水污染控制工程重点计算题示例

《水污染控制工程》习题案例1．试分析水资源与水的自然循环的关系。

2．试分析水体污染与水的社会循环的关系，以及产生水体污染的根本原因。

3．试述水污染控制工程在水污染综合防治中的作用和地位。

4．试述水污染控制工程在水污染综合防治中的作用和地位。

5．水体自净能力、水环境容量与水污染控制工程有怎样的关系?试举例说明之6．试归纳污染物的类别、危害及相应的污染指标。

7．含氮有机物的好氧分解过程分氰化和硝化两个阶段，这两个阶段能否同时进行，为什么?生活污水水质指标中BOD5是和哪个阶段的需氧量相对应?8．试简述BOD、COD、TOD、TOC的内涵，根据其各自的内涵判断这四者之间在数量上会有怎样的关系，并陈述其原因。

9．废水处理系统的作用是什么?它与处理单元及核心单元、核心设备间有怎样的关系？10．什么是废水处理的级别?对于城市污水而言，通常有怎样的级别划分?11．为什么要对废水进行预处理?通常有哪几种具体的预处理方法?12．某企业生产废水排放量为60m3/h，其浓度变化为每8h一周期，每周期内的小时浓度为30、80、90、140、60、50、70、100mg／L。

试求将其浓度均和到70mg／L所需要的均和池容积及均和时间。

13．某酸性废水的pH值逐时变化为4.5、5、6.5、5、7，其水量的逐时变化依次为5、6、4、7、9m3／h，废水排放标准为pH＝6~9，问完全均和后是否满足排放标准的要求?14．试说明沉淀有哪几种类型？各有何特点，并讨论各种类型的内在联系与区别，各适用在哪些场合？15．设置沉砂池的目的和作用是什么？曝气沉砂池的工作原理与平流式沉砂池有何区别？16．水的沉淀法处理的基本原理是什么？试分析球形颗粒的静水自由沉降（或浮上）的基本规律，影响沉淀或浮上的因素有哪些？17．水中油珠的密度ρs＝800kg／m3，直径众＝50µm，求它在20℃水中的上浮速度?18．某废水的静置沉降试验数据如下表，试验有效水深H＝1.8m，污水悬浮物浓19．悬浮物浓度为430mg／L的有机废水进行絮凝沉降试验,实验数据如下表，试求沉降时间为60min、深度为1.8m时的悬浮物总去除率。

1 计算题1.1已知某小型污水处理站设计流量Q=400m 3/h ，悬浮固体浓度SS=250mg/L 。

设沉淀效率为55％。

根据实验性能曲线查得u 0=2。

8m/h ，污泥的含水率为98％，试为处理站设计竖流式初沉池。

设计参数： 污水在中心管内的流速v 0=30mm/s=0.03m/s表面水力负荷q =u 0=2。

8m 3/（m 2·h ）（1）估算竖流沉淀池直径，确定池数。

22400143m 13.5m>10m 2.8Q f D q ======设计沉淀池数为四只，池型为圆形，估算单池的直径约为7m,符合要求。

单池流量Q′=Q/4=100m 3/h （2）中心管的截面积和直径21000100/36000.93m (0.03m/s)0.03 1.08m 1.1mQ f v v d '====≈取（3)喇叭口直径d 1=1。

35d=1.35×1.1=1。

5m (4）反射板直径=1.3 d 1=2。

0m(5）中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度h3 .3111100/36000.290.3m (=0.02m/s)0.02 3.14 1.5Q h v v d π===≈⨯⨯取。

(6)沉淀区面积2110035.7m 2.8Q f q '=== （7)沉淀池直径6.8m 7m D =≈(8)沉淀区的深度：h 2=vt =2.8×1.3=3.64≈3.7m （设沉淀时间为1。

3h) D /h 2=7/3。

7=1.89〈3符合要求 (9)污泥斗的高度和体积取下部截圆锥底直径为0。

4m,贮泥斗倾角为55°,则 h 5＝（7/2—0.4/2）tg55°=4。

7mV 1=(R 2+Rr +r 2)πh 5/3=（3。

52+3.5×0。

2+0.22）π×4.7/3=64m2 (10)沉淀池的总高度HH =h 1+h 2+h 3+h 4+h 5=0。

水污染控制工程作业标准答案 11、试说明沉淀有哪些类型？各有何特点？讨论各类型的联系和区别。

答：自由沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀, 颗粒沉淀轨迹呈直线。

沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。

发生在沉砂池中。

絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。

沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。

化学絮凝沉淀属于这种类型。

区域沉淀或成层沉淀：悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。

二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。

压缩沉淀：悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。

二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。

联系和区别：自由沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀或成层沉淀，压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增大，颗粒间的相互影响也依次加强。

