水污染控制工程計(jì)算題

1計(jì)算題1.1 已知某小型污水處理站設(shè)計(jì)流量 400m3，懸浮固體濃度250。設(shè)沉淀效率為55%。根據(jù)實(shí)驗(yàn)性能曲線查得u02.8m，污泥的含水率為98%，試為處理站設(shè)計(jì)豎流式初沉池。設(shè)計(jì)參數(shù)：污水在中心管內(nèi)的流速V0300.03m表面水力負(fù)荷o2.8m3(m2)Q400上q2.8設(shè)計(jì)沉淀池數(shù)為四只，池型為圓形，估算單池的直徑約為單池流量Q4100nQ400上q2.8設(shè)計(jì)沉淀池數(shù)為四只，池型為圓形，估算單池的直徑約為單池流量Q4100n3⑵中心管的截面積和直徑I43m2D4f2414313.5m>10m7m,符合要求。估算豎流沉淀池直徑，確定池數(shù)。:i:iQ100/36000.03V00.93m2(v0取0.03m/s)do4ft U0.93… …do'. 1.08m1.1m喇叭口直徑d仁1.351.35X1.1=1.5m⑷反射板直徑=1.3d仁2.0m具上0(5)f1100/3600QVd! 0.023.141.5100g 35.7m22.8具上0(5)f1100/3600QVd! 0.023.141.5100g 35.7m22.8沉淀區(qū)面積0.290.3m(取w=0.02m/s).中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度 h34UfQ4(35.70.93)沉淀池直徑沉淀區(qū)的深度：h22.8X1.3=3.64-3.7m(設(shè)沉淀時間為1.3h)6.8m7m⑺(8)2=7/3.7=1.89<3符合要求污泥斗的高度和體積取下部截圓錐底直徑為0.4m，貯泥斗傾角為55°，則h5=(7/2-0.4/2)55=4.7mV1=(R22)占引3=(3.52+3.5X0.2+0.22)Xt4.7/3=64m2沉淀池的總高度H12345=0.3+3.7+0.3+0.3+4.7=9.3m污泥區(qū)的容積排泥周期按2d設(shè)計(jì)，則污泥區(qū)容積T24^-25-55233m21000(100P0) 10001(10.98)在工程設(shè)計(jì)中還包括進(jìn)水槽、出水槽、出水堰、排泥管等設(shè)計(jì)內(nèi)容。1.2某城市污水處理廠，設(shè)計(jì)處理流量為30000m3,時變化系數(shù)為1.5，經(jīng)沉淀后的5為200,總氮為30,總磷為3,擬采用活性污泥法進(jìn)行處理，希望處理后的出水5為20。試計(jì)算與設(shè)計(jì)該活性污泥法處理系統(tǒng)工藝流程的選擇計(jì)算處理效率E：E20020100%=90%200根據(jù)提供的條件，采用傳統(tǒng)推流式活性污泥法，曝氣池采用推流廊道式，運(yùn)行時考慮階段曝氣法和生物吸附再生2.曝氣池的計(jì)算與設(shè)計(jì)2.曝氣池的計(jì)算與設(shè)計(jì)()為:污泥負(fù)荷的確定 根據(jù)實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)以及所要求的處理效果，本曝氣池采用的污泥負(fù)荷率()為:0.275do(一般為0.20.45d)污泥濃度的確定根據(jù)值，值在80~150兀泥的污泥濃度X為： 之間，設(shè)_ 106 106回流污泥濃度XwSvi1307700mg/L曝氣池污泥濃度X ―R X0.35(1R)w(TP-35)曝氣池容積的確定 根據(jù)計(jì)算，曝氣池有效容積V為:Q(S0Se) 30000 (2100002甘8小時30000100002甘8小時30000⑷曝氣池停留時間的校核： 曝氣池停留時間TQ24法運(yùn)行的可能性，其流程如下：原廢驟氣池主要尺寸的確定：100001250m2100001250m2nH11) 曝氣池的面積：設(shè)計(jì)2座曝氣池(2)，每座曝氣池的有效水深(H1)取4.0m，則每座曝氣池的面積(A1)為:沉淀池表面積A=1875/1.0=1875m2設(shè)計(jì)選擇4座沉淀池(4),則每座二沉池的表面積A,為：Ai=1875/4=468.75m2:二沉池直徑：Dj,4A,八468''7524.4m每座二沉池的直徑設(shè)計(jì)取Di=25m。