水污染控制工程第四版(下册)试题及答案汇编 下载本文

的主要优势在于:(1)有机废水、污泥被资源化利用又(产沼气);(2)动力消耗低(不需供氧)。存在的不足在于:(1)处理不彻底,出水有机物浓度仍然很高,不能直接排放,相对比较而言,好氧活性污泥法,则有:(1)对有机物的处理比较彻底,出水可以达标排放,(2)方向来水,因此供水安全可靠。环式管网还可以降低管网中的水头损失、节省动力、并能大大减轻管内水锤的威胁,但其管线长,投资较大。

40.什么是水泵的扬程?如何确定?

答:水泵的扬程又称总水头或总扬程。水泵的扬程等于单动力消耗大。

34.污泥处理的一般工艺如何?污泥浓缩的作用是什么? 答:污泥处理的一般工艺如下:污泥?浓缩?污泥消化?脱水和干燥?污泥利用

污泥浓缩的作用在于去除污泥中大量的水分,缩小污泥体积,以利于后继处理,减小厌氧消化池的容积,降低消化耗药量和耗热量等。

35.污泥浓缩有哪些方法,并加以比较?

答:浓缩污泥可以用重力浓缩法,也可以用气浮浓缩法和离心浓缩法、重力浓缩法主要构筑物为重力浓缩池,设备构造简单,管理方便,运行费用低;气浮浓缩主要设施为气浮池和压缩空气系统,设备较多,操作较复杂,运行费用较高,但气浮污泥含水率一般低于重力浓缩污泥。离心浓缩则可将污泥含水率降到80%~85%,大大缩小了污泥体积,但相比之下电耗较大。

36.污泥比阻在污泥脱水中有何意义?如何降低污泥比阻?

答:污泥比阻大,污泥脱水不易,脱水效率低,动力消耗大;降低污泥比阻的处理为污泥预处理,有(1)化学混凝法;(2)淘洗-化学混凝法,此法可大大降低混 凝剂用量。

37.如何提高冷却塔的散热速度?

答:若要提高冷却塔的 散热速度,应尽可能使水形成小水滴或水膜,以扩大水和空气的接触的面积;提高水面空气的流动速度,使逸出的水蒸气分子迅速扩散才能提高冷却塔的散热速度。

38.画出生物同步脱氮除磷的工艺流程,并说明各处理构筑物的功能作用? 答:其工艺流程为:

回流系统

?

进水 ? 厌氧 ? 缺氧 ? 好氧 ? 缺氧 ? 好氧 ? 二沉池 ? 出水

?

回流系统 称为A-A-O系统

厌氧:反硝化氨化释放磷 ; 第一缺氧:脱氮 ; 第一好氧:去除BOD、硝化、吸收磷; 第二缺氧:反硝化、脱氮;第二好氧:吸收磷,去除BOD。

39.配水管网布置有哪几种形式?各自特点是什么? 答:配水管网的布置形式有两种,即树枝管网和环式管网。树枝管网管线长度最短,构造简单,供水直接,投资较省。但供水可靠性较差。环式管网中每条管道中都可以由两个

位重量的液体,通过水泵后所增加的能量。以H表示。水泵的扬程在实际过程中,用于两方面:一是将水由吸水井提升至水塔或处理构筑物(即静扬程Hst);二是消耗在克服管路中的水头损失(?h)。因此水泵的总扬程应为H=Hst+?h。 为安全起见,在计算总扬程H后,往往再加上一个富裕水头。

41.污水处理厂高程布置的任务是什么?水力计算如何进行方能保证污水的重力自流?

答:污水处理厂高程布置的任务是:(1)确定各处理构筑物和泵房的标高;(2)确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高;(3)计算确定各部位的水面标高,使污水能按处理流程在处理构筑物之间靠重力自流。水力计算时选择一条距离最长,水头损失最大的流程计算,逆废水处理流程向上倒推计算,并适当留有余地,以保证在任何情况下,处理系统都能够正常运行。

五、计算题(每题10分):

1. 某原水总硬度1.6mmol/L,碱度HCO-

3=2.58 mmol /L,

Mg2+ 1.0mmol/ L,Na+ 0.03mmol/ L,SO-

420.125mmol/ 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0.1 mmol /L) 解:Ht=Ca2++Mg2+ =1.6 mmol /L

Mg2+ =1.0 mmol /L 故Ca2+ =0.6 mmol /L

碳酸盐硬度Hc=HCO-

3 /2=2.58/2=1.29mmol/L 其中Ca(HCO3)20.6 mmol /L,Mg(HCO3)2=1.29-0.6=0.69 mmol /L

非碳酸盐硬度Hn=Ht-Hc=1.6-1.29=0.31mmol/L 其中MgSO4+MgCl2=0.31 mmol /L 故[ CaO]=[CO2 ]+ [Ca(HCO3)2 ]+2 [ Mg(HCO3)2 ] +Hn+α

25.8/44+0.6+2×0.69+0.31+0.1=2.98 mmol/L [ Na2 CO3] = Hn +β=0.31+0.1=0.41mmol /L

2. 硬水水量1000m3/d,水质如下:Ca2++Mg2+ 2.15 mmol

/L ,HCO-Na+ +K+ 0.35mmol/ L,SO-

3 3.7mmol/L,42

0.30mmol/ L,Cl-

0.35mmol/ L,游离CO2 22mg/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0.5 mmol /L)。

