水污染課后答案市公開課一等獎百校聯(lián)賽優(yōu)質(zhì)課金獎名師賽課獲獎課件

第2章廢水水質(zhì)控制基礎習題6，CODCr>BOD20>BOD5>OCCODCrK2Cr2O7作氧化劑，沸騰2h水中還原性物質(zhì)（有機物，無機物）完全氧化測得CODCr值最大BOD2020天生化需氧量與CODCr比較靠近BOD55天生化需氧量必定比BOD20小OC是高錳酸鉀指數(shù)，即用KMnO4作氧化劑測得化學耗氧量。KMnO4易分解在半小時內(nèi)測得值，氧化不完全，數(shù)值最小9，解：居民

N=19.2萬人Q=800

m3/h每人天天排出25gBOD5/d=25/103

kgBOD5/d19.2萬人天天排出BOD5總量=19.2×104×25/103BOD5/d=4800kgBOD5/d(是在20℃數(shù)值L20)

1/39微生物生長受氣溫影響，第一階段經(jīng)驗公式冬季10℃比L20下降10℃L冬=4800[0.02（10-20）+0.6]=（-1920）kgBOD5/d夏季24℃比L20上升4℃L夏=4800[0.02×4+0.6]=3264kgBOD5/d凈增量3264-1920=1344kgBOD5/d處理容積負荷Lv=QLr/V單位曝氣池有效容積在單位時間內(nèi)所承受有機物量。單位是：kgBOD5/m3·dLr----入流污水BOD5濃度kgBOD5/m3。前面算出是由冬天→夏天增量，設曝氣池容積V=10000m3所以由BOD5引發(fā)增量所增加容積負荷：Lv=800m3/h×24h×1344kgBOD5/d÷104m3=2580kgBOD5/d2/39對于10000m3曝氣池天天BOD5總增量為（由冬天→夏天）2580kgBOD5/d這一關(guān)系式只適合用于生化處理第一階段3/391.好氧生物處理氨氮硝化反應試求:（1）氧化1g氨氮需氧量？

（2）硝化過程消耗水中堿度，求氧化1gNH4+.消耗堿度以CaCO3

計為多少？第7章活性污泥法習題4/39解：（1）由反應知141g64X所以，由這兩個定量反應可推出：1個NH4+硝化，消耗堿度相當于一個CaCO3。5/39由以上推斷可得：氨化1gNH4+消耗重碳酸（HCO3-）鹽堿度以CaCO3計為6/392.嘉應學院東區(qū)居民104人，每人天天平均排出污水量為400L,設污泥負荷為0.5kgBOD5/kgMLSS·d,曝氣池進水BOD5濃度為200mg/L，混合液濃度為2500mg/L.設污泥回流比為30%.要求設計一座活性污泥曝氣池處理這種污水.試求：（1）曝氣池容積？（2）回流污泥量？7/398/393、細菌起始菌數(shù)為B0，經(jīng)t時間繁殖后細菌數(shù)為B，增加率r%。推導出微生物增加微分式。

9/394、設初始人口數(shù)為N0，經(jīng)t年后人口總數(shù)為N,若人口增加率r=1.7%，設經(jīng)t年后人口翻倍r=（b-d+m）%.

b-----出生率

d-----死亡率

m----遷移率

解：dN/dt=Nr

dN/N=rdt翻一番：N=2N02.303lg(2N0/N0)=rt2.303lg2=rtt=2.303x0.3010/1.7%=41（年）10/39中國人口增加（設增加率r=1.7%）年

19561980198719972038人口（億）

61011.21224世界人口增加（設增加率r=1.7%年）年

1958199019992040人口（億）

305460120

若黃虹1985年出生，23歲，當她53歲時，中國人口將到達24億，世界人口將靠近120億，中國和世界人口能否無止境增加下去？11/395、地球在太陽系中質(zhì)量、半徑均排在第五位。地球半徑R=6378.14km(平均半徑)，由此計算出地球總表面積為51000x104km2，其中海洋總面積為36050x104km2，陸地總面積14950x104km2(占29%)，地球每年生長植物約3000億t，維持每人天天生命活動最少熱量為2卡（1卡=4.18J），3000億噸植物（其中只有1%可供人類食用）轉(zhuǎn)換成能量約660x1015千卡。由以上數(shù)據(jù)可求出地球人口最大環(huán)境容量為：

