环保设备原理与设计习题及答案

环保设备原理与设计习题

第一章思考题与习题

1. 已知设计人口数为230000，最大设计流量200L/s，最小设计流量100L/s，每2日除砂一次，每人每日沉砂量为0.02L，超高取0.3m。试设计平流式沉砂池，并对所选用排砂装置的结构与功能进行简单描述。

2. 机械格栅除污机有哪些类型试至少列举其中4种类型，对其结构和工作原理进行阐述。

μ，密度ρp为3000 kg/m3的固体颗粒，分别在20℃的空气和水

3. 试计算直径d为70m

中的自由沉降速度。

4. 沉淀池有哪几种类型试述各自构造特点及适用条件。

=0.25mm/s、污水流量为

5. 某生活污水悬浮物浓度300mg/L要求去除率65%时的μ

2000d

m3，试分别设计平流式、竖流式、辐流式沉淀池，并画出设计草图，标注尺寸。

6. 某城市污水处理厂最大设计流量Qmax=0.2m3/s，悬浮物浓度SS=200mg/L，要求处理后悬浮物去除率为75%。实验沉淀曲线如下图所示，试设计一平流式沉淀池。

7. 一城市小区的设计人口N=100000人，污水厂最大设计流量Q max = 0.2m3/s，无污水沉淀实验数据，试设计竖流式初次沉淀池。

8. 某工厂污水处理工程用气浮池水工艺代替二次沉淀池，设计流量Q=2500d

m3，经气浮试验取得如下设计参数：溶气水采用净化后处理水进行部分回流，回流比为，气浮池内接触时间为5min，溶气罐内停留时间为3min；溶气罐压力为；气固比为；温度为35℃，试设计加压溶气浮系统设备并画出溶气罐及气浮池的设计草图，标明尺寸。

9. 气浮设备主要有哪几种类型，试比较其优缺点及使用范围。加压溶气气浮设备中溶气释放器的作用如何有哪些类型的溶气释放器

10. 试阐述Edur气浮、涡凹气浮以及超效浅层气浮的作用机理和技术关键是什么

11. 试述加压溶气气浮设备的调试程序及运行管理的工作内容

12. 试设计日处理40003m的普通快滤池，并画出普通过滤池的设计草图，标明尺寸。

13. 试阐述重力无阀滤池和压力过滤器的工作过程，各有何优缺点

14. 何为离心因数，其影响因素有哪些离心分离设备可以分为几大类为何转鼓的应力分析在离心机设计中必不可少

1.某废水计划用曝气生物滤池进行生化处理。设计水量为450m 3/h ，BOD 5为200mg/L ，初沉池BOD 5去除率为30%。根据试验：(1)曝气池污泥负荷为0.4kg/(kg·d)；(2)MLSS 为4000mg/L ；(3)回流比为5；(4)沉淀时间为，沉淀区上升流速为0.3mm/s 。计算曝气池的主要尺寸。

2.某城市计划新建一座以活性污泥法二级处理为主体的污水处理厂，日污水量为10 000m 3，进入曝气池的BOD 5为300mg/L 时变化系数为，要求处理后出水的BOD 5为20mg/L ，试设计活性污泥处理系统中的曝气池及曝气系统。

3.已知叶轮直径Φ3000mm ，叶轮外缘线速度5m/s ，池型为矩形，内壁无挡板。试设计倒伞形叶轮曝气机。

4. 欲用生物转盘法处理某种工业废水，废水量Q=100 m 3/d ，浓度a L =200mg/L(BOD)，根据小实验测生物转盘水量负荷N w =～)/(23d m m ⋅，有机负荷N F =)/(2d m kgBOD ⋅，要求BOD 5去除效率达80%，试对该生物转盘进行设计。

1. 采用重力沉降室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。沉降室底面积为12m2，宽和高均为2m。操作条件下，气体的密度为m

/，

kg3

kg3

/，黏度为×105 Pa·s，固体的密度为3000m

沉降室的处理能力为3s

m/3。试求：(1)理论上能完全捕集的最小颗粒直径；(2)粒径为40μm 时的除尘效率；(3)若能完全回收粒径为8μm的颗粒，在原来沉降室内需要设置几层水平隔板。

