水质工程学计算题

1、现有一种直径、高均为1cm 的圆柱体颗粒在静水中自由沉淀，已知该种颗粒密度S =1.8g/cm3，水的密度水 =1g/cm3，则这种颗粒在水中自由沉淀时最小沉速为多少？（重力加速度为980cm/S2，绕流阻力系数22DC）；提示：由题义可得， 这种颗粒在水中自由沉淀时沉速大小取决于圆柱体在颗粒垂直方向投影面积的大小。最小的沉速是颗粒在垂直方向投影面积最大时取得。2、在实验室内做氯气消毒试验。 已知细菌被灭活速率为一级反应， 且 k=0.85min-1求细菌被灭活 99.5℅时，所需消毒时间为多少分钟？提示：由一级反应方程式可得：lgCA = lgCA0 – o.4343kt 而 CA =(1-99.5%) CAO，k=0.85min-1得 t = （lgCA0 - lgCA）/0.4343k=6.23(min) 3、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10/0eCC，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；eC —出水中 i 浓度）提示： 1)由 CSTR 一级反应方程式可得：t=(C0/Ce-1)/k=(10-1)/2=4.5h 2) 由 PF 一级反应方程式可得：t=(㏑ C0-㏑ Ce)/k=1.15h 4、题 3 中若采用 4 只 CSTR 型反应器串联，其余条件同上。求串联后水流总停留时间为多少？提示：由 CSTR 二级反应方程式可得：C2/C0=(1/(1+kt))2 得 t=1.08(h) 所以 T=4t=4.32(h) 5、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 5000m3/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：C2/C0=(1/(1+kt))2 得 t=2.2(h) 所以 T=2t=5.4(h) V=Qt=5000×2.7=13500(m3) 6、河水总碱度0.1mmol/L（按 CaO 计）。硫酸铝（含 Al 2O3 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50000m3，试问水厂每天约需要多少千克石灰（石灰纯度按50℅计）。提示：投入药剂量折合Al 2O3 为 25mg/l ×16%=4mg ，Al 2O3 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 ×0.039-0.1×0.37=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) 7、设聚合铝 [Al 2（OH）nCl 6— n]在制备过程中，控制m=5，n=4，试求该聚合铝...