有效水深：設(shè)計(jì)取分離澄清時間t為2小時(1.5~2.5h),則有效水深Hj為：Hi=xI875X2/I875=2m。選用直徑為25米的刮泥設(shè)備，取超高 300,緩沖區(qū)高度300。根據(jù)刮泥設(shè)備的要求設(shè)計(jì)二沉池池底及泥斗部分。剩余污泥量的計(jì)算每日污泥的增長量(剩余污泥量)為：XaQ(S0Se)bVX根據(jù)實(shí)驗(yàn)或手冊，取a值為0.6,b值為0.075，則剩余污泥量為：X0.630000(20020)0.0751000020001740000g/d1.74t/d每天排放含水率為99.2%的剩余污泥量為：217.5噸?；亓魑勰嘞到y(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)采用污泥回流比35%，最大回流比為70%，按最大回流比計(jì)算：污泥回流量二RXQ=0.70X30000/24875m32.5m，根據(jù)污泥回流量,采用螺旋泵進(jìn)行污泥提升，其提升高度按實(shí)際高程布置來確定，本設(shè)計(jì)定為選用外徑為700，提升量為300m3的螺旋泵4臺，3用12.5m，根據(jù)污泥回流量,營養(yǎng)物的平衡計(jì)算(1)5=30000X(0.2-0.02)5400；(2)氮(N)每日從廢水中可獲得的總氮量為： N=0.03X30000=900每日污泥所需要的氮量為：5=100:5;貝從N=270每日隨出水排除的N量為：900-270=630,相當(dāng)于21(3)磷(P)每日從廢水中可獲得的總磷量為： Pi=0.003X30000=90每日污泥所需要的磷量為：5=100：1;則？=54每日隨出水排除的P量為：90-54=36,相當(dāng)于1.2廢水中N和P營養(yǎng)源能夠滿足微生物生長繁殖需求，無需向廢水中補(bǔ)充氮源和磷源，但出水中氮和磷的濃度不能滿足廢水一級排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。1-3處理污水量為21600m3,經(jīng)沉淀后的5為250,希望處理后的出水5為20。要求確定曝氣池的體積、排泥量和空氣量。經(jīng)研究，還確立下列條件：污水溫度為20C;曝氣池中混合液揮發(fā)性懸浮固體()同混合液懸浮固體()之比為 0.8;回流污泥濃度為10000;曝氣池中為3500;設(shè)計(jì)的&為10d;出水中含有22生物固體，其中65%是可生化的；污水中含有足夠的生化反應(yīng)所需的氧、磷和其他微量元素；污水流量的總變化系數(shù)為2.5估計(jì)出水中溶解性5的濃度出水中總的5二出水中溶解性的5+出水中懸浮固體的5確定出水中懸浮固體的5：(1)懸浮固體中可生化的部分為0.65X2214.2⑵可生化懸浮固體的最終0.65X22X1.4220.3⑶可生化懸浮固體的換算為 5=0.68X20.3=13.8確定經(jīng)曝氣池處理后的出水溶解性 5,即20=+13.8，則二6.22506.2 97.5%250計(jì)算處理效率E：e2506.2 97.5%250若沉淀池能去除全部懸浮固體，則處理效率可達(dá):250計(jì)算曝氣池的體積已知：C10d,Q21600m3/d,Kd0.06di(查表選定)v ,QY(S。SJX(1Kd』Y0.5mg/mg(查表選定)， Se6.2mg/L,X3500mg/L,10216000.5250 6.2m34702m 3350010.0610)計(jì)算每天排除的剩余活性污泥量選0.5計(jì)算：丫眼1KdC10.31250.0610計(jì)算排除的以揮發(fā)性懸浮固體計(jì)的污泥量:XVYobsQ(SoSe)0.312521600(2506.2)103kg/d1645.7kg/d計(jì)算排除的以計(jì)的污泥量:X(SS) 1645.75kg/d2057.1kg/d計(jì)算排除的以計(jì)的污泥量:計(jì)算回流污泥比R3500(QQr) 8000Qr，得R二Q.78計(jì)算曝氣池的水力停留時間：tQ j4702d0.217d5.2h21600曝氣池中濃度=3500,回流污泥濃度=8000計(jì)算曝氣池所需的空氣量(1)曝氣池所需的氧量計(jì)算1)生化反應(yīng)中含碳有機(jī)物全部生化所需的氧量：

