题目
有一含氰有机废水,最大流量为100m3/h,[CN-]=10mg/L,BOD5=300mg/L,DO=0mg/L,欲排入附近某河流。该河流属于Ⅲ类水体,河水最小流量(95%保证率)为3m3/s,最小流量时流速为0.2m/s,夏季DO=7mg/L,河水中原先没有氰化物。假定夏季废水和河水水温均为20℃。估计此废水需要的处理程度。
有一含氰有机废水,最大流量为100m3/h,[CN-]=10mg/L,BOD5=300mg/L,DO=0mg/L,欲排入附近某河流。该河流属于Ⅲ类水体,河水最小流量(95%保证率)为3m3/s,最小流量时流速为0.2m/s,夏季DO=7mg/L,河水中原先没有氰化物。假定夏季废水和河水水温均为20℃。估计此废水需要的处理程度。
题目解答
答案


解析
步骤 1:计算河水的稀释倍数
根据题目中给出的河水最小流量和废水最大流量,可以计算出河水对废水的稀释倍数。河水最小流量为3m³/s,废水最大流量为100m³/h,换算成每秒的流量为100/3600 m³/s。因此,河水对废水的稀释倍数为:
$$
\rho = \frac{(aQ + q)\rho_0 - \rho_1 \times aQ}{q}
$$
其中,$a$为河流的横向扩散系数,$Q$为河水最小流量,$q$为废水最大流量,$\rho_0$为河水中原先的氰化物浓度,$\rho_1$为废水中的氰化物浓度。根据题目,$a=0.7$,$Q=3m^3/s$,$q=100/3600m^3/s$,$\rho_0=0mg/L$,$\rho_1=10mg/L$。代入公式计算得:
$$
\rho = \frac{(0.7 \times 3 + \frac{100}{3600}) \times 0.2}{\frac{100}{3600}} = 15.32
$$
步骤 2:计算氰化物的最高容许排放浓度
根据《污水排放综合标准》,Ⅲ类水体执行一级标准,总氰化物的最高容许排放浓度为0.5mg/L。因此,氰化物的最高容许排放浓度为0.5mg/L。
步骤 3:计算氰化物的去除率
根据题目,废水中的氰化物浓度为10mg/L,最高容许排放浓度为0.5mg/L。因此,氰化物的去除率为:
$$
E = \frac{\rho - \rho_s}{\rho_p} \times 100\% = \frac{10 - 0.5}{10} \times 100\% = 95\%
$$
步骤 4:计算BOD5的最高容许排放浓度
根据题目,废水中的BOD5浓度为300mg/L,河水中的溶解氧含量为7mg/L,河水最小流量时流速为0.2m/s。根据物料平衡关系,河水中的溶解氧含量为:
$$
DO_1 = (DO - DO_s) \times a \times Q = (7 - 5) \times 0.7 \times 3 = 4.2mg/L
$$
其中,$DO_s$为河水中的溶解氧含量,$a$为河流的横向扩散系数,$Q$为河水最小流量。根据《污水排放综合标准》,BOD5的最高容许排放浓度为20mg/L。因此,BOD5的最高容许排放浓度为20mg/L。
步骤 5:计算BOD5的去除率
根据题目,废水中的BOD5浓度为300mg/L,最高容许排放浓度为20mg/L。因此,BOD5的去除率为:
$$
E = \frac{BOD_5 - BOD_{5s}}{BOD_5} \times 100\% = \frac{300 - 20}{300} \times 100\% = 93.33\%
$$
根据题目中给出的河水最小流量和废水最大流量,可以计算出河水对废水的稀释倍数。河水最小流量为3m³/s,废水最大流量为100m³/h,换算成每秒的流量为100/3600 m³/s。因此,河水对废水的稀释倍数为:
$$
\rho = \frac{(aQ + q)\rho_0 - \rho_1 \times aQ}{q}
$$
其中,$a$为河流的横向扩散系数,$Q$为河水最小流量,$q$为废水最大流量,$\rho_0$为河水中原先的氰化物浓度,$\rho_1$为废水中的氰化物浓度。根据题目,$a=0.7$,$Q=3m^3/s$,$q=100/3600m^3/s$,$\rho_0=0mg/L$,$\rho_1=10mg/L$。代入公式计算得:
$$
\rho = \frac{(0.7 \times 3 + \frac{100}{3600}) \times 0.2}{\frac{100}{3600}} = 15.32
$$
步骤 2:计算氰化物的最高容许排放浓度
根据《污水排放综合标准》,Ⅲ类水体执行一级标准,总氰化物的最高容许排放浓度为0.5mg/L。因此,氰化物的最高容许排放浓度为0.5mg/L。
步骤 3:计算氰化物的去除率
根据题目,废水中的氰化物浓度为10mg/L,最高容许排放浓度为0.5mg/L。因此,氰化物的去除率为:
$$
E = \frac{\rho - \rho_s}{\rho_p} \times 100\% = \frac{10 - 0.5}{10} \times 100\% = 95\%
$$
步骤 4:计算BOD5的最高容许排放浓度
根据题目,废水中的BOD5浓度为300mg/L,河水中的溶解氧含量为7mg/L,河水最小流量时流速为0.2m/s。根据物料平衡关系,河水中的溶解氧含量为:
$$
DO_1 = (DO - DO_s) \times a \times Q = (7 - 5) \times 0.7 \times 3 = 4.2mg/L
$$
其中,$DO_s$为河水中的溶解氧含量,$a$为河流的横向扩散系数,$Q$为河水最小流量。根据《污水排放综合标准》,BOD5的最高容许排放浓度为20mg/L。因此,BOD5的最高容许排放浓度为20mg/L。
步骤 5:计算BOD5的去除率
根据题目,废水中的BOD5浓度为300mg/L,最高容许排放浓度为20mg/L。因此,BOD5的去除率为:
$$
E = \frac{BOD_5 - BOD_{5s}}{BOD_5} \times 100\% = \frac{300 - 20}{300} \times 100\% = 93.33\%
$$