給水工程14-17章課后習(xí)題及答案

14----1.某水樣采用CMB反應(yīng)器進(jìn)行氯消毒實(shí)驗(yàn)，假定投氯量一定，經(jīng)實(shí)驗(yàn)知：細(xì)菌被滅活速率為一級(jí)反應(yīng)，且k＝0.85min-1，求細(xì)菌滅活99.5%時(shí)所需時(shí)間為多少？解：設(shè)原有細(xì)菌密度為C0，t時(shí)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(shí)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＝-0.85Ci，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(guò)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=10，且屬一級(jí)反應(yīng)，k＝2h-1，求水流在CSTR型和PF型反應(yīng)器內(nèi)各需多少停留時(shí)間？解：采用CSTR型反應(yīng)器，C0/Ci=10，k＝2h-1，t＝(C0/Ci-1)/2=4.5h=270min采用PF型反應(yīng)器，C0/Ci=10，k＝2h-1，t＝ln(C0/Ci)/2=1.15h=69min14----3解：Cn/C0=0.1,n=4,0.1=[1/(1+2×t)]4t＝0.39min；T＝4t=1.36h14-----4液體中物料i濃度為200mg/l,經(jīng)過(guò)兩個(gè)串聯(lián)的CSTR型反應(yīng)器，i濃度為20mg/l液體流量為.在上題中若采用4個(gè)CSTR反應(yīng)器串聯(lián)，求所需要消毒時(shí)間為多少？5000m3/h，且屬一級(jí)反應(yīng)，k＝0.8h-1，求每個(gè)反應(yīng)器的體積和總反應(yīng)時(shí)間。解;經(jīng)過(guò)兩個(gè)反應(yīng)器后，Cn/C0=0.1，n=2，0.1=[1/(1+0.8×t)]2，t＝2.65h，T=2t=5.3h每個(gè)反應(yīng)器的體積v=qt=13250m315---1.河水總堿度0.1mmol/L（按CaO計(jì)），硫酸鋁（含Al2O3約16％）投加量為25mg/L。問(wèn)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(wèn)水廠每天約需要多少千克石灰（石灰純度按50％計(jì)）？解：（1）由于要保證硫酸鋁順利水解需要0.25～0.50mmol/L的剩余堿度。而河水中只有0.1mmol/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×16％＝4mg/L，Al2O3分子量為102，故投藥量相當(dāng)于4/102=0.039mmol/L，剩余堿度取0.35mmol/L，則得：[CaO]=3×0.039－0.1+0.35＝0.37mmol/LCaO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-n]m在制備過(guò)程中，控制m＝5，n＝4，試求該聚合鋁的堿化度為多少？解：B=【OH】/3*【AL】×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35mg/L。水廠設(shè)計(jì)水量100000m3/d。混凝劑每日調(diào)制3次，溶液濃度按10％計(jì)，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(jì)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值各為多少？（水廠自用水量為5％）解：Q=75000×1.05=0.9115m3/sT=V/Q=1100/0.9115=1206.8SG==45.76S-1GT=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ф＝5×10-5。假定懸浮顆粒粒徑均勻，有效碰撞系數(shù)α＝1，水溫按15℃計(jì)。設(shè)計(jì)流量Q＝360m3/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(jī)械絮凝池串聯(lián)（機(jī)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?cái)嚢韫β史謩e為：P1=100W，P2=60W，P3=35W，試問(wèn)顆粒數(shù)量濃度最后降低百分之幾？16---1已知顆粒密度ρ＝2.65g/cm3，粒徑d＝0.45mm（按球形顆?？紤]），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(jì)流量為720m3/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?xiàng)l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0.1mm/s的顆粒的去除率為E=u/U=25%16----3原水泥沙沉降試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。取樣口在水面下180cm處。平流沉淀池設(shè)計(jì)流量為900m3/h，表面積500m2。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(yàn)數(shù)據(jù)取樣時(shí)間（min）015203060120180C/C010.980.880.700.300.120.08解：17---1某天然海砂篩分結(jié)果見(jiàn)下表，