進(jìn)行處理，希望處理后的出水 5為20。21600（2設(shè)0計(jì)該生物接觸氧化法處理系d1.設(shè)計(jì)參數(shù) BODL°.68 0.68有機(jī)填料應(yīng)所負(fù)荷量.。53也采用組合填料，每片填料直徑 150,填料層高度2.5m，填料片連接成串,每串t所需氧量間隔74401.4串*每片填料至下0間隔 80,采用微孔曝氣，氣水比 20:1。23.2%，則所需的理論空氣量為:23.2%，則所需的理論空氣量為:若空氣密度為1.2013，空氣中含有的氧量為mama/d19406m3/d1.2010.232194062） 實(shí)際所需的空氣量為： m3/d242.58m3/d168m3/mih-008 3） 設(shè)計(jì)所需的空氣量為：1.3168m/min218m/min某小區(qū)生活污水處理廠設(shè)計(jì)處理流量為 2500m3,廢水的平均5為150,為300,擬采用生物接觸氧化2500(0.150.02)2.'162.5m3

202.生物接觸氧化池有效容積162.5~2：5~65m2生物接觸氧化池總面積確定生物接觸氧化池的個數(shù)及每池的面積根據(jù)現(xiàn)場條件，擬采用一池三格，以推流形式運(yùn)行。每一格的面積為:A65A 22mnA65A 22mn3實(shí)際設(shè)計(jì)每一個池采用:5.校核反應(yīng)接觸時間V4.06.02.53TQ2500/24225mBX4.0X6.0(m)1.73h1.5h合理確定生物接觸氧化池的總高度H。H已H2H3 2.50.50.51.04.5m確定空氣量空氣量o=20XQ=20X2500/24/6035m3.選擇風(fēng)機(jī)二臺（一用一備），風(fēng)壓520，風(fēng)量40m3。曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算同活性污泥法。江南某城鎮(zhèn)擬新建污水處理廠一座，已知近期規(guī)劃人口 50000人，生活污水量綜合排放定額為180L/（人d），污水水質(zhì)為：:450 5:185 :250 :30:5.0要求對該鎮(zhèn)污水進(jìn)行除磷脫氮處理，采用 A2工藝且出水水質(zhì)指標(biāo)要求達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn)：<705<20 <203<10 <1.0設(shè)計(jì)水量計(jì)算平均日設(shè)計(jì)水量：180X50000X（10%）/10009900m3式中，10%為污水管網(wǎng)的地下水滲入系數(shù)，設(shè)計(jì)取平均日污水量 10000m3,一級處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)流量參照總變化系數(shù)（1.59），以提升泵房的提升泵最大組合出水量為設(shè)計(jì)流量， 生化處理構(gòu)筑物取最大日10h平均流量，本題取最大日10h變化系數(shù)為1.3。一級處理構(gòu)筑物計(jì)算（略）二級生化處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)兩組平行系統(tǒng)，計(jì)算各池容積。3.1進(jìn)入生化處理構(gòu)筑物水質(zhì)指標(biāo)確定設(shè)污水經(jīng)過一級處理后，進(jìn)入生化處理構(gòu)筑物各水質(zhì)指標(biāo)濃度為：:340 5:140 125 :28.5 :4.53.2設(shè)計(jì)參數(shù)確定最低平均溫度T=15C活性污泥揮發(fā)性固體含量0.7 5污泥負(fù)荷0.155d20'C時反硝化速率為0.12d 污泥產(chǎn)率系數(shù)0.65d內(nèi)源呼吸速率0.041 