《水污染控制工程》计算题
1. 某原水总硬度1.6mmol/L，碱度HCO3－=2.58 mmol /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0.1 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=HCO3－/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 ，HCO3－3.7mmol/L，Na+ ＋K+ 0.35mmol/ L，SO42－0.30mmol/ 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）QH（SO42－＋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/At At＝520m2 （斜板池总面积） 设斜板池总单元数为n 则n（LBcosdB）＝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，
（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×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＝0.60 b＝0.07 A＝0.45 B＝0.14
解： （1）X＝3000mg/l＝3g/l Xv＝0.75X＝2.25g/l
Fw＝L0Q/VXv＝（300×10－3×2500）/（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） （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/u O2/25000（300－30）×10－3＝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＝3500×10－3/10×3393＝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/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，
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） X＝Xvv/θc＝0.1445×1800×10－3×500＝130（KgVSS/d）
（2）R＝QLr/0.68－1.42, X＝2400（180－40）10－3/0.68－1.42×130 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：CO2 30mg/L， HCO3－3.6mmol/L Ca2＋ 1.4mmol/L ， SO42－0.55mmol/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各为多少mg/L?
解：水中Ca（HCO3）2 1.4mmol/L，Mg（HCO3）2 0.4mmol/L，Mg（SO42－＋