10. 水厂出水消毒采用CMB反应器进行投氯消毒试验,细菌的灭活率为一级反应,假设投氯量不变,试验得出k=0.9min
-1。根据化学反应动力学方程,
min后细菌灭活能达到99.9%(精确至1min)。
A B C D
B
[解析] 参见《给水工程》(第四版)第14.4.2节,完全混合间歇式反应器(CMB)--级反应动力学公式

,设原有细菌密度为C
o,t时间后尚存活的细菌密度为C
i,则

,代入前式得

。
11. 采用2个CSTR反应器串联作为氯化消毒池,假设投氯量不变,试验得出k=0.9min
-1,总停留时间为20min,则出水细菌灭活率是
。
A.1% B.10% C.99%D.90%
A B C D
A
[解析] 参见《给水工程》(第四版)第14.4.2节,完全混合连续式反应器(CSTR)--级反应动力学公式(14--11),组分i的流人浓度C。,第”只反应器的输出物料浓度为C
n,


,单个反应器停留时间t=20+2min=10min,则

。
13. 一座机械搅拌混凝池,单池流量为1.5万m
3/d,停留时间为20min,顺水流方向分3级搅拌,每级容积相同,搅拌强度采用G
1=60s
-1、G
2=40s
-1、G
3=20s
-1,水温为15℃,合用一台电动机驱动搅拌器,电动机效率为85%,则此电动机消耗功率约为
W。
- A.430.4
- B.700.8
- C.506.3
- D.595.7
A B C D
D
[解析] 参见《给水工程》(第四版)第15.6.2节,单池流量为1.5万m
3/d=10.42m
3/min,每级水流体积

;水温按15℃计,水的动力黏滞系数μ=1.14×10
-3Pa·s;每级流体所耗功率P=G
2μV,则3级所耗总功率为P=P
1+P
2+P
3=1.14×10
-3×69.4×(60
2+40
2+20
2)W=506.3W;电动机消耗功率为

。
14. 某隔板絮凝池设计流量为50000m
3/d,絮凝池总水头损失为0.29m。水厂自用水量按照5%计,水的密度ρ
水=1.00g/cm
3,水的动力黏滞系数μ=1.0×10
-3Pa·s;测得的絮凝池总的速度梯度G为20
-1,则絮凝池的有效容积为
m
3。
A B C D
A
[解析] 参见《给水工程》(第四版)第15.3.2节式(15—14),

,可推出水力停留时间

;系统流量Q=50000×(1+5%)m
3/d=52500m
3/d=2187.5m
3/h;则絮凝池有效容积=流量÷停留时间=2187.5÷1.97m
3=1108m
3。
15. 已知球形颗粒直径d=0.4mm,颗粒密度ρ=2.60g/cm
3,该颗粒在200c的静水中自由沉淀,该颗粒的理论沉速约为
mm/s。(注:ρ=2.60g/cm
3,μ=1×10
-3Pa·s,Re<1.0)
A B C D
D
[解析] 参见《给水工程》(第四版)第16.6.1节,在雷诺数Re<1.0的范围内,呈层流状态,适用于式(16—7),

,先将已知数据统一单位,ρ-ρ
水=(2.60-1)g/cm
3=1.60g/cm
3=1.6×10
3kg/m
3;g=9.8m/s
2;d
2=0.16mm
2=0.16×10
6m
2;带人前式得u=0.140m/s=140mm/s。
16. 已知设计水量为2.5万m
3/d,混凝剂最大投量为20mg/L,药剂含量为15%(按商品质量计),每日调剂2次,计算其溶液池容积为
m
3。
- A.1.67
- B.3.34
- C.25.05
- D.40.08
A B C D
A
[解析] 参见《给水工程》(第四版)第15.5.1节式(15—31),

