给水处理讲课例题

一、上课例题 例题：原水总碱度为0.1mmol/L（以CaO计），投加精制硫酸铝（含Al2O3约16％）26 mg/L 。若剩余碱度取0.2mmol/L，试计算水厂石灰（市售品纯度为50%）投量需多少mg/L？ （已知原子量Al=27，O=16，Ca=40）

解：投药量折合Al2O3为26×16％＝4.16 mg/L

Al2O3分子量为102，故投药量相当于4.16/102＝0.041mmol/L 则【CaO】=3【a】－【x】+【δ】

＝3×0.041－0.1＋0.2=0.223 mmol/L ＝0.223×56 mg/L=12.49 mg/L 水厂需投加市售石灰12.49/0.5＝24.98 mg/L

例题: （2008年)某水厂地面水源的总碱度为10mg/L（以CaO计），混凝剂Al2(SO4）3的投加量为28mg/L，若不计算剩余碱度，则需投加（ ）mg/L的NaOH。（已知原子量Al=27，S＝32，O=16，Na＝23，H＝1，Ca=40）

A 2.7 B 5.4 C 9.7 D 12.5 解析：水源总碱度折合为： 10/56＝0.179mmol/L ；

Al2(SO4）3分子量为342，故Al2(SO4）3投加量为：28/342＝0.082mmol/L； 需纯石灰投量为：

【CaO】＝3【a】－【x】+【δ】

＝3×0.082－0.179＋0＝0.067 mmol/L 由于1mmol/LCaO相当于2mmol/LNaOH, 因此水厂需投加的NaOH为

0.067×2＝0.134 mmol/L＝5.36mg/L 故B为正确答案。

注意：使用中国建筑工业出版社《给水工程（第四版）》P271式（15-29）时，若水源的总碱度和剩余碱度以NaOH或HCO3-计，则【x】和【δ】前面的系数均为0.5。

－

例题： V=18mm/s，B=3H，Fr＝0.6×105。在池的1/3，2/3 处各加一道隔墙，忽略隔墙厚度，求新的Fr。 解：（1）Fr=v2/Rg （2）

H?HH

R2??2H?H3

3H?H3H

R1?? 2H?3H5

（3）Fr2/Fr1=(3H/5)/(H/3)=9/5=1.8

－

Fr2= 0.6×10－5 ×1.8= 1.08×105

例题：异向流斜管沉淀池，设计能力20000m3/d,平面净尺寸10×10m，结构系数1.03, 斜管长1m，安装角60 度。求斜管内轴向流速。（斜管中的停留时间） 解：《给水工程》教材P306

（1）v=Q/(A'sinθ)

式中 Q－－沉淀池流量

A‘－－斜管净出口面积

θ－－斜管轴向与水平面夹角 （2）A‘＝(10－0.5)×10/1.03=92.23m2 （3）

20000

24v??10.43m/h?2.89mm/s 092.23?sin60

? 药剂氧化 （CL2），需CL2计算 P204

＋

2Fe2 CL2

2×55.8 2 ×35.5 1 x

二、习题（解答过程见2009华中科大出版社习题） 1．（2007年）有一流量为50000m3/d的机械搅拌絮凝池共分三格，每格容积174 m3，在15oC

时计算出各格速度梯度G1=75S-1,G2=50S-1,G3=25S-1,如果将该池改为三段流速的水力搅拌絮凝池，各格速度梯度不变，不计水力隔板所占体积，则第1格水力搅拌絮凝池前后水面高差计算值是（ ）。 (水的动力黏度μ=1.14×10-3Pa.S,水的重度=9800N/m3)

A．0.2m B．0.11m C．0.09m D．0.05m

答案为A 2．某水厂拟采用水泵混合，处理水量为Q=24000m3/d，经2条直径均为400mm，长均为100m的并联管道送往水厂絮凝池，若正常工作时每条管道内总水头损失为0.45m，则管道内水流的速度梯度G值为（ ）s-1。（μ=1.14×10-3Pa·s，ρ=1000kg/m3） A．206 B．244 C．292 D．356 A为正确答案。 3．某水厂地面水源的总碱度为20mg/L（以CaO计）。三氯化铁(以FeCl3计)投加量为15.4mg/L，剩余碱度取0.4mmol/L（以CaO计）。每天处理水量12000m3，则一天需投（ ）kg石灰（市售品纯度为50%）。（已知原子量Fe=55.85，Cl=35.45，Ca=40） A 440 B 220 C 250 D 125 C为正确答案。