2、设置沉砂池的目的和作用是什么？曝气沉砂池的工作原理和平流式沉砂池有何区别？答：设置沉砂池的目的和作用：以重力或离心力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走，从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。

平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池，它构造简单，工作稳定，将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走，从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒。

曝气沉砂池的工作原理：由曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦，并受到气泡上升时的冲刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除。

曝气沉砂池沉砂中含有机物的量低于5%；由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡以及加速污水中油类的分离等作用。

《水污染控制工程》习题案例1．试分析水资源与水的自然循环的关系。

2．试分析水体污染与水的社会循环的关系，以及产生水体污染的根本原因。

3．试述水污染控制工程在水污染综合防治中的作用和地位。

4．试述水污染控制工程在水污染综合防治中的作用和地位。

5．水体自净能力、水环境容量与水污染控制工程有怎样的关系?试举例说明之6．试归纳污染物的类别、危害及相应的污染指标。

7．含氮有机物的好氧分解过程分氰化和硝化两个阶段，这两个阶段能否同时进行，为什么?生活污水水质指标中BOD5是和哪个阶段的需氧量相对应?8．试简述BOD、COD、TOD、TOC的内涵，根据其各自的内涵判断这四者之间在数量上会有怎样的关系，并陈述其原因。

9．废水处理系统的作用是什么?它与处理单元及核心单元、核心设备间有怎样的关系？10．什么是废水处理的级别?对于城市污水而言，通常有怎样的级别划分?11．为什么要对废水进行预处理?通常有哪几种具体的预处理方法?12．某企业生产废水排放量为60m3/h，其浓度变化为每8h一周期，每周期内的小时浓度为30、80、90、140、60、50、70、100mg／L。

试求将其浓度均和到70mg／L所需要的均和池容积及均和时间。

13．某酸性废水的pH值逐时变化为4.5、5、6.5、5、7，其水量的逐时变化依次为5、6、4、7、9m3／h，废水排放标准为pH＝6~9，问完全均和后是否满足排放标准的要求?14．试说明沉淀有哪几种类型？各有何特点，并讨论各种类型的内在联系与区别，各适用在哪些场合？15．设置沉砂池的目的和作用是什么？曝气沉砂池的工作原理与平流式沉砂池有何区别？16．水的沉淀法处理的基本原理是什么？试分析球形颗粒的静水自由沉降（或浮上）的基本规律，影响沉淀或浮上的因素有哪些？17．水中油珠的密度ρs＝800kg／m3，直径众＝50µm，求它在20℃水中的上浮速度?18．某废水的静置沉降试验数据如下表，试验有效水深H＝1.8m，污水悬浮物浓19．悬浮物浓度为430mg／L的有机废水进行絮凝沉降试验,实验数据如下表，试求沉降时间为60min、深度为1.8m时的悬浮物总去除率。

1、某曝气池污泥沉降比SV=30%，混合液悬浮固体浓度为X=3000mg/L，求SVI1002、某曝气池中活性污泥浓度为3000mg/L，二沉池的排泥浓度为8000mg/L。

求回流比、SVI？解：X=3000mg/L Xr=8000mg/L 由回流比定义及物料平衡可得：（1+R）Q*X=RQXr. →R=0.6SVI=1/Xr=1000/8=125ml/g3、某工业废水中含[F-]400mg/L,采用石灰沉淀法去除，要求出水中[F-]浓度小于10mg/L,试计算石灰的投加量。

（Ksp[CaF2]= 3.95×10-11，原子量：F：19，Ca：40）解：出水中：【F】=10mg/L=0.53mmol/L=5.3*10-4 mol/L由沉淀理论可知出水中：【Ca2+】=Ksp[CaF2]/[F-]2=1.4*10-4mol/L=0.14mmol/L去除[F-]所需石灰的量由化学反应式可得：38X=390*74 得：X=759mg/L所以，总石灰投加量由为：759+0.14*74=770mg/L4、污泥含水率从99％降至95％，求污泥体积的变化解：设原污泥体积为V,浓缩后污泥体积为Vx则有（1-99%）V=（1-95%）Vx 解得：Vx=1/5V即污泥体积减为原污泥体积的1/55、已知某居民区污水量Q=4000m3/d，经预处理后污水BOD5浓度200mg/L。

拟采用活性污泥法处理，曝气池污泥浓度MLSS=2500mg/L，要求出水BOD5浓度Se≤20mg/L，试计算曝气池容积（Ls=0.4kgBOD5/KgMLSS·d）。