,处理水量Q=25000m
3/d=1041.67m
3/h;混凝剂最大投加量a=20mg/L;溶液含量c=15%;每日调剂次数n=2,代人前式得

。
17. 某斜管沉淀池单池产水量为15000m
3/d,水厂自用水量为5%,设计表面负荷q=10m
3/(m
2·h)。采用厚0.4mm塑料热压成的正六角管型,内切圆直径d=25mm,长1000mm,水平倾角0=60°,假设沉淀区设计清水面积等于净出口面积,斜管结构系数按1.03计,则此斜管沉淀池内的Fr为
。
- A.1.59×10-4
- B.1.75×10-4
- C.1.52×10-1
- D.1.67×10-4
A B C D
D
[解析] 参见《给水工程》(第四版)第16.3.2节,设计流量Q=15000×1.05m
3/d=15750m
3/d=656.25m
3/h=0.18m
3/s,斜管的水力半径

,斜管沉淀池的液面负荷

,则清水区面积

。斜管内流速为


,弗劳德数

1.67×10
-4。
18. 设计一组表面负荷为10m
8/(m
2·h)的斜管沉淀池,采用内切圆直径为35mm的正六角形作斜管,水平倾角0=60°,如不计斜管材料厚度,则斜管内水流的Fr为
。
- A.0.6×10-4
- B.0.9×10-4
- C.1.2×10-4
- D.3.7×10-4
A B C D
C
[解析] 参见《给水工程》(第四版)第16.3.2节,斜管的水力半径

8.75mm,设计流量Q=10A(用清水区面积A代替A'),斜管内流速为


,弗劳德数

。
20. 某机械搅拌澄清池设计流量为400m
3/h,水厂自用水量按5%计算,穿孔集水槽为薄壁孔口(流量系数为0.62),孔口直径为25mm,设计开孔个数为464个,则设计孔口中心线的水头为
m。
- A.0.05
- B.0.02
- C.0.035
- D.0.04
A B C D
A
[解析] 参见《给水工程》(第四版)第16.4节,一小孔的面积

25
2×10
-6m
2=0.00049m
2,∑f=464f=464×0.00049m
2=0.228m
2,澄清池总流量Q=400×(1+5%)m
3/h=420m
3/h=0.1167m
3/s;已知流量系数μ=0.62,超载系数卢取1.2,孔口总面积

,则孔口上的水头

。
21. 设计水量为4800m。/h的普通快滤池,采用单层石英砂滤料,设计流速采用8m/h,在一个滤池检修的情况下强制滤速小于14m/h,反冲洗水由滤后水管道直接供给,则单个滤池的最大面积为
m
2。
A B C D
A
[解析] 总过滤面积为Q/v=4800m
3/h=8m
3/h=600m
2;设单格滤池面积最大为S,滤池格数为n,则有nS=600m
2;根据题目条件,考虑系统有一检修池,同时有一格反冲洗,则运行的应为n-2格滤池,检修时滤速

,得n>4.7,取n=5,单格滤池最大面积s=(600÷5)m
2=120m
2。
23. 虹吸滤池的设计水量为1.5万m
3/d,水厂自用水量为6%,滤池格数为6,设计滤速为10m/h,计算其反冲洗强度最大能达到
L/(s·m
2)。
A B C D
B
[解析] 滤池总水量为15000×(1+6%)m
3/d=15900m
3/d=662.5m
3/h=0.184m
3/s,滤池单个面积为

;要达到最大反冲洗强度,就要使反冲洗的流量达到最大,参见《给水工程》(第四版),当滤池内水面降至冲洗排水槽顶端时,反冲洗强度达到最大值,此时其他5格滤池的全部过滤水量都通过集水槽供给被冲洗滤格,也就是说,此时的瞬间反冲洗水量最大应该等于设计流量Q,所以最大瞬间反冲洗强度为

