环境工程原理 试题.pdf

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1、环5《环境工程原理》——分离过程原理试题班级：姓名：学号：一、（15分）沉降（1）采用旋流分离器和离心机对悬浊液中的固体成分进行分离，如果改变装置直径，其各自的离心分离因素将如何变化？（2）采用两台旋风分离器A和B处理大气中的粉尘，其总效率一样，但粒级效率不同，试问这两台旋风分离器的临界直径一样吗？为什么？二、（20分）某板框过滤机有10个滤框，滤框尺寸为500mm×500mm×20mm。过滤操作在-523220°C、恒压下进行，过滤常数为K=4.2×10m/s，qe=0.02m/m，滤饼体积和滤液体积之比为330.04m/m，滤饼洗涤、拆装等时间为

2、10min，假设滤饼不可压缩。求：（1）全框充满所需时间；（2）板框过滤机的生产能力；（3）如改用回转真空过滤机，所用滤布和过滤压差与板框过滤机的相同。转筒直径为1m，长度为1m，浸入角为120°。要维持与板框过滤机相同的生产能力，则转速应为多少？三、（25分）采用活性炭固定床吸附塔对某印染废水进行处理，假设印染废水中的污染物均可3为活性炭所吸附，进水COD浓度为100g/m。固定床吸附塔柱高2m，柱直径0.2m，活性炭3填充密度为800kg/m。废水流过吸附塔的速率为10m/h。假设吸附区高度为0.1m,瞬间形成，并以0.1m/h的速率缓慢下移。（

3、1）计算穿透时间和穿透点出现时活性炭吸附塔内的平均COD吸附量为多少（g-COD/kg－活性炭）？31/2（2）假设活性炭平衡吸附量q（g/kg）与印染废水COD浓度ρ（g/m）的关系满足：q=1.4ρ，求穿透点出现时，活性炭吸附塔的饱和度为多少？3（3）如果把进水COD浓度提高到200g/m，活性炭与印染废水COD之间的吸附平衡关系不变，穿透点出现时，活性炭吸附塔的饱和度为85％，求穿透时间。四、（20分）采用清水吸收含SO2的气体，常压101.3kPa、温度为25°C。假设气体中SO2的摩尔分数为0.2。(1)请写出SO2的气-液平衡关系式（以摩

4、尔分数表示）。(2)采用逆流操作时，假设液气比为50，气体出口处气体中SO2摩尔分数要求达到0.05，并请画出操作线和平衡线的关系示意图。计算气体出口和进口处的推动力。(3)假设液气比仍为50，处理含H2S的气体，问气体出口处的H2S摩尔分数是否也能降低到0.05？为什么？五、（20分）采用萃取的方法处理含酚废水。已知待处理的含酚废水为5L，酚浓度为100mg/L，3密度为1000kg/m,要求萃取后废水中的酚浓度达到10mg/L以下。假设酚的分配系数为10，并不随溶液组成而变化（1）采用单级萃取时，问需要加多少kg的萃取剂？（2）如果将（1）计算的

5、萃取剂分成两等份，进行二级错流萃取，问废水中的酚浓度可以降低到多少mg/L？并请画出操作线和平衡线的关系示意图。、解：一、解：2ui（1）旋流分离器分离因数K=，增加直径分离因数变小，减少直径分离因素变大，u保cirgm2rωm持不变。离心分离器分离因数K=，增加直径分离因数变大，减少直径分离因素变小，cgω保持不变。（2）总效率与粒级效率之间的关系为η0=∑xmiηi，总效率相同，而粒级效率不同，说明各种粒径的颗粒被分离的比例也是不同的，所以临界直径不同。二、解：（1）以一个框为基准进行计算。框全充满时滤饼体积：30.0053V=××=0.50.5

6、0.020.005m；相应的滤液量＝=0.125m饼0.04V0.12532qm===0.25m/A0.50.52××根据恒压过滤方程，得过滤时间为22qq+2q0.25+×20.250.02×ets===1726=28.8min−5K4.210×（2）板框压滤机的生产能力：10V100.125×−43qs===5.3710m/×v17261060+×2326（3）设转筒真空过滤机的转速为n，则回转真空过滤机的生产能力为'4−3qn==×V5.3710m/sv23转筒真空过滤机面积A=×3.14113.14m×=；VqA==×=0.023.140.0

7、628mee0120浸没度ψ==1/30360根据恒压过滤方程，有：22ψ2VV+=2VKA或者nVV+=2nVVKAψ，即：een−−44−525.3710×+V25.3710×××=0.06284.210×××3.141/33V=0.131m−45.3710×−3则转速nr==4.110×/s=0.246/minr0.131三、解：20.1−（1）穿透时间出现时，吸附区下移到吸附塔底部。吸附区移动所需时间th==19，0.120.2即为穿透时间，此时活性炭柱内吸附COD总量=××××=10010π19596.6g。活性炭填4230.2充密度为8

8、00kg/m，则柱内的活性炭总量为=×8002××=π50.24kg。活性炭平均吸附4596.6g量为==1