《排水工程》部分习题及参考答案

1、已知某城市的最大设计污水流量Qmax=0.2m3/s，K总＝1.5，计算格栅各部分尺寸。2、某城市污水量为36200m3/d，沉淀时间1.5h，采用链式刮泥机，试确定沉淀池各部分尺寸。3、某城市污水厂的最大设计流量Qmax=2450m3/h，曝气池混合液悬浮浓度为2kg/m3，回流污泥浓度为6kg/m3，污泥回流比为0.5，采用机械刮泥，设计周边进水式幅流式沉淀池。4、某城市污水最大流量为Qmax=0.4m3/s，拟采用竖流式沉淀池，试计算该沉淀池各部分尺寸。5、某城市污水一级出水BOD5为280mg/L，设计流量为40万m3/d，要求二级出水BOD5为20mg/L，求普通曝气池的有关数据。6、某城市污水处理厂，有剩余活性污泥800m3/d，初始浓度为4000mg/L，水温以20℃计，需气浮浓缩，浓缩污泥浓度要求4％以上（该条件下的停留时间约60min）,试计算分别采用无回流和有回流水加压气浮工艺参数及尺寸。计算题参考答案：1、解：（1）栅条的间隙数设栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.9m/s，栅条间距宽度e=20mm，格栅安装倾角a=60。，0maxsin0.2sin60260.020.40.9Qnehv（2）栅槽宽度：设栅条宽度s=0.01m,(1)0.01(261)0.8Bsnenm（3）进水渠道渐宽部分长度：设进水渠宽B1＝0.15m，渐宽部分展开角a=20。，此时进水渠道内的流速为0.77m/s，11010.80.650.222220BBlmtgtg（4）栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度：120.112llm（5）通过格栅的水头损失（h1）：设栅条断面为锐边矩形断面，44223310.010.9sin2.42sin6030.09720.0219.6shakmbg（6）栅后槽总高度：取栅前渠道超高h2=0.3m,栅前槽高H1＝h+h2=0.7m1230.40.0970.30.8Hhhhm（7）栅槽总长度：11200.71.00.50.220.110.51.02.2460Hlllmtgtg（8）每日栅渣量（W），取W＝0.7m3/103m3,33max1864000.2*0.07*864000.8/0.2/10001.5*1000zQWWmdmdK适宜用机械清渣。（草图略）2、解：（1）池子总表面积：设表面负荷'322.0/qmmh，设计流量为3362000.42/243600ms则：2max36000.42360075622QAm（2）沉淀部分有效水深2'1.53.0()hqm（3）沉淀部分有效容积：3max'36000.420.536002268VQtm（4）池长：设v=3.6mm/s，3.619.4420Ltm（5）池子总宽度：/756/2037.838BALmm（6）池子个数，设每个池子宽4.5m，38/4.59Bnb个（7）校核长宽比：L20/4.54.44.0()b符合要求（8）污泥部分需要的总容积，设两次排泥时间间隔为T＝2.0d，污泥量为25g/人d,污泥含水率为95％，则：25100S0.50/100951000Ld＝＝人（－），设计人口30万人，则：3/10000.5*300000*2.0/1000300VSNTm（9）每格池污泥容积：3300/933.334VVnm（10）污泥斗容积：采用图示，044.50.5603.462htgm31412121/3()26Vhffffm（11）污泥斗以上梯形部分污泥容积：4(200.34.5)0.010.158hm，1200.30.520.8lm，24.50lm，3220.804.50.1584.59.02Vm（12）污泥斗和梯形部分污泥容积：33122693534VVmm（13）池子总高度：设缓冲层高度h3=0.50m，则12344'6.82Hhhhhhm3、解：（1）沉淀部分水面面积，设池数n=2个，表面负荷32'2/qmmh，22450612.5'22QFmnq（2）池子直径：44612.527.9293.14FDm（3）实际水面面积：22229660.244DFm（4）实际表面负荷：322450'1.9/2660.2QqmmhnF（5）单池设计流量：3024501225/2QQmhn（6）校核堰口负荷：011225'1.87/4.34/23.623.629QqLsmLsmD（7）校核固体负荷：2202(1)24(10.5)1225224'133.6/150/660.2wRQNqkgmdkgmdF（符合要求）（8）澄清区高度：设t=1h，0212251'1.86660.2QthmF按在沉淀澄清区最小允许深度1.5m考虑，取h2’=1.5m.（9）污泥区高度：设t’=1.5h，02(1)'(10.5)122521.5'2.090.5()0.5(26)660.2wwuRQNthmNCF（10）池边深度：222'0.031.52.090.033.89hhhm，取h2=4m（11）沉淀池高度：设池底坡度为0.06，污泥斗直径d=2m。