《水质工程计算题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水质工程计算题（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、水质工程学（上）考试试卷一1、平流沉淀池设计流量为720m3/h。要求沉速等于和大于0.4mm/s的颗粒全部去除。试按 理想沉淀条件，求：（1）所需沉淀池平面积为多少m2？（2）沉速为0.1mm/s的颗粒，可去除百分之几？（10）解：已知 Q=720m3/h=0.2m3/s u0=0.4mm/s ui=0.1mm/s1）所需沉淀池平面积为A二二二50m2u0.4 X10 -30u 0.12）沉速为0.1mm/s的颗粒的去除率为E =么=0.25u 0.402、原水泥砂沉降试验数据见下表。取样口在水面180cm处。平流沉淀池设计流量为900m3/h,表面积为500m2，试按理想沉淀池条件，求该池
2、可去除泥砂颗粒约百分之几？ （C表示泥0砂初始浓度，C表示取样浓度）。（20）取样时间（min）015203060120180C / C010.980.880.700.300.120.08解：已知 h=180cm Q=900m3/hA=500m2沉速计算取样时间（min）015203060120180u=h/t(cm/min)一129631.51沉速分布见下图。数分成组粒颗的速沉该于小8 7 6 5 4 3 2 00000000.1 -zx -jP*r00 2 4 6 8 10 12 沉降速 度( cm/min )+、L、+ Q 900 X100 截留沉速u0=3cm/min0 A 500 X
3、 60从图上查得u0=3cm/min时，小于该沉速的颗粒组成部分等于p0=0.30。从图上，相当于积分式J p0u dp的面积为0.506。因此得到总去除百分数为：01P=(l-0.30)+ (0.506)=86.9%水质工程学(上)考试试卷二1、河水总碱度0.1mmol/L (按CaO计)。硫酸铝(含Al2O3为16% )投加量为25mg/L，问 是否需要投加石灰以保证硫酸铝顺利水解？设水厂日生产水量50000m3,试问水厂每天约需 要多少千克石灰(石灰纯度按50%计)。(处理水剩余碱度要求不得低于0.47 mmol/L (按 CaO 计)解：投入药剂量折合A12O3为25mg/lX 16%
4、=4mg ,Al2O3 的分子量为 102 。故投入药剂量相当于4/102=0.039mmol/l ,剩余碱度取 0.37mmol/l，则得CaO=3 X 0.039+1 X 0.37=0.487(mmol/l),CaO 的分子量为 56， 则石灰投量为 0.487X56X50000/0.5=2.3X106(g)=2.3X103(kg)2、(2)设初沉池为平流式，澄清部分高为H,长为L,进水量为Q,试按理想沉淀理论对比: 出水渠设在池末端如图所示，设三条出水渠时，两种情况下可完全分离掉的最小颗粒沉速 uo。解：1）可完全分离掉的最小颗粒沉速uo满足=-Hu02）当水流至距池末端5L处时,最小颗
5、粒沉速u:满足5V3L当水流至距池末端5L处时最小颗粒沉速叮满足V =10V9L当水流至距池末端时，最小颗粒沉速u :满足-t u0fff02V3L，其值小于出水渠所以设三条出水渠时，可完全分离掉的最小颗粒沉速uo为3 , HL设在池末端时可完全分离掉的最小颗粒沉速u。水质工程学（上）考试试卷三1、设物料i分别通过CSTR型和PF型反应器进行反应，进水和出水中I浓度之比为，且属于一级反应，k=2h-1水流在CSTR型和PF型反应器内各需多少停留时间？（注：C 0进水中i初始浓度；C 出水中i浓度）e解：1）由CSTR 一级反应方程式可得：t=（C0/Ce-1）/k=（10-1）/2=4.5h2
6、）由 PF 一级反应方程式可得：t=（ln C0-ln Ce）/k=1.15h2、 188、某天然海砂筛分结果见下表根据设计要求：d =0.54mm, K80=2.O。试问筛选滤10 80料时，共需筛除百分之几天然砂粒（分析砂样200g）筛分实验记录筛孔(mm)留在筛上砂量通过该号筛的砂量质量（g）%质量（g）%2.360.81.6518.41.0040.60.5985.00.2543.40.219.2筛盘底2.6合计200已知：砂粒球度系数=0.94；砂层孔隙率m =0.4；砂层总厚度l =70cm；水温按15oC00解：补填以上表格如下。筛孔(mm)留在筛上砂量通过该号筛的砂量质量（g）%
7、质量（g）%2.360.80.4199.299.61.6518.49.2180.890.41.0040.620.3140.270.10.5985.042.555.227.60.2543.421.711.85.90.219.24.62.61.3筛盘底2.61.3合计200100.0由已知设计要求d10=0.54mm K80=2.0，则d80=2 x 0.54=1.08。按此要求筛选滤料，方 法如下：自横坐标0.54mm和1.08mm两点，分别作垂线与筛分曲线相交。自两交点作平行线与右边纵坐标轴相交，并以此交点作为10%和 80%，在 10%和 80%之间分成 7 等分，则每等 分为 10%的砂量
