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）重点计算题示例

Problem 1 沉砂池与沉淀池的设计计算

1. 平流式沉淀池计算 Rectangular Sedimentation Tank

平流沉淀池设计流量为1800m 3/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m 2？

（2）沉速为0.1mm/s 的颗粒，可去除百分之几？

解：已知 Q=1800m 3/h=0.5m 3/s ，u 0=0.5mm/s ，u i =0.1mm/s

（1） 所需沉淀池平面积为

2

3

01000105.05.0m u Q A =⨯==

- （2） 沉速为0.1mm/s 的颗粒的去除率为

2. 辐流式沉淀池设计 Circular Sediementation Tank

计划为居住人口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36m 3/m 2.d ，求深度和直径。 解：

3

3

2

2

33150024h/d

2h /L 0.001m 400L/per.d 45000per 450.d

/m 40m /L 0.001m 400L/per.d 45000per m V m A s =⨯⨯⨯==⨯⨯= %

2020.05

.01.00====

u u E i

Diameter=

m 249.234/450

≈=π Depth=

m 5.33.324)4/(1500

2

≈=π

3. 曝气沉砂池设计计算 Grit Chamber

设计一只曝气沉砂池，污水的最大流量为2.0 m 3/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0.4m 3/min.m 池长，确定沉砂池的尺寸和空气用量。 解：

（1） 池尺寸：

m

A V L m

W m

D m s s m V Q V 2.315

.434205.435.13420min /60/2min 5.3min

5.3max /3

3=⨯===⨯===⨯⨯== （2） 空气量：

m in /4.122.31.m in 4.033

m m m

m Qair =⨯=

4. 曝气沉砂池设计 Grit Chamber

设计一曝气沉砂池，废水的平均流量为0.3m 3/s ，最大流量为1.0m 3/s 。平均深度为3m ，宽深比为1.5:1，高峰流量下停留时间为3.5min 。曝气速率为0.4m 3/min.m 池长，确定沉砂池的尺寸和空气需求量。 解：

/min

6.2m 15.6m /m.min 0.4m 6.155

.43210

5.435.13m 21060s/min /s 1m min 5.3min 5.3max

3333=⨯==⨯==⨯===⨯⨯==air Q m

length m

width m

Depth V Q V

Problem 2 溶气气浮法计算

5. 溶气气浮法计算 Dissolved Air Floation, DAF

某造纸厂废水量10000m 3/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/cm 2（表压），空气饱和率为70%，取气固比为α=0.01，空气比重1.164kg/m 3；20℃时空气在水中的溶解度C s 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) Dissolved air pressure is 3kg/cm 2 gauge; (2) Fraction of air saturation f=70%; (3) A/S ratio=0.01；

(4) Specific weight of air = 1.164kg/m 3; (5) Air Solubility C s at 20℃=18.7 mg/L 解：

（1） 总固体含量为S =S a Q ，其中：Q 为处理水量，10000m 3/d ；S a

为废水中悬浮颗粒浓度，1 kg/m 3故，气体总含量为：

A =(A /S )*S =αS =0.01*1*10000=100 kg/d

折合20℃下空气体积为，以1m 3处理水量为基准：

V =A /(Q γ)=100/(10000*1.164)=8.58*10-3(m 3/m 3)=8.58(L/m 3水)

（2） 压力水回流量计算公式为

)

1(1000

-=

fP C QS R s a α

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/cm 3=3atm ，因此P=3+1=4(atm)，因此，

回水流量为

)/(2967)

14%70(7.1801

.01100001000)1(10003d m fP C QS R s a =-⨯⨯⨯⨯⨯=-=

α

（3） 回流比，即回水流量占处理水量的百分比为

%7.29%10010000

2967

%100=⨯=⨯Q R

6. 溶汽气浮污泥浓缩池设计 Dissolved Air Floatation (DAF) of Sludge

Design a dissolved air flotation thickener without and with pressurized recycle to thicken the solids in activated-sludge mixed liquor from 0.3 to about 4 percent. Assume that the following conditions apply:

（1） Optimum A/S ratio=0.008 mL/mg （2） Temperature=20℃ （3） Air Solubility s a =18.7 mg/L （4） Recycle-system pressure=275 kPa （5） Fraction of saturation=0.5 （6） Surface-loading rate=8 L/m 2.min （7） Sludge flow rate= 400 m 3/d

Solutions:

1. Without a recycle