水質(zhì)工程計算題VIP

1、水質(zhì)工程學（上）考試試卷一1、平流沉淀池設(shè)計流量為720m3/h。要求沉速等于和大于0.4mm/s的顆粒全部去除。試按理想沉淀條件，求：（1）所需沉淀池平面積為多少m2？（2）沉速為0.1mm/s的顆粒，可去除百分之幾？(10)解：已知 Q=720m3/h=0.2m3/s u0=0.4mm/s ui=0.1mm/s1) 所需沉淀池平面積為2) 沉速為0.1mm/s的顆粒的去除率為2、原水泥砂沉降試驗數(shù)據(jù)見下表。取樣口在水面180cm處。平流沉淀池設(shè)計流量為900m3/h，表面積為500m2，試按理想沉淀池條件，求該池可去除泥砂顆粒約百分之幾？（表示泥砂初始濃度，表示取樣濃度）。（20）取樣時間

2、（min）015203060120180/10.980.880.700.300.120.08解：已知 h=180cm Q=900m3/h A=500m2 沉速計算取樣時間（min）015203060120180u=h/t(cm/min)_129631.51沉速分布見下圖。截留沉速u0=3cm/min從圖上查得u0=3cm/min時，小于該沉速的顆粒組成部分等于p0=0.30。從圖上，相當于積分式dp 的面積為 0.506。因此得到總?cè)コ俜謹?shù)為：P=(1-0.30)+(0.506)=86.9%水質(zhì)工程學(上)考試試卷二1、河水總堿度0.1mmol/L（按CaO計）。硫酸鋁（含Al2O3為16）

3、投加量為25mg/L，問是否需要投加石灰以保證硫酸鋁順利水解？設(shè)水廠日生產(chǎn)水量50000m3，試問水廠每天約需要多少千克石灰（石灰純度按50計）。（處理水剩余堿度要求不得低于0.47 mmol/L（按CaO計）解：投入藥劑量折合Al2O3 為25mg/l×16%=4mg ，Al2O3 的分子量為102 。故投入藥劑量相當于4/102=0.039mmol/l ，剩余堿度取0.37mmol/l ，則得CaO=3×0.039+1×0.37=0.487(mmol/l)，CaO的分子量為56，則石灰投量為0.487×56×50000/0.5=2.3

4、15;106(g)=2.3×103(kg)2、(2)設(shè)初沉池為平流式，澄清部分高為H，長為L，進水量為Q，試按理想沉淀理論對比：出水渠設(shè)在池末端 如圖所示，設(shè)三條出水渠時，兩種情況下可完全分離掉的最小顆粒沉速uo。解：1）可完全分離掉的最小顆粒沉速uo滿足 得 2）當水流至距池末端處時，最小顆粒沉速滿足 得 當水流至距池末端處時，最小顆粒沉速滿足 得 當水流至距池末端時，最小顆粒沉速滿足 得 所以設(shè)三條出水渠時，可完全分離掉的最小顆粒沉速uo為，其值小于出水渠設(shè)在池末端時可完全分離掉的最小顆粒沉速uo。水質(zhì)工程學(上)考試試卷三1、設(shè)物料i分別通過CSTR型和PF型反應器進行反應，進

5、水和出水中I 濃度之比為 ，且屬于一級反應，k=2h-1水流在CSTR型和PF型反應器內(nèi)各需多少停留時間？（注：進水中i初始濃度；出水中i濃度） 解：1)由CSTR一級反應方程式可得：t=(C0/Ce-1)/k=(10-1)/2=4.5h2) 由PF一級反應方程式可得：t=(C0-Ce)/k=1.15h2、188、某天然海砂篩分結(jié)果見下表 根據(jù)設(shè)計要求：=0.54mm，K80=2.0。試問篩選濾料時，共需篩除百分之幾天然砂粒（分析砂樣200g）篩 分 實 驗 記 錄篩孔（mm）留在篩上砂量通過該號篩的砂量質(zhì)量（g）質(zhì)量（g）2.360.81.6518.41.0040.60.5985.00.25

