发布时间 : 星期二 文章水质工程学()例题、思考题、习题参考答案更新完毕开始阅读5dca2b27856a561253d36fbe
大型水厂；垂直轴式实适用于中、小型水厂。
在絮凝反应过程中，为了保证絮凝体不被打碎，并使絮凝体容积较小，节省建设费用，在工程中于絮凝开始颗粒很小时采用大的G值，并随着絮凝体尺寸增大而逐渐减小G值，最后絮凝体增至最大时采用最小的G值。即絮凝过程中，G值应自进口至出口逐渐减小。
15. 河水总碱度0.1mmol/L（按CaO计），硫酸铝（含Al2O3约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？设水厂每日生产水量50000m3，试问水厂每天约需要多少千克石灰（石灰纯度按50％计）？
16. 设聚合铝[A12(OH)n?Cl6-n]m在制备过程中，控制m＝5，n＝4，试求该聚合铝的碱化度为多少？
17. 某水厂采用精制硫酸铝作为混凝剂，其最大投量为35 mg/L。水厂设计水量100000m3/d。混凝剂每日调制3次，溶液浓度按10％计，试求溶解池和溶液池体积各为多少？
18. 隔板絮凝池设计流量为75000m3/d。絮凝池有效容积为1100m3，絮凝池总水头损失为0.26m。求絮凝池总的平均速度梯度G值和GT值各为多少？（水厂自用水量为5％）
19. 设原水悬浮物体积浓度ф＝5×10-5。假定悬浮颗粒粒径均匀，有效碰撞系数α＝1，水温按15℃计。设计流量Q＝360m3/h。搅拌功率（或功率消耗）P=195W。试求： （1） （2）
絮凝池按PF型反应器考虑，经15min絮凝后，水中颗粒数量浓度将降低百分之几？ 采用3座同体积机械絮凝池串联（机械絮凝池按CSTR型反应器考虑），絮凝池总体积与（1）
相同。搅拌功率仍为195W，设3座絮凝池搅拌功率分别为：P1=100W，P2=60W，P3=35W，试问颗粒数量浓度最后降低百分之几？
第4章 沉
例题1.设计日产水量为10万m3的平流式沉淀池。水厂本身用水占5％。采用两组池子。 解：1）. 每组设计流量
Q＝100000×1.05/(2×24)＝2187.5 m3/h＝0.608 m3/s 2） 设计数据的选用
表面负荷Q/A=0.6mm/s＝51.8m3/（m2?d），沉淀池停留时间T=1.5h； 沉淀池水平流速为v＝14 mm/s。 3）计算
沉淀池表面积A＝2187.5×24/51.8＝1013.5 m2 沉淀池长L＝3600/1000×14×1.5＝75.6m，采用76m。
沉淀池宽B=1013.5/76=13.3m，采用13.4m。由于宽度较大，沿纵向设置一道隔墙分成两格，每格宽为13.4/2=6.7m。
沉淀池有效水深H＝QT/BL＝2187.5×1.5/（13.4×76）=3.22m，采用3.5m（包括保护高）。
絮凝池与沉淀池之间采用穿孔布水墙，穿孔墙上的孔口流速采用0.2m/s，则孔口总面积为0.608/0.2=3.04 m2。每个孔口尺寸定为15cm×8cm，则孔口数为3.04/（0.15*0.08）=253个。 沉淀池放空时间按3h计，则放空管直径按公式计算： ，采用DN350mm。
出水渠断面宽度采用1.0m，出水渠起端水深按公式计算：
为保证堰口自由落水，出水堰保护高采用0.1m，则出水渠深度为0.68m。 4）水力条件校核
水流截面积ω＝6.7×3.32＝21.57m 水流湿周χ＝6.7+2×3.22＝13.14 m 水力半径R=21.574/13.14=1.64m (A/p)
弗劳德数Fr＝v2/Rg=1.42/（164×981）＝1.2×10-5 雷诺数Re＝vR/υ=1.4×164/0.01＝22960（按水温20℃计）
2.设计单池产水量为15000 m3/d的斜管沉淀池。水厂自用水按5％计。 解： 1） 设计数据
设计流量Q=15000m3/d×1.05/24＝650 m3/h＝0.18 m3/s
表面负荷取q＝10 m3/（m2?h）＝2.8mm/s
斜管材料采用厚0.4mm塑料板热压成正六角形管，内切圆直径d＝25mm，长1000mm，水平倾角θ＝60°。 2）计算
按公式求得清水区面积： A＝Q/q=0.18/0.0028=64.5 m2
采取沉淀池尺寸为5.5×12＝66 m2，为了配水均匀，进水区布置在12m长的一侧。在5.5m的长度中扣除无效长度0.5m。因此净出口面积（考虑斜管结构系数1.03）： A’=(5.5-0.5)×12/1.03=58 m2
采用保护高0.3m，清水区高度1.2m，配水区高度1.5m，穿孔排泥槽高0.80m，斜管高度h＝Lsinθ＝L×sin60°＝0.87m，池子总高度H＝0.30+1.2+1.5+0.80+0.87＝4.67 m。 沉淀池进口采用穿孔墙，排泥采用穿孔管，集水系统采用穿孔管。 3）核算 a. 雷诺数
水力半径R=d/4=25/4=6.25mm=0.625cm
当水温t＝20℃时，水的运动粘度υ＝0.01cm2/s，按公式可求得管内流速： V＝Q/A’sinθ＝0.18/58sin60°=0.0036m/s=0.36cm/s Re＝vR/υ=0.625×0.36/0.01=22.5
b. 弗劳德数Fr＝v2/Rg=0.362/（0.625×981）=2.1×10-4 c. 斜管中的沉淀时间
T=L/v=1000/3.6=280s=4.6min(一般在2～5min之间)。
思考题与习题
1. 什么叫自由沉淀、拥挤沉淀和絮凝沉淀？
自由沉淀：单个颗粒在无边际水体中沉淀，其下沉的过程颗粒互不干扰，且不受器皿壁的干扰，下沉过程中颗粒的大小、形状、密度保持不变，经过一段时间后，沉速也不变。
拥挤沉淀：当水中含有的凝聚性颗粒或非凝聚性颗粒的浓度增加到一定值后，大量颗粒在有限水体中下沉时，被排斥的水便有一定的上升速度，使颗粒所受的摩擦阻力增加，颗粒处于相互干扰状态，此过程称为拥挤沉淀。
絮凝沉淀：在沉淀的过程，颗粒由于相互接触絮聚而改变大小、形状、密度，并且随着沉淀深度和时间的增长，沉速也越来越快，絮凝沉淀由凝聚性颗粒产生。