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1、第三章 重力沉降法1高等课堂例题：某城市污水的最大流量为1m3/s。试设计一个曝气沉砂池。取污水在池内的停留时间t3min。则池子总容积V为： VQt1(m3/s)3min60(s/min)180m3取最大流量时水在池内的水平流速为0.1m/s，则水流断面积A=Q/u1/0.110（m2）设计有效水深取2.5m，则池宽B10/2.54（m)池长LV/A180/1018（m）取每立方污水所需曝气量为0.1m3空气，所需每小时总曝气量：q0.1(m3air/m3ww)1(m3ww/s)3600(s/hr)360m32高等课堂第四章：混凝 (coagulation-flocculation)3高等课
2、堂隔板絮凝池主要设计参数隔板絮凝池主要设计参数：1. 廊道中流速： 起端 0.5 0.6 m/s，末端 0.2 0.3 m/s2.转弯处过水断面积为廊道过水断面积的1.2 1.5倍3.絮凝时间：20 30 min4.隔板净间距： 0.5 m5.池底应有0.02 0.03坡度并设直径 150 mm的排泥管例题例题： 设计往复式隔板絮凝池的各廊道宽度及絮凝池长度。假设絮凝池设计流量为75000 m3/d, 絮凝时间为20min，絮凝池宽度22 m，平均水深2.8 m。4高等课堂5高等课堂作业 (due 2009.03.19)1.什么是自由沉淀和絮凝沉淀？2.J假设一球形颗粒的密度为 2.65 g/
3、cm3，粒径 d 为 0.45 mm，计算该颗粒在20C水中的沉降速度。3.什么是胶体的稳定性，影响胶体稳定性的因素有什么？4.简要叙述硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH的关系。6高等课堂第七章 消毒7高等课堂例题：用次溴酸钠做消毒剂杀灭小儿麻痹症病毒，N/N0与消毒关系如下：计算哲克常数以及把病毒降低到原来1/10,000所需要的时间t (sec)N/No40.0769080.00633120.000508高等课堂第三节、氯消毒法一、氯的消毒原理：例题：计算在20C，pH =7时，HOCl所占的比例9高等课堂第八章 活性污泥法(Activated Sludge)10高等课堂例题：某种污水在一连
4、续进水和完全均匀混合的反应器里进行处理，假设反应是不可逆的，且符合一级反应(v = kSA), 反应速率常数k为0.15 d-1, 求解当反应池容积为20 m3、反应效率为98%时，该反应器能够处理的污水流量。11高等课堂例题：某种污水在一连续进水和完全均匀混合的反应器里进行处理，假设反应是不可逆的，且符合一级反应(v = kSA), 反应速率常数k为0.15 d-1, 求解当反应池容积为20 m3、反应效率为98%时，该反应器能够处理的污水流量。12高等课堂例题：含CN50mg/l的有机工业废水，水量Q100m3/h,在有效容积V500m3曝气池中用活性污泥法处理之，为维持氰的污泥负荷Ls0
5、.1kgCN-/kgMLSSd求必要的污泥浓度为多少？13高等课堂例题： 某厂废水其初始BOD5浓度为1000mg/l，含N为 20mg/l， 含 P为 10mg/l， 水 流 量 为1600m3/d,现向废水中加尿素CH4N2O补充活性污泥法所需水中营养物氮量之不足，加三聚磷酸钠Na3PO410H2O补充磷量之不足，问尿素与三聚磷酸钠最少添加量分别为多少？14高等课堂例题： 某厂废水其初始BOD5浓度为1000mg/l，含N为 20mg/l， 含 P为 10mg/l， 水 流 量 为1600m3/d,现向废水中加尿素CH4N2O补充活性污泥法所需水中营养物氮量之不足，加三聚磷酸钠Na3PO4
6、10H2O补充磷量之不足，问尿素与三聚磷酸钠最少添加量分别为多少？15高等课堂一、活性污泥法曝气反应池的基本形式按物理结构：传统推流、阶段曝气、完全混合、接触稳定、带选择器的活性污泥法。按氧气加入方式：传统曝气、渐减曝气、纯氧曝气。按BOD负荷：改良曝气、延时曝气、高负荷曝气。16高等课堂例题： 假设大气压为0.8 atm, 计算12C是氧在水中的饱和溶解度cs。17高等课堂例题： 一个城市污水处理厂，设计流量Q10000m3/d，一级处理出水BOD5150mg/l，采用活性污泥法处理，处理水BOD515mg/l。采用中微孔曝气盘作为曝气装置。曝气池容积V3000m3，XV=2000mg/l，