6、43.40.219.2篩盤底2.6合計200已知：砂粒球度系數(shù)=0.94；砂層孔隙率=0.4；砂層總厚度=70cm；水溫按150C解：補填以上表格如下。篩孔（mm）留在篩上砂量通過該號篩的砂量質(zhì)量（g）質(zhì)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篩盤底2.61.3合計200100.0由已知設(shè)計要求 d10=0.54mm K80=2.0，則d80=20.54=1.08。按此要求篩選濾料，方法如下：自橫坐

7、標0.54mm和1.08mm兩點，分別作垂線與篩分曲線相交。自兩交點作平行線與右邊縱坐標軸相交，并以此交點作為10%和80%，在10%和80%之間分成7等分，則每等分為10%的砂量，以此向上下兩端延伸，即得0和100%之點，以此作為新坐標。再自新坐標原點和100%作平行線與篩分曲線相交，在此兩點以內(nèi)即為所選濾料，余下部分應全部篩除。由圖知，大粒徑（d>1.52）顆粒約篩除13.6% ，小粒徑（d<0.43）顆粒約篩除17.5% ，共篩除 31.1% 左右。濾料篩分曲線如下圖。水質(zhì)工程學(上)考試試卷四1、在實驗室內(nèi)做氯消毒試驗。已知細菌被滅活速率為一級反應，且k0.85min-1。

8、求細菌被滅99.5時，所需消毒時間為多少分鐘？（分別為CMB型和CSTR型計算）解：設(shè)原有細菌密度為c0，t時后尚存活的細菌密度為ci，被殺死的細菌則為c0-ci，若為CMB型反應器，根據(jù)題意，在t時刻 即細菌被滅火率等于細菌減少速率于是即若為CSBR型反應器，根據(jù)題意， 水質(zhì)工程學(上)考試試卷五1、位于一區(qū)的某城市，用水人口65萬，求該城市最高日居民生活用水量和綜合生活用水量。（查表已知最高日生活用水量定額：0.2 m3/(d.人)；綜合生活用水定額：0.31 m3/(d.人）解：最高日居民生活用水量：Q1=qNf =0.2×65×104×100% =1.3&

9、#215;105m3q最高日生活用水量定額，m3/(d.人)，查表知；N設(shè)計年限內(nèi)計劃人口數(shù)；F自來水普及率，%；綜合生活用水量：Q2=qN =0.31×65×104 =2.015×105m3q綜合生活用水定額，查表知；N設(shè)計年限內(nèi)計劃人口數(shù)；水質(zhì)工程學(上)考試試卷六1、某城市最高日用水量為15萬m3/d，用水量變化曲線參照圖如下，求最高日最高時、平均時、一級和二級泵站的設(shè)計流量（m3/s）。解： 最高日最高時的流量：Q1=15×104×6% =9000m3 平均時的流量：Q2=15×104/24 =6250m3一級泵站的設(shè)計流量：

10、QI=a×Qd/T =(1.10×15×104)/24 =6875m3/h二級泵站的設(shè)計流量：Q=Q1=9000m3/h水質(zhì)工程學(上)考試試卷七1、大阻力配水系統(tǒng)和小阻力配水系統(tǒng)的涵義是什么？各有什么優(yōu)缺點？掌握大阻力配水系統(tǒng)的基本原理和公式0.29的推導過程。1）在配水系統(tǒng)中，如果孔口內(nèi)壓頭最大的a孔和c孔出流量相等，則可認為整個濾池布水是均勻的。由于排水槽上緣水平，可認為沖洗時水流自各孔口流出后的終點水頭在同一水平面上，這一水平面相當于排水槽的水位。孔口內(nèi)壓頭與孔口流出后的重點水頭之差，即為水流經(jīng)孔口、承托層和濾料層的總水頭損失，分別以Ha和Hc表示。 Hc