H1=660x1015x0.1/（2200x365）=82.2x108

求得地球人口最大環(huán)境容量是82.2x108.若中國陸地（國土）總面積960x104km2.求中國人口最大環(huán)境容量是多少？12/39第7章活性污泥練習題石油加工廢水進水量100m3/h。曝氣池進水BOD5為300mg/L。出水BOD5為30mg/L，混合液污泥濃度為4g/L。曝氣池曝氣區(qū)有效容積為330m3.求該處理站活性污泥負荷和曝氣池容積負荷？解：找出已知條件：

Q=100m3/h；曝氣池進水So=300mg/L

出水BOD5，Se=30mg/L；混合液濃度（x）MLSS=4g/LV=330m3(有效容積)

單位換算：So=4g/L=4kg/m313/3919、取活性污泥曝氣池混合溶液500mL盛于500mL量筒中，半小時后沉淀污泥量為150mL，試計算活性污泥沉降比，曝氣池中污泥濃度為3000mg/L，求污泥指數(shù)，依據(jù)計算結(jié)果你認為該曝氣池運行是否正常？解：已知污泥混合液體積V1=500mL半小時后沉降污泥量體積V2=150mL混合液濃度x=3000mg/L（1）光求污泥沉降比（2）求污泥體積指數(shù)（3）污泥密度指數(shù)

說明沉降性很好，曝氣池運行正常，因為所求得SVI在100范圍內(nèi)，判斷經(jīng)驗數(shù)據(jù)：SVI<100污泥沉降性好100<SVI<200污泥沉降性普通SVI>200污泥沉降性不好14/39補充練習題（第7章第2次習題課）化纖廠漂染污水處理廠有兩座完全混合模式曝氣池，每座容積為350m3，污泥濃度S=4000mg/L，總處理水量Q=5000m3/d，最大時改變系數(shù)KZ=1.3，進水平均BOD5=250mg/L，要求去除率90%。求（1）每座池子平均需氧量？（2）每座池子最大需氧量？已知化纖污水a(chǎn)‘=0.6b’=0.07解：已知

查書P65表7.2幾個廢水a(chǎn)’,b’漂染廢水a(chǎn)’=0.6b’=0.07

a‘---平均轉(zhuǎn)化1KgBOD需氧量.Kg

b‘---微生物（以VSS）計本身氧化需氧量Kg/（Kg*d）先求總處理水量平均需氧量（單池水量Q=2500m3/d）依QSr=5000×0.25×90%=1125Kg/d（1）每座池子取出生化需氧量為：1125/2=562.5Kg/d（每座池） Sr---所去除BOD5濃度Kg/m3S---t時刻污泥濃S=4000mg/L每座池子平均需氧量

V=350m315/39Csm(20)—20oC時氧在清水中飽和溶解度Csw(t)---toC時氧化污水中飽和溶解度C—toC時氧在污水中濃度α—氧轉(zhuǎn)移系數(shù)用于污水中時修正值，α取0.5曝氣池中溶解氧濃度受水流量影響，在平均流量時溶解氧濃度應保持在2mg/L。在最大流量時應不低于1.0mg/L（本題中溶解氧濃度C取C=1.0）據(jù)此，可求得選取設備最大供氧量Ra為實際曝氣池內(nèi)溶解氧濃度C（2）每座池子最大需氧量時改變系數(shù)（KZ=1.3）只影響污水一天內(nèi)改變，對微生物本身需氧量無影響（b’Vs為微生物本身需氧量）16/39（3）假如20oC時氧在水中飽和濃度Cs(20)=9.2mg/L；在30oC時，Cs(30)=7.6mg/L污水中曝氣、氧轉(zhuǎn)移修正值β=0.85,充氧在一個大氣壓（101.325Kpa）下進行，則氧在污水中濃度：Csw(t)=βpCs(30)=0.85×1×7.6=6.46(mg/L)，求供氧量Ra？2有機廢水進水流量Q=200m3/h，BOD5=600mg/L經(jīng)過處理后要求出水BOD5=50mg/L。若混合液濃度為5g/L，曝氣池曝氣區(qū)有效容積為660m3，求污泥負荷和曝氣池容積負荷。解：（1）（2）17/39第7章生化處理（第三次習題課）1、（相關(guān)生化反應池，二沉池）停留時間與回流同時考慮時。反應池設計相關(guān)計算設進水流量Q=1000m3/h。在A池水停留2h，O池停留4h，二沉池停留2h，水回流比（1：2）泥回流比（1：1）。畫出流程圖，A、O、二沉池體積應設計多大？水力停留時間要容納體積估算A(池)=1000×2＝m3O(池)=1000×4=4000m3二沉池=1000×2=m3水力停留時間與回流同時考慮各池容積估算：A(池)++100=4100m3O(池)4000++100=6100m3

