水污染控制工程计算题=
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水污染控制工程习题及答案水污染控制工程习题答案及评分标准一、名词解释(各3分,共9分)1、污水回用:也称再生利用,是指污水经处理达到回用水水质要求后,回用于工业、农业、城市杂用、景观娱乐、补充地下水地表水等。
2、好氧生物处理:污水中有分子氧存在的条件下,利用好氧微生物(包括兼性微生物)降解有机物,使其稳定、无害化的处理方法。
包括活性污泥法和生物膜法两大类。
3、高级氧化技术:以羟基自由基为主要氧化剂的氧化工艺,该工艺一般采用两种或多种氧化剂联用发生协同效应,或者与催化剂联用,提高羟基自由基的生成量和生成速率,加速反应过程,提高处理效率和出水水质。
评分:以上名词解释的评分采用(1)概念正确、(2)表达规范、(3)内涵要点齐备各占三分之一的原则,来评判。
其中尤以要点作为评价学生学习效果的主要指标。
二、填空(每空1分,共15分);1、序批式活性污泥反应池即SBR池常规工艺过程包括5个基本过程,他们分别是进水、(反应)、(沉淀)、(排水排泥)、闲置。
2、对于一般的城镇污水,初沉池的去除对象是(悬浮固体),可以去除SS约(40-55)%,同时可以去除(20-30)%的BOD5。
3、废水中的油通常有4种存在形态,分别是可浮油、(细分散油)、(乳化油)和(溶解油)。
其中粒径小于10μm的称为(乳化油)。
4、生化反应中,产率系数y反映了(底物减少速率)和(细胞增长速率)之间的关系,它是污水生物处理中研究生化反应过程的一个重要规律。
5、活性污泥法处理污水的基本流程包括(曝气池)、(沉淀池)、(污泥回流)和剩余污泥排放等几个基本组成部分,曝气设备不仅传递氧气进入混合液,同时还起到(搅拌)作用而使混合液悬浮。
三、判断对错(每题2分,共10分)1、(√)2、(×)3、(×)4、(×)5、(√)四、多项选择(每题2分,共10分)1、ABC;2、ACD;3、BCD;4、ABCD;5、A五、简要回答下列问题(每题8分,共24分)1、含油废水为什么不能直接排放到自然水体或者浇灌田地?针对含油废水你认为采用何种工艺处理比较合适?(8分)答:含油废水的危害:对生态系统;对植物;对土壤;对水体(4分)。
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(Y obs=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)*Y obs=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。
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。
有一工业废水,废水排放量为 废水中悬浮物浓度较高,拟设计一座平流式沉淀池对其进行处理。
沉淀池的设计参数为:停留时间深为请计算沉淀池的表面负荷和长度。
分)解: (1)由 H=2.0m,t=60min=1h=3600s有:沉速 U 0=H/t=2.0(m/h)或者=5.55X10-4 (m/s) 则:表面负荷 q 0=u 0=2.0(m 3/m 2 ?h)或者=5.55X104 (m 3/m 2s)(2 分)(2)沉淀池容积 V=Q?t=180X1.5=270m 3由: V=BLH有: L=V/(BH)=270/(34.5)=20m即:沉淀池的长度为 20m 。
(2 分)6.活性污泥曝气池的 MLSS=3g/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=200/1000X100%=20%(2) SVI=(SV%<10)/MLSS=(20X10)/3=66.7mL/g 干泥(3) Xr=106/SVI=106/66.7=15000(mg/L)(4)因 X(1+r)=XrM即 3(1+r)=15Xrr=0.25=25%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)/1]100%=99.2%7.某城市生活污水采用活性污泥法处理,废水量25000m3/d,曝气池容积V=8000m3,进水BOD5 为300mg/L,BOD5 去除率为90%,曝气池混合液固体浓度3000mg/L,其中挥发性悬浮固体占75%。
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 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=0.3+3.7+0.3+0.3+4.7=9.3m (11)污泥区的容积排泥周期按2d 设计,则污泥区容积20024241000.250.55233m 1000(100)10001(10.98)w Q c V T p ηγ'⋅⋅⋅⋅⋅=⋅=⋅=-⋅⋅-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。
1.一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。
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。