L 平衡浓度/mg/L炭A炭B炭C102040801603206401280118025602460表3-1-2容积传质系数实验 TOC初始浓度=320mg/L时间/sTOC浓度/mg/L炭A炭B炭C12483133073123053113022862582161702962782922741632254233239207解：(a) 求每种活性炭所适用的吸附公式及相应的公式中的常数：首先判断活性炭A、B、C是否符合langmuir公式：由吸附量试验数据得吸附量数据，见表3-1-3。1g活性炭的吸附量即是（-e），相
6、当于吸附等温线的x/m。用吸附量x/m和平衡浓度e绘制吸附等温线，见图3-1-1。表3-1-3 平衡浓度试验数据TOC初始浓度 mg/L 平衡浓度e mg/L吸附量x/m mg/g炭A炭B炭C炭A炭B炭C1020 4080160 320640 1280256011802460 图3-1-1 langmuir吸附等温线从图3-1-1可以看出：活性炭A、C符合langmuir吸附等温线，而活性炭B偏差较大，需通过直线回归作图进一步验证。从表3-1-1中数据可以看出e值基本上都大于1 mg/L，利用langmuir公式的变形公式，需作e关系曲线：计算，列于表3-1-4，以平衡浓度e为横坐标，为纵坐标
7、进行直线回归做图3-1-2。表3-1-4 e数据 平衡浓度e (mg/L) (g/L)炭A炭B炭C炭A炭B炭C 1180 2460 图3-1-2 langmuir回归直线由图3-1-2得，R代表拟合程度，越接近于1，表明拟合越准确，炭A、C的R值都为1，说明适合langmuir公式，而炭B需要进一步验证。由langnuir公式的变形及及图3-1-2的拟合方程知：对于炭A：。，即mg/g，b=。所以，炭A的吸附等温线公式为：。同理可知炭C：，可得mg/g ，b=，炭C的吸附等温线公式为：。判断炭B是否符合Freundlich公式：利用Freundlich公式的变形，根据表3-1-3数据计算lge
8、，lg(x/m)列于表3-1-5，并作lg(x/m) lge关系曲线，如图3-1-3所示。表3-1-5 Frendlich数据lgelg(x/m)图3-1-3 Freundlich公式回归直线从图3-1-3可得，活性炭B更符合Freundlich公式。由Freundlich公式的变形知：，即。R2=，接近于1，拟合较准确，所以炭B的吸附等温线公式为：。活性炭A、B、C的吸附等温线公式为：炭A：；炭B：；炭C：，其中，-吸附量mg/g，e-平衡浓度mg/L。 (b) 求每种活性炭的容积传质系数ka:对给定的数据计算列于下表3-1-6，利用公式，作lg(i-e)/-et关系曲线，如图3-1-4。表
9、3-1-6 容积传质系数实验 TOC初始浓度=320mg/L时间/sTOC浓度(mg/L)iei-e炭A炭B炭C炭A炭B炭C炭A炭B炭C12313307312305311302320320482962782922742862583203201632254233239207216170320320-e(i-e)/-elg(i-e)/-e炭A炭B炭C炭A炭B炭C炭A炭B炭C图3-1-4 活性炭的容积传质系数ka由公式，其中，m=1g，c=300kg/m3：活性炭A： 即ka=20.66g/sdm3=20.66kg/sm3活性炭B： 即ka=17.69g/sdm3=17.69kg/sm3活性炭C：
10、即ka=15.41g/sdm3=15.41kg/sm33-2 用上题活性炭试验资料设计吸附柱。废液通量为1kg/m2s。吸附柱高10米。废液TOC浓度为100mg/L。b及x分别采用5mg/L及95mg/L。求每种活性炭的吸附柱的吸附周期。解：(a) 求吸附带高度：由上题可知，活性炭A、B、C的吸附等温线公式为：活性炭A：；活性炭B：；活性炭C：。其中，-吸附量mg/g，e-平衡浓度mg/L。由废液TOC浓度i=100mg/L，代入活性炭A、B、C的吸附等温式可求得(x/m)i，即得活性炭A、B、C操作线的斜率，操作线通过原点，可得活性炭A、B、C的操作线方程分别为：活性炭A：x/m=；活性炭B：x/m=；活性炭C：x/m=。分别从5mg/L到95mg/L之间每间隔10取一系列。由操作线方程和吸附等温线公式联立求解，即可得到e，废液TOC浓度i=100 mg/L，见表3-2-1。表3-2-1计算数据表e/i1-(/i)1-(/i)平均值-e1/(-e)炭A、B、C炭A炭B炭C炭A、B、C炭A、B、C炭A、B、C炭A炭B炭C炭A炭B炭C5 15 25 35 45 55 65 75 85
