廢水處理工程課后習題答案

1、第一章習題1.5 BODt為t時日消耗的溶解氧量，L表示t時日水中剩余的BOD-1解：已知 BOD5=200mg/L ，k=0.15d-1由式 BOD5=La-L= L a(1-10-k1t)(1-4)即 200= La(1-10-°.15x 5)得 La=243.3 mg/L由式 L= L a10-k1t(1-3)得 t=10d 時，L=243.3x 10-0.15x10=7.7 mg/L. 即好氧微生物在有氧條件降解 10 天后剩余的 BOD 為 7.7 mg/L.1.6 解：1)已知 BOD5=25 mg/L, T=20C時 k1=0.1 d-1,由式 BOD5= La(1-1

2、0-k1t)得 La=36.6 mg/L由式 La(T)= La(20)(0.02T+0.6)(1-8)得 La(30)=43.9 mg/L即30E測定生化需氧量為43.9 mg/L2) T=30E 時，由式 k1(T)= k1(20)-20)(1-5)得 k1(30)=0.158 d-1-k tBOD2(30)= La(30) (1-10-k1t)=22.7 mg/L即2天30E的生化需氧量為22.7 mg/L第二章習題2.2 a.水質(zhì)調(diào)節(jié)池C、D、E(使出水水質(zhì)均勻，C自身水力混合，D空氣攪拌方式，E水泵循環(huán))b. 水量調(diào)節(jié)池B、E、F(使出水水量恒定，都屬于線內(nèi)調(diào)節(jié)，進水為重力流，出水用

3、泵提升)c. 水質(zhì)水量調(diào)節(jié)池E2.6答：酸性廢水主要來源于化工廠、化纖廠、電鍍廠、煤加工廠及金屬酸洗廠等，堿性廢 水主要來源于印染廠、造紙廠、煉油廠和金屬加工廠等，可以根據(jù)廢水性質(zhì)進行酸堿 廢水中和；煙道氣中CO2含量可高達24%，此外還有SO2和H2S,故可用來中和堿性 廢水。第三章習題3.1答：化學混凝法處理的對象是粒度在 1nm100um間的部分懸浮物和膠體溶液。 城市污水可用但一般不用化學混凝法處理，因為城市污水成分復(fù)雜，污水中含有大量漂 浮物和較大懸浮物質(zhì)，由于不斷向廢水中投加藥劑，而且處理批量大，經(jīng)常性運行費用高， 泥渣量大，增大污泥處理難度。3.3答：混凝劑分為：無機鹽混凝劑、有

4、機高分子類混凝劑、微生物絮凝劑。常用混凝劑有：硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺(PAM)等。硫酸鋁作用過程及機理：三價金屬鋁在水中的存在形式是帶六個結(jié)晶水的Al (H 20)6 。當pH值小于4時，這種水合離子是水中存在的主要形態(tài)，如果pH值升高，水合離子就產(chǎn)生結(jié)合水的水解，生成各種羥基鋁離子；如果pH值繼續(xù)升高，則其水解繼續(xù)進行，最后生成氫氧化鋁的沉淀物；當 pH 值大于4則各種離子羥基之間發(fā)生架橋黏結(jié)，可生成帶正電的多核羥基絡(luò)合物。Al3+的水解產(chǎn)物兼具有凝聚和絮凝兩種作用的特性。水中雜質(zhì)對水解及聚合的各種產(chǎn)物進 行強烈吸附。溶液中被吸附的帶正電荷的多核絡(luò)離子通過壓縮擴散層和降低

5、表面電位等作用 使微粒秒間的排斥力降低，從而可以相互接近，如引力達到優(yōu)勢時，各微粒即連接、結(jié)合在 一起，此屬于凝聚作用。這時，如果同一多核聚合物為兩個以上的雜質(zhì)顆粒所吸附，就會在 兩微粒間黏結(jié)架橋，此屬于絮凝作用。再借范德華力和黏結(jié)架橋不斷地結(jié)合就形成凝聚，逐 步擴大形成大絮體。這就是硫酸鋁在凝聚過程中既有電中和壓縮擴散層的作用，也有吸附架 橋的作用的原因。3.7(泵進水管徑DN=100m,對泵而言，泵吸水管徑DN < 250mm時,管內(nèi)水流速度V=1.01.2m/s, 泵出水管徑DN < 250 mm時,管內(nèi)水流速度V=1.52.0m/s)解：混合時間應(yīng)在1030S不超過2min

6、泵吸水管徑 DN < 250mm，V=1.0 1.2m/st= 500/1.2 = 416.6s = 6.9mi n> 2min在500米出投藥到混凝池所需時間超過 2min，藥劑與水中顆粒反應(yīng)產(chǎn)生大的絮凝體，這 些絮凝體沉淀下來會堵塞管道，或使泵受損害；同時大絮凝體會在泵的葉片作用下被攪碎， 到混凝池時又成了小顆粒，對混凝沉淀分離不利。因此不能投在水泵吸水管內(nèi)，而應(yīng)投在泵 出水管內(nèi)。分別計算最近及最遠投藥點：泵出水管徑 DN < 250mm，V=1.5 2.0m/s計算最近投藥點距離為：S1= v1t1 = 1520米最遠投藥點距離為：S2= V2t2 = 180240米第