4．一组折板絮凝池流量Q=0.304m3/s，絮凝池分为三段，每段长与池宽相等为1.6m，第一段为相对折板，第二段和第三段均为平行直板。已知相对折板峰速v1=0.25～0.35m/s，谷速v2=0.1～0.15m/s，计算其峰距L1为（ ）m，谷距L2为（ ）m。 A 1.9～1.27，0.76～0.54 B 1.22～0.868，3.04～2.026 C 3.04～2.02，1.22～0.868

D 0.76～0.54，1.9～1.27 正确答案为D。

5.（2005年）异向流斜管沉淀池，设计能力20000m3/d,平面净尺寸10×10m，结构系数1.03, 斜管长l=1m，安装角60 度。斜管内轴向流速为（ ）mm/s。

A 2.31 B 2.50 C 2.89 D 2.75 答案为C

6（2007年）机械搅拌澄清池泥水分离室中部有一层依靠向上水流托起的悬浮泥渣层，观测出悬浮层厚度L=1000mm,悬浮泥渣密度?1=1.15g/cm3，水的密度?2=1.0g/cm3。从导流室进入分离室的水流经过悬浮泥渣层的水头损失等于6.0mm.，则悬浮泥渣层重量浓度等于（ ）mg/L

A 46000 B 53000 C 1097100 D 1104000 答案为A

7异向流斜板沉淀池计算：已知池长10m，池宽（斜板宽）5m，斜板间垂直间距为40mm，板长1m，板厚可忽略，倾角θ=60°，当u0=0.4mm/s，斜板效率系数为0.65时，板间流速为（ ）mm/s。

A 5.47 B 4.50 C 3.56 D 3.08 正确答案为C。

8斜管沉淀池液面负荷为5m3/(m2·h)，六角形斜管的内切园直径为35mm，倾斜角度60度，斜管的壁厚不计，佛劳德数为（ ）。 A 1.19×10 B 2.98×10 C 2.12×10 D 2.98×10 正确答案为B

9平流沉淀池处理水量50000m3/d，长75 m，宽10 m，深3.5 m。新建一个50000m3/d的沉淀池，宽10 m，深3 m，要求进出水质相同，新池的池长为（ ）。

A 87.5m B 75m C 64.3m D 40m B为正确答案。

10设计一座平流式沉淀池，水深2.5m，沉淀时间2h，原水浊度50NTU。原水水质分析结果见下表，按理想沉淀池计算，该沉淀池总去除率为（ ）。

颗粒沉速ui mm/s ≥ui颗粒占总 颗粒重量比（%） 0.05 100 0.1 94 0.35 80 0.55 62 0.60 55 0.75 46 0.82 33 1.00 21 1.20 10 1.30 3 -4

-5

-5

-4

A 75％ B 78％ C 85％ D 90％。 D为正确答案。

11（2006年）一石英砂滤池，滤料密度ρs＝2.65g/cm3, 滤料孔隙率m0＝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。 A． 62%; B.50%; C. 40%; D.38%

答案为B

12（2005年）设计一座大阻力配水的普通快滤池，配水支管上的孔口总面积设为F。干管的断面为孔口总面积的6倍，配水支管过水面积是孔口总面积的3倍，当采用水反冲洗时滤层呈流化状态，以孔口平均流量代替干管起端支管上孔口流量，孔口阻力系数μ=0.62，此时滤池配水均匀程度约为（ ）。 A 95% B 93% C 90% D 97%。 答案为D

13（2005年）一等水头变速滤池，分4 格，设计滤速为8m/h，正常过滤时，第1 格滤速为6m/h，第2格滤速为10m/h，当第1格滤池反冲洗时，如果过滤总流量不变，且滤速按相等比例增加时，第2 格滤池的滤速为（ ）m/h。

A 13.3 B 12.3 C 12 D 10 答案为B

14以石英砂为滤料的普通快滤池，反冲洗强度为15L/(s·m2)时，膨胀后的滤层厚度l=1.2m，空隙率m=0.55，滤料密度

ρs = 2.65 g/cm3，水的密度ρ水= 1.00 g/cm3，水的动力粘滞系数μ= 1.0×10-3Pa·s。滤池反冲洗时滤层中水流速度梯度G为（ ）s-1。

A 330 B 142 C 445 D 105 C为正确答案。

15某一组石英砂滤料滤池分4格，设计滤速8m/h,强制滤速14m/h，其中第一格滤池滤速为6.2m/h时进行反冲洗，这时其它滤池的滤速按反冲前滤速等比例增加，第一格将反冲时，其它滤池最大的滤速是（ ）m/h 。 A 9.8 B10.67 C11.3 D11.9