1.吸收设备的主要类型有哪些各有哪些特点如何选用

2.填料的类型有哪些填料的装填方式有哪几种

3.填料塔的附件有哪些各有何种类型

4.填料塔的基本操作内容是什么

5.吸附设备有哪些类型各有什么特点吸附剂如何选择

6.冷凝设备有哪些各有什么特点冷凝设备的运行与维护包括哪些内容

7.催化净化的机理是什么固定床催化反应器的类型有哪些催化净化的装置在应用中应注意哪些问题

8.除尘脱硫一体化设备有哪几种各有什么特点

9.空气中含SO2 2%(摩尔分数)，用清水洗涤以除去其中的SO2。吸收塔的操作压力为，温度为20℃；操作条件下的气体流量为1500m3/h，气体密度为1.235kg/m3，清水流量为32000kg/h，分别计算采用25mm陶瓷拉西环(填料因子为450m-1)时填料塔的内径和每米填料层的压力降。(注：液体密度校正系数Ф=1)。

10.某厂用活性炭吸附废气中的CCl4，气量为1000m3/h，浓度为4～5g/m3，活性炭直径为3mm，空隙率为，空塔气速为20m/min，并在20℃和1个大气压下操作，通过实验测得K=2143m/min，τ0=95min，试求穿透时间τB=48h的床层高度及压力降。

11.某化工厂硝酸车间的尾气量为12400m3/h，尾气中含NOx为%，N2为%，H2O为%。选用氨催化还原法，催化剂为5mm直径的球粒，反应器入口温度为493K，空间速度为18000h-1，反应温度为533K，空气速度为1.52m/s。求：催化剂床层的体积、高度以及床层阻力。(废气近似以N2计，533K时黏度为×10-5 Pas)，密度为1.25kg/m3，床层孔隙率为。

1.一质点振动系统的固有频率f 0已知，但质量M 和刚度K 未知，现在质量块上附加一质量为m 的质量块，并测得新的振动系统的固有频率为f 0，求系统的质量M 和刚

度K 。

2.一质量为M 的质量块与两个刚度分别为K 1和K 2的弹簧构成振动系统，如

右题图2所示，求该系统的固有频率。

3.已知空气中的声速为340m/s ，可听声的频率范围为20～20kHz ，试求出

500Hz 、1000Hz 、5000Hz 的声波的波长。

4.声压分别为、、和×105的声音的声压级各为多少分贝

5.四个声音各自在空间某以位置处的声压级为60dB 、80dB 、50dB 和75dB ，求该点的总声压级。

6.为考核某发电机房8h 的等效A 声级，在8h 内按等时间间隔测量A 声级，共测得96个数据。经统计，A 声级在85dB 段(包括83～87)的共16次，在90dB 段(包括88～92)的共12次，在95dB 段(包括93～97)的共32次，其余在100dB 段(包括98～102)，试求该发电机房8h 的等效连续A 声级。

7.某车间内设备的噪声特性在500Hz 附近出现一峰值，现使用4mm 厚的三夹板作穿孔板共振吸声结构，空腔厚度允许由100mm ，试设计结构的其他参数(穿孔按三角形排列)。

8.某房间大小为6×7×3m 3，墙壁、天花板和地板在1000Hz 的吸声系数分别为、、，若在天花板上安装1000Hz 的吸声系数为的吸声贴面天花板，求该频段在吸声处理前后的混响时间及处理后的吸声降噪量。

9.某隔声间有一面积为20m 2的墙与噪声源相隔，该墙的透射系数为10-5，在该墙上有一面积为2m 2的门，其透射系数为10-3，在该墙上还有一面积为3m 2的窗户，透射系数也×10-3，求该组合墙的隔声量。

10.为隔离强噪声源，某车间用一道隔墙将车间分成两部分，墙上装一3mm 后的普通玻璃窗，面积占整个墙体的1/4，设墙体的隔声量为45dB ，玻璃窗的隔声量为22dB ，求该组合墙的隔声量。

11.一长为1m 外形直径为380mm 的直管式阻性消声器，内壁吸声层采用厚为100mm 、容重为20kg/m3的超细玻璃面。试确定频率大于250Hz 的消声量。

12.某声源排气噪声在125Hz 有一峰值，排气管直径为100mm ，长度2m ，试设计一单腔扩张室消声器，要求在125Hz 上有13dB 的消声量。

13.一台风机安装在一厚钢板上，如果在钢板的下面垫4个钢弹簧，已知弹簧的静态压缩量为x =1cm ，风机转速为900r/min ，弹簧的阻尼略去不计，试求隔振比和传递率。

14.有一台转速为1600r/min 的机器，在未作隔振处理前测得基础上的在机器固有频率处的力振级为80dB ，为使机器在该频率的力振级降低20dB ，问需要选取静态压缩量为多少的钢弹簧隔振器才能满足要求(阻尼比ζ=0)。

题图2