水污染控制工程重点计算题示例

《水污染控制工程》〔第三版，下册〕重点计算题例如Problem1沉砂池与沉淀池的设计计算平流式沉淀池计算RectangularSedimentationTank平流沉淀池设计流量为1800m3/h。要求沉速等于和大于0.5mm/s的颗粒全部去除。试按理想沉淀条件，求：〔1〕所需沉淀池平面积为多少m2？〔2〕沉速为0.1mm/s的颗粒，可去除百分之几？解：Q=1800m3/h=0.5m3/s，u0=0.5mm/s，ui=0.1mm/s所需沉淀池平面积为沉速为0.1mm/s的颗粒的去除率为辐流式沉淀池设计CircularSediementationTank方案为居住人口45000人的城镇设计一圆形径向流沉淀池。假定废水的流量为400L/人.d，平均流量下停留时间为2h。确定平均流量下的溢流速率为36m3/m2.d，求深度和直径。解：Diameter=Depth=曝气沉砂池设计计算GritChamber设计一只曝气沉砂池，污水的最大流量为2.0m3/s，有效深度为3m，宽深比为1.5:1，最大流量下停留时间为3.5min，曝气速率为0.4m3/min.m池长，确定沉砂池的尺寸和空气用量。解：池尺寸：空气量：曝气沉砂池设计GritChamber设计一曝气沉砂池，废水的平均流量为0.3m3/s，最大流量为1.0m3/s。平均深度为3m，宽深比为1.5:1，顶峰流量下停留时间为3.5min。曝气速率为0.4m3/min.m池长，确定沉砂池的尺寸和空气需求量。解：Problem2溶气气浮法计算溶气气浮法计算DissolvedAirFloation,DAF某造纸厂废水量10000m3/d，悬浮物浓度平均为1,000mg/L，水温20℃，采用回流式加压溶气气浮法处理流程。溶气水压力为3kg/cm2〔表压〕，空气饱和率为70%，取气固比为=0.01，空气比重1.164kg/m3；20℃时空气在水中的溶解度Cs取18.7mg/L.。计算气浮池中释放出的空气量、回流水量和回流比。(1)Dissolvedairpressureis3kg/cm2gauge;(2)Fractionofairsaturationf=70%;(3)A/Sratio=0.01；(4)Specificweightofair=1.164kg/m3;(5)AirSolubilityCsat20℃=18.7mg/L解：总固体含量为S=SaQ，其中：Q为处理水量，10000m3/d；Sa为废水中悬浮颗粒浓度，1kg/m3故，气体总含量为：

A=(A/S)*S=S=0.01*1*10000=100kg/d折合20℃下空气体积为，以1m3处理水量为基准：V=A/(Q)=100/(10000*1.164)=8.58*10-3(m3/m3)=8.58(L/m3水)压力水回流量计算公式为其中：f，溶气效率，即空气饱和率，为70%；P，溶气绝对压力，单位为大气压。表压为3kg/cm3=3atm，因此P=3+1=4(atm)，因此，回水流量为回流比，即回水流量占处理水量的百分比为溶汽气浮污泥浓缩池设计DissolvedAirFloatation(DAF)ofSludgeDesignadissolvedairflotationthickenerwithoutandwithpressurizedrecycletothickenthesolidsinactivated-sludgemixedliquorfrom0.3toabout4percent.Assumethatthefollowingconditionsapply:OptimumA/Sratio=0.008mL/mgTemperature=20AirSolubilitysa=18.7mg/LRecycle-systempressure=275kPaFractionofsaturation=0.5Surface-loadingrate=8L/m2.minSludgeflowrate=400m3Solutions:Withoutarecycle(1)ComputetherequiredpressureusingEq.5-47(2)Determinetherequiredsurfacearea(3)CheckthesolidsloadingrateWithrecycle(1)Determinethepressureinatmospheres(2)DeterminetherequiresrecyclerateusingEq.5-48(3)DeterminetherequiredsurfaceareaProblem3生化反响器容积计算生化反响器容积计算VolumeofBio-reactor废水拟在完全混合反响器中处理。假设反响为不可逆的一级反响〔〕，反响速率常数为0.15d-1，反响器的体积为20m3，要求处理效率为98%时，试求反响器所能处理的废水量。如果要求处理效率为92%时，那么处理上述废水所需的反响器体积为多少？解：〔1〕废水处理量〔2〕效率为92%时的反响器体积BOD5计算某一城市污水水样的BOD3=200mg/L，BOD20=400mg/L，求BOD5=？解：由，对于生活污水k1=0.1；一般把BOD20作为总生化需氧量BODu，BOD5与BOD20的关系在2d和8d分别测得污水的BOD值分别为125mg/L和225mg/L，试用一级速率模型求出BOD5。