給水工程章課后習(xí)題及答案

1、14-1. 某水樣采用CMB反應(yīng)器進(jìn)行氯消毒實驗，假定投氯量一定，經(jīng)實驗知：細(xì)菌被滅活速率為一級反應(yīng)，且k0.85min-1，求細(xì)菌滅活99.5%時所需時間為多少？解：設(shè)原有細(xì)菌密度為C0，t時后尚存活的細(xì)菌密度為Ci，被殺死的細(xì)菌密度則為C0-Ci，根據(jù)題意，在t時刻，C0-Ci/C0=99.5%，Ci = 0.005C0，細(xì)菌被滅速率等于活細(xì)菌減少速率，于是，r（Ci）-k *Ci-0.85 Ci，代入公式得，t-ln(0.005C0/ C0)/0.85=-5.3/(-0.85)=6min14-2. 設(shè)物料分別通過CSTR型和PF型反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)后，進(jìn)水和出水中物料濃度之比均為C0/Ci=

2、10，且屬一級反應(yīng)，k2h-1，求水流在CSTR型和PF型反應(yīng)器內(nèi)各需多少停留時間？解：采用CSTR型反應(yīng)器，C0/Ci=10，k2h-1，t(C0/Ci-1)/2=4.5h=270min 采用PF型反應(yīng)器，C0/Ci=10，k2h-1，tln(C0/Ci)/2=1.15h=69min14-3. 在上題中若采用4個CSTR反應(yīng)器串聯(lián)，求所需要消毒時間為多少？解：Cn /C0= 0.1, n=4, 0.1=1/ (1+2×t )4 t0.39min； T4t =1.36h14-4液體中物料i濃度為200mg/l,經(jīng)過兩個串聯(lián)的CSTR型反應(yīng)器，i濃度為20mg/l液體流量為5000m3

3、/h，且屬一級反應(yīng)，k0.8h-1，求每個反應(yīng)器的體積和總反應(yīng)時間。解;經(jīng)過兩個反應(yīng)器后，Cn /C0= 0.1，n=2 ，0.1=1/ (1+0.8×t )2 ， t2.65h，T=2t=5.3h每個反應(yīng)器的體積v=qt=13250m315-1.河水總堿度0.1mmol/L（按CaO計），硫酸鋁（含Al2O3約16）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)水廠每日生產(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）？解：（1）由于要保證硫酸鋁順利水解需要0.250.50 mmol/L的剩余堿度。而河水中只有0.1 m

4、mol/L的堿度，故需要投加石灰以保證硫酸鋁順利水解。 （2） 投藥量折合Al2O3為 25mg/L×164mg/L，Al2O3分子量為102， 故投藥量相當(dāng)于4/102=0.039 mmol/L，剩余堿度取0.35mmol/L，則得： CaO=3×0.0390.1+0.350.37 mmol/L CaO分子量為56，則市售石灰投量為：0.37×56×50000/0.5×1000=2072kg。15-2設(shè)聚合鋁A12(OH)n?Cl6-nm在制備過程中，控制m5，n4，試求該聚合鋁的堿化度為多少？解：B=【OH】/3*【AL

5、】×100%=20/30=66.7%15-3某水廠采用精制硫酸鋁作為混凝劑，其最大投量為35 mg/L。水廠設(shè)計水量100000m3/d。混凝劑每日調(diào)制3次，溶液濃度按10計，試求溶解池和溶液池體積各為多少？解：溶液池體積為W2=24×100aQ/1000×1000cn=aQ/417cn=35×100000/417×10×3×24=11.66m3溶解池體積為W1=0.3W2=3.5m315-4隔板絮凝池設(shè)計流量為75000m3/d。絮凝池有效容積為1100m3，絮凝池總水頭損失為0.26m。求絮凝池總的平均速度梯度G值和GT

6、值各為多少？（水廠自用水量為5）解：Q=75000×1.05=0.9115m3/s T=V/Q=1100/0.9115=1206.8SG=45.76S-1 GT=45.76×1206.8=55220.5820S-1<G<70S-1,10000<GT<10000015-6設(shè)原水懸浮物體積濃度5×10-5。假定懸浮顆粒粒徑均勻，有效碰撞系數(shù)1，水溫按15計。設(shè)計流量Q360m3/h。攪拌功率（或功率消耗）P=195W。試求：（1）絮凝池按PF型反應(yīng)器考慮，經(jīng)15min絮凝后，水中顆粒數(shù)量濃度將降低百分之幾？（2）采用3座同體積機械絮凝池串聯(lián)（機

7、械絮凝池按CSTR型反應(yīng)器考慮），絮凝池總體積與（1）相同。攪拌功率仍為195W，設(shè)3座絮凝池攪拌功率分別為：P1=100W，P2=60W，P3=35W，試問顆粒數(shù)量濃度最后降低百分之幾？16-1已知顆粒密度2.65g/cm3，粒徑d0.45mm（按球形顆粒考慮），求該顆粒在20水中沉降速度為多少？解：16-2平流沉淀池設(shè)計流量為720 m3/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？解：所需沉淀池面積為;A=Q/U=7200/(3600*0.4/1000)=500m2沉速為0.

