给水工程第15和16章作业答案(优选.)

1、河水总碱度0.1/mmol L （按CaO 计）。硫酸铝（含Al 2O 3为16%）投加量为25/mg 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350000m ，试问水厂每日约需要多少千克石灰（石灰纯度按50%计）。

解：将硫酸铝投加量折合成23Al O 为: 2516%4/mg L ⨯=

23Al O 分子量为102，故投加药量相当于 40.039/102

mmol L = 剩余碱度取 0.37/mmol L ,则 []30.0390.10.370.387./CaO mmol L =⨯-+= 所以需要投加0.387./mmol L 石灰以保证硫酸铝顺利水解。石灰CaO 分子量为56，则石灰投加

量为0.387*560.5=43.34 /

mg L ÷ 43.34500001000=21670000002167mg kg ⨯⨯=

2、设聚合铝[]26()n n m Al OH Cl -∙在制备过程中，控制5,4m n ==，试求该聚合铝的碱

化度为多少？

解：根据题意得： 碱化度 [][]4100%100%66.7%332

OH B Al =⨯=⨯=⨯⨯

3、某水厂采用精制硫酸铝为混凝剂，其最大投量为35/mg L .水厂设计流量为

3100000 /m 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？

解：溶液池体积为：

3

224.123104172410000005.135417m cn Q a W =⨯⨯⨯⨯⨯==α

溶解池体积为：

()322106.324.1225.025.03.0~2.0m W W W =⨯===

4、隔板絮凝池设计流量375000/m d 。絮凝池有效容积为31100m 。絮凝池总水头损失为0.26m 。求絮凝池总的平均速度梯度值G 和GT 值各为多少？（水厂自用水量

按5%计）

。 解：计算流量

3375000(15%)78750/0.911/Q m d m s =⨯+==，

则平均速度梯度为：

-115G s C =︒（）（用20C ︒算是45.80-1s ） 则：110043.02519450.911V GT G Q =⨯

=⨯=（用20C ︒算是55363.04）

5、某机械絮凝池分成三格。各格有效尺寸为2.6m （宽）×2.6m （长）×4.2m(深)。每格设一台垂直轴浆板搅拌器，构造按图15‐21，设各部分尺寸为：r 2=1050m;浆板长1400mm ，宽120mm ，r 0=525mm 。叶轮中心点旋转线速度为： 第一格 v 1=0.5m/s

第二格 v 2=0.32m/s

第三格 v 3=0.2m/s

求：3台搅拌机所需搅拌功率及相应的平均速度梯度G 值（水温按20℃计）。 解：设桨板相对于水流的线速度等于桨板旋转线速度的0.75倍，则相对于水流的叶轮转速为：

1100.750.75*0.50.71/0.525

W rad s r υ===

2200.750.75*0.320.46/0.525

W rad s r υ=== 3300.750.75*0.20.29/0.525W rad s r υ=

== 外桨板2 1.05r m =，1 1.050.120.93r m =-=；内桨板20.5250.060.585r m =+=，

10.5250.060.465r m =-=，内外桨板各四块。

带入公式：

()()434434444112114*1.1*1000()*1.4*0.71* 1.050.930.5850.465148.2288

D C P l r r W ρω⎡⎤=-=-+-=⎣⎦∑()()43443444422211

4*1.1*1000()*1.4*0.46* 1.050.930.5850.46540.3188D C P l r r W ρω⎡⎤=-=-+-=⎣⎦∑()()434434444322114*1.1*1000()*1.4*0.29* 1.050.930.5850.46510.188

D C P l r r W ρω⎡⎤=-=-+-=⎣⎦∑ 32.6*2.6*4.228.392V m ==

∴1172.07G s -===

1237.59G s -===

1318.81G s -=

==

138.74G s -=== 6、设原水悬浮物体积浓度5510φ-=⨯。

假定悬浮颗粒粒径均匀，有效碰撞系数1α=，水温按15C 计。

设计流量3=360/Q m h 。搅拌功率（或功率消耗）195P W =。试求： （1） 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？

（2） 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）同。搅拌总功率仍为195W ，设3座絮凝池搅拌功

率分别为:123100,60,35P W P W P W ===, 试问颗粒数量浓度最后降低百分之几？

解：（1）：采用PF 型反应器

3

3

-310

5

5

4

36015/6090195/90 2.17/15=1.141043.61*ln 44510 6.37103.14

=12.17

o Gt V QT m p W m C Pa s G s n

t KG n

K n e n φπμφπ---==⨯===⨯∙====⨯=⨯⨯=⨯∴=时，，则

采用公式

∴水中颗粒数量浓度将降低1

191.78%12.17-=。

（2）：用3座同体积机械絮凝池串联，则

1231

11

35+P +19543.6=315min,5min 30011

()1(1300

6.371043.66.160.16

10.160.8484%

o o m m m o

m

m o

o m

o

P P W

G G s T t t s

n n KG n n n n n n n n n --======⎡⎤⎡⎤

-=-=⎢⎥⎢⎥⨯⨯⎣⎦⎣⎦=-=-== =

第16章 沉淀和澄清

1. 已知颗粒密度3

2.65/g cm ρ=，粒径0.45d mm =(按球形颗粒考虑)，求该颗粒在20C 水中沉降速度为多少？