二沉池+100=2100m318/392、輻流式沉淀池設計計算基本數(shù)據(jù)依據(jù)表面負荷值來確定，對生活污水表面負荷值定位2~3.6m3/h·m2（經(jīng)驗數(shù)據(jù)）沉淀池表面積：（n---池數(shù)）沉淀池直徑為：輻流式沉淀池直徑不宜小于16m（經(jīng)驗）沉淀池水深（有效）普通小于4m

（有效水深與有效直徑之比，直徑/水深=6~12）Qmax---最大設計水量（m3/h）qo----沉淀池表面負荷值（m3/m2·h）h2--沉淀區(qū)有效水深（m）t--沉淀時間（h）19/3912.5 理論上制取O3能量計算3O2

2O3

△H0=144.21KJ.mol-1 已知O3S0（熵）=0.2377KJ.mol-1

O2S0=0.2025KJ.mol-1(1)依Gibbs方程△G0=△H0-T△S，則△G0=144.21-298(0.377-3/2*0.2025)=144.21+19.68=163.9(KJ.mol-1)20/39

（2）1o電=1Kw.h=3.6*103KJO3摩爾質(zhì)量=48（g）163.9KJ產(chǎn)生1molO3(48g)3.6*103W(g)

W=

(g)

（3）實際制取O3設備電能效率普通只有5~20%，按15%計，則每度電產(chǎn)生O3僅為1054*15%=158.4(g)（4）由試驗知投加30mg/LO3使廢水中含有102mg/L丙烯腈完全去除。按O3發(fā)生器電能效率只有15%。則1度電所產(chǎn)生O3能去除丙烯腈能量為x

（g）21/39（5）測得廢水中CODCr=167.3mg/L，完全是由丙烯腈所產(chǎn)生，則可求出臭氧化法去除167.3mg/LCODCr所需電能為y（6）若O3反應器效率只有20~30%，按30%計，則實際耗電量為0.31/30%=1.03Kw·h；按20%計，則實際耗電量為0.31/20%=1.55Kw·h。（7）工業(yè)電價0.5元/Kw·h，則按反應器效率30%計，需0.5x1.03=0.515（元/處理每噸水）；按反應器效率20%計，需0.5x1.55=0.775元/處理每噸水）。

22/39第15章吸附法硅膠干燥作用主要是揚玲吸附,輕易解吸H2O汽硅砂（干）

硅砂（濕）藍

紅CaCl2干燥光是化學吸附，H2O分子參加無水CaCl2化學組成，形成結(jié)晶水CaCl2·2H2O。假如CaCl2·2H2O繼續(xù)暴露于空氣中，則結(jié)晶氯化鈣也會“潮解”，轉(zhuǎn)為揚玲吸附?；钚蕴繉λ搅亢苄。〒P玲吸附），活性炭吸附是經(jīng)過活性基因?qū)θ苜|(zhì)分子吸附。H2O汽23/394、分子吸附利用等溫方程計算有機化工含酚廢水用活性碳三級深度處理進行脫色和除酚。若廢水流量為50m3/h，污水濃度CODCr＝30mg/L。吸附到達平衡時，活性炭投入量與平衡濃度試驗結(jié)果以下：