解：采用污泥负荷法计算，曝气池有效体积：V=Q(So-Se)/(Ls*X)=720m36、某污水处理厂处理规模为30000m3/d，经预处理沉淀后，BOD5为200mg/L，经生物处理后的出水BOD5小于20mg/L，求剩余污泥量排放量（Yobs＝0.35kgMLVSS/kgBOD5,剩余污泥浓度：MLSS=10000mg/L,f=0.75）解：剩余污泥产量：Wvss=Q*(So-Se)*Yobs=5400kg/dWss=Wvss/f=5400/0.75=7200kg/d剩余污泥排放量：V=Wss/MLSS=720m3/d7、某市污水处理厂污水处理量统计结果为：全年污水量365万m3，最大月污水量34万m3，最高日污水量1.5万m3，最高日最大时污水量1.8万m3 ，求该厂的时变化系数、日变化系数及总变化系数Q`==365/365=10000m3Qd=15000Q max=18000Kn=18000/15000Kd=15000/10000K=Kn*Kd。

1.已知曝气池中 VSS 浓度为3500mg/L ，回流污泥SS 为10000mg/L ，求回流污泥比及 容积指数。

（污水为生活污水）（1）求曝气池中SS 浓度（2）求污泥回流比r ⑶求容积指数SVI 已知污水为生活污水0.3kg/kg.d ，已知 Y=0.6,kd=0.07 , MLVSS/MLSS=O.8去除率1YN rs K d 0.6 0.3 0.9 0.8 0.07 0.0596 c 16.8c4.污泥厌氧消化试验中，若消化池的有效容积为 8L ，每天投加污泥一次，投加量为 0.8L ,污泥含水率为95%，惰性物质占55%，挥发物的 COD 为0.6kg/kg ，试计算体积投配 率（％ ）、COD 容积负荷（kgCOD/m3・d ）、COD 污泥负荷（kg/kg.d ）及消化天数。

（设干 污泥比重为1.2t/m3）1 1.0080.05 0.951.2X r MLVSS 3500 0.75 MLSSMLSS0.754667 X(Q rQ) X r rQ rX X r X4667 0.8810000 4667需SVI +宀1002•若曝气池中的污泥浓度为 2200mg/L ，混合液在100mL 量筒内径30min 沉淀的污泥量为18mL ,计算污泥指数、所需回流比和回流污泥浓度。

（1）回流污泥的浓度 （2）污泥指数（3）回流比 X r 22008 0.1 12.2mg/ml12200mg/ L 18 SVI3 822200 0.1 10 3R X 2200X r X 12200 22000.223•某曝气池的污泥负荷为为90%，求污泥的平均停留时间。

投配率p 聲10%消化天数t0^ 10污泥比重COD污泥负荷：N0.8 1008 COD容积负荷：N0.05 (1 55%) 0.6 8 10080.8 1008 0.05 (1 55%) 0.6 0.001351.36。

1.一个改扩工程拟向河流排放污水，污水量Q h=0.15 m3/s，苯酚浓度为c h=30 mg/L，河流流量Q p=5.5 m3/s，流速v x=0.3 m/s，苯酚背景浓度c p=0.5 mg/L，苯酚的降解系数k=0.2 d-1，纵向弥散系数D x=10 m2/s。

求排放点下游10 km处的苯酚浓度。

解：完全混合后的初始浓度为考虑纵向弥散条件下，下游10km处的浓度为：向弥散时，下游10km处的浓度为由此看来，在稳态条件下，忽略弥散系数与考虑纵向弥散系数时，结果差异很小，因此常可以忽略弥散系数.2.某工厂的排污断面上，假设废水与河水瞬间完全混合，此时BOD5的浓度为65mg/L，DO为7 mg/L，受纳废水的河流平均流速为1.8 km/d，河水的耗氧系数K1＝0.18 d-1, 复氧系数K2=2 d-1，河流饱和溶解氧浓度为7 mg/L求：排污断面下游1.5 km处的BOD5和DO的浓度；解：BOD5浓度:3.已知某城市污水处理厂平均流量Q=0.5 m3/s,总变化系数Kz=1.38。

试进行曝气沉沙池的工艺设计计算。

（取停留时间3 min，水平流速0.1 m/s，有效水深2.5 m，曝气量0.1 m3/m3污水）4.吸附再生法中的吸附池与A-B法中的A段都可以称为“吸附池”，试分析比较其异同之处。

