水处理作业题 7页

第2章水处理方法概论14-1在实验室里做氯消毒试验。已知细菌被灭活速率为一级反应，且k=0.85min-1。求细菌被灭活99.5%时，所需消毒时间为多少分钟？14-2设物料i分别通过CSTR型和PF型反应器进行反应，进水和出水中i浓度之比君为Co/Ce=10，且属一级反应，k=2h-1。求水流在CSTR型和PF型反应器内各需多少停留时间？（注：Co——进水中i初始浓度；Ce——出水中i的浓度）14-3题2中若采用4个CSTR型反应器串联，其余条件同上。求串联后水流总停留时间为多少？14-4液体中物料i的浓度为200mg/l，经过2个串联的CSTR型反应器后，i浓度降至20mg/l。液体流量为5000m3/h；反应级数为1；速率常数为0.8h-1。求每个反应器的体积和总反应时间。第3章凝聚和絮凝1、河水总碱度0.1mmol/L（按CaO计）。硫酸铝（含Al2O3为16%）投加量为25mg/L，问是否需要投加石灰以保证硫酸铝顺利水解？设水产每日生产水量50000m3,试问水厂每天约需要多少千克石灰（石灰纯度按50%计）。2、设聚合铝[Al2（OH）n·Cl6-n]m在制备过程中，控制m=5,n=4,试求该聚合铝的盐基度为多少？3、某水厂采用精制硫酸铝为混凝剂，其最大投量为35mg/L.水厂设计流量m3/d。混凝剂每日调制3次，溶液浓度按10%计，试求溶解池和溶液池体积各为多少？4、隔板絮凝池设计流量75000m3/d。絮凝池有效容积为1100m3。絮凝池总水头损失为0.26m。求絮凝池总的平均速度梯度G值和GT值各为多少？（水厂自用水量按5%计,水温按15℃计）5、某机械絮凝池分成三格。各格有效尺寸为2.6m（宽）×2.6m（长）×4.2m(深)。每格设一台垂直轴浆板搅拌器，构造按图15-21，设各部分尺寸为：r2=1050m;浆板长1400mm，宽120mm;r0=525mm。叶轮中心点旋转线速度为：第一格v1=0.5m/s第二格v2=0.32m/s第三格v3=0.2m/s求：3台搅拌机所需搅拌功率及相应的平均速度梯度G值（水温按20℃计）。6、设原水悬浮物体积浓度。假定悬浮颗粒粒径均匀，有效碰撞系数\n水温按15℃计。设计流量Q=360m3/h。搅拌功率（或功率消耗）P=195W。试求：（1）絮凝池按PF型反应器考虑，经15min絮凝后，水中颗粒数量浓度降为百分之几？（2）采用3座同体积机械絮凝池窜联（机械絮凝池按CSTR型反应池考虑），絮凝池总体积与（1）同。搅拌总功率仍为195W，设3座絮凝池搅拌功率分别为：P1=100W，P2=60W，P3=35W，试问颗粒数量浓度最后降低百分之几？第4章沉淀1.已知颗粒密度ρ=2.65,粒径d=0.45mm(按球形颗粒考虑),球该颗粒在20℃水中沉降速度是多少?2.平流沉淀池设计流量为720m3/h.要求沉速等于和大于0.4mm/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?(2).沉速为0.1mm/s的颗粒,可去除百分之几?3.原水泥沙沉降实验数据见下表.取样口在水面下180cm处.平流沉淀池设计流量为900m3/h,表面积为500m2,试按理想沉淀池条件,求该池可去除泥沙颗粒约百分之几?(C0表示泥沙初始浓度,C表示取样浓度).沉降试验数据取样时间(min)015203060120180C/C010.980.880.700.300.120.08\n第十七章过滤1．某天然海砂筛分结果见下表，根据设计要求：d10=0.54mm，K80=2.0。试问筛选滤料时，共需筛除百分之几天然砂粒。（分析砂样200g）筛孔(mm)留在筛上砂量通过该号筛的砂量质量(g)%质量(g)%2.360.80.4199.299.61.6518.49.2180.890.41.0040.620.3140.270.10.5985.042.555.227.60.2543.421.711.85.90.219.24.62.61.3筛底盘2.61.3　　合计200　　　解：由上表在得如下筛分曲线：自横坐标0.54mm和1.08mm两点，分别作垂线与筛分曲线相交。