水處理常用計(jì)算公式匯總

水處理常用計(jì)算公式匯總水處理公式是我們?cè)诠ぷ髦薪?jīng)常要使用到的東西，在這里總結(jié)了幾個(gè)常常用到的計(jì)算公式，按順序分別為格柵、污泥池、風(fēng)機(jī)、MBR、AAO進(jìn)出水系統(tǒng)以及芬頓、碳源、除磷、反滲透、水泵和隔油池計(jì)算公式，由于篇幅較長(zhǎng)，大家可選擇有目的性的觀看。第一部分：格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算一、格柵設(shè)計(jì)一般規(guī)定1、柵隙（1)水泵前格柵柵條間隙應(yīng)根據(jù)水泵要求確定。（2)廢水處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合下列要求：最大間隙40mm，其中人工清除25—40mm，機(jī)械清除16—25mm。廢水處理廠亦可設(shè)置粗、細(xì)兩道格柵，粗格柵柵條間隙50—100mm。（3)大型廢水處理廠可設(shè)置粗、中、細(xì)三道格柵。（4)如泵前格柵間隙不大于25mm，廢水處理系統(tǒng)前可不再設(shè)置格柵。2、柵渣（1)柵渣量與多種因素有關(guān)，在無(wú)當(dāng)?shù)剡\(yùn)行資料時(shí)，可以采用以下資料。格柵間隙16—25mm；0.10—0.05m3/103m3（柵渣/廢水）。格柵間隙30—50mm；0.03—0.01m3/103m3（柵渣/廢水）。（2)柵渣的含水率一般為80%，容重約為960kg/m3。（3)在大型廢水處理廠或泵站前的大型格柵（每日柵渣量大于0.2m3)，一般應(yīng)采用機(jī)械清渣。3、其他參數(shù)（1)過(guò)柵流速一般采用0.6—1.0m/s。（2)格柵前渠道內(nèi)水流速度一般采用0.4—0.9m/s。（3)格柵傾角一般采用45°—75°，小角度較省力，但占地面積大。（4)機(jī)械格柵的動(dòng)力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi)，或采取其他保護(hù)設(shè)備的措施。（5)設(shè)置格柵裝置的構(gòu)筑物，必須考慮設(shè)有良好的通風(fēng)設(shè)施。（6)大中型格柵間內(nèi)應(yīng)安裝吊運(yùn)設(shè)備，以進(jìn)行設(shè)備的檢修和柵渣的日常清除。二、格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算1、平面格柵設(shè)計(jì)計(jì)算（1)柵槽寬度B式中，S為柵條寬度，m；n為柵條間隙數(shù)，個(gè)；b為柵條間隙，m；為最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；a為格柵傾角，（°)；h為柵前水深，m，不能高于來(lái)水管（渠）水深；v為過(guò)柵流速，m/s。（2)過(guò)柵水頭損失如式中，h0為計(jì)箅水頭損失，m；k為系數(shù)，格柵堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3；ζ為阻力系數(shù)，與柵條斷而形狀有關(guān)，按表2-1-1阻力系數(shù)ζ計(jì)箅公式計(jì)算；g為重力加速度