11、 = Ha+(v02+va2) 設(shè)上述各項水頭損失均與流量平方成正比，則有： Ha =（S1 + S2）Qa2 Hc =（S1 +S2）Qc2式中 Qa孔口a出流量； Qc孔口c出流量； S1孔口阻力系數(shù)。當孔口尺寸和加工精度相同時，各孔口S1均相同；S2 ，S2分別為孔口a和c處承托層及濾料層阻力系數(shù)之和。將上式代入式可得： 由上式可知，兩孔口出流量不可能相等。但使Qa盡量接近Qc是可能的。其措施之一就是減小孔口總面積以增大孔口阻力系數(shù)S1。增大S1就削弱了承托層、濾料層阻力系數(shù)及配水系統(tǒng)壓力不均勻的影響，這就是“大阻力”的涵義。小阻力配水系統(tǒng)基本原理可從大阻力配水系統(tǒng)原理上引申出來。在式中

12、如果不以增大孔口阻力系數(shù)S1的方法而是減小干管和支管進口流速v0和va，同樣可使布水趨于均勻。從式可以看出，v0和va減小到一定程度，等式右邊根號中第2項對布水均勻性的影響將大大削弱?；蛘哒f，配水系統(tǒng)總的壓力變化對布水均勻性的影響將甚微，在此基礎(chǔ)上，可以減小孔口阻力系數(shù)以減小孔口水頭損失?！靶∽枇Α钡暮x，即指配水系統(tǒng)中孔口阻力較小，這是相對于“大阻力”而言的。2）大阻力配水系統(tǒng)的優(yōu)點是配水均勻性較好。但結(jié)構(gòu)較復雜；孔口水頭損失大，沖洗時動力消耗大；管道易結(jié)垢，增加檢修困難。此外，對沖洗水頭有限的虹吸濾池和無閥濾池，大阻力配水系統(tǒng)不能采用。小阻力配水系統(tǒng)可克服上述缺點。水質(zhì)工程學(上)考試試卷

13、八1、設(shè)物料i分別通過CSTR型和PF型反應器進行反應，進水和出水中I 濃度之比為，且屬于一級反應，k=2h-1水流在CSTR型和PF型反應器內(nèi)各需多少停留時間？（注：進水中i初始濃度；出水中i濃度）提示：1)由CSTR一級反應方程式可得：t=(C0/Ce-1)/k=(10-1)/2=4.5h2) 由PF一級反應方程式可得：t=(C0-Ce)/k=1.15h水質(zhì)工程學(上)考試試卷九1、設(shè)物料i分別通過4只CSTR型反應器進行反應，進水和出水中I 濃度之比為，且屬于一級反應，k=2h-1。求串聯(lián)后水流總停留時間為多少？解：由CSTR二級反應方程式可得：C2/C0=(1/(1+kt)2 得t=1

14、.08(h)所以T=4t=4.32(h)2、某廠擬采用上述水源作為生產(chǎn)用水，但生產(chǎn)用水水質(zhì)要求如下：Ht0.05 meq/l，堿度等于0.5 meq/l，其他指標與生活飲用水相當，每小時需產(chǎn)出生產(chǎn)用水100噸（不考慮再生時的用水及自己用水）1）試選擇處理工藝，并說明理由2）進行水量分配計算3）當鈉罐工作16小時后需進行逆流再生，試計算再生一次再生劑的用量（再生劑純度為95%，再生比耗可采用1.4，na+=23， cl-=35.45）解：1)選擇H-Na 并聯(lián)交換工藝 因為根據(jù)用水水質(zhì)和水源水質(zhì)的特點，本工藝要求脫堿軟化。而水源水質(zhì)Hc/Ht=2.8/4.0=0.7>0.52) QH =

