水污染控制工程 1-5(9)

1. 一个改扩工程拟向河流排放污水，污水量Qh=0.15 m3/s，苯酚浓度为ch=30 mg/L，河流

流量Qp=5.5 m3/s，流速vx=0.3 m/s，苯酚背景浓度cp=0.5 mg/L，苯酚的降解系数k=0.2 d-1，纵向弥散系数Dx=10 m2/s。求排放点下游10 km处的苯酚浓度。 解：完全混合后的初始浓度为

c0?0.15?30?5.5?0.5?1.28mg/L 5.5?0.15考虑纵向弥散条件下，下游10km处的浓度为：

?0.3??4??0.224?60?60??10???c?1.28?exp?1?1??10000??1.19mg/L2??0.3?2?10?????忽略纵向弥散时，下游10km处的浓度为

?0.2?10000?c?1.28?exp????1.19mg/L ?0.3?86400?由此看来，在稳态条件下，忽略弥散系数与考虑纵向弥散系数时，结果差异很小，因此常可以忽略弥散系数.

2. 某工厂的排污断面上，假设废水与河水瞬间完全混合，此时BOD5的浓度为65 mg/L，

DO为7 mg/L，受纳废水的河流平均流速为1.8 km/d，河水的耗氧系数K1＝0.18 d-1, 复氧系数K2=2 d-1，河流饱和溶解氧浓度为7 mg/L求：排污断面下游1.5 km处的BOD5和DO的浓度； 解： BOD5浓度:

cL?cL0e?k1t?cL0e?k1xv?65?e?0.18?1.51.8?55.9mg/L ?初始亏氧量:cD0?7?7?0mg/L t?cD?cD0?e?K2?t?K1?cL0?K1?t?K2?t(e?e)K1?K2

X1.5??0.83d v1.81.5?2?0.18?65?0.18?1.51.8??(e?e1.8)0.18?2?4.52mg/L?DO?7-cD?2.48mg/L

3. 已知某城市污水处理厂平均流量Q=0.5 m3/s,总变化系数Kz=1.38。试进行曝气沉沙池的

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工艺设计计算。（取停留时间3 min，水平流速0.1 m/s，有效水深2.5 m，曝气量0.1 m3/m3污水）

解：Qmax?KzQ?1.38?0.5?0.69m3/s（1）取停留时间为3min则总有效容积为：V?60Qmaxt?124m3（2）取水平流速v?0.1m/s,则池断面面积为：Qmax?6.9m2v（3）取有效水深为2.5m,则池总宽度为：A?AB?2.76m,宽深比?1.1，符合设计要求hhVL（4）池长：L??18m,长宽比?6.5?5,应设置横向挡板AB（5）取单位曝气量为0.1m3,则每分钟所需曝气量为：B?q?60DQmax?4.14m3/min

4. 吸附再生法中的吸附池与A-B法中的A段都可以称为“吸附池”，试分析比较其异同之

处。

答：（1）相同点：①都是利用了微生物对有机物、胶体、某些重金属等的吸附功能。②一般接触时间较短，吸附再生法中吸附池为30~60min，AB法中A段为30min。 （2）不同点：①微生物来源不同：吸附再生法中吸附池的微生物来自整个活性污泥系统内部，并且整个流程中只有一种污泥；而AB法中A段的微生物主要来自于排水系统，排水系统起到了“微生物选择器”和中间反应器的作用，培育、驯化、诱导出了与原污水相适应的微生物种群，因此，A段是一个开放性反应器；同时，A段和B段是独立的，各自有一套污泥回流系统，微生物种群也存在差别。②流程不同：吸附再生法中为了恢复微生物的吸附作用，需将污泥经过再生池，通过生物降解作用，使微生物进入内源呼吸阶段，恢复活性，而AB法中A段主要是利用微生物的吸附作用，因此污泥经过中间沉淀池后直接回流至吸附池，当微生物吸附能力达到饱和时，直接排出活性污泥系统，这也使得污泥产率较高。

5. CASS工艺与普通的SBR工艺的区别

答：CASS法是SBR法的基础上演变而来的，与SBR相比，CASS的优点是：其反应池由预反应区和主反应区组成，因此，对难降解有机物的去除效果更好。CASS进水过程是连续的，而SBR进水过程是间歇的。