7、四章習題4.4 解：(1)n =(20-80)/200=60%(2) 由圖知n =60%寸t=70min, u=0.45mm/s，設(shè)計時u縮小1.5倍，t放大1.75倍， 即 u' =0.3mm/s t' =122.5min433Q=10X 10 t/h=69.44 m /min=1.157m /sA=Q/ u ' =3857.8m有效水深 h=0.3X60X 10"3X 122.5=2.21m4.6(參考例4-2)表中沉淀時間t/h，沉降速度u/(m/h)32q0=2.4 m / (m /h)=2.4m/h=4cm/min4.7（參考例4-3）34.9 解：

8、原來池子處理量：Qo=uoA=1 X 20 X 4=80 (m /h)改裝后沉淀池中斜板數(shù)n,不考慮斜板厚度，由 L = (n-1)d/sin ： +l cos：得：n=1+(L-l cos)sin： /d=1+(20-1 X cos60° ”0.10=196(塊)斜板在水平方向上的投影總面積：Af=naf=nB l cos =196X4X 1 X0.5=392 m2改裝后沉淀池處理量：3Q1= u0(Af+A)=1 X (392+80)=472 m3/h;Q1/Q0 =472/80=5.9(倍)即改裝后沉淀池處理量提高5.9倍。4.10氣浮原理：氣浮法是利用高度分散的微小氣泡作為載

9、體去黏附廢水中的污染物質(zhì)，使其 視密度小于水而上浮到水面實現(xiàn)固液或液液分離。氣固比G/S的意義：空氣析出量與原水中懸浮固體的比值。不能采用相同的參數(shù)：因為兩地環(huán)境條件不一樣。溶氣量、析出氣泡的大小及均勻性與壓力、溫度、溶氣時間等有關(guān)，G/S受氣浮特性影響。4.12 解：2 2P 絕=3X 0.98X 10 +101.325=395.33kPa =4.03kg/cm=3062.8mmHg20 T 時 a0=21.77mg/L, kT=0.024, 空氣密度p =1.205kg/m3溶氣 V= kTP=0.024X 3062.8=73.51L/m3H2O3a1=73.51 X 1.205=75.3

10、5g/m H2O設(shè)回流比為R, q=RQ時亠七工口qa0(fP1) R 71.77 (°.75 2血1)聯(lián)立萬程：G/S= =0.044RQC01000/ G/s= q (a1 -a2) = R(75.35 -a2)Q c01000(G/S)C0+a20.044 R 漢1000 +a2iv=f0.75解得 a2=31.35mg/LH2OR=0.571則空氣析出量 G=0.044X 1000X 0.571=25.12g/m?H2O=20.85L/m3H2O加入空氣量占處理水量的體積百分比為7.35%。第五章習題5.3快濾池過濾的基本原理一般分為三類：（1）遷移機理：即懸浮顆粒脫離流線而

11、與濾料接觸的過程。（2）附著機理：即由遷移過程而與濾料接觸的懸浮顆粒，附著在濾料表面上不再脫離。（3）脫落機理：濾池在進行反沖洗時，濾層膨脹一定高度，濾料處于流動狀態(tài)，截留和附 著于濾料上的懸浮顆粒受到高速反沖洗水的沖刷而脫落；濾料顆粒在水流中旋轉(zhuǎn)，碰撞和摩 查，也使懸浮顆粒脫落。過濾效果的決定因素：（1）濾料的性質(zhì)：濾料的粒度、形狀、空隙率、厚度和表面性質(zhì)會影響過濾效果（2）懸浮物的性質(zhì)：懸浮物的粒度、形狀、濃度、密度、溫度和表面性質(zhì)會影響過濾效果 5.5濾池反沖洗配水系統(tǒng)有大阻力配水系統(tǒng)和小阻力配水系統(tǒng)兩種。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)復(fù)雜；孔口水頭損失大，沖洗時動力 消耗

12、大；管道易結(jié)垢，增加檢修的困難。適用于濾池面積較大，干管直徑較大時。小阻力配水系統(tǒng)的優(yōu)點是沖洗水頭損失較低。但當濾池面積較大時，難以達到均勻配水， 所以只適用于面積小的濾池。影響反沖洗效果的主要因素為：沖洗水是否分布均勻，反沖洗強度、水頭和反沖洗時間， 沖洗水的排出是否迅速。5.9類別濾料組成濾速(m/h)強制濾速（m/h）粒徑（mm）不均勻系數(shù)K80厚度（mm）單層石英砂濾料dmax=1.2dmi n=0.5<2.070081210 14雙層濾料無煙煤dmax=1.8dmi n=0.8<2.030040010 1414 18石英砂dmax=1.2dmi n=0.5<2.04