（1）、試推求Freundlich等溫式中經(jīng)驗常數(shù)Kf？（2）、若廢水經(jīng)吸附處理后回用與生產(chǎn)，要求其剩下濃度不超出3mg/L。求活性炭用量？并設計處理工藝裝置？思緒——找到依據(jù)qe＝〔(co-ce)*V〕/m＝x/m試驗中總結(jié)規(guī)律，平衡吸附量計算活性炭投入量mg/L50100150200250500平衡濃度mg/L18117.55.03.51.024/39解：廢水流量Q＝50m3/h,CODcr=30mg/L第1個點C0=30Ce＝18，m＝50qe＝[(30-18)/50]×1＝0.24第2個點C0=30Ce＝11，m＝100qe＝[(30-11)/100]×1＝0.19第3個點C0=30Ce＝7.5，m＝150qe＝[(30-7.5)/150]×1＝0.15第4個點C0=30Ce＝5.0，m＝200qe＝[(30-5)/200]×1＝0.125第5個點C0=30Ce＝3.5，m＝250qe＝[(30-3.5)/250]×1＝0.106第6個點C0=30Ce＝1.0，m＝500qe＝[(30-1)/500]×1＝0.05825/39活性炭投加量（m）（mg/mL）50100150200250500平衡濃度（Ce）（mg/mL）18117.55.03.51.0平衡附加量（mg/mL）qe=(Co-Ce)v/m0.240.190.150.1250.1060.058lgqe-0.62-0.72-0.82-0.90-0.975-1.24lgCe1.261.040.880.700.540將試驗所得數(shù)據(jù)制成下表26/39(2)依據(jù)試驗數(shù)據(jù)，以lgqe對lgCe作圖

lgqe=lgkf+（1/n）lgCe

（y=ax+b）27/39由作出吸附等溫線圖中查得截距

lgkf=

-1.24

=2.76

Kf=0.058斜率：1/n=tgα=lgqe/lgCe=0.62/1.26=0.5（3）由此得到Freumdlich等溫線方程：lgqe=lgKf+1/nlgCe（）=-1.24+1/2lg3（出水濃度不超出3mg/L）=-1.24+1/2x0.4771（Ce——平衡濃度）lgqe=-1.0，qe=0.1（qe是平衡濃度Ce=3mg/L時對應平衡吸附量）-28/39（4）由吸附經(jīng)驗公式計算活性炭用量。已知Q=50m3/hV用V=50m3計算

29/39第十七章膜分離法1.已知海水d=1.3R=8.314dm3kpamol-1*k-1NaCl摩爾質(zhì)量=58.5g/molC=1000*1.3*4%/58.5=0.889（mol/l）

Π=iCRT=2*0.889*8.314*298

=4405kpa=4.405*103kpa1amt=101.325kpa4405/101.325=43.5atm（大氣壓）答：海水滲透壓43.5大氣壓2.C1=0.1/49=0.0024（mol/L）C2=0.5/49=0.0102（mol/L）П1=iCRT=2*0.0024*8.314*298=11.98kpaП2=iCRT=2*0.0102*8.314*298=50.5kpa30/3931/395.廢水含鹽（NaCl）C1=3000mg/l，C2=500mg/l，i=2，供水Cg

出水(設計最低要求)

已知Qd=7m3/h——淡水流量，g=0.9——水回收率，fp=0.95——流質(zhì)去除率，

Cg=3000mg/L——供水

求以下出參數(shù)：（1）出水濃度Cd=？（2）出水濃水

側(cè)平均濃度Cp=？（3）供水流量Qg=？（4）濃水流量QL=?

解：由QgCg=QLCL+Qd*Cd

（1）y=Qd/Qg水回收率

所以Qg=Qd/g=7/0.9=7.8（m3/h）

（2）Qg=QL+Qd

（出水濃度=淡水流量+濃水流量）

QL=Qg-Qd=7.8-7=0.8（m3/h）

（3）Cp=2Cg/（2-y）=2*3000/（2-0.9）=5454（mg/l）濃水平均濃度

（4）Cd=Cp(1-fp)=5454(1-0.95)=272(mg/l)濃水平均濃度

因為求及實際出水淡水濃度Cd=272<500

這低于設計所提要求，表明設計合理32/39第18章污染物其它物理化學轉(zhuǎn)化18.7萃取法含酚廢水Cs=mg/l，Cs,=80mg/l重萃再生后含酚Cc=800mg/l，Vs/Vc=8/7求萃取理論，實際級數(shù)？用重苯萃取酚分配系數(shù)//l廢水中酚濃度（mg/l）x重苯中酚濃度（mg/l）y分配系數(shù)D111124011.814914309.618716809.033319005.756626304.778733804.3119038503.2154046903.0172048502.8236055302.333/39（1）求萃取塔板理論級數(shù)i依據(jù)試驗數(shù)據(jù)作出平衡線x-y圖ii依據(jù)物料平衡求Cc，（萃取液中酚濃度）VsCs+VcCc=VsCs，+VcCc，Cc，=Vs/Vc（Cs-Cs，）+Cc=8/7（200-80）+800=2994（mg/l