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1、水污染控制工程（第三版，下册）重点计算题示例Problem 1沉砂池与沉淀池的设计计算1. 平流式沉淀池计算 Rectangular Sedimentation Tank平流沉淀池设计流量为1800m 3/h。要求沉速等于和大于0.5mm/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？解：已知 Q=1800m 3/h=0.5m3/s，uo=0.5mm/s， Ui=0.1mm/s（1）所需沉淀池平面积为A = Q=1000m2u00.5 10（2）沉速为0.1mm/s的颗粒的去除率为E = 1 = 0.20 =
2、20%u00.52. 辐流式沉淀池设计 Circular Sediementation Tank计划为居住人口 45000人的城镇设计一圆形径向流沉淀池。假定废 水的流量为400L/人.d,平均流量下停留时间为2h。确定平均流量下 的溢流速率为36m3/m2.d，求深度和直径。解：3A _45000per 汉 400L/per.d 汉 0.001m /L _232 45Um40m3/m2.d45000per 汇 400L/per.d 汉 0.001m 3/L 汉 2h324h/dV1500 mDiameter二23.924mtl /4Depth二1500 2 =3.3 3.5m（兀/4）242
3、3. 曝气沉砂池设计计算 Grit Chamber设计一只曝气沉砂池，污水的最大流量为2.0 m3/s,有效深度为3m , 宽深比为 1.5:1，最大流量下停留时间为3.5min，曝气速率为0.4m3/min.m池长，确定沉砂池的尺寸和空气用量。解：（1）池尺寸：V /Q max =3.5min33V =3.5 min 2m /s 60s/mi n = 420mD = 3mW = 1.5 3 = 4.5m,V420L31.2mA 3 4.5（2）空气量：3Qair 二31.2m =12.4m / minmin .m4. 曝气沉砂池设计Grit Chamber设计一曝气沉砂池，废水的平均流量为0
4、.3m3/s，最大流量为1.0m3/s 平均深度为3m，宽深比为1.5:1，高峰流量下停留时间为3.5min。 曝气速率为0.4m3/min.m池长，确定沉砂池的尺寸和空气需求量。解:VQmax33V =3.5min 1m /s 60s/min = 210mDepth 二 3mwidth = 1.5 3 = 4.5m210len gth15.6m3x4.533Qair = 0.4m /m.min 15.6m = 6.2m /minProblem 2溶气气浮法计算5. 溶气气浮法计算 Dissolved Air Floation, DAF某造纸厂废水量10000m 3/d，悬浮物浓度平均为 1,
5、000mg/L，水温 20 C,采用回流式加压溶气气浮法处理流程。 溶气水压力为3kg/cm2（表压），空气饱和率为 70%，取气固比为:=0.01，空气比重1.164kg/m 3; 20 C时空气在水中的溶解度 Cs取18.7mg/L.。计算气 浮池中释放出的空气量、回流水量和回流比。(1) Dissolved air pressure is 3kg/cm 2 gauge;(2) Fracti on of air saturati on f=70%; A/S ratio=0.01 ;(4) Specific weight of air = 1.164kg/m3;(5) Air Solubil
6、ity Csat 20 C =18.7 mg/L解：(1)总固体含量为S=SaQ，其中：Q为处理水量，10000m 3/d ; Sa为废水中悬浮颗粒浓度，1 kg/m3故，气体总含量为：A=(A/S)*S二:S=0.01*1*10000=100 kg/d折合20C下空气体积为，以1m3处理水量为基准：V二A/(Q )=100心0000*1.164)=8.58*10 -3(m3/m3)=8.58(L/m 3 水)(2)压力水回流量计算公式为QSa： 1000R Cs(fP -1)其中：f,溶气效率，即空气饱和率，为 70% ; P，溶气绝对压力，单位为大气压。表压为 3kg/cm3=3atm，因
7、此P=3+1=4(atm)，因此,回水流量为1000QSaR 二-Cs(fP -1)3= 2967(m /d)1000 10000 1 0.0118.7(70% 4-1)(3) 回流比，即回水流量占处理水量的百分比为R2967100%100% =29.7%Q100006. 溶汽气浮污泥浓缩池设计Dissolved Air Floatation (DAF) ofSludgeDesign a dissolved air flotation thickener without and with pressurized recycle to thicke n the solids in activat