答：（1）相同点：①都是利用了微生物对有机物、胶体、某些重金属等的吸附功能。

②一般接触时间较短，吸附再生法中吸附池为30~60min，AB法中A段为30min。

（2）不同点：①微生物来源不同：吸附再生法中吸附池的微生物来自整个活性污泥系统内部，并且整个流程中只有一种污泥；而AB法中A段的微生物主要来自于排水系统，排水系统起到了“微生物选择器”和中间反应器的作用，培育、驯化、诱导出了与原污水相适应的微生物种群，因此，A段是一个开放性反应器；同时，A段和B段是独立的，各自有一套污泥回流系统，微生物种群也存在差别。

第九章1、计划在河边建一座工厂，该厂将以2.83m 3/s 的流量排放污水，污水中总溶解固体（总可滤残渣和总不可滤残渣）浓度为1300mg/L ，该河流平均流速v 为0.457m/s ，平均河宽W 为13.73m ，平均水深h 为0.61m ，总溶解固体浓度c h 为310mg/L ，问该工厂的污水排入河流完全混合后，总溶解固体的浓度是否超标（设标准为500mg/L ）?解：将河流简化为矩形，则河流横截面积为：S=Wh=13.73×0.61=8.38m 2 Q h =vS=8.38×0.457=3.83m 3/sc h =310mg/L c w =1300mg/L Q w =2.83m 3/s 所以：2、 向一条河流稳定排放污水，污水排放量Q p =0.2 m 3/s ，BOD 5浓度为30 mg/L ，河流流量Q h =5.8 m 3/s ，河水平均流速v =0.3 m/s ，BOD 5本底浓度为0.5 mg/L ，BOD 5降解的速率常数k 1=0.2 d -1，纵向弥散系数D =10 m 2/s ，假定下游无支流汇入，也无其他排污口，试求排放点下游5 km 处的BOD 5浓度。

解：（1）污水排入河流后排放口所在河流断面初始浓度可用完全混合模 型计算；（2）计算考虑纵向弥散条件下的下游5km 处的浓度；（3）计算忽略纵向弥散条件下的下游5km 处的浓度；由本例，在稳态情况下，忽略弥散的结果与考虑弥散的结果十分接近。

3、一个改扩工程拟向河流排放污水，污水量Q h =0.15m 3/s ，苯酚浓度为c h =30mg/L ，河流流量Q p =5.5m 3/s ，流速v x =0.3m/s ，苯酚背景浓度c p =0.5mg/L ，苯酚的降解系数k=0.2d -1，纵向弥散系数D x =10m 2/s 。

求排放点下游10km 处的苯酚浓度。

解：完全混合后的初始浓度为L mg c /28.115.05.55.05.53015.00=+⨯+⨯=500mg/L 730.68mg/L 3.832.83 3.833102.831300hw h h w w >=+⨯+⨯=++=Q Q Q c Q c c考虑纵向弥散条件下，下游10km 处的浓度为：()L mg /19.1100003.010*******.04111023.02=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯+-⨯忽略纵向弥散时，下游10km 处的浓度为L mg c /19.1864003.0100002.0exp 28.1=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯-⨯=由此看来，在稳态条件下，忽略弥散系数与考虑纵向弥散系数时，结果差异很小，因此常可以忽略弥散系数.4、某工厂的排污断面上，假设废水与河水瞬间完全混合，此时BOD 5的浓度为65 mg/L ，DO 为7 mg/L ，受纳废水的河流平均流速为1.8 km/d ，河水的耗氧系数K 1＝0.18 d -1, 复氧系数K 2=2 d -1，河流饱和溶解氧浓度为7 mg/L 求：排污断面下游1.5 km 处的BOD 5和DO 的浓度；第十章1、格栅的设计计算2、平流式沉砂池的设计计算（7）贮砂斗尺寸计算（9）沉砂室高度计算设池底坡度i=0.06，坡向砂斗，则：ml h h mb b L l 66.106.0232.622.0284.129222'33'22=∙+==-⨯-=--=（10）池总高度：设沉砂池超高h3=0.3m ，则：m h h h H 79.266.183.03.0321=++=++=（11）最小流速核算： 最小流速是只用一格工作，则：满足要求272.0)(31贮砂斗实际容积)8(284.15.05556.02552则贮砂斗上口宽56.0，斗高55斗壁倾角为,5.0设贮砂斗底宽0132121'311'32'31V V m S S S S h V m tg b tg h b m h m b >∴=++==+⨯=+===符合要求/15.0/3.0498.0115.01498.083.06.0min 1min min 122min s m s m A n Q v n m h b A >=⨯====⨯=∙=3、 曝气池沉砂池的设计计算已知某城市污水处理厂平均流量Q=0.5m 3/s,总变化系数K z =1.38。

⽔污染控制⼯程例题第⼀章⽔质指标和废⽔出路例题1 某⽔样的BOD 5测定数据如下表所列（培养温度为20℃），试根据Thomas 变换法求该⽔样20℃时的K 值和BODu 。