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6. 普通活性污泥法曝气池中的MLSS为3700 mg/L，SVI为80 mL/g，求其SV和回流污

泥中的悬浮固体浓度。 解：SV=3.7×80/1000=29.6%

回流污泥浓度：X=106/SVI=12500 mg/L

7. 一个城市污水处理厂，设计流量Q＝10000 m3/d，一级处理后出水BOD5＝150 mg/L，

采用活性污泥法处理，处理后出水BOD5小于15mg/L。求曝气池的体积、二沉池基本尺寸，剩余污泥量和空气量。

已知（1）水温T=25 0C，此温度下水中的饱和溶解氧浓度分别为8.38 mg/L；

（2）曝气池中污泥浓度（MLSS）为4000 mg/L，VSS/SS=0.8； （3）污泥龄为5 d，回流悬浮固体浓度为12000 mg/L; （4）二沉池出水中含有10 mg/L总悬浮物，其中VSS占70%；

（5）二沉池中表面水力负荷取0.8 m3/(m2·h)，水力停留时间为3 h，污泥在二沉池的浓缩时间为2 h；

（6）采用微孔曝气盘作为曝气装置，混合液中溶解氧要求不小于2mg/L，曝气盘安装在水下4.5m处。有关参数为： EA=10%，a’=0.5，b’=0.1，α=0.85，β=0.95，ρ=1.0，曝气设备堵塞系数为0.8。 解：

首先应确定经曝气池处理后的出水溶解性BOD5 ，即Se 悬浮固体中可生化的部分为10 ×70% =7mg/L 可生化悬浮固体的最终BODL ＝ 7×1.42 mg/L ＝10.0mg/L 可生化悬浮固体的BODL换算为：

BOD5＝0.68×10.0 mg/L＝6.8mg/L 则Se＋6.8 mg/L＝15 mg/L Se＝8.5 mg/L 取污泥负荷为0.3kgBOD5/kgMLVSS.d，曝气池的容积为

V?Q(S0?Se)10000?(150?8.5)??1474m3

LsX0.3?4000?0.8 Q10000二沉池面积：A???521m2q0.8?24 Q 污泥回流比：4000(Q?QR)?12000QR R?R?50%Q 50%?10000?23 二沉池污泥区容积：V?RQts??416.7m324 Qt取水力停留时间为3h,有效水深：H??2.4mA剩余污泥量：

?X?VX?c?1474?4000?10?3?1179kg/d 5需氧量：

所需的氧量=a'QSr+b'VXv=0.5?10000?（150-8.5）0.1?1474?4000?0.8+=501.2 kg/h24?10001000

扩散器出口绝对压力：pb?101325?9.8?103H?1.45?105kPa表面气泡含氧体积分数：?0?21（1-EA)?19.3y?21(1?EA)pb100?01.45?10519.3平均氧饱和浓度：Cs?Cs(?)?8.38?(?)=9.9mg/L42422.026?1052.026?105

O2Csb?20?换算为标准条件下充氧量：Os?T?20????Csb?T??C??1.024???F??501.2?9.17 =?25?20?0.85??0.8?0.95?1.0?9.9?2???1.024 =689kg/hOs曝气池供气量:Gs??24607m3/h0.28EA

8. 某工业废水量为600m3/d，进水BOD5=430 mg/L，设回流稀释后滤池进水BOD5为300

mg/L，要求出水BOD5≤30mg/L。设池深为2.0m，有机负荷率采用1.0 kgBOD5/（m3·d），计算高负荷生物滤池尺寸。 解：确定回流比：

430Q+30QR=300(Q+QR)

QR430-300R===0.5Q300-30生物滤池的有机负荷率采用1.0kgBOD5/（m3·d），于是生物滤池总体积为： V?600?(0.5?1)?3003m?270m3

1000?1.0 设池深为2.0m,则滤池总面积为：

A?2702m?135m2 2.0 若采用2个滤池，每个滤池面积：

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A1?1352m?68m2 2 滤池直径为：

D?4A1m?4?68m?9m π3.14校核：

滤率?60（00.5?1）135m/d?6.7m/d5

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