15、Q= ×100=30.7 m3/h c(1/2 SO42- + CL- )+c(HCO3- ) 7.5 QNa = 100-30.7 =69.3 m3/h 3)鈉罐再生一次再生劑的用量 G=QHtMBnT/1000=69.3×4.0×(23+35.45) ×1.4×16/(1000×0.95)=382.03Kg水質(zhì)工程學(上)考試試卷十1、液體中物料i濃度為200mg/L，經(jīng)過2個串聯(lián)的CSTR型反應器后，i的濃度降至20mg/L。液體流量為5000m3/h；反應級數(shù)為1；速率常數(shù)為0.8h-1。求每個反應器的體積和總反應時間。解：由

16、CSTR二級反應方程式可得：C2/C0=(1/(1+kt)2 得t=2.2(h)所以T=2t=5.4(h)V=Qt=5000×2.7=13500(m3)2、某一組石英砂濾料濾池分4格，設(shè)計濾速8m/h,強制濾速14m/h，其中第一格濾池濾數(shù)為6.2m/h時即進行反沖洗，這時其它濾池的濾速按反沖前濾速等比例增加，求第一格將要反沖時，其它濾池最大的濾速 解：設(shè)反洗前濾速為：v1，v2，v3，v4； 反洗時濾速為：v2，v3，v4； 由于反洗前后濾速按反洗前濾速等比例增長得 v2/v2=v3/v3=v4/v4由合比定理得v2/v2=v3/v3=v4/v4=(v2+v3+v4)/(v2+v3

17、+v4) 而反洗時流量不變：(v2+v3+v4)/(v2+v3+v4)=4×8/(4×8-6.2)=1.24 故有 vi/vi=1.24=>vi=vi/1.24<=14/1.24=11.3 水質(zhì)工程學(上)考試試卷十二1、某城市將溫度為20,的廢水排入最小流量為的河流中。廢水為200mg/L，廢水不含溶解氧，河水水溫為15,河水為1.0mg/L?；旌虾蠛铀魉贋?.2km/h，15水中飽合溶解氧為10.2mg/L，排放口上游的河水中溶解氧濃度為飽合度的90%。20時，。15.516時水中飽和溶解氧取 10.1mg/L。試求臨界虧氧量發(fā)生的時間、地點以及臨界虧氧量

18、的數(shù)值。解：（1）確定廢水與河流混合后 C: 混合后水中溶解氧 D: 混合后的水溫 （2）對和作溫度校正 a: b: (3) 虧氧量 15.68， (4)臨界氧虧量及其發(fā)生時間，地點 a: 臨界氧虧量發(fā)生時間，地點 b: 臨界虧氧量水水質(zhì)工程學(上)考試試卷十三1、經(jīng)過凈化處理后的某水樣，經(jīng)分析水質(zhì)如下：Ca2+ 2.4meq/l Mg 2+ 1.6 meq/l Na+ (k+) 3.5 meq/lSO42- 2.0 meq/l HCO3- 2.8 meq/l CL- 2.7meq/l1)做出該水樣的水質(zhì)平衡核算2)畫出該水樣的假想化合圖3)寫出該水樣的Ht Hc Hn A0 數(shù)值。解：1)

19、陽離子濃度：2.4 + 1.6 +3.5 =7.5 meq/l 陰離子濃度：2.0 + 2.8 +2.7 =7.5 meq/l2) C(1/2Ca2+)=2.4 C(1/2Mg2+)=1.6 C(Na+)=3.5C(HCO3-)=2.8 C(1/2 SO42-)=2.0 C(CL-)=2.7 C(1/2 C(1/2MgSO4)C(1/2Na2C(1/2Ca(HCO3)2) Mg(HC O3)2) =1.2 SO4 )= C(NaCL)=2.7 =2.4=0.4 0.83) Ht=2.4 +1.6 = 4.0 meq/l Hc= 2.8 meq/l Hn= HtHc= 4.02.8 = 1.2