时间（t ，d ） 0 1 2 3 4 5 6 7 BOD 5（Y ，mg/L ）0 72 120 155 182 202 220 237解：根据BOD 5的测定数据，计算出（t/Y ）1/3值如下表所列：时间（t ，d ） 1 2 3 4 5 6 7 BOD 5（Y ，mg/L ） 0.24 0.2550.268280 0.2910.301 0.309根据上述计算可作出（t/Y ）1/3—t 的直线（图略）。

由此可知：a =0.230b =0.011由此可计算得：2.61/ 2.610.011/0.230K b a ==×10.125d ?=()()1/ 2.31/ 2.30.2300.125u BOD a K =××=××286=（mg/l ）例题2 如某⼯业区⽣产废⽔和⽣活污⽔的混合污⽔的2天30℃⽣化需氧量为220mg/l ，试求该污⽔的BOD 5（20℃）（K 1=0.1d -1）。

解：（1）计算30℃时的K 1（30）()()()20130120T K K θ?=×()()302010.1 1.0470.158d=×=（2）计算BODu()()()130230110K U BOD BOD ?=?()0.1582220110U BOD ?×=?425.58U BOD =（mg/l ）（3）计算BOD 5（20）()()()120520110K U BOD BOD ?=?()0.15425.58110?×=×?291=（mg/l ）第⼆章⽔体的⾃净和⽔质模式例题3 河流资料：最旱年最旱⽉的平均时流量（95%保证率）为Q=5.0m 3/s (流速v=0.25m/s)；河⽔溶解氧含量（夏季）DO=7.0mg/L ；河⽔中原来不含酚。

问答部分1、（最有可能是论述题）如果某污水厂经常会发生严重的活性污泥膨胀问题，大致可以从哪些方面着手进行研究、分析，可以采取哪些措施加以控制？答：产生污泥膨胀的主要原因有：废水中碳水化合物较多、溶解氧不足、缺乏N、P 营养元素、水温高或pH 较低时都会使丝状菌或真菌增殖过快，引起污泥膨胀。

发生污泥膨胀后可采取以下的控制措施：（1）加强曝气，维持混合液DO 不少于1～2mg/L；（2）投加N、P 营养元素，使BOD5:N:P 约为100：5：1；（3）在回流污泥中投加漂白粉或液氯，杀灭丝状菌或真菌，投加量按干污泥0.3～0.6％；（4）调整pH 至6～8；（5）投加惰性物质，如硅藻土等；（6）废水处理规模较小时，可考虑采用气浮池代替二沉池。

（如题目问的是污泥上浮，加上以下部分）产生厌氧上浮的原因有：反硝化生成氮气上浮，部分地区厌氧发酵上浮。

可以采取一下解决途径：（1）上层导出浮泥；（2）进行适当曝气；（3）加大污泥回流；（4）抽走下层污泥2、（论述）用厌氧反应器处理葡萄糖废水，效果不明显，试分析其原因及解决途径？答：原因：（1）生物量（生物活性）检测污水中产甲烷菌的量；（2）PH（碱度）用PH试纸检测出水口PH是否在6~8，如不在，最可能发生酸化，原因如下：○1流量升高○2温度降低○3N、P不适宜○4SS浓度过高○5有毒物质积累（3）VFA（挥发性脂肪酸）积聚解决途径：○1加生物量进行调试○2增加一个厌氧池○3调节回适宜温度○4增加一个沉淀池或用气浮法沉淀污泥○5对混合液进行稀释3、与好氧生物处理比较，厌氧生物处理有何优缺点？答：工艺优点（1）应用范围广。

好氧工艺只适用于中、低浓度和易生物降解的有机废水处理；而厌氧工艺既适用于高浓度有机废水处理，也适用于中、低浓度和难生物降解的有机废水处理。

（2）能耗低。

当原水BOD5 达到1500mg/L 时，沼气能量可以抵消消耗能量，原水有机物浓度越高，剩余能量越多。

第一章 水质指标和废水出路例题1 某水样的BOD 5测定数据如下表所列（培养温度为20℃），试根据Thomas 变换法求该水样20℃时的K 值和BODu 。

时间（t ，d ） 0 1 2 3 4 5 6 7 BOD 5（Y ，mg/L ）0 72 120 155 182 202 220 237 解：根据BOD 5的测定数据，计算出（t/Y ）1/3值如下表所列： 时间（t ，d ） 1 2 3 4 5 6 7 BOD 5（Y ，mg/L ） 0.24 0.2550.268280 0.2910.301 0.309 根据上述计算可作出（t/Y ）1/3—t 的直线（图略）。