(s·m
2)=0.0167m
3/(s·m
2)=16.7 L/(s·m
2)。
25. 快滤池采用大阻力配水系统,如右图所示,冲洗强度采用q=14L/(s·m
2),滤池平面面积为50m
2,开孔直径为9mm,开孔个数为2000个。干管截面尺寸为850mm×850mm,支管60根,直径为80mm,孔口阻力系数为0.62,则此系统的配水均匀性为
。

A B C D
B
[解析] 参见《给水工程》(第四版)第17.4.3节,孔口总面积f=孔口数×单个孔口面积

,冲洗流量Q=冲洗强度q×滤池面积F=14×50L/s=700L/s=0.7m
3/s;

;干管入口流速=0.7÷0.7225m/s=0.97m/s;支管起端流速

;则


,配水均匀性


。
26. 滤池平面尺寸为5.4m(长)×4m(宽)。滤层厚为70cm。冲洗强度q=14L/(s·m
2),滤层膨胀度e=40%。采用3条标准V形排水槽,如下图所示,槽底厚为0.05m,槽长为4m,中心距为1.8m,则此排水槽距砂面高度是
m。

A B C D
B
[解析] 参见《给水工程》(第四版)第17.4.4节冲洗废水的排除,滤池采用3条排水槽,每槽排水流量

,冲洗排水槽断面模数x=0.45Q
0.4=0.45×0.1
0.4m=0.18m,已知滤层膨胀度e=40%,滤料层厚度H
2=0.7m,排水槽底厚度δ=0.05m,则槽顶距砂面高度为H=eH
2+2.5x+δ+0.07=(0.4×0.7+2.5×0.18+0.05+0.07)m=0.85m。
29. 投加在水中的氯全部生成HOCl后,有一部分离解为H
+、OCl
-,其平衡常数为K,K=

,当K值等于2.6×10
-8mol/L,水中pH=8时,则OCl
-占自由氯的比例是
。
A B C D
A
[解析] 参见《给水工程》(第四版)第18.1.1节,pH=8时,[H
+]=1×10
-8mol/L,已知

,则OCl
-占自由氯的百分率是

30. 采用氯气消毒时,杀灭水中细菌的时间T(以s计)和水中氯气含量C(以mg/L计)的关系式是:C
0.86T=1.74,在氯气含量足够时,杀灭95%以上细菌的时间约为1.25s,如果自来水中含有NH
3为0.1mg/L,要求杀灭95%以上的细菌同时保持水中余氯为自由性氯,则至少需投加氯气量是
mg/L。(注:相对原子质量N-14,O-16,Cl-35.5)
A B C D
A
[解析] 已知C
0.86T=1.74,可推出灭菌所需氯量

,杀灭95%以上细菌的时间约为1.25s,则有

。完全氧化NH
3所需氯量,参见《给水工程》(第四版)第18.1.1节,在Cl
2:NH
3≤5:1,pH值在7~9的范围内,水中氯胺基本上都是一氯胺,pH值为6的情况下,一氯胺仍占优势,氧化1个NH
3需1个Cl
2;要保持水中余氯为自由性氯,则一氯胺要发生分解反应,1个NH
3需0.5个Cl
2。NH
3的相对分子质量为17,Cl
2的相对分子质量为71,则完全氧化NH。所需氯气为

。
50. 某冷却循环水循环水量为10000m
3/h,冷却塔为有除水器的机械通风冷却塔,进塔温度为24℃,塔冷却幅宽为5℃,当采用浓缩倍数N一4时,其排污水量为
m
3/h(渗漏损失水率忽略不计)。
A B C D
B
[解析] 参见《给水工程》(第四版)第23.5节冷却塔的设计与计算,用内插法确定系数

,已知冷却幅宽△t=5℃,冷却塔的蒸发损失率P
e=K△t(%)=0.144×5×100%=0.72%,有除水器的机械通风冷却塔风吹损失率P
w=0.1%,已知浓缩倍数N=4,则冷却塔排污率

,排污水量为10000×0.14%m
3/h=14m
3/h。