剩余污泥含水率99.2%3.3按反硝化速率和硝化菌比增長速率設(shè)計(jì)計(jì)算厭氧池設(shè)計(jì)計(jì)算厭氧池通過回流二沉池的沉淀污泥，使在好氧池過度攝磷的活性污泥在厭氧他進(jìn)行磷釋放，因?yàn)橛绊戓屃走^程的因素很多，般應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定厭氧池的容積，目前厭氧池的容積通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)停留時間來確定，般為2h因素很多，般應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定厭氧池的容積，目前厭氧池的容積通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)停留時間來確定，般為2ho厭氧池平均停留時間t厭=2.0h時，V厭=1.3X(10000/24)X2.0=1083(m3)污泥回流比取50%,則混合液污泥濃度為：1000°3330(mg/L)回流污泥濃度10000,相當(dāng)于100缺氧池設(shè)計(jì)計(jì)算缺氧池通過曝氣池混合液內(nèi)循環(huán)，使在好氧池中經(jīng)硝化反應(yīng)所產(chǎn)生的硝酸根離子和亞硝酸根離子回流至缺氧池進(jìn)行反硝化反應(yīng)。預(yù)設(shè)生化系統(tǒng)每天生成活性污泥() 300，活性污泥含氮量以 10%計(jì)，則用于生成活性污泥每天去除的氮為30o進(jìn)入缺氧池污水含26.2，計(jì)算時取出水為6,則去除率為：En 2；： .2677.1%，則由EnrR1得到：混合液回流比2.87=287%缺氧池容積V缺為：V缺.3X10000X(26.2-6)/(0.7X3330X0.12X1.05(15，，20)=1197(m3)缺氧池停留時間t缺為:t缺=1197/(1.3X10000/24)=2.21(h))1反硝化時去除有機(jī)物量為：Sdn反硝化時去除有機(jī)物量為：SdnNO3(1R15C時尸0.4715C時尸0.47據(jù)硝化菌的最大比增長速率，尸0.47e0098(15)則穩(wěn)定運(yùn)行下硝化菌的比增長速率：Nmax當(dāng)N1.0時，1.0時，得：限=0.23最小泥齡則穩(wěn)定運(yùn)行下硝化菌的比增長速率：Nmax當(dāng)N1.0時，1.0時，得：限=0.23最小泥齡91/0.23=4.35d取1.3安全系數(shù)2.0,則設(shè)泥齡：8=4.35X1.3X2=11.3d好氧池水力停留時間t好為：t好118200.150.73330 0.28(d)=6.8(h)由有機(jī)物去除負(fù)荷與泥齡關(guān)系 n0=1/(ey)得出：n°=1/(11.3X0.6)=0.155d好氧池容積V好=6.7X1.3X10000/24=3629(m3)A2系統(tǒng)總?cè)莘e'總=1083+1197+3629=5909(m3T總=10.9(h)3.4按污泥負(fù)荷設(shè)計(jì)計(jì)算厭氧池設(shè)計(jì)計(jì)算(厭氧池設(shè)計(jì)計(jì)算同前)池容積計(jì)算取污泥負(fù)荷為0.155d，則池總?cè)莘e為：1.3X10000X(140-20)/0.15X0.7X3330=4457(m3)4457/(1.3X10000/24)=8.2(h)按照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，缺氧段與好氧段的停留時間比 =1:3計(jì)算，則缺氧段V缺=1114m3,t缺=2o好氧段V好=3342m3,t好=6。A2總?cè)莘eV,^及總停留時間t/：七1083+4457=5540(m3)，『尊㈤3.5剩余污泥量計(jì)算&.硝化菌生成污泥量： 1=1.3X10000X(26.2-0)X0.1/1000=34()式中硝化菌產(chǎn)率系數(shù) 0.13db瞬氧菌生成污泥量： 2=1.3X10000X(140-20)X0.6/1000=936()每天產(chǎn)生的揮發(fā)性剩余泥量為：=12=970()剩余污泥0.7，則每天產(chǎn)生剩余污泥量： 970/0.7=1386()污泥含水率為99.2%時，剩余污泥體積為： V剩=1386/0.8%=173(m3)3.6除磷量校核本污水廠生化系統(tǒng)每天要求的除磷量為1.3X10000X(4.5-1.0)45.5，而普通活性污泥法剩余污泥含磷約占污泥干重的1.5%，如果使用普通活性污泥法仍產(chǎn)生 970的污泥，則由于同化合成作用而去除的磷為 14.6,5%,每天產(chǎn)生約970的污泥可除磷遠(yuǎn)不能達(dá)到要求，5%,每天產(chǎn)生約970的污泥可除磷49左右。