由此可知：a =0.230b =0.011由此可计算得：2.61/ 2.610.011/0.230K b a ==×10.125d −=()()1/ 2.31/ 2.30.2300.125u BOD a K =××=××286=（mg/l ）例题2 如某工业区生产废水和生活污水的混合污水的2天30℃生化需氧量为220mg/l ，试求该污水的BOD 5（20℃）（K 1=0.1d -1）。

解：（1）计算30℃时的K 1（30）()()()20130120T K K θ−=×()()302010.1 1.0470.158d −−=×=（2）计算BODu ()()()130230110K U BOD BOD −=−()0.1582220110U BOD −×=−425.58U BOD =（mg/l ）（3）计算BOD 5（20）()()()120520110K U BOD BOD −=−()0.15425.58110−×=×−291=（mg/l ）第二章 水体的自净和水质模式例题3 河流资料：最旱年最旱月的平均时流量（95%保证率）为Q=5.0m 3/s (流速v=0.25m/s)； 河水溶解氧含量（夏季）DO=7.0mg/L ；河水中原来不含酚。

水污染控制工程重点计算题示例《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m 2？（2）沉速为0.1mm/s 的颗粒，可去除百分之几？解：已知Q=1800m 3/h=0.5m 3/s ，u 0=0.5mm/s ，u i =0.1mm/s（1）所需沉淀池平面积为2301000105.05.0m u Q A =?==- （2）沉速为0.1mm/s 的颗粒的去除率为2. 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36m 3/m 2.d ，求深度和直径。

解：332233150024h/d2h /L 0.001m 400L/per.d 45000per 450.d/m 40m /L 0.001m 400L/per.d 45000per m V m A s ===??= %2020.05.01.00====u u E iDiameter=m 249.234/450≈=π Depth=m 5.33.324)4/(15002≈=π3. 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 m 3/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0.4m 3/min.m 池长，确定沉砂池的尺寸和空气用量。

解：（1）池尺寸：mA V L mW mD m s s m V Q V 2.315.434205.435.13420min /60/2min 5.3min5.3max /33=?===?===??== （2）空气量：m in /4.122.31.m in 4.033m m mm Qair =?=4. 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0.3m 3/s ，最大流量为1.0m 3/s 。

第一章 水质指标和废水出路例题1 某水样的BOD 5测定数据如下表所列（培养温度为20℃），试根据Thomas 变换法求该水样20℃时的K 值和BODu 。

时间（t ，d ） 0 1 2 3 4 5 6 7 BOD 5（Y ，mg/L ）0 72 120 155 182 202 220 237 解：根据BOD 5的测定数据，计算出（t/Y ）1/3值如下表所列： 时间（t ，d ） 1 2 3 4 5 6 7 BOD 5（Y ，mg/L ） 0.24 0.2550.268280 0.2910.301 0.309 根据上述计算可作出（t/Y ）1/3—t 的直线（图略）。

由此可知：a =0.230b =0.011由此可计算得：2.61/ 2.610.011/0.230K b a ==×10.125d −=()()1/ 2.31/ 2.30.2300.125u BOD a K =××=××286=（mg/l ）例题2 如某工业区生产废水和生活污水的混合污水的2天30℃生化需氧量为220mg/l ，试求该污水的BOD 5（20℃）（K 1=0.1d -1）。

解：（1）计算30℃时的K 1（30）()()()20130120T K K θ−=×()()302010.1 1.0470.158d −−=×=（2）计算BODu ()()()130230110K U BOD BOD −=−()0.1582220110U BOD −×=−425.58U BOD =（mg/l ）（3）计算BOD 5（20）()()()120520110K U BOD BOD −=−()0.15425.58110−×=×−291=（mg/l ）第二章 水体的自净和水质模式例题3 河流资料：最旱年最旱月的平均时流量（95%保证率）为Q=5.0m 3/s (流速v=0.25m/s)； 河水溶解氧含量（夏季）DO=7.0mg/L ；河水中原来不含酚。

《水污染控制工程》计算题1.某原水总硬度1.6mmol/L，碱度HCO3－=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0.1mmol/L）解：Ht=Ca2++Mg2+=1.6mmol/LMg2+=1.0mmol/L故Ca2+=0.6mmol/L碳酸盐硬度Hc=HCO3－/2=2.58/2=1.29mmol/L其中Ca（HCO3）20.6mmol/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]=[CO2]+[Ca（HCO3）2]+2[Mg（HCO3）2]+Hn+α25.8/44+0.6+2×0.69+0.31+0.1=2.98mmol/L[Na2CO3]=Hn+β=0.31+0.1=0.41mmol/L2.硬水水量1000m3/d，水质如下：Ca2++Mg2+2.15mmol/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H－Na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0.5mmol/L）。

