水污染控制计算题

《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＋QNaQH＝1000－QNaQNa＝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。若将其改造成斜板沉淀池，流量提高至原流量6.5倍，其它条件不变。求需要装多少块斜扳？（斜扳长L＝1.2m，宽B＝0.8m，板间距d＝0.1m60o，板厚忽略不计）解：平流池A＝20×4＝80m2，q＝Q/A＝120/80＝1.5（m3/m2.h）斜板池q＝6.5Q/At即1.5＝6.5×120/AtAt＝520m2（斜板池总面积）设斜板池总单元数为n则n（LBcosdB）＝Atn（1.2×0.8cos60o＋0.1×0.8）＝520n＝929[单元数]故板数＝n＋1＝929＋1＝930（块）4.某城市最大时污水量为1800m3/h，原污水悬浮浓度C1＝250mg/L，排放污水悬浮物允许浓度C2＝80mg/L。拟用辐流沉淀池处理。试计算去除率及沉淀池基本尺寸。（沉淀时间取1.5h，沉淀池有效水深3.3m）解：（1）E＝（C1－C2）/C1＝[（250－80/250]×100%＝68%（2）沉淀池容积V＝Qt＝1800×1.5＝2700m3定为两座池，（3）每池容积1350m3每池表面积F＝V/2/h＝1350/3.3＝409(m2)直径D＝（4F/π1/2＝（4×409/3.14）1/2＝23（m）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%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＝200/1000×100%＝20%（2）SVI＝(SV%×10)/MLSS＝(20×10)/3＝66.7mL/g干泥（3）Xr＝106/SVI＝106/66.7＝15000（mg/L）（4）因X（1＋r）＝Xr×r即3（1＋r）＝15×rr＝0.25＝25%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BOD300mg/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％。求：污泥负荷率Fw，污泥龄，每日剩余污泥量，每日需氧量。生活污水有关参数如下：a＝0.60b＝0.07A＝0.45B＝0.14解：（1）X＝3000mg/l＝3g/lXv＝0.75X＝2.25g/lFw＝L0Q/VXv＝（300×10－3×2500）/（8000×2.25）＝0.42（KgBOD5/MLSS.d）（2）E＝(L0－Le)/L090%＝(300－Le)/300Le＝30mg/Lu＝QLr/XvV＝25000×（300－30）×10-3/2.25×8000＝0.375（KgBOD5/KgMLVSS.d）1/θc＝au－b,1/θc＝0.6×0.375－0.07,1/θc＝0.155θc＝6.45（d）（3X＝1/θc×（Xvv）＝0.155×2.25×8000＝2790（KgVsSS/d）对应的MLSS量为2790/0.75＝3720Kg/d（4）O2/QLr＝A＋B/uO2/25000（300－30）×10－3＝0.45＋0.14/0.375O2/6750=0.823,O2＝5557（Kg/d）8含水率99.5%的污泥脱去1％的水，脱水前后的容积之比为多少？解：脱水前污泥含水率99.5%，脱水后污泥含水率99.5%－1%＝98.5%根据脱水前后泥量保持不变，即V1（1－99.5%）＝V2（1－98.5%）V1×0.5%＝V2×1.5%V1/V2＝39某地采用普通活性污泥法处理城市污水，水量20000m3/d，原水BOD5为300mg/L，初次沉淀池BOD5去除率为30％，要求处理后出水的BOD5为20mg/L。a＝0.5，b＝0.06θc＝10d，MLVSS＝3500mg/L，试确定曝气池容积及剩余污泥量解：（1）初次沉淀池的E＝(L1－L2)/L130%＝(300－L2)/300L2＝210mg/L即初沉池出水BOD5浓度210mg/L故曝气池进水BOD5为270mg/L则曝气池容积V＝aQ（L0－Le）/Xv（1/θc+b）＝0.5×（210－20）×20000/[3500（0.1＋0.06）]＝3393（m3）（2）X＝XvV/θc＝3500×10－3/10×3393＝1187.55（KgVSS/d）10.