8、ed-sludge mixed liquor from 0.3 to about 4 percent. Assume that the following con diti ons apply:(1) Optimum A/S ratio=0.008 mL/mg(2) Temperature=20 C(3) Air Solubility Sa=18.7 mg/L(4) Recycle-system pressure=275 kPa(5) Fracti on of saturati on二 0.5(6) Surface-loading rate=8 L/m 2.min(7) Sludge flow
9、 rate= 400 m 3/dSolutio ns:1. Without a recycle(Compute the required pressure using Eq. 5-47A 1.3Sa(fP -1)1.3(18.7mg/L)(0.5P -1) 0.008mL/ g =3000mg / L0.5P =0.99 1 p +101.35P = 3.98atm101.35p =302kPa(2)Determi ne the required surface area八(400m3/d)(103L/m3)2A234.7m(8L/m2.mi n)(1440mi n/d)(3)Check th
10、e solids loading ratekg/m2.d=(400m3/d)(3000g/m3)=34.6kg/m2(34.7m2)(103g/kg)2. With recycle(1)Determi ne the pressure in atmospheresccc 275 + 101.35P = 3.73atm101.35(2) Determ ine the requires recycle rate using Eq. 5-48A 1.3sa(fP-1)RSSa1.3(18.7mg/L)(0.5*3.73-1)R0.008mL / g33000mg/L*400m3/dR = 461.9m
11、3/d(3)Determi ne the required surface areaA(461m3/d)(103L/m3)2A240.1m(8L/m2.mi n)(1440mi n/d)Problem 3生化反应器容积计算7. 生化反应器容积计算 Volume of Bio-reactor已知废水拟在完全混合反应器中处理。假设反应为不可逆的一级反应(r=kC)，反应速率常数为0.15d-1，反应器的体积为20m3，要求 处理效率为98%时，试求反应器所能处理的废水量。如果要求处理 效率为92%时，则处理上述废水所需的反应器体积为多少？ 解:(1) 废水处理量-QC0 -QC (-kC)V dt
12、0 二QC。-QC -kCVC _ QC0 Q kVQ0.02 =Q +0.15703Q =0.612m /d(2) 效率为92%时的反应器体积0.6120.08 =0.612 +0.15 W3V = 4.7m8. BOD5计算已知某一城市污水水样的B0D3=200mg/L，BOD2o=400mg/L，求BOD 5= ？解：由BODt二Sa(1 -10k1)，对于生活污水k1=0.1 ；般把BOD20作为总生化需氧量BODu，30 1BOD 3 二 BOD u(1 -10. ) = 0.5BOD u 二 200mg/L9. B0D5与BOD20的关系在2d和8d分别测得污水的 BOD值分别为1
13、25mg/L和225mg/L , 试用一级速率模型求出 BOD5。解：(1) 按一级反应速率计，BODt 二 BODL(1 e“t)2k125 二 BODL(1 -e )225 二 BODL(1 -e*t)(2) 得BODl和k值，得BODt =236.9(1 e375)BOD5 =200.6mg/L10. BOD 5的计算，温度的影响废水在20 C下的5d BOD为185mg/L时，它的最终 BOD (UBOD ) 是多少？ 10 d的BOD是多少？假如BOD瓶是在33 C下培养的，废 水的5d BOD又是多少？ k=0.23 d-1。解：(1) BOD 5 =UBOD 1 e*.t，185
14、 二 UBOD 1e23 5 ， UBOD = 270.7 mg/L(2) BOD 10 =270.71 -e*.t =270.7 1 -e亠2310 = 243.6 mg/L Kgc = k1,209(33 如=0.23X1.056切=0.467d-1BOD5,33C = 270.71 e 上1.t =270.7 疋1 e卫467 濤=268.2mg/L11. BOD 5的计算三种不同水样在20 C下的BOD5皆为350mg/L ,而20 C下的k值分 别为0.25 d-1, 0.35 d-1和0.46 d-1。试求每种水样的最终 BOD(UBOD).350解：BOD5 二 UBOD 1-eM , UBOD = 碁=490.5mg/L1 -eProblem 4完全混合活性污泥法计算12. 完全混合活性污泥法计算Complete-mix Activated Sludge用下列给出的三个不同完全混合活性污泥法反应器的运行数据，求：(1)系统的SRT; (2)出水中可溶性COD的浓度为5mg/L，求所 需的氧气量，以kg/d计；(3)求稳态条件下，曝气池中氧的吸收速 率，以 mg/L.h 表示。项目Item单位
