给水工程试题

2、原水泥砂沉降试验数据见下表。取样口在水面180cm 处。平流沉淀池设计流量为900m 3

/h ，表面积为500m 2，试按理想沉淀池条件，求该池可去除泥砂颗粒约百分之几？（0C 表示泥砂初始浓度，C 表示取样浓度）。

取样时间（min ）

0 15 20

30 60 120 180 C /0

C

1 0.98 0.88 0.70 0.30 0.1

2 0.08

解：已知 h=180cm Q=900m 3/h A=500m 2 沉速计算

取样时间（min ） 0

15 20 30 60 120 180 u=h/t(cm/min) _ 12 9 6

3 1.5 1

沉速分布见下图。

2

46810

12

00.10.20.30.40.50.60.70.80.91沉降速度（cm/min ）

小于该沉速的颗粒组成分数

截留沉速u 0=

A

Q =

60

500100900⨯⨯=3cm/min

从图上查得u 0=3cm/min 时，小于该沉速的颗粒组成部分等于p 0=0.30。从图上，相当于积分式⎰

p u dp 的面积为 0.506。因此得到总去除百分数为：

P=(1-0.30)+3

1(0.506)=86.9%

、2、设物料i 分别通过CSTR 型和PF 型反应器进行反应，进水和出水中I 浓度之比为

10/0=e C C ，且属于一级反应，k=2h -1水流在CSTR 型和PF 型反应器内各需多少停留时间？

（注：0C —进水中i 初始浓度；e C —出水中i 浓度） 提示：1)由CSTR 一级反应方程式可得：

t=(C 0/C e -1)/k=(10-1)/2=4.5h

2) 由PF 一级反应方程式可得：t=(㏑C 0-㏑C e )/k=1.15h

3、河水总碱度0.1mmol/L （按CaO 计）。硫酸铝（含Al 2O 3为16℅）投加量为25mg/L ，问是否

需要投加石灰以保证硫酸铝顺利水解？设水厂日生产水量50000m 3

，试问水厂每天约需要多少千克石灰（石灰纯度按50℅计）。（处理水剩余碱度要求不得低于0.47 mmol/L （按CaO 计））

解：投入药剂量折合Al 2O 3 为25mg/l ×16%=4mg ， Al 2O 3 的分子量为102 。

故投入药剂量相当于4/102=0.039mmol/l ，

剩余碱度取0.37mmol/l ，则得[CaO]=3×0.039+1×0.37=0.487(mmol/l)， CaO 的分子量为56，

则石灰投量为0.487×56×50000/0.5=2.3×106(g)=2.3×103(kg)

4、液体中物料i 浓度为200mg/L ，经过2个串联的CSTR 型反应器后，i 的浓度降至20mg/L 。液体流量为5000m 3/h ；反应级数为1；速率常数为0.8h -1。求每个反应器的体积和总反应时间。

提示：由CSTR 二级反应方程式可得： C 2/C 0=(1/(1+kt))2 得t=2.2(h) 所以T=2t=5.4(h) V=Qt=5000×2.7=13500(m 3)

5、设物料i 分别通过4只CSTR 型反应器进行反应，进水和出水中I 浓度之比为10/0=e C C ，且属于一级反应，k=2h -1。求串联后水流总停留时间为多少？

解：由CSTR 二级反应方程式可得：

C 2/C 0=(1/(1+kt))2

得t=1.08(h) 所以T=4t=4.32(h)

6、地下水除铁时常用什么工艺？为什么地下水出锰比除铁困难？(7’)

答：除铁常用工艺为

O2↓含铁地下水→曝气→接触过滤→消毒→出水

铁和锰的性质相似，但是铁的氧化还原电位比锰低，所以容易被O 2氧化，相同pH 值时Fe 2+比Mn 2+的氧化速率快，以致影响Mn2+的氧化，因此地下水除锰比除铁困难。

7、经过净化处理后的某水样，经分析水质如下：

C a 2+ 2.4meq/l M g 2+ 1.6 meq/l N a + (k +) 3.5 meq/l SO 42- 2.0 meq/l HCO 3- 2.8 meq/l CL - 2.7meq/l 1)做出该水样的水质平衡核算 2)画出该水样的假想化合图

3)写出该水样的Ht Hc Hn A 0 数值。

解：1) 阳离子浓度：2.4 + 1.6 +3.5 =7.5 meq/l 阴离子浓度：2.0 + 2.8 +2.7 =7.5 meq/l

2)

C(1/2Ca 2+)=2.4 C(1/2Mg 2+)=1.6 C(Na +)=3.5 C(HCO 3-)=2.8 C(1/2 SO 42-)=2.0 C(CL -)=2.7 C(1/2 C(1/2MgSO 4)C(1/2Na 2

C(1/2Ca(HCO3)2) Mg(HC O 3)2) =1.2 SO 4 )= C(NaCL)=2.7

=2.4 =0.4 0.8

3) Ht=2.4 +1.6 = 4.0 meq/l Hc= 2.8 meq/l

Hn= Ht －Hc= 4.0－2.8 = 1.2 meq/l A0 = 2.8 meq/l

8、一石英砂滤池，滤料ρs ＝2.65g/cm 2， m 0＝0.43，单独水反冲洗时测得每升砂水混合物中含砂重1.007kg ，求膨胀度e 解答：

孔隙率的定义m=1-G/（P*V ）=0.62

膨胀度e=(m-m 0)/(1-m)=50%

9、已知斜管沉淀池表面负荷为2m 3/m 2

.d, 六角形斜管的内切圆直径为35mm ，倾斜角度60度，斜管的壁厚不计，求佛劳德数。

解答： Fr=v ×v/(R ×g)

v=Q/(A ×sin60) R=D/4

Fr=1.2×10-4

10、实现逆流再生的关键是什么？(7’)

答：逆流再生固定床运行若干周期后要进行一次大反洗，以便去除树脂层里的污物与碎粒。大反洗后第一次再生时，再生剂耗量适当增加。逆流再生要用软化水清洗，否则底层已再生好的树脂在清洗过程中又被消耗，导致出水质量下降，失去了逆流再生的优点。另外，关于再生液分配均匀以及中间排水装置加固等问题亦应给予足够的重视。

11、原水泥砂沉降试验数据见下表。取样口在水面下240cm 处。平流沉淀池设计流量为900m 3/h ，表面积为500m 2。试按理想沉淀池条件，求该池可去除泥砂颗粒约百分之几？（c 0表示泥砂初始浓度，c 表示取样浓度）。

沉淀试验数据

取样时间（min ） 0 15 20 30 60 120 180

c/c 0 1 0.98 0.88 0.70 0.30 0.12 0.08

解：根据题意，可以计算出各时间的沉降速度如下表：

沉淀试验数据

取样时间（min ） 0 15 20 30 60 120 180

c/c 0 1 0.98 0.88 0.70 0.30 0.12 0.08 u=h/t(cm/min) -- 16.0 12.0 8.0 4.0 2.0 1.5

min /3/8.10cm h m A

Q u ===

()%9595.03

32.021.01==+

-=P

12、设物料i 分别通过4只CSTR 型反应器进行反应，进水和出水中I 浓度之比为

10/0=e C C ，且属于一级反应，k=2h -1

。求串联后水流总停留时间为多少？

解：由CSTR 二级反应方程式可得：

C 2/C 0=(1/(1+kt))2

得t=1.08(h) 所以T=4t=4.32(h)