选用高负荷生物滤池法处理污水，水量Q＝5200m3/d，原水BOD5为300mg/L，初次沉淀池BOD5去除率为30％，要求生物滤池的进水BOD5为150mg/L，出水BOD5为30mg/L，负荷率Fw＝1.2KgBOD5/m3滤料d试确定该滤池容积、回流比、水力负荷率。解：（1）初次沉淀池的E＝(L1－L2)/L1,30%＝(300－L2)/300，L2＝210mg/L即初沉池出水BOD5浓度因进入滤池BOD5浓度L0＝270mg/L150mg/L所以必须回流150＝(210＋30r)/[(1＋r)r＝0.5(2)V＝Q（1＋r）×150/Fw＝5200（1＋0.5）×150/1.2×103＝975m3（3）取有效水深H＝2.0m则面积A＝487.5m2故q＝5200（1＋0.5）/487.5＝16（m3/m2.d）11.已知活性污泥曝气池进水水量Q＝2400m3/d，进水BOD5为180mg/L，出水BOD5为40mg/L，混合液浓度MLVSS＝1800mg/L，曝气池容积V＝500m3，a＝0.65，b＝0.096d－1，X并据此计算总充氧量R。解：（1）u＝QLr/XvV＝2400×（180－40）/(1800×500)＝0.37（KgBOD5/KgMLVSS.d）1/θc＝au－b＝0.65×0.37－0.0961/θc＝0.1445θc＝6.92（d）X＝Xvv/θc＝0.1445×1800×10－3×500＝130（KgVSS/d）（2）R＝QLr/0.68－1.42,X＝2400（180－40）10－3/0.68－1.42×130R＝309.5（KgO2/d）12.实验室生物转盘装置的转盘直径0.5m，盘片为10片。废水量Q＝40L/h，进水BOD5为200mg/L，出水BOD5为50mg/L，求该转盘的负荷率。解：总盘片面积F＝n×1/4×3.14×D2×2F＝10×0.25×3.14×0.52×2＝3.925（m2）Q＝40L/h＝0.96m3/du＝Q（L0－Le）/F＝0.96（200－50）/3.925＝36.7（gBOD5/m2.d）13.某污水处理厂每日新鲜污泥量为2268Kg，含水率96.5%，污泥投配率5％。计算厌氧消化池容积。解：污泥体积V’＝2268/[（1－0.965）1000]＝64.8（m3/d）V＝V’/(P×100)＝64.8×100/5＝1296m314.水质资料如下：CO230mg/L，HCO3－3.6mmol/LCa2＋1.4mmol/L，SO42－0.55mmol/LMg2＋0.9mmol/L，Cl－0.3mmol/L，Na＋＋K＋0.4mmol/L试计算经RH柱软化后产生的CO2和H2SO4＋HCl各为多少mg/L?解：水中Ca（HCO3）21.4mmol/L，Mg（HCO3）20.4mmol/L，Mg（SO42－＋Cl－）0.5mmol/L，反应产生的CO2为3.6mmol/L＝158.4mg/L总CO2＝（30＋158.4）mg/L＝188.4mg/L（H2SO4＋HCl）＝Mg（SO42－＋Cl－）＝0.5mmol/L15.用加压溶气气浮法处理污泥，泥量Q＝3000m3/d，含水率99.3%，采用气浮压力0.3MPa（表压），要求气浮浮渣浓度3％，求压力水回流量及空气量。（A/S＝0.025，Cs＝29mg/L，空气饱和系数f＝0.5）解：含水率99.3%的污泥含泥率为1－99.3%＝0.7%对应的污泥浓度X0＝7000mg/L表压0.3MPa对应的绝对压力P＝4.1Kgf/cm2A/S＝RCs（fP－1）/QX00.025＝R×29（0.5×4.1－1）/(3000×7000)R＝17241m3/dA＝0.025S＝0.025×3000×7＝525Kg/d16.硬水中Ca2＋＝1.4mmol/L；Mg2＋＝0.9mmol/L，水量Q＝100m3/d，经NaR树脂软化后，含盐量如何变化？每日变化量为多少？解：（1）因1个Ca2＋、Mg2＋经RNa后分别换下2个Na＋，故盐量会增加（2）Ca2＋换下的Na＋＝2Ca2＋＝2×1.4＝2.8mmol/L故净增量为2.8×23－1.4×40＝8.4mg/LMg2＋换下的Na＋＝2Mg2＋＝2×0.9＝1.8mmol/L故净增量为1.8×23－0.9×24＝19.8mg/L合计19.8＋8.4＝28.2mg/L＝28.2g/m3每日净增量为100×28.2＝2820g/d＝2.82Kg/d17.含盐酸废水量Q＝1000m3/d，盐酸浓度7g/L，用石灰石进行中和处理，石灰石有效成分40％，求石灰石用量（每天）。解：[HCl]＝7g/L＝0.19mol/L对应的[CaCO3]＝1/2[HCl]＝0.085mol/L＝8.5g/L实际石灰石8.5/40%＝21.25g/L＝21.25Kg/m3每日用量10