8、，以此向上下两端延伸，即得0 和 100%之点，以此作为新坐标。再自新坐 标原点和 100%作平行线与筛分曲线相交，在此两点以内即为所选滤料，余下部分应全部筛除。由图知，大粒径（d1.52）颗粒约筛除13.6%，小粒径（dv0.43）颗粒约筛除17.5% , 共筛除 31.1% 左右。滤料筛分曲线如下图。量砂孔筛过通QJn,UJ L- !:： -L 卫筛孔孔径（mm）I.l!水质工程学（上）考试试卷四1、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-i。求细菌 被灭99.5%时，所需消毒时间为多少分钟？（分别为CMB型和CSTR型计算）解：设原有细菌密度为c0,
9、t时后尚存活的细菌密度为q,被杀死的细菌则为c0-ci，若为CMB 型反应器，根据题意，在t时刻c ct 4 二 99.5%c0即 c = 0.005ci0细菌被灭火率等于细菌减少速率于是r CL 一 kc = 0.85ci i iLln0.005c0 二 Lln200 二 6.23min0.85 c 0.8501 t = k:二-、c , 1亠-J.0.005c,0.85若为CSBR型反应器，根据题意,0i=-199 = 234.1min0.85水质工程学（上）考试试卷五1、位于一区的某城市，用水人口65万，求该城市最高日居民生活用水量和综合生活用水量。（查表已知最高日生活用水量定额：0.2
10、 m3/（d.人）；综合生活用水定额：0.31 m3/（d.人） 解：最高日居民生活用水量：Q1=qNf=0.2X65X104X100%=1.3 X 105m3 q最高日生活用水量定额，m3/（d.人），查表知； N设计年限内计划人口数；F自来水普及率，%； 综合生活用水量：Q2=qN=0.31X65X104=2.015X105m3 q综合生活用水定额，查表知； N设计年限内计划人口数；水质工程学（上）考试试卷六1、某城市最高日用水量为15万m3/d,用水量变化曲线参照图如下，求最高日最高时、平 均时、一级和二级泵站的设计流量（m3/s）。城市用水量变化曲线1用水量变化曲线；2二级泵站设计供水
11、线解：最高日最高时的流量：Q1=15X104X6%=9000m3平均时的流量：Q2=15X104/24 =6250m3一级泵站的设计流量：QI=aXQd/T=（1.10X15X104）/24=6875m3/h二级泵站的设计流量：Q=Q=9000m3/h水质工程学（上）考试试卷七1、大阻力配水系统和小阻力配水系统的涵义是什么？各有什么优缺点？掌握大阻力配0.29的推导过程。I nw丿a（f ）2 水系统的基本原理和公式（w丿01）在配水系统中，如果孔口内压头最大的a孔和c孔出流量相等，则可认为整个滤池 布水是均匀的。由于排水槽上缘水平，可认为冲洗时水流自各孔口流出后的终点水头在同一 水平面上，这
12、一水平面相当于排水槽的水位。孔口内压头与孔口流出后的重点水头之差，即 为水流经孔口、承托层和滤料层的总水头损失，分别以H和H 表示。acH c = H a+（V02+Va2）设上述各项水头损失均与流量平方成正比，则有：H =( aHc=(cS1+ S2) Qa2S1+S2) Qc2式中 Q孔口 a出流量；aQc孔口 c出流量；S：孔口阻力系数。当孔口尺寸和加工精度相同时，各孔口 S1均相同; S 2，S 2分别为孔口 a和c处承托层及滤料层阻力系数之和。将上式代入式可得：由上式可知，两孔口出流量不可能相等。但使Q尽量接近Q是可能的。其措施之一就 ac是减小孔口总面积以增大孔口阻力系数S。增大S
13、1就削弱了承托层、滤料层阻力系数及配 水系统压力不均匀的影响，这就是“大阻力”的涵义。小阻力配水系统基本原理可从大阻力配水系统原理上引申出来。在式中如果不以增大 孔口阻力系数S1的方法而是减小干管和支管进口流速v0和va，同样可使布水趋于均匀。从 式可以看出，0和v减小到一定程度，等式右边根号中第2项对布水均匀性的影响将大0a 大削弱。或者说，配水系统总的压力变化对布水均匀性的影响将甚微，在此基础上，可以减 小孔口阻力系数以减小孔口水头损失。“小阻力”的涵义，即指配水系统中孔口阻力较小， 这是相对于“大阻力”而言的。2）大阻力配水系统的优点是配水均匀性较好。但结构较复杂；孔口水头损失大，冲洗
14、时动力消耗大；管道易结垢，增加检修困难。此外，对冲洗水头有限的虹吸滤池和无阀滤池， 大阻力配水系统不能采用。小阻力配水系统可克服上述缺点。水质工程学（上）考试试卷八1、设物料 i 分别通过 CSTR 型和 PF 型反应器进行反应，进水和出水中 I 浓度之比为C /C二10，且属于一级反应,k=2h-1水流在CSTR型和PF型反应器内各需多少停留时间？ 0e（注：Co进水中i初始浓度；q出水中i浓度）提示：1）由CSTR 一级反应方程式可得:t=（C0/Ce-1）/k=（10-1）/2=4.5h2)由PF 一级反应方程式可得：t=(ln C0-ln Ce)/k=1.15h水质工程学(上)考试试卷九1、设物料 i 分别通过 4