20、meq/l A0 = 2.8 meq/l2、某普通曝氣池混合液的污泥濃度MLSS為4000mg/L，曝氣池有效容積V=3000m3，若污泥齡c=10天，求每日的干污泥增長量。解：因為每日的干污泥增長量每日排出的剩余干污泥量，即：QwXr又c= 且X=MLSS=4000mg/L=4kg/m3 V=3000m3 c=10d即：QwXr1.2×103kg所以每日的干污泥增長量為1.2×103kg。水質(zhì)工程學(上)考試試卷十四1、平流式沉淀池，水深3.6m，進水濁度20/L, 停留時間T100分鐘，水質(zhì)分析見下表 Ui mm/s0.050.100.350.550.60.750.82

21、1.01.21.3Ui所占顆粒10094806255463321103.9求出水濁度 解答： 沉降速度V=3.6*1000/（100*60）=0.6mm/s 去除率P=0.55+0.05(1-0.94)+0.10(0.94-0.80)+0.35(0.80-0.62)+0.55(0.62-0.55)/0.6=74.4% 出水濁度20x(1-74.4%)=5.12mg/L 2、經(jīng)過凈化處理后的某水樣，經(jīng)分析水質(zhì)如下：Ca2+ 2.4meq/l Mg 2+ 1.6 meq/l Na+ (k+) 3.5 meq/lSO42- 2.0 meq/l HCO3- 2.8 meq/l CL- 2.7meq/l

22、1）做出該水樣的水質(zhì)平衡核算2）畫出該水樣的假想化合圖3）寫出該水樣的Ht Hc Hn A0 數(shù)值。解：1) 陽離子濃度：2.4 + 1.6 +3.5 =7.5 meq/l 陰離子濃度：2.0 + 2.8 +2.7 =7.5 meq/l2) C(1/2Ca2+)=2.4 C(1/2Mg2+)=1.6 C(Na+)=3.5C(HCO3-)=2.8 C(1/2 SO42-)=2.0 C(CL-)=2.7 C(1/2 C(1/2MgSO4)C(1/2Na2C(1/2Ca(HCO3)2) Mg(HC O3)2) =1.2 SO4 )= C(NaCL)=2.7 =2.4=0.4 0.83) Ht=2.4

23、 +1.6 = 4.0 meq/l Hc= 2.8 meq/l Hn= HtHc= 4.02.8 = 1.2 meq/l A0 = 2.8 meq/l水質(zhì)工程學（上）考試試卷十五1、一石英砂濾池，濾料s2.65g/cm2， m00.43，單獨水反沖洗時測得每升砂水混合物中含砂重1.007kg，求膨脹度e 解答： 孔隙率的定義m=1-G/（P*V）=0.62 膨脹度e=(m-m0)/(1-m)=50% 水質(zhì)工程學(上)考試試卷十六1、求城市給水設(shè)計流量，城市人口30萬，定額是200L/人.d，工業(yè)廢水是生活用水量40，道路沖洗和綠化是是生活和工業(yè)用水10，水廠自用水5%，日變化系數(shù)1.25，時變

24、化系數(shù)1.3，求城市設(shè)計水量。 解答：Q1=30×200/1000=6萬m3/d Q2=40%×Q1=2.4 Q3=0.84 Q4=(Q1+Q2+Q3) ×5%=0.462 未預見及漏水量15-25% 城市給水設(shè)計流量=最高日用水量 Qd=(Q1+Q2+Q3+Q4) ×1.151.25=11.212.1萬M3/d 2、某工業(yè)廢水水量為600m3/d，BOD5為430mg/L，經(jīng)初沉池后進入高負荷生物濾池處理，要求出水BOD530mg/L試計算塔式生物濾池尺寸。解：(1)、由題可知：廢水量Q=600m3/d，進水BOD5=430mg/L，要求出水BOD53