解：（1）QH（SO42－＋Cl－）＝QNa×[HCO3－]-QAr<当量浓度>QH（0.6+0.35）＝QNa×3.7-1000×0.50.95QH＝QNa×3.7－500QH＝3.89QNa-526.32又Q＝QH＋QNa QH＝1000－QNa QNa＝312m3/dQH＝Q－QNa＝1000－312=688m3/d（2）进CO2脱除器的量＝原水中的CO2量＋HCO3－减少量＝22＋（3.7－0.5）×44=22＋140.8=162.8（mg/L）3.一平流沉淀池，澄清区面积为20×4m2，流量为Q＝120m3/h。

水污染控制工程计算题11.1计算问题已知某小型污水处理站设计流量q=400m3/h，悬浮固体浓度ss=250mg/l。

设沉淀效率为55％。

根据实验性能曲线查得u0=2.8m/h，污泥的含水率为98％，试为处理站设计竖流式初沉池。

设计参数：中心管内污水流速V0=30mm/S=0.03m/S表面水力负荷q=U0=2.8m3/（m2h）(1)估算竖流沉淀池直径，确定池数。

f2？4f2q4004？143?? 143m2d？？？13.5m>10mq2。

8.设计沉淀池数为四只，池型为圆形，估算单池的直径约为7m，符合要求。

单池流量q′=q/4=100m3/h(2)中心管的截面积和直径f1？d0？Q100/3600?? 0.93m2（V0取0.03m/s）v00 034f1？？4.0.93?? 1.08米？110万(3)喇叭口直径d1=1.35d=1.35×1.1=1.5m(4)反射板直径=1.3d1=2.0m（5）中心管喇叭口到反射板的间隙高度为H3 H3？q100/3600？？0.29? 0.3m（取V1=0.02m/s）V1？d10。

02? 3.14? 1.5q？100?? 35.7m2q2。

84（F1？F2）4（35.7？0.93）（6）沉积区f1?(7)沉淀池直径D680万？7米(8)沉淀区的深度：h2=vt=2.8×1.3=3.64≈3.7m(设沉淀时间为1.3h)d/h2=7/3.7=1.89<3符合要求(9)污泥斗的高度和体积如果下截锥的底径为0.4m，污泥斗的倾角为55°，则H5=（7/2-0.4/2）tg55°=4.7mv1=(r2+rr+r2)πh5/3=(3.52+3.5×0.2+0.22)π×4.7/3=64m2(10)沉淀池的总高度hH=H1+H2+H3+H4+H5=0.3+3.7+0.3+0.3+4.7=9.3m（11）污泥面积排泥周期按2d设计，则污泥区容积大众？24q？？c0？？24? 100? 0.25? 0.55? T2.33平方米1000?(100?p0)1000?1?(1?0.98)在工程设计中还包括进水槽、出水槽、出水堰、排泥管等设计内容。

1 计算题1.1 已知某小型污水处理站设计流量Q=400m 3/h ，悬浮固体浓度SS=250mg/L 。

设沉淀效率为55％。

根据实验性能曲线查得u 0=2.8m/h ，污泥的含水率为98％，试为处理站设计竖流式初沉池。

设计参数：污水在中心管内的流速v 0=30mm/s=0.03m/s 表面水力负荷q =u 0=2.8m 3/(m 2·h)(1)估算竖流沉淀池直径，确定池数。

设计沉淀池数为四只，池型为圆形，估算单池的直径约为7m ，符合要求。

单池流量Q′=Q/4=100m 3/h(2)(3)(4)(5).3h =(6)(7)(8)D /h 2(9)h 5＝V 1=((10)H =h 1(11)1.2 ，总磷为1.根据提供的条件，采用传统推流式活性污泥法，曝气池采用推流廊道式，运行时考虑阶段曝气法和生物吸附再生法运行的可能性，其流程如下：2.曝气池的计算与设计(1)污泥负荷的确定根据实验或经验以及所要求的处理效果，本曝气池采用的污泥负荷率(N s )为：0.27kgBOD 5/kgMLSS·d 。

（一般为0.2~0.4kgBOD 5/kgMLSS·d ）(2)污泥浓度的确定根据N s 值，SVI 值在80~150之间，设计取SVI ＝130，污泥回流比为35％，经计算曝气池污泥的污泥浓度X 为：(3)曝气池容积的确定根据计算，曝气池有效容积V 为：(4)曝气池停留时间的校核：10000 2424830000V T Q =⨯=⨯曝气池停留＝小时间时 原废水(5)曝气池主要尺寸的确定：1)曝气池的面积：设计2座曝气池（n=2)，每座曝气池的有效水深(H1)取4.0m，则每座曝气池的面积（A1）为：2)曝气池的宽度：设计曝气池的宽度B为6m，校合宽深比B/H＝6/4=1.5，在1~2之间，符合要求。

