环保设备原理与设计习题
第一章思考题与习题
1. 已知设计人口数为230000，最大设计流量200L/s ，最小设计流量100L/s ，每2日除砂一次，每人每日沉砂量为0.02L ，超高取0.3m 。
试设计平流式沉砂池，并对所选用排砂装置的结构与功能进行简单描述。
2. 机械格栅除污机有哪些类型？试至少列举其中4种类型，对其结构和工作原理进行阐述。
3. 试计算直径d 为70m μ，密度ρp 为3000 kg/m 3
的固体颗粒，分别在20℃的空气和水中的自由沉降速度。
4. 沉淀池有哪几种类型？试述各自构造特点及适用条件。
5. 某生活污水悬浮物浓度300mg/L 要求去除率65%时的μ0=0.25mm/s 、污水流量为2000d m 3，试分别设计平流式、竖流式、辐流式沉淀池，并画出设计草图，标注尺寸。
6. 某城市污水处理厂最大设计流量Qmax=0.2m 3/s ，悬浮物浓度SS=200mg/L ，要求处理后悬浮物去除率为75%。
实验沉淀曲线如下图所示，试设计一平流式沉淀池。
7. 一城市小区的设计人口N=100000人，污水厂最大设计流量Q max = 0.2m 3/s ，无污水沉
淀实验数据，试设计竖流式初次沉淀池。
8. 某工厂污水处理工程用气浮池水工艺代替二次沉淀池，设计流量Q=2500d m 3，经气浮试验取得如下设计参数：溶气水采用净化后处理水进行部分回流，回流比为，气浮池内接
触时间为5min ，溶气罐内停留时间为3min ；溶气罐压力为；气固比为；温度为35 ℃，试设
计加压溶气浮系统设备并画出溶气罐及气浮池的设计草图，标明尺寸。
9. 气浮设备主要有哪几种类型，试比较其优缺点及使用范围。
加压溶气气浮设备中溶气释放器的作用如何？有哪些类型的溶气释放器？
10. 试阐述Edur 气浮、涡凹气浮以及超效浅层气浮的作用机理和技术关键是什么？
11. 试述加压溶气气浮设备的调试程序及运行管理的工作内容？
12. 试设计日处理40003m 的普通快滤池，并画出普通过滤池的设计草图，标明尺寸。
13. 试阐述重力无阀滤池和压力过滤器的工作过程，各有何优缺点？
14. 何为离心因数，其影响因素有哪些？离心分离设备可以分为几大类？为何转鼓的应力分析在离心机设计中必不可少？
1.某废水计划用曝气生物滤池进行生化处理。
设计水量为450m 3
/h ，BOD 5为200mg/L ，初沉池BOD 5去除率为30%。
根据试验：(1)曝气池污泥负荷为0.4kg/(kg ·d)；(2)MLSS 为4000mg/L ；(3)回流比为5；(4)沉淀时间为，沉淀区上升流速为0.3mm/s 。
计算曝气池的主要尺寸。
2.某城市计划新建一座以活性污泥法二级处理为主体的污水处理厂，日污水量为10 000m 3，进入曝气池的BOD 5为300mg/L 时变化系数为，要求处理后出水的BOD 5为20mg/L ，试设计活性污泥处理系统中的曝气池及曝气系统。
3.已知叶轮直径Φ3000mm ，叶轮外缘线速度5m/s ，池型为矩形，内壁无挡板。
试设计倒伞形叶轮曝气机。
4. 欲用生物转盘法处理某种工业废水，废水量Q=100 m 3/d ，浓度a L =200mg/L(BOD)，根据小实验测生物转盘水量负荷N w =～)/(23d m m ⋅，有机负荷N F =)/(2d m kgBOD ⋅，要求BOD 5去除效率达80%，试对该生物转盘进行设计。
1. 采用重力沉降室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。
沉降室底面积为12m2，宽和高均为2m。
操作条件下，气体的密度为m
/，黏度为×105 Pa·s，固体的密度为
kg3
3000m
/，沉降室的处理能力为3s
kg3
m/3。
试求：(1)理论上能完全捕集的最小颗粒直径；
(2)粒径为40μm时的除尘效率；(3)若能完全回收粒径为8μm的颗粒，在原来沉降室内需要设置几层水平隔板。
1.吸收设备的主要类型有哪些？各有哪些特点？如何选用？
2.填料的类型有哪些？填料的装填方式有哪几种？
3.填料塔的附件有哪些？各有何种类型？
4.填料塔的基本操作内容是什么？
5.吸附设备有哪些类型？各有什么特点？吸附剂如何选择？