8、1mm/s的顆粒的去除率為E=u/U=25%16-3原水泥沙沉降試驗數(shù)據(jù)見下表。取樣口在水面下180cm處。平流沉淀池設(shè)計流量為900 m3/h，表面積500 m2。試按理想沉淀池條件，求該池可去除泥沙顆粒約百分之幾？（C0表示泥沙初始濃度，C表示取樣濃度）。沉降試驗數(shù)據(jù)取樣時間（min）015203060120180C/C0 10.980.880.700.300.120.08解：17-1某天然海砂篩分結(jié)果見下表，根據(jù)設(shè)計要求，d100.54mm，K802.0。試問篩選濾料時，共需篩除百分之幾天然砂粒(分析砂樣200g)。篩分試驗記錄篩孔（mm） 留 在 篩 上 砂 量 通過該篩號的砂量 質(zhì)量

9、（g） 質(zhì)量（g） 2.36 0.8 0.4 199.2 99.61.65 18.4 9.2 180.8 90.41.00 40.6 20.3 140.2 70.10.59 85.0 42.5 55.2 27.60.25 43.4 21.7 11.8 5.90.21 9.2 4.6 2.6 1.3篩底盤 2.6 1.3 0 0合計 200 100做好濾料篩分曲線后所做步驟1.已知： d10 0.54mm, K80=2.0,求得： d801.08mm 2. 從前面圖1上查出d100.54mm在曲線上的點，拉直線到右邊縱坐標(biāo)軸為103. 再從前面圖1上查出d801.08mm在曲線上的點，拉直線到右

10、邊縱坐標(biāo)軸為80 4. 將右邊縱坐標(biāo)軸1080之間分為7等分，確定右邊坐標(biāo)軸原點、20%、30%、40%、50%、60%、70%、90%和100%的點。5. 從前面圖1中右邊坐標(biāo)軸原點拉直線到篩分曲線，找到與曲線交點，確定所對應(yīng)的橫坐標(biāo)上的篩孔孔徑為0.43 mm左右。6. 從前面圖1中右邊縱坐標(biāo)軸80點拉直線到篩分曲線，找到與曲線交點，確定所對應(yīng)的橫坐標(biāo)上的篩孔孔徑為1.52 mm左右。7. 從圖1中查出粒徑0.43 mm部分占左邊縱坐標(biāo)的17.4。 8. 從圖1中查出粒徑1.52 mm部分占左邊縱坐標(biāo)的13.7。9. 總共去除17.4 13.731.117-2根據(jù)上題所選砂濾料，求濾速為1

11、0m/h的過慮起始水頭損失為多少cm？已知：砂粒球度系數(shù)0.94；砂層孔隙率m00.4；砂層總厚度l070cm；水溫按15計。解：解17-4設(shè)大阻力配水系統(tǒng)干管起端流速為1m/s；支管起端流速為2m/s；孔口流速為3m/s。試通過計算說明該配水系統(tǒng)的配水均勻性是否達(dá)到95以上。解：17-5設(shè)濾池平面尺寸為5.4m（長）×4m（寬）。濾層厚70cm。沖洗強度q14 L/（s ? m2），濾層膨脹度e40。采用3條排水槽，槽長4m，中心距1.8m。求：（1）標(biāo)準(zhǔn)排水槽斷面尺寸；（2）排水槽頂距砂面高度；（3）校核排水槽在水平面上總面積是否符合設(shè)計要求。 d10解：（1）.采用3條排水槽，則槽長:中心距每槽排水流量:17-6濾池平面尺寸、沖洗強度及砂濾層厚度同上題，并已知：沖洗時間6min；承托層厚0.45m；大阻力配水系統(tǒng)開孔比0.25；濾料密度為2.62g/cm3；濾層孔隙率為0.4；沖洗水箱至濾池的管道中水頭損失按0.6m計。求：（1）沖洗水箱容積；（2）沖洗水箱底至濾池排水沖洗槽高度解：兩兩格無閥濾池合用一個沖洗水箱，濾池設(shè)計流量為4000m3/d，請設(shè)計濾池平尺寸和沖洗水箱深度（設(shè)計參數(shù)自己選用）求得： d80 1.08mm1. 已知： d100.54mm, K80