自两交点作平行线与左边纵坐标相交，并以此交点作为10%和80%，分别为24.6和73.0。则需筛除天然砂粒。2．根据第1题所选砂滤料，求滤速为10m/h的过滤起始水头损失约为多少cm？已知：砂粒球度系数；砂层孔隙率mo=0.4；砂层总厚度lo=70cm；水温按15℃计；解：由题17-1可知，筛分后滤料的10%和80%分别对应原天然滤料的24.6%和73.0%，则筛分后滤料的0%和100%分别对应原天然滤料的和\n由滤料筛分曲线可知分别对应粒径0.44mm（处于0.25mm和0.59mm之间）和1.53mm（处于1.00mm和1.65mm之间）。则滤料可分成三层进行计算。粒径范围分别为0.44mm-0.59mm，0.59mm-1.00mm，1.00mm-1.53mm。相应的计算粒径为，，。则与之对应的重量百分比分别为，，。当t=15℃时，水的运动黏度为：则3．根据第一题所选砂滤料作反冲洗实验。设冲洗强度q=15L/（s·m2）且滤层全部膨胀起来，求滤层总膨胀度约为多少？（滤料粒径按当量粒径计）。已知：滤料密度ρ=2.62g/cm3，水的密度按1g/cm3计；滤层膨胀前孔隙率mo=0.4；水温按15℃计；解：由题17-2可知，滤料可分成三层进行计算，相应的计算粒径/重量百分比分别为0.515mm/0.15，0.795mm/0.61，1.265mm/0.24。则把，，，，，，代入下式：可得：\n4．设大阻力配水系统干管起端流速为1m/s；支管起流速为2m/s；孔口流速为3m/s。试通过计算说明该配水系统的配水均匀性是否达到95%以上。解：取压能转换为动能的效率为100%，则忽略沿程水头损失，则则＜所以该配水系统的配水均匀性不能达到95%。5．设滤池平均尺寸为5.4m（长）×4m（宽）。滤层厚70cm。冲洗强度q=14L/（s·m2），滤层膨胀度e=40%。采用3条排水槽，槽长4m，中心距为1.8m。求：（1）标准排水槽断面尺寸；（2）排水槽顶距砂面高度；（3）校核排水槽在水平面上总面积是否符合设计要求。解：（1）\n排水槽断面尺寸采用上图（左）所示形式。每槽排水量则排水槽断面模数排水槽底厚采用0.05m，则排水槽断面尺寸如上图（右）所示。（2）排水槽顶距砂面高度（3）＜符合要求。6．滤池平面尺寸、冲洗强度及砂滤层厚度同第5题，并已知：冲洗时间6mins，承托层厚度0.45m，大阻力配水系统开孔比α=0.25%，滤料密度为2.62g/cm3；滤层孔隙率为0.4；冲洗水箱至滤池的管道中总水头损失按0.6m计。求：（1）冲洗水箱容积；（2）冲洗水箱底至滤池排水冲洗槽高度；解：（1）（2）冲洗水箱底至滤池排水冲洗槽高度按下式计算：其中为冲洗水箱至滤池的管道中总水头损失，按0.6m；为滤池配水系统水头损失，取，则；为承托层水头损失，；为滤料层水头损失，；为备用水头，取1.75m。则\n7．两格无阀滤池合用一个冲洗水箱。滤池设计流量为4000m3/d。请设计滤池的平面尺寸和冲洗水箱的深度（设计参数自己选用）。解：设滤池采用单层石英砂滤料，取滤池过滤流速为10m/h（P327单层石英砂滤料〈〉滤池滤速取8～10m/h），则单格滤池面积为：取滤池平面尺寸（P351单池面积一般不大于16，少数也有达25以上的）反冲洗强度取，其中k为安全系数，我国通常取1.3；为最大粒径滤料的最小流态化流速，在20℃水温下，粒径为1.2mm、密度为2.65的石英砂，求得～，取1.1（P332）；则反冲洗强度取（P330石英砂滤料滤池冲洗强度取12～15m/h可作为参照）；反冲洗历时取5mins（P350一般取4～6mins，P330石英砂滤料滤池冲洗历时7～5mins）；则冲洗水箱容积由于两格无阀滤池合用一个冲洗水箱，则冲洗水箱的深度