解：〔1〕按一级反响速率计，〔2〕得BODL和k值，得BOD5的计算，温度的影响废水在20℃下的5dBOD为185mg/L时，它的最终BOD〔UBOD〕是多少？10d的BOD是多少？假设BOD瓶是在33℃下培养的，废水的5dBOD又是多少？k=0.23d-1。解：〔1〕，，〔2〕〔3〕BOD5的计算三种不同水样在20℃下的BOD5皆为350mg/L，而20℃下的k值分别为0.25d-1,0.35d-1和0.46d-1。试求每种水样的最终BOD〔UBOD〕.解：，UBOD＝Problem4完全混合活性污泥法计算完全混合活性污泥法计算Complete-mixActivatedSludge用以下给出的三个不同完全混合活性污泥法反响器的运行数据，求：〔1〕系统的SRT；〔2〕出水中可溶性COD的浓度为5mg/L，求所需的氧气量，以kg/d计；〔3〕求稳态条件下，曝气池中氧的吸收速率，以mg/L.h表示。工程Item单位Unit反响器,ReactorABC曝气池内MLVSSAerationtankMLVSSmg/L30004000曝气池容积Aerationtankvolumem310002000污水流量Wastewaterflowratem3/d500010000剩余污泥流量Wastesludgeflowratem3/d59120剩余污泥中VSS浓度WastesludgeVSSconcentrationmg/L80008000进水中可溶性COD浓度InfluentsolubleCODconcentrationmg/L400400解：〔1〕SRT〔2〕需氧量〔3〕OUR污泥泥龄计算：氧气需要量氧的利用速率活性污泥法设计计算ActivatedSludgeProcess采用普通活性污泥法处理城市污水，流量为200000m3/d，原污水的BOD5为，初沉池的BOD5去除率为30%，要求处理后的最终出水的溶解性BOD5为20mg/L。试设计计算(1)曝气池的容积；(2)每天的剩余污泥产量；(3)曝气池的回流比；(4)氧气需要量；〔5〕处理效率。:θc=10d，y=0.5mg/mg，kd=0.06d-1，曝气池中MLVSS=3500mg/L；回流污泥浓度VSS=8000mg/L。解：曝气池体积=3.4*104每天的剩余污泥量回流比计算需氧量为含碳化合物全部氧化需氧量与生成污泥折合需氧量之差。处理效率普通曝气池计算AerationTank一传统活性污泥法处理装置，按SRT＝8d运行。反响器的容积为8000m3，MLSS浓度为3000mg/L，求：〔1〕污泥产率；〔2〕由反响器中排放污泥时，污泥的排放量。假定回流污泥中悬浮固体浓度为10000mg/L，二沉池出水中的固体损失可忽略不计。解：普通曝气池计算AerationTank某普通曝气池有效容积V=5000m3，混合液中污泥浓度MLSS为3000mg/L，回流污泥浓度为10000mg/L。要求：〔1〕假设进水中MLSS浓度为100mg/L，计算回流比；〔2〕假设污泥龄θc=8天，求每日的干污泥增长量。解：根据进出曝气池中悬浮物质的物料平衡：〔1〕100*1+10000*R=3000*(1+R)解得回流比R=0.414〔2〕因为每日的干污泥增长量＝每日排出的剩余干污泥量，即：QwXr又θc=且X=MLSS=3000mg/l=3kg/m3;V=5000m3;θc=即：QwXr＝＝＝1875kg所以每日的干污泥增长量为1SVI的计算SludgeVolumeIndex采用一台2L沉降仪进行SVI试验，得到MLSS浓度为3500mg/L，30min后污泥体积为840mL，求SVI值。解：Problem5污泥的处理与处置二沉池的计算SecondaryClarifier两座20m直径的圆形二沉池，用于活性污泥的固液别离。MLSS浓度为3000mg/L，活性污泥的回流比为50%。假设平均污泥负荷数据为4kg/m2.h，求平均允许进水流量，以m3/h计，以及回流中的MLSS。解：〔1〕回流污泥浓度〔2〕进水流量厌氧消化池计算AnaerobicDigester厌氧消化池的COD负荷为500kg/d，污泥的利用率为75%，设y=0.10,Kd=0.02d-1，当SRT为40d时，计算厌氧剩余污泥的产量、消化池的甲烷和沼气产量。〔沼气中CH4浓度为65%，CH4产量以0.4m3/kgCOD.d计〕。解：计算剩余污泥产生量计算甲烷产量计算沼气产量Vbiogas=VCH4/65%=212.56m3厌氧消化池计算AnaerobicDigester消化池的COD负荷为300kg/d。使用的污泥利用效率为75%，当SRT＝40d时，产气量是多少？Y＝0.10，kd=0.02d-1。解：〔1〕剩余污泥量〔2〕沼气产量污泥浓缩池计算SludgeThickener某二沉池的底泥含水率为98.5%，日排水量为3000吨。该底泥经污泥浓缩处理后，含水率为95%。假设溢流清水中的悬浮物含量可忽略不计，计算浓缩池每日排出的污泥量。解：根据底流中悬浮物质的物料平衡，得：解得，Q＝600m3/d污泥含水率和相对密度的计算VolumeReductionofSludge污泥的含水率从98%降到95%。假设污泥中含有相对密度为1.0的有机物70%和相对密度为2.0的无机物30%。用近似法和精确法，分别计算污泥体积缩小了百分之多少？污泥的含水率98%和95%时的相对密度是多少。解：〔1〕近似法〔2〕精确法混合固体的