解:(1)QSO---

H(42+Cl)=QNa×[HCO3]-QAr <当量浓度>

QH(0.6+0.35)=QNa×3.7-1000×0.5 0.95QH=QNa×3.7-500

QH=3.89QNa-526.32 又Q=QH+QNa QH=1000-QNa QNa=312m3/d

QH=Q-QNa=1000-312=688m3/d

(2)进CO-

2 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=0.1m,板与水平夹角?=60o, 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/At At=520m2 (斜板池总面积) 设斜板池总单元数为n

则n(LBcos?)+dB)=At

n(1.2×0.8cos60o+0.1×0.8)=520 n=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,每池容积1350m3

每池表面积F=V/2/h=1350/3.3=409(m2)

直径D=(4F/?)1/2=(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×r r=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%。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=0.60 b=0.07 A=0.45 B=0.14 解:

(1)X=3000mg/l=3g/l Xv=0.75X=2.25g/l

Fw=LQ/VX-

0v=(300×103×2500)/(8000×2.25)=0.42(KgBOD5/MLSS.d)

(2)E=(L0-Le)/L0 90%=(300-Le)/300 Le=30mg/L

u=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=0.155 θc=6.45(d)

(3)剩余污泥?X=1/θc×(Xvv)=0.155×2.25×8000=2790(KgVsSS/d)

对应的MLSS量为 2790/0.75=3720Kg/d

(4)O=A+B/u O-

2/QLr2/25000(300-30)×103=0.45+0.14/0.375

O2/6750=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=3

9 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=0.06 θc=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)/L1 30%=(300-L2)/300 L2=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=3500×103/10×3393=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%,少mg/L?

解:水中Ca(HCO3)2 1.4mmol/L,Mg(HCO3)2

--

0.4mmol/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

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/L>150 mg/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, 求剩余污泥量?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 =0.65×0.37-0.096 1/θc=0.1445 θc=6.92 (d)

剩余污泥?X=X×10-

vv/θc=0.1445×18003×500=130(KgVSS/d)

(2)R=QLr/0.68-1.42, ?X=2400(180-40)10-

3/0.68-1.42×130

R=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×D2×2 F=10×0.25×3.14×0.52×2=3.925(m2) Q=40L/h=0.96m3/d

u=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=1296 m3

14. 水质资料如下:CO HCO-

2 30mg/L,3 3.6mmol/L Ca2+ 1.4mmol/L , SO-

420.55mmol/L

Mg2+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

(H+HCl)=Mg(SO2-+Cl-

2SO44) =0.5 mmol/L 15. 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/cm2

A/S=RCs(fP-1)/QX0 0.025=R×29(0.5×4.1-1)/(3000×7000) R=17241 m3/d

A=0.025S=0.025×3000×7=525Kg/d

16. 硬水中Ca2+=1.4 mmol/L;Mg2+

=0.9 mmol/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=8.4 mg/L

Mg2+换下的 Na+=2Mg2+

=2×0.9=1.8mmol/L 故净增量为1.8×23-0.9×24=19.8 mg/L 合计 19.8+8.4=28.2 mg/L=28.2 g/m3

每日净增量为100×28.2=2820 g/d=2.82 Kg/d

17. 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=8.5 g/L 实际石灰石 8.5/40%=21.25 g/L =21.25Kg/m3 每日用量 1000×21.25 Kg=21.25 (t)

18. 用Ca(OH)+废水,欲将Cd2+

2处理含Cd2降至0.1

mg/L,需保证 pH值为多少?此时 Ca2+

浓度为多少?

( Cd的原子量 112; K2.2×10-

Cd14(OH)2=)

解:Cd2+=0.1mg/L=8.9×10-

4mol/L

lg(8.9×10-4)=14×2-2×pH+lg(2.2×10-

14) pH=8.7

(2) pH=8.7 [H+]=10-

8.7 mol/L

因[OH-][H+]=10-

14

故[OH-]=10-

5.3mol/L Ca2++2OH-

?Ca(OH)2

[Ca2+]=1/2[OH-]=1/2×10-5.3=2.5×10-

6 mol/L

19. 某水厂用精制硫酸铝作为混凝剂,其最大投量35mg/L。水厂设计水量为105m3/d,混凝剂每天调3次,溶液浓度10%,溶药池容积为溶液容积1/5,求溶液池和溶药池容积。 解:

(1)W=aQ/(1000×100×b×n)=35×105/(1000×100×10%×3)=11.7(m3)

(2)W1=W/5=11.7/5=2.34(m3)

20. 隔扳混合池设计流量为75000 m3/d,混合池有效容积为1100m3。总水头损失0.26m 。求水流速度梯度G和

GT(20℃时水的运动粘度 r=106m2/s) 解:

(1)T=VQ=1100/75000=0.01467(d)=1267(s)

G=(gh/rT)1/2=[9.8×0.26/(106×1267)]1/2=45-

(s1)

(2) GT=45×1267=57015