25、0 mg/L假設(shè)冬季水溫為12oC，則由課本圖514知BOD5允許負荷率為Na=1800g/( m3·d)塔濾的濾料容積 V=143m3濾池高度由課本表58，按進水BOD5=430mg/L，將濾池高度近似確定為14m塔式濾池表面積 決定采取三座塔濾，每座塔濾的表面積為A=3.405m2塔式濾池直徑D=2.08m塔濾高：徑為14：2.086.73：1（介于6：1和8：1之間）符合要求，計算成立。水質(zhì)工程學(上)考試試卷十七1、已知斜管沉淀池表面負荷為2m3/m2.d, 六角形斜管的內(nèi)切圓直徑為35mm，傾斜角度60度，斜管的壁厚不計，求佛勞德數(shù)。 解答： Fr=v×v/(R&

26、#215;g) v=Q/(A×sin60) R=D/4 Fr=1.2×10-4 水質(zhì)工程學(上)考試試卷十八1、OCl-離子占自由氯的百分比，其中pH值為8。氯氣溶解后電離，HCLO=H+ + CLO- K=H+CLO-/HCLO ，k=2.6×10-8，ph=8，問CLO-占自由氯的含量 解答：1、ph=8 H+=1×10-8 2、k=2.6×10-8 x=CLO-/HCLO=2.6 3、CLO-占自由氯的含量為 CLO-/HCLO+CLO- 分子分母除以HCLO 就是2.6/(2.6+1)=72 % 水質(zhì)工程學（上）考試試卷十九1、將兩條管

27、線用兩條連接管分成3份，依次是800m、1200m、1000m 。問：中間的1200m發(fā)生事故時，若水頭損失不變，事故流量與正常流量之比是多少 解答：h=a×L×q×q 只有事故段為全流量，其他均為全流量的一半 h1=a×3000×q2/4=750×a×q2 h2=a×(800×q22/4+1200×q2 2+1000×q2 2/4)=1650×a×q2 2 依照題意h1=h2 則q2/q=67.4%2、某市平均日污水流量為48000m3/d，Kz=Kd·

28、Kh=1.1×1.2。污水BOD5=180mg/L，一級處理BOD5去除率為20%。二級處理擬用推流式鼓風曝氣工藝，其設(shè)計參數(shù)為：曝氣池混合液污泥濃度X=3000mg/L，DO=1.5 mg/L，f=0.75，設(shè)計水溫30，污泥負荷率Ns=0.35kgBOD5/（kgMISS·d）。生化反應系數(shù)為：Y=0.55，Kd=0.05，a=0.5，b=0.15。采用微孔曝氣器，EA=18%，=0.95，=0.9，=1，Cs（30）=7.6mg/L，Cs（20）=9.2mg/L。曝氣器距水面3.6m，二沉池中清液上升流速U=0.4mm/s，要求處理水BOD520mg/L。請計算：、曝

29、氣池的容積(m3)。、每日需排除的剩余污泥量（kg/d）。、平均時，最大時需氧量。、平均時，最大時供氣量。、二沉池沉淀表面積。解：(1) 、曝氣池（區(qū)）的容積 V=8229 m3(2)、每日需排除的剩余污泥量 Qs= 其中 )Q-KdVXvSa=180(1-20%)=144，Se=20，Q=48000m3/d，Y=0.55，Kd=0.05，V=8229；又 V= 而X為混合液懸浮固體濃度（MLSS） MLSS=(g/L) 且=0.75 MLVSS=×2400=1800 (g/L)又XvMLVSS1800(g/L)0.35 由課本圖47得到相應的SVI值，取為120；則Xr=8333 Qs=(kg/d)即每日需排除的剩余污泥量為37.28 kg/d （3）、平均時最大需氧量a=0.5，b=0.15O2= aQSr+ bVXv=15.94kg/d=664kg/h(4) 、平均時最大供氧量水中溶解氧飽和度Cs(30)=7.6mg/L Cs(2)=9.2mg/L空氣擴散器出口處的絕對壓力Pb=+H=+=Pa空氣離開曝氣池水面時，氧的百