水污染控制计算题

水污染控制工程计算题1 .某原水总硬度 1.6mmol/L,碱度 HCOM =2.58mmol/L, Mg2+1.0mmol/L, Na+0.03mmol/L, SO42 0.125mmol/L, Cl 0.4mmol/L, CO225.8mg/L,试计算，水中碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。 若采用石灰-苏打法进行软化，试求 石灰、苏打用量(mmol/L)。(过剩量均取0.1 mmol/L)解：Ht=Ca2+Mg2+=1.6 mmol/LMg2+=1.0 mmol/L 故 Ca2+=0.6mmol/L碳酸盐硬度 Hc=HCO3- /2=2.58/2=1.29mmol/L其中 Ca (HCO3)20.6 mmol /L, Mg (HCO3)2=1.29-0.6=0.69mmol /L非碳酸盐硬度 Hn=Ht Hc=1.6 1.29=0.31mmol/L其中 MgSO4+ MgCl2=0.31mmol /L故CaO=COZ+Ca ( HCO3) 2+2 Mg ( HCO3) 2 +Hn+a 25.8/44+0.6+2 X 0.69+0.31+0.1=2.98mmol/L Na2 CO3= Hn + 0 =0.31+0.1=0.41mmol/L2 .硬水水量 1000m3/d,水质如下：Ca2+Mg2+2.15 mmol/L , HCO3- 3.7mmol/L, Na+ + K+0.35mmol/ L, SO42- 0.30mmol/ L, Cl- 0.35mmol/ L,游离 CO222mg/L。采用强酸HNa并联脱碱软化，求 RH, RNa罐的进水水量，进 CO2脱除器的 CO2含量(mg/L)(剩余碱度取0.5 mmol/L)。解：(1) QH (SO42- + Cl-) =QNaX HCO3-QAr当量浓度,QH ( 0.6+0.35) = QNa 乂 3.7-1000 乂 0.50.95QH = QNa 乂 3.7 500QH = 3.89QNa526.32 又 Q= QH+ QNa QH= 1000 QNaQNa= 312m3/dQH= QQNa= 1000 312=688m3/d(2)进CO2脱除器的量=原水中的 CO2量+HCO3-减少量=22+ (3.70.5) X 44=22+ 140.8=162.8 (mg/L)3 .一平流沉淀池，澄清区面积为 20X4m2,流量为Q=120m3/h。若将其改造成 斜板沉淀池，流量提高至原流量 6.5倍，其它条件不变。求需要装多少块斜扳？(斜扳长L= 1.2m,宽B= 0.8m,板间距d = 0.1m,板与水平夹角=60o,板厚忽略不计)解：平流池 A= 20X4 = 80m2, q = Q/A= 120/80 = 1.5 (m3/m2.h)斜板池 q =6.5Q/At 即 1.5=6.5X 120/At At= 520m2 (斜板池总面积)设斜板池总单元数为nWJ n (LBcos ) +dB) =Atn (1.2X0.8cos60o+ 0.1 x 0.8) = 520 n= 929单元数故板数=n+ 1 = 929+1 = 930 (块)4 .某城市最大时污水量为1800m3/h,原污水悬浮浓度 C1= 250mg/L,排放污水 悬浮物允许浓度C2= 80mg/Lo拟用辐流沉淀池处理。试计算去除率及沉淀池基 本尺寸。(沉淀时间取1.5h,沉淀池有效水深3.3m)解：(1) E= (C1 C2) /C1 = (250 80/250 X 100%= 68%(2)沉淀池容积V=Qt=1800X 1.5 = 2700m3定为两座池，(3)每池容积 1350m3 每池表面积 F= V/2/h = 1350/3.3 = 409(m2)直径 D= (4F/tt ) 1/2= (4X409/3.14) 1/2 = 23 (m)5 .要某活性污泥曝气池混和液浓度 MLSS= 2500mg/L。取该混和液100mL于量筒 中，静置30min时测得污泥容积为30mL。求该活性污泥的SVI及含水率。(活性 污泥的密度为1g/mL)解：(1) 100mL混和液对应的污泥容积为30mL则1L混和液对应的污泥容积为300mL又 1L 混合液中含泥 2500mg= 2.5g 故 SVI= 300/2.5 = 120mL/g 干泥(2) 1mL该活性污泥含干泥 1/SVI= 1/120 = 0.008g因活性污泥密度为1g/mL, 故1mL活性污泥质量为1g则含水率为(1 0.008) /1X100%= 99.2%6.活性污泥曝气池的MLS43g/L,混合液在1000mL量筒中经30min沉淀的污 泥容积为200mL,计算污泥沉降比，污泥指数、所需的回流比及回流污泥浓度。解：(1) SV= 200/1000 X 100%= 20%(2) SV匕(SV%150 mg/L所以必须回流150=(210+ 30r)/(1 + r) r=0.5(2)V= Q (1 + r) X 150/Fw= 5200 (1 + 0.5) X 150/1.2 X 103= 975m3(3)取有效水深 H= 2.0m则面积A=487.5m2故 q = 5200 (1 + 0.5) /487.5= 16 ( m3/m2.d )11 .已知活性污泥曝气池进水水量 Q=2400m3/d,进水BOD5为180mg/L,出水 BOD5为40mg/L,混合液浓度 MLVS生1800mg/L,曝气池容积 V= 500m3, a=0.65, b=0.096d1,求剩余污泥量X并据此计算总充氧量R。