环保设备原理与设计习题及答案

环保设备原理与设计习题

第一章思考题与习题

1. 已知设计人口数为230000，最大设计流量200L/s ，最小设计流量100L/s ，每2日除砂一次，每人每日沉砂量为0.02L ，超高取0.3m 。试设计平流式沉砂池，并对所选用排砂装置的结构与功能进行简单描述。

2. 机械格栅除污机有哪些类型？试至少列举其中4种类型，对其结构和工作原理进行阐述。

3. 试计算直径d 为70m μ，密度ρp 为3000 kg/m 3的固体颗粒，分别在20℃的空气和水中的自由沉降速度。

4. 沉淀池有哪几种类型？试述各自构造特点及适用条件。

5. 某生活污水悬浮物浓度300mg/L 要求去除率65%时的μ0=0.25mm/s 、污水流量为2000d m 3，试分别设计平流式、竖流式、辐流式沉淀池，并画出设计草图，标注尺寸。

6. 某城市污水处理厂最大设计流量Qmax=0.2m 3/s ，悬浮物浓度SS=200mg/L ，要求处理后悬浮物去除率为75%。实验沉淀曲线如下图所示，试设计一平流式沉淀池。

7. 一城市小区的设计人口N=100000人，污水厂最大设计流量Q max = 0.2m 3/s ，无污水沉淀实验数据，试设计竖流式初次沉淀池。

8. 某工厂污水处理工程用气浮池水工艺代替二次沉淀池，设计流量Q=2500d m 3，经气浮试验取得如下设计参数：溶气水采用净化后处理水进行部分回流，回流比为0.5，气浮池内接触时间为5min ，溶气罐内停留时间为3min ；溶气罐压力为0.4MPa ；气固比为0.02；温度为35 ℃，试设计加压溶气浮系统设备并画出溶气罐及气浮池的设计草图，标明尺寸。

9. 气浮设备主要有哪几种类型，试比较其优缺点及使用范围。加压溶气气浮设备中溶气释放器的作用如何？有哪些类型的溶气释放器？

10. 试阐述Edur 气浮、涡凹气浮以及超效浅层气浮的作用机理和技术关键是什么？

11. 试述加压溶气气浮设备的调试程序及运行管理的工作内容？

12. 试设计日处理40003m 的普通快滤池，并画出普通过滤池的设计草图，标明尺寸。

13. 试阐述重力无阀滤池和压力过滤器的工作过程，各有何优缺点？

14. 何为离心因数，其影响因素有哪些？离心分离设备可以分为几大类？为何转鼓的应力分析在离心机设计中必不可少？

1.某废水计划用曝气生物滤池进行生化处理。设计水量为450m 3

/h ，BOD 5为200mg/L ，初沉池BOD 5去除率为30%。根据试验：(1)曝气池污泥负荷为0.4kg/(kg ·d)；(2)MLSS 为4000mg/L ；(3)回流比为5；(4)沉淀时间为1.5h ，沉淀区上升流速为0.3mm/s 。计算曝气池的主要尺寸。

2.某城市计划新建一座以活性污泥法二级处理为主体的污水处理厂，日污水量为10 000m 3，进入曝气池的BOD 5为300mg/L 时变化系数为1.5，要求处理后出水的BOD 5为20mg/L ，试设计活性污泥处理系统中的曝气池及曝气系统。

3.已知叶轮直径Φ3000mm ，叶轮外缘线速度5m/s ，池型为矩形，内壁无挡板。试设计倒伞形叶轮曝气机。

4. 欲用生物转盘法处理某种工业废水，废水量Q=100 m 3/d ，浓度a L =200mg/L(BOD)，根据小实验测生物转盘水量负荷N w =0.10～0.20)/(23d m m ⋅，有机负荷N F =0.022)/(2d m kgBOD ⋅，要求BOD 5去除效率达80%，试对该生物转盘进行设计。

1. 采用重力沉降室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。沉降室底面积为12m2，宽和高均为2m。操作条件下，气体的密度为0.75m

/，黏度为2.6×105 Pa·s，固体的密度为

kg3

3000m

/，沉降室的处理能力为3s

kg3

m/3。试求：(1)理论上能完全捕集的最小颗粒直径；

(2)粒径为40μm时的除尘效率；(3)若能完全回收粒径为8μm的颗粒，在原来沉降室内需要设置几层水平隔板。

1.吸收设备的主要类型有哪些？各有哪些特点？如何选用？

2.填料的类型有哪些？填料的装填方式有哪几种？

3.填料塔的附件有哪些？各有何种类型？

4.填料塔的基本操作内容是什么？

5.吸附设备有哪些类型？各有什么特点？吸附剂如何选择？

6.冷凝设备有哪些？各有什么特点？冷凝设备的运行与维护包括哪些内容？

7.催化净化的机理是什么？固定床催化反应器的类型有哪些？催化净化的装置在应用中应注意哪些问题？

8.除尘脱硫一体化设备有哪几种？各有什么特点？

9.空气中含SO2 2%(摩尔分数)，用清水洗涤以除去其中的SO2。吸收塔的操作压力为101.3kPa，温度为20℃；操作条件下的气体流量为1500m3/h，气体密度为1.235kg/m3，清水流量为32000kg/h，分别计算采用25mm陶瓷拉西环(填料因子为450m-1)时填料塔的内径和每米填料层的压力降。(注：液体密度校正系数Ф=1)。

10.某厂用活性炭吸附废气中的CCl4，气量为1000m3/h，浓度为4～5g/m3，活性炭直径为3mm，空隙率为0.33-0.43，空塔气速为20m/min，并在20℃和1个大气压下操作，通过实验测得K=2143m/min，τ0=95min，试求穿透时间τB=48h的床层高度及压力降。

11.某化工厂硝酸车间的尾气量为12400m3/h，尾气中含NOx为0.26%，N2为94.7%，H2O 为1.554%。选用氨催化还原法，催化剂为5mm直径的球粒，反应器入口温度为493K，空间速度为18000h-1，反应温度为533K，空气速度为1.52m/s。求：催化剂床层的体积、高度以及床层阻力。(废气近似以N2计，533K时黏度为2.78×10-5 Pa•s)，密度为1.25kg/m3，床层孔隙率为0.92)。