6.冷凝设备有哪些？各有什么特点？冷凝设备的运行与维护包括哪些内容？
7.催化净化的机理是什么？固定床催化反应器的类型有哪些？催化净化的装置在应用中应注意哪些问题？
8.除尘脱硫一体化设备有哪几种？各有什么特点？
9.空气中含SO22%(摩尔分数)，用清水洗涤以除去其中的SO2。
吸收塔的操作压力为，温度为20℃；操作条件下的气体流量为1500m3/h，气体密度为 1.235kg/m3，清水流量为32000kg/h，分别计算采用25mm陶瓷拉西环(填料因子为450m-1)时填料塔的内径和每米填料层的压力降。
(注：液体密度校正系数Ф=1)。
10.某厂用活性炭吸附废气中的CCl4，气量为1000m3/h，浓度为4～5g/m3，活性炭直径为3mm，空隙率为，空塔气速为20m/min，并在20℃和1个大气压下操作，通过实验测得K=2143m/min，τ0=95min，试求穿透时间τB=48h的床层高度及压力降。
11.某化工厂硝酸车间的尾气量为12400m3/h，尾气中含NOx为%，N2为%，H2O为%。
选用氨催化还原法，催化剂为5mm直径的球粒，反应器入口温度为493K，空间速度为18000h-1，反应温度为533K，空气速度为1.52m/s。
求：催化剂床层的体积、高度以及床层阻力。
(废气近似以N2计，533K时黏度为×10-5 Pa?s)，密度为1.25kg/m3，床层孔隙率为。
1.一质点振动系统的固有频率f 0已知，但质量M 和刚度K 未知，现在质量块上附加一质量为m 的质量块，并测得新的振动系统的固有频率为f?0，求系统的质量M 和刚度
K 。
2.一质量为M 的质量块与两个刚度分别为K 1和K 2的弹簧构成振动系统，如右
题图2所示，求该系统的固有频率。
3.已知空气中的声速为340m/s ，可听声的频率范围为20～20kHz ，试求出
500Hz 、1000Hz 、5000Hz 的声波的波长。
4.声压分别为、、和×105的声音的声压级各为多少分贝？
5.四个声音各自在空间某以位置处的声压级为60dB 、80dB 、50dB 和75dB ，求该点的总声压级。
6.为考核某发电机房8h 的等效A 声级，在8h 内按等时间间隔测量A 声级，共测得96个数据。
经统计，A 声级在85dB 段(包括83～87)的共16次，在90dB 段(包括88～92)的共12次，在95dB 段(包括93～97)的共32次，其余在100dB 段(包括98～102)，试求该发电机房8h 的等效连续A 声级。
7.某车间内设备的噪声特性在500Hz 附近出现一峰值，现使用4mm 厚的三夹板作穿孔板共振吸声结构，空腔厚度允许由100mm ，试设计结构的其他参数(穿孔按三角形排列)。
8.某房间大小为6×7×3m 3，墙壁、天花板和地板在1000Hz 的吸声系数分别为、、，若在天花板上安装1000Hz 的吸声系数为的吸声贴面天花板，求该频段在吸声处理前后的混响时间及处理后的吸声降噪量。
9.某隔声间有一面积为20m 2的墙与噪声源相隔，该墙的透射系数为10-5，在该墙上有一
面积为2m 2的门，其透射系数为10-3，在该墙上还有一面积为3m 2的窗户，透射系数也×10-3，求该组合墙的隔声量。
10.为隔离强噪声源，某车间用一道隔墙将车间分成两部分，墙上装一3mm 后的普通玻璃窗，面积占整个墙体的1/4，设墙体的隔声量为45dB ，玻璃窗的隔声量为22dB ，求该组合墙的隔声量。
11.一长为1m 外形直径为380mm 的直管式阻性消声器，内壁吸声层采用厚为100mm 、容重为20kg/m3的超细玻璃面。
试确定频率大于250Hz 的消声量。
12.某声源排气噪声在125Hz 有一峰值，排气管直径为100mm ，长度2m ，试设计一单腔扩张室消声器，要求在125Hz 上有13dB 的消声量。
13.一台风机安装在一厚钢板上，如果在钢板的下面垫4个钢弹簧，已知弹簧的静态压缩量为x =1cm ，风机转速为900r/min ，弹簧的阻尼略去不计，试求隔振比和传递率。
14.有一台转速为1600r/min 的机器，在未作隔振处理前测得基础上的在机器固有频率处的力振级为80dB ，为使机器在该频率的力振级降低20dB ，问需要选取静态压缩量为多少的钢弹簧隔振器才能满足要求(阻尼比ζ=0)。
题图2。