3.7需氧量計(jì)算降解有機(jī)物需氧量： 0仁1.3X10000X(140-20)/(0.68X1000)=2294()硝化氨氮需氧量： 02=4.57X1.3X10000X(26.2-0)0001574()C.污泥氧當(dāng)量：03=1.42X9701377反硝化過程提供化合態(tài)氧當(dāng)量： O4=2.86X1.3X10000X(26.2-6)/1000762共需氧量：2294+1574-1377-7621729已知某城鎮(zhèn)人口80000人，排水量定額為100L/(人d),5為20g/(人d)。設(shè)有一座工廠，污水量為2000m3，其5為2200。擬混合采用回流式生物濾池進(jìn)行處理，處理后出水的5要求達(dá)到30⑴基本設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)量(設(shè)在此不考慮初次沉淀池的計(jì)算)生活污水和工業(yè)廢水總水量：qV8000mm3/d2000m3/d10000m3/d1000生活污水和工業(yè)廢水混合后的5濃度：so2 8°°0—°mg/L600mg/L10000由于生活污水和工業(yè)廢水混合后5濃度較高，應(yīng)考慮回流，設(shè)回流稀釋后濾池進(jìn)水5為300,回流比為:600qv30qv300(qvq600qv30qv300(qvqv)r一qVrr r qv300⑵生物濾池的個數(shù)和濾床尺寸計(jì)算設(shè)生物濾池的有機(jī)負(fù)荷率采用10000(1.11)300v600300—1.1301.25/(m3-d)，于是生物濾池總體積為:m5250m310001.2設(shè)池深為10001.2設(shè)池深為2.5m,則濾池總面積為:52502 2m22100m22.5若采用6個濾池，每個濾池面積:幾若采用6個濾池，每個濾池面積:幾2100m2350m2濾池直徑為：D4350m21m3.14⑶校核傳財10000(L1Dinm/rl… 10m/d2100 °6經(jīng)過計(jì)算，采用6個直徑21m、高2.5m的高負(fù)荷生物濾池。2綜合題用框圖表示混凝法處理廢水(或原水)的工藝流程，并說明各部分的作用。試設(shè)計(jì)苦咸水(高含鹽量水，含鹽量幾千 ~1萬)淡化除鹽的工藝流程。從水中去除某些離子(例如脫鹽)，可以用離子交換和膜分離法。當(dāng)含鹽濃度高時，應(yīng)采用哪種方法，為什么？水處理的方法有哪些，各用于處理什么種類的污染物？生活污水處理方法有哪三級。各有哪些處理設(shè)施。試設(shè)計(jì)苦咸水(高含鹽量水，含鹽量幾千 ~1萬)淡化除鹽的工藝流程。試設(shè)計(jì)生產(chǎn)純凈水的工藝流程。某化工廠排出含汞廢水（：5~10,：2~4），試設(shè)計(jì)一處理工藝，要求處理后的廢水達(dá)標(biāo)排放。含汞廢水處理方法有哪些，各有何特點(diǎn)（使用條件、出水水質(zhì)、工藝流程），你認(rèn)為哪種方法較適用。2.10從水中去除某些離子（例如脫鹽），可以用離子交換和膜分離法。當(dāng)含鹽濃度高時，應(yīng)采用哪種方法，為什么？2.11試設(shè)計(jì)：以長江水為水源，生產(chǎn)飲用純凈水的工藝流程。2.12根據(jù)所學(xué)知識，列舉出可以去除水中溶解性固體處理方法？并加以說明。2」3從水中去除某些離子（例如脫鹽），可以用離子交換和膜分離法。當(dāng)含鹽濃度高時，應(yīng)采用哪種方法，為什么？2.14廢水處理的基本方法有娜四類，并具體說明各類處理方法有哪些。2.15畫出活性污泥法的基本流程，并說明活性污泥法工藝原理及每個單元的作用。2.16生物濾池由娜幾部分構(gòu)成，其作用是什么？并說明影響生物濾池處理效率的因素。2.17試說明反應(yīng)器的工作原理及其構(gòu)造，并畫出反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。2.18畫出A-A-O法同步脫氮除磷工藝流程，并說明各反應(yīng)器的功能。2.19三級活性