13、00三層濾料無煙煤dmax=1.6dmi n=0.8<1.7450182020 25石英砂dmax=0.8dmi n=0.5<1.5230重質(zhì)礦石dmax=0.5dmi n=0.25<1.770解：已知 Q=1000 m3/h選用單層石英砂濾料，確定濾速u=10 m/h則過濾面積 F=1000/10=100 m2(由表5-4)確定濾池個數(shù)n=4則單個濾池的面積為22f=F/4=100/4=25 m <30 m所以單池 長:寬=1:1 即 長=寬=5 m 濾池總深度：H= H1+H2+H3+H4+H5其中H1保護高：0.250.30m；H2濾層表面以上水深：1.52.0m

14、；H3濾層厚度，單層砂濾料 0.7m，雙層及多層濾料一般為 0.70.8m；H4承托層厚度：0.45m；H5配水系統(tǒng)的高度大于0.20m； 濾池總深度一般為3.03.5m。則 H=0.25+1.5+0.7+0.45+0.3=3.2m第六章習題6.21)堿性條件下，CN+CIO+H2OCNCI+2OH -反應(yīng)只需5分鐘，此階段反應(yīng)生成的CNCl有劇毒，在酸性條件下不穩(wěn)定，易揮發(fā)致毒；2) 揮發(fā)性劇毒物質(zhì)CNCl在pH=10-11時，可在1015min內(nèi)轉(zhuǎn)化為毒性極小的氰酸根 CNO-CN+2OH- f CNO-+C+H2O3) 因酸性條件下CNO-易水解生成NH3T，所以應(yīng)繼續(xù)氧化，控制pH=7

15、.5-8.0,使 2CNO- + 2OCI2CO2 + N2T+ 2Cl-2CNCl+ 4OCl- f 2CO2 + N2 t + 6Cl-因此用氯氧化法處理含氰廢水時要嚴格控制溶液的pH值，一般控制pH值為7.511。6.3電解法處理廢水的機理可以歸納以下四種：(1) 電極表面處理過程(得失電子f被還原或氧化)(2) 電解上浮(3) 電解凝聚(4) 電解產(chǎn)物的氧化還原作用 上述反應(yīng)對廢水處理的作用如下：電解氧化：將廢水中存在的可氧化處理的陰離子污染物和有機物轉(zhuǎn)化為無害成分。 電解還原：主要用于處理廢水中的陽離子污染物，如：Cr6+,Hg2+等。電解凝聚：用于處理廢水中的有機或無機膠體。電解浮

16、上：在陰極和陽極產(chǎn)生 02和H2,這些微氣泡表面積很大，在上升過程中易黏附 攜帶廢水中的膠體微粒、浮化油等共同浮上。利用電解凝聚和浮上可以處理多重含有機物、 重金屬廢水。第七章習題7.3優(yōu)點有：具有巨大的比表面積和特別發(fā)達的微孔，因此吸附能力強，吸附容量大。粒狀 炭、工藝簡單、操作方便，具有穩(wěn)定的化學性質(zhì)，可以耐強酸、強堿，能經(jīng)受水浸、高溫、 咼壓作用，不易破碎。存在的問題有：以物理吸附為主，但由于有表面氧化物存在，使其具有一定的化學選擇 性吸附，所以不適用于選擇性高的污水處理。活性炭的吸附性能受活化溫度和再生方法的影 響很大，因此活化過程需嚴格控制。7.4穿透曲線是當廢水連續(xù)通過吸附劑層時，

17、 記錄出水濃度，將出水濃度隨時間變化作圖得 到的曲線。吸附床的設(shè)計運行方式的選擇，很大程度上取決于穿透曲線，由穿透曲線法可以了解床 層吸附負荷的分布，穿透點和耗竭點。穿透曲線越陡，表明吸附速度越快。對單床吸附系統(tǒng), 由穿透曲線可知，當床層達到穿透點時，必須停止進水，進行再生；對多床串聯(lián)系統(tǒng)，當床 層達到耗竭點時，也需進行再生。7.5(參考例7-1)第八章習題8.5離子交換法是一種借助于離子交換劑上的離子和水中的離子進行交換反應(yīng)而除去水中有害離子的方法。在工業(yè)用水處理中，它有極重要的位置，用以制取軟水或純水，在工業(yè)廢 水處理中，主要用以回收貴金屬離子，也用于放射性廢水和有機廢水的處理， 具有去除率高, 可濃縮回收有用物質(zhì)，設(shè)備較簡單，操作控制容易等優(yōu)點。但目前應(yīng)用范圍還受到離子交換劑品種、性能、成本的限制；對預(yù)處理的要求較高；離子交換劑的再生和再生液的處理有時 也是一個難題。8.7解：1天樹脂用量:114150116 62033X10- m =0.24L7天樹脂用量 0.238 ：7L=1.67L37 天再生劑用量 1.666 X330X0 kg=2.22kg第九章習題9.1答：特點有：(1) 膜分離過程不發(fā)生相變，因此能量轉(zhuǎn)化效率高。(2) 膜分離過程在常溫下進行，因而特別適用于對熱敏性物料如對果汁、酶、藥物等的分離、 分級和濃縮。(3) 裝置簡單、操作