7、EA=10%,曝气池出口处溶解氧c =2mg/l，水温T=25C，曝气盘安装在水下4.5m处。有关参数为：a=0.5, b= 0.1, =0.85, =0.95，=1.0, F=0.8求：(1)采用鼓风曝气时，所需的供气量Gs（m3/min） (2)采用表面机械曝气器时的充氧量Os(kgO2/h)18高等课堂例题： 某城市污水处理厂规模为20000m3/d，经预处理沉淀后BOD5200mg/l，希望经过生物处理后的出水BOD5小于20mg/l。该地区大气压为1.013 X 105 Pa，设计曝气池的体积、剩余污泥量和需氧量。相关参数: (1)曝气池污水温度20C； (2) 曝气池中混合液挥发性
8、悬浮固体(MLVSS)与混合液悬浮固体(MLSS)之比为0.8； (3)回流污泥悬浮固体浓度为10000 mg/L; (4)曝气池中的MLSS取3000 mg/L; (5)污泥泥龄为10 d; (6)二沉池出水中含10 mg/L总悬浮固体(TSS)，其中VSS占65% (7)污水中含有足够的生化反应所需的N、P和其他微量元素。20高等课堂b. 按污泥泥龄计算：动力学参数动力学参数单位单位范围范围典型值典型值rmaxgCOD/(gVSSd)2105KsgBOD5/m32510060YgVSS/gBOD50.4 0.80.6Kdd-10.04 0.0750.06 取Y=0.6 kgMLVSS/kg
9、BOD5, Kd = 0.06 d-1因此可取曝气池容积5900m322高等课堂例题：某废水BOD质量浓度为200 mg/L, 水量为500 m3/d, 现决定用生物转盘处理，盘片面积5000 m2, 浸水面积40%，试求处理水的BOD浓度和BOD降解率。26高等课堂解：1. 生物转盘的BOD负荷量N1：N1 30 g/(m2d): Mr = 1.146N10.9043 = 1.146 * 200.9043 = 17.2 g(BOD)/m2(盘片)d 3. 单位面积盘片残留的BOD负荷(Ne):Ne = 20 17.2 = 2.8 g(BOD)/m2(盘片)d 2. 单位面积盘片去除的BOD量
10、27高等课堂4. 处理水BOD浓度：5. BOD降解率E：28高等课堂e.g. 计算1g丙酸经过厌氧消化产生的沼气量。丙酸：CH3CH2COOH - C3H6O2n = 3, a = 6, b = 2 74 g (5/4)*44 = 55g (7/4)*16 = 28g1 g1g丙酸产生沼气量 = 0.74 + 0.38 = 1.12 g29高等课堂30高等课堂31高等课堂32高等课堂33高等课堂第十一章、中和法34高等课堂例：例： 有一含有一含8g/L HCl 的酸性废水，日产生量为的酸性废水，日产生量为70m3,现以消石灰中和，其现以消石灰中和，其Ca(OH)2的有效成分为的有效成分为65
11、，中和效率为，中和效率为95，求其用量为多少？，求其用量为多少？2x36.5741 kg1x74/73=1.02 kg35高等课堂例：从一个石灰窑排出的废水中含例：从一个石灰窑排出的废水中含有一定量的有一定量的Ca(OH)2，且且PH11.0，现通入酸性，现通入酸性CO2气体，使废水气体，使废水中的中的Ca(OH)2 全部转化为全部转化为Ca(HCO3)2 ， 问对每吨废水需要通入问对每吨废水需要通入多少多少CO2 ？36高等课堂OH-: 0.001M Ca(OH)2: 0.0005M一吨废水含 Ca(OH)2: 1 20.5 mol 1 mol需CO2: 37高等课堂第十二章、化学沉淀法38
12、高等课堂例：Ksp (Cu(OH)2) = 4.8 10-20 Ksp (Fe(OH)2) =8.0 10-16 Cu2+=Fe2+=10-4MCu2+: pH = (lg (4.8 10-20)+14 2 lg10-4)/n=6.34Fe2+: pH = (lg (8.0 10-16)+14 2 lg10-4)/n=8.4539高等课堂例：例： 含含 Cd2+ 浓度为浓度为20g/m3的废水，水量的废水，水量Q100m3/d,排放前将废水调节到排放前将废水调节到pH=10.0, 此时水中大部分镉转化为此时水中大部分镉转化为Cd(OH)2沉淀得以除去。问经过如此处理沉淀得以除去。问经过如此处理
13、后每天随废水排放的镉量还有多少？生后每天随废水排放的镉量还有多少？生成的沉淀量又是多少？已知成的沉淀量又是多少？已知Cd(OH)2的溶的溶度积常数度积常数KSP=4.0x101440高等课堂每天随废水排放的镉：每天生成的 Cd(OH)2沉淀量：41高等课堂第十三章、氧化还原第十三章、氧化还原法法42高等课堂能斯特方程：e.g.计算1mol/LHCl溶液中，C(Ce4+)=1.0010-2mol/L,C(Ce3+)=1.0010-3mol/L时，Ce4+/Ce3+电对的电位。43高等课堂第十四章、吸附第一节、吸附的基本原理第一节、吸附的基本原理第二节、吸附剂及其再生第二节、吸附剂及其再生第三节、