解： (1 ) u = QLr/XvV = 2400 乂 ( 180 40 ) /(1800 乂 500)= 0.37 (KgBOD5/KgMLVSS)d1/ 9 c= au-b =0.65X 0.37 0.096 1/ 9 c= 0.1445 9 c=6.92 (d) 剩余污泥 X = Xvv/8 c = 0.1445X 1800X 103X 500= 130(KgVSS/d(2) R=QLr/0.681.42,X= 2400 (180 40) 10 3/0.68 1.42X 130 R=309.5 (KgO2/d)12 .实验室生物转盘装置的转盘直径 0.5m,盘片为10片。废水量Q=40L/h,进 水BOD5为200mg/L,出水BOD5为50mg/L,求该转盘的负荷率。解：总盘片面积 F=nX 1/4X 3.14X D2X2F=10X0.25X3.14X0.52X2=3.925 (m2) Q=40L/h = 0.96m3/du = Q (L0- Le) /F = 0.96 (200 50) /3.925 = 36.7 (gBOD5/m2.d)13 .某污水处理厂每日新鲜污泥量为 2268Kg,含水率96.5%,污泥投配率5%。 计算厌氧消化池容积。解：污泥体积 V =2268/ (1 -0.965) 1000= 64.8 ( m3/d ) V= V /(P X 100) = 64.8X100/5=1296 m314 .水质资料如下：CO230mg/L, HCO3- 3.6mmol/L Ca2+ 1.4mmol/L , SO42- 0.55mmol/L Mg2 + 0.9mmol/L, Cl 0.3mmol/L , Na+ K+ 0.4mmol/L 试计算经RH柱软化后产生的CO2和H2SO务HCl各为多少mg/L?解：水中 Ca (HCO3)2 1.4mmol/L, Mg (HCO3 2 0.4mmol/L, Mg (SO42十Cl)0.5mmol/L ，反应产生的 CO2为 3.6mmol/L=158.4mg/L总 CO2= (30+158.4) mg/L=188.4mg/L (H2SO务 HCD = Mg (SO42 + Cl-)= .5 mmol/L15 .用加压溶气气浮法处理污泥，泥量 Q=3000m3/d,含水率99.3%,采用气浮 压力0.3MPa (表压)，要求气浮浮渣浓度3%,求压力水回流量及空气量。(A/S = 0.025, Cg29mg/L,空气饱和系数 f=0.5)解：含水率99.3%的污泥含泥率为199.3%= 0.7%对应的污泥浓度X0= 7000mg/L表压0.3MPa对应的绝对压力 P= 4.1Kgf/cm2A/S= RCs (fP1) /QX0 0.025= RX 29 ( 0.5 X 4.1 - 1 ) /(3000 X 7000)R = 17241 m3/dA= 0.025S= 0.025 义 3000X 1= 525Kg/d16 .硬水中 Ca2+ =1.4mmol/L; Mg2+= 0.9 mmol/L,水量 Q=100m3/d,经 NaR 树脂软化后，含盐量如何变化？每日变化量为多少？解：(1)因1个Ca2+、Mg2 +经RNa后分别换下2个Na+,故盐量会增加(2) Ca2+换下的 Na+ = 2Ca2+ = 2X 1.4=2.8mmol/L 故净增量为 2.8X231.4 X 40= 8.4 mg/LMg2 + 换下的 Na+ = 2Mg2 + = 2x 0.9= 1.8mmol/L故净增量为 1.8X23 0.9X24= 19.8 mg/L合计 19.8+8.4 = 28.2 mg/L = 28.2 g/m3每日净增量为 100 X 28.2= 2820 g/d = 2.82 Kg/d17 .含盐酸废水量Q=1000m3/d,盐酸浓度7g/L,用石灰石进行中和处理，石灰 石有效成分40，求石灰石用量(每天) 。解：HCl=7g/L= 0.19mol/L对应的CaCO3= 1/2HCl = 0.085mol/L = 8.5g/L 实际石灰石 8.5/40% = 21.25g/L =21.25Kg/m3每日用量 1000X 21.25Kg= 21.25 (t)18 .用Ca (OH) 2处理含Cd2+废水，欲将Cd2+降至0.1 mg/L,需保证pH值为 多少？此时Ca2+浓度为多少？( Cd的原子量112; KCd(OH) 2=2.2X1014)解：Cd2+ = 0.1mg/L=8.9X10 4mol/Llg (8.9X10 4) =14X2 2XpH + lg (2.2X10- 14)pH=8.7(2) pH=8.7 H + =108.7 mol/L因OHH + =10 14故OH= 10 5.3mol/LCa2+ + 2OH Ca (OH) 2Ca2+ = 1/2OH = 1/2 乂 10-5.3 = 2.5X 10-6 mol/L19 . 某水厂用精制硫酸铝作为混凝剂，其最大投量35mg/L 。水厂设计水量为105m3/d ，混凝剂每天调 3 次，溶液浓度 10，溶药池容积为溶液容积1/5，求溶液池和溶药池容积。解：(1) W= aQ/ (1000X100X bXn) =35X 105/ (1000X100X 10%x3)= 11.7 (m3)(2) W1=W/5 = 11.7/5 = 2.34 (m3)20 .隔扳混合池设计流量为75000m3/d,混合池有效容积为1100m3。总水头损 失0.26m。求水流速度梯度 G和GT (20C时水的运动粘度r=106m2/s)解：(1) T= VQ= 1100/75000 = 0.01467 (d) =1267 (s)G= (gh/rT) 1/2 = 9.8X0.26/(10 6X 1267)1/2=45 (s 1)(2) GT= 45X 1267=57015