池中心与池边落差32920.060.060.8122Ddhm，超高h1=0.3m，污泥斗高度h4=1.0m，12340.34.00.811.06.11Hhhhhm4、解：（1）设中心管流速v0=0.03m/s，采用池数n=8，则每池最大设计流量3maxmax0.40.05/8Qqmsn2max0.051.6700.03qfm（2）沉淀部分有效断面积：设表面负荷32'2/qmmh，则上升流速02.5/0.0007/mhms2max71.43qFm（3）沉淀池直径4()4(71.431.67)9.653.14fFDm（4）沉淀池有效水深h2：设沉淀时间T＝1.5h，则236003.78hTm（5）校核池径水深比：2/9.65/3.782.63()Dh符合要求（6）校核集水槽每米出水堰的过水负荷q：max00.0510001.65/2.9/9.65qqLsLsD符合要求，可不设辐射式集水槽。（7）污泥体积V：设污泥清除间隔时间2gTd，每人每天产生的湿污泥量W＝0.5L，设计人口数20万，则430.52010220010001000gWNTVm（8）每池污泥体积V1＝V/n=200/8=25m3（9）池子圆锥部分实有体积V2：设圆锥底部直径d’=0.4m，截锥高度为h2，截锥侧壁倾角a=550，则5(/2'/2)6.60hDdtgam522332()167.76253hVRRrrmm，可见是足够容纳2d污泥量。（10）中心管直径0441.671.463.14fdm（11）中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离h3，设流过该缝隙的污水流速v1＝0.02m/s，喇叭口直径101.351.351.461.97ddm，则max3110.050.400.023.141.97qhmd（12）沉淀池总高度H：设池子保护高度h1=0.3m,缓冲层高度h4=0123450.33.780.4006.6011.0811Hhhhhhmm5、解：根据要求，处理效率2802092.9%280设X＝3kg/m3,f=0.8，则Xv=0.8*3=2.4kg/m3，采用Ns=0.4，曝气池容积为：43534010(28020)101.08100.42.4rsvQSVmNX故水力停留时间为：541.08100.276.54010mVtdhQ污泥产量，设a=0.6，b=0.08，则系统每日排出剩余污泥量为：4550.640100.260.081.08102.44.210/rvYaQSbVXkgd泥龄为：116.250.60.40.08sstdaNb取R＝0.5，由二沉池底排剩余污泥，则污泥量为：35760/(1)sVRqmdRt需氧量，设a’=0.5,b’=0.16,则曝气池每日需氧量为：'422'9.310/rvOaQSbVXkgOd6、解：（一）用全部入流污泥加压溶气气浮工艺（1）确定Aa/S，由于C0值较低，先取Aa/S=0.03（2）溶气罐压力的确定：由于Sa＝21.76mg/L，取f=0.8，则：221.76(0.81)0.038.14/4000PPkgcmP太大，再取Aa/S=0.012，同理可得：P＝4kg/cm2，合适。（3）气浮浓缩池表面积：取q=0.5m3/h，则：2080066.6240.5QAmq（4）用固体负荷校核：220080040002410002/()2.08/()66.6QCkgmhkgmhA符合固体负荷要求。（二）用回流水加压溶气气浮工艺（1）确定Aa/S，由于C0值较低，先取Aa/S=0.03（2）确定回流比R：由于Sa＝21.76mg/L，取P＝4kg/cm2，f=0.8，则：00.0340002.5(1)21.76(0.841)aaACSRSfP（3）气浮浓缩池表面积：取q=1.8m3/h，即43.2m3/(m2.d)，则：20(1)800(2.51)64.8241.8QRAmq，取65m2（4）用固体负荷校核：220080040002410002.04/()2.08/()65QCkgmhkgmhA符合固体负荷要求。（5）池形尺寸：采用矩形池，长宽比为3－4：1，长度用14.5m，宽度用4.5m。则表面积A＝65.25m2。（6）因入流总量等于入流污泥量加回流加压水量（Q＝116.7m3/h）。根据气浮污泥固体浓度要求达到4％，气浮停留时间约为60min。考虑安全，停留时间为90min，则气浮池有效水深为：116.71.565.252.7HHm（7）气浮池的总高度：采用超高为0.3m，安装刮泥机的高度0.3m，气浮池的总高度为：0.30.32.73.3Hm（8）溶气罐容积：一般溶气罐停留时间为1－3min，若采用3min，因回流水量为2.5Q0=83.3m3/h，所以溶气罐的容积为：383.334.260Vm，溶气罐的径高比常用1：2－4，如直径1.3m，则高度用3.15m.