14、吸附的工艺过程及设备第三节、吸附的工艺过程及设备44高等课堂e.g. 某河水的CODMn为6mg/L，欲采用投加活性炭的方法将其CODMn降至2mg/L，处理水量为100m3/h, 求活性炭的投加量(假设K=220, n = 2)。45高等课堂e.g. 利用活性炭吸附水溶液中农药的初步研究是在实验室条件下进行的。10个500mL雏形烧瓶各装有250mL含有农药约500mg/L的溶液。向8个绕瓶中投入不同数量的粉末状活性炭，而其余2个烧瓶用作空白试验。烧瓶塞好后，在25C下摇动8h（须实验确定足以到达平衡）。然后，将活性炭滤出，测定滤液中农药浓度结果如下表所示，空白瓶的平均浓度为515mg/L。
15、试确定吸附等温线的函数关系式。 46高等课堂LangmuirFreundlich47高等课堂48高等课堂第十五章 离子交换法49高等课堂e.g.称取1g强酸型干树脂，置于250mL锥形瓶中，准确加入0.1mol.L-1NaOH标准溶液100mL，塞紧后振荡，放置过夜，移取上层清液25mL，以酚酞为指示剂，用0.1mol.L-1HCl标液12.5mL滴定至红色消失，计算树脂交换容量。解：50高等课堂e.g. 某电镀厂废水排放量Q=453.6m3/d, 其中含有的主要金属离子为Cr，含量为相当于120mg/L的CrO3，其余还有Cu2+=30mg/L, Zn2+=15mg/L, Ni2+=20mg
16、/L。欲将此废水处理，去除其中的阴阳离子后，回收纯净水，并且要求将有价值的铬酸盐CrO42-以铬酸(H2CrO4)的形式回收再用。 51高等课堂52高等课堂53高等课堂54高等课堂55高等课堂56高等课堂57高等课堂58高等课堂59高等课堂第十九章、脱氮除磷与城市污水深度处理第一节、概述第二节、氮的去除第三节、磷的去除第四节、城市污水深度处理60高等课堂【计算实例计算实例】某工业废水处理厂，日处理水量为60000 m3，进水COD平均为447mg/L，BOD5平均为220.8 mg/L，SS平均为357mg/L，TKN平均为40 mg/L。混合液悬浮固体MLSS为4g/L，BOD5负荷为0.1
17、5 kg/kgSS.d，要求出水BOD5为20 mg/L，TKN去除率达到91%，反硝化率65%。试确定推流式A/O反应池的容积、剩余污泥量和空气量。 61高等课堂【解】采用A/O脱氮流程，并确立以下计算条件：a.废水平均温度为20；b.；c.设计泥龄应为硝化细菌最小世代期的3倍，确定c为15d（一般取值范围为10-30d）；d.出水SS为22mg/L，其中65%为可生化部分；e.根据试验得出动力学参数：内源呼吸系数Kd=0.05d-1，理论产率系数Y=0.5mgVSS/mgBOD5。62高等课堂 （1）估算出水中的溶解性）估算出水中的溶解性BOD5（Se）出水中SS可生化的部分为 0.652
18、2=14.3 mg/L（细胞量）；可生化SS的最终BODL =14.31.42=20.3 mg/L；可生化SS的BODL折算成BOD5 = 20.30.68 =13.8 mg/L； 出水Se=20.0-13.8=6.2 mg/L。 63高等课堂（2 2）曝气池容积的确定（）曝气池容积的确定（V V） a.将生物脱氮系统的曝气池和反硝化池合称为脱氮反应池，按动力学公式确定该反应池容积： b.按有机负荷率公式确定反应池的容积：64高等课堂设计脱氮反应池容积选用22080m3，包括缺氧池及好氧池。根据对本例废水进行的生物脱氮试验结果，缺氧池和好氧池容积比按3/5设计，则各池容积应为：缺氧池8280
19、m3；好氧池13800 m3。反应池总水力停留时间为8.8h，其中缺氧池为3.3h，好氧池为5.5h。65高等课堂（3）剩余污泥量的计算（）剩余污泥量的计算（ X ） 细胞实际合成系数Yobs按下式确定 X = YobsQ（S0-Se） =0.285760000（220.8-6.2）10-3 =3679KgVSS/d；66高等课堂（4 4）计算曝气池所需空气量）计算曝气池所需空气量生物脱氮系统的需氧量按公式进行计算。曝气池需氧量O2=1.47Q(So Se) 1.42X+4.57Q(Nk Nke)0.12X2.6Q(NtNte)0.12X=18935.3-5224.2+10046.4-2060.0-3691.0=18006.5kg/d=750.3kgO2/h。67高等课堂空气量QA的计算： 考虑到水质水量的冲击负荷的影响，安全系数取1.3，曝气装置氧的利用率取10%，空气容重取1.201Kg/m3，空气中含氧率为23.2%，则空气量QA为：68高等课堂（5）回流污泥量和混合液回流量的计算）回流污泥量和混合液回流量的计算 回流污泥比R取0.5 （0.251.0）； 硝化混合液回流比r 取2（常用23）； QR=0.5Q=1250m3/h； Qr=2Q=5000m3/h。69高等课堂