3)曝气池的长度：L＝A1/B=1250/6=208m，设计取210m校核长宽比L/B=210/6=35>10，符合要求。

1 计算题1.1 已知某小型污水处理站设计流量Q=400m 3/h ，悬浮固体浓度SS=250mg/L 。

设沉淀效率为55％。

根据实验性能曲线查得u 0=2.8m/h ，污泥的含水率为98％，试为处理站设计竖流式初沉池。

设计参数：污水在中心管内的流速v 0=30mm/s=0.03m/s 表面水力负荷q =u 0=2.8m 3/(m 2·h)(1)估算竖流沉淀池直径，确定池数。

设计沉淀池数为四只，池型为圆形，估算单池的直径约为7m ，符合要求。

单池流量Q′=Q/4=100m 3/h(2)(3)(4)(5).3h =(6)(7)(8)D /h 2(9)h 5＝V 1=((10)H =h 1(11)1.2 ，总磷为1.根据提供的条件，采用传统推流式活性污泥法，曝气池采用推流廊道式，运行时考虑阶段曝气法和生物吸附再生法运行的可能性，其流程如下：2.曝气池的计算与设计(1)污泥负荷的确定根据实验或经验以及所要求的处理效果，本曝气池采用的污泥负荷率(N s )为：0.27kgBOD 5/kgMLSS·d 。

（一般为0.2~0.4kgBOD 5/kgMLSS·d ）(2)污泥浓度的确定根据N s 值，SVI 值在80~150之间，设计取SVI ＝130，污泥回流比为35％，经计算曝气池污泥的污泥浓度X 为：(3)曝气池容积的确定根据计算，曝气池有效容积V 为：(4)曝气池停留时间的校核：10000 2424830000V T Q =⨯=⨯曝气池停留＝小时间时 原废水(5)曝气池主要尺寸的确定：1)曝气池的面积：设计2座曝气池（n=2)，每座曝气池的有效水深(H1)取4.0m，则每座曝气池的面积（A1）为：2)曝气池的宽度：设计曝气池的宽度B为6m，校合宽深比B/H＝6/4=1.5，在1~2之间，符合要求。

3)曝气池的长度：L＝A1/B=1250/6=208m，设计取210m校核长宽比L/B=210/6=35>10，符合要求。

3、例题6-2（P171）[例6—2] 已知XZT—90型旋风除尘器在选取入口速度v1=13m/s时，处理气体量Q=1.37m3/s。

试确定净化工业锅炉烟气（温度为423K，烟尘真密度为2.1g/c m3）时的分割直径和压力损失。

已知该除尘器筒体直径0.9m，排气管直径为0.45m，排气管下缘至锥顶的高度为2.58m，423K时烟气的粘度(近似取空气的值) μ=2.4×10-5Pa·s。

解：假设接近圆筒壁处的气流切向速度近似等于气流的入口速度，即V1=13 m／s,取内外涡旋交界圆柱的直径d=0.7de,根据公式（n=1-[1-0.67(D)0.14](T/283)0.3）得n=1–〔1-0.67（D0.14）〕〔T／283〕0.3=1–〔1-0.67（D0.14）〕〔423／283〕0.3=0.62由公式（6-9：VTR n=常数）得气流在交界面上的切向速度VT0=13×[0.9／（0.7×0.45) ]0.62=24.92 m／sVr由公式（6-12：Vr=Q／2πr0h）计算：Vr=Q／2πr0h=1.37／（2π×0.7×0.225×2.58）=0.54 m／s根据式（6-16）dc = ︱18 Vr r／ pvt02︱1／2=[（18×2.4×10-5×0.54×0.7×0.225）／（2100×24.922）]1/2=5.31×10-6 m =5.31 m此时旋风除尘器的分割直径为5.31 m根据（6-13：△p=0.5 v12）计算旋风除尘器操作条件下的压力损失：423k时烟气密度可近似取为=1.293×273/423=0.834 kg/m3=16A/dc2=16×1.37/(13×0.452)=8.33△p =0.5 VT12=0.5×8.33×0.834×132=587 Pa2.1已知重油元素分析结果如下：C：85.5% H：11.3% O：2.0% N：0.2% S：1.0%，试计算：1）燃油1kg所需理论空气量和产生的理论烟气量；2）干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度；3）当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。