C为正确答案

16有一单层滤料滤池，其最大粒径的滤料刚达到膨胀时的反冲洗流速为1.1cm/s，若安全系数取1.2，则该滤池的设计冲洗强度q为（ ）L/(s·m2)？若设计冲洗强度采用q时，滤层反冲洗时的水头损失为1.2m，当冲洗强度增大至1.3q时，滤层水头损失为（ ）m。 A．15.0，1.56 B．12.0，1.56 C．13.2，1.3 D．13.2，1.2 正确答案为D

17虹吸滤池处理水量为15900m3/d，滤池格数为6格，设计滤速9m/h，则最大反冲洗强度为（ ）L/(s.m2)。

A 14.2 B 15.0 C 15.8 D 16.7 正确答案为B。

18有一V型滤池，分4格，恒水头恒速过滤。正常过滤的滤速为9m/h，反冲采用气水联合反冲洗，且表面扫洗强度为1.5L/s.m2。如进入该组滤池过滤水量不变，当一格滤池反冲时，其它滤池的平均滤速是（ ）m/h。

A 12 B 11.5 C 10.2 D 9.8 正确答案为C。 19（2007年）采用氯气消毒时，杀灭水中细菌时间T(以S计)和水中氯气含量C(以mg/L计）的关系式为C0.86×T=1.74,在Cl2含量足够时，杀灭95%以上的细菌所需时间约为1.25s, 如自来水中含有NH3=0.1mg/L,要杀灭95%以上细菌同时保持水中余氯为自由性氯，则至少需投加Cl2（ ）mg/L?

A．0.63 B．1.89 C．1.47 D．2.1 答案为D

20二氧化氯极不稳定，常以水溶液形式或现场制取使用。水厂规模为50000m3/d，采用NaClO2与Cl2制取ClO2，平均加气量为1mg/L。计划建造一座40% NaClO2储存量为30天的贮液池，该池容积应为（ ）m3。（溶液比重以1计，容积精确至m3）。

A 5 B 10 C 2 D 4 A为正确答案。

2+2+

21原水中含8mg/L Fe和2mg/L Mn,采用曝气法氧化铁锰所需的理论空气量是（ ）mg/L。 A 1.7 B 5.3 C 2.8 D 8.1 正确答案为D。

22需软化水量200 m3/h，软化后剩余碱度为0.3mmol/L（以HCO3-计），采用RH—RNa并联系统，流经RH和RNa的水量为（ ， ）m3/h；若采用RH—RNa串联系统，流经RH和RNa的水量为（ ， ）（RH以钠泄漏为控制点）。 水质分析资料如下：

Ca2+ 80mg/L； Mg2+ 36mg/L； Na+ 4.6mg/L； HCO3- 150mg/L； SO42- 85 mg/L； Cl- 138mg/L；

（原子量：Ca 40，Mg 24，Na 23，S 32， C 12， Cl 35.5） . A 147，53；147，200 B 147，53；200，200 C 53，147；53，200 D 53，147；200，200 正确答案为C。

23（2007年）某冷却循环水循环水量10000m3/h，冷却塔为有除水器的机械通风冷却塔，进塔气温24℃,塔冷幅宽为5℃,当采用浓缩倍数N=4时,其排污水量为（ ）m3/h (渗漏损失水率忽略不计)。

A 8 B 14 C 18 D 24 答案为B

三、补充习题

1、一座平流沉淀池，长80 m，宽12 m，深3.2m，进水中颗粒沉速和所占比例见下表。经测定沉速为0.3mm/s的颗粒去除的重量占所有颗粒重量的5.5%,则该沉淀池设计处理水量为下列哪一项？

A 10.70万m3/d B 5.0万m3/d C 2.5万m3/d D 1.5万m3/d 颗粒沉速ui mm/s 0.1 0.2 0.3 0.5 0.8 1.2 1.5 2.0 ui颗粒占所有颗粒的重量比（%） 10 14 11 12 13 15 14 11 答案为B

2、一座石英砂滤料滤池，滤料密度ρs = 2.65 g/cm3，水的密度ρ水= 1.00 g/cm3，单独用水反冲洗时滤层处于流态化状态，测得此时的滤层厚度l=1.2m，每升砂水混合液中滤料重1.219kg，则单独用水反冲洗时的水头损失为多少？ A 1.20m B 1.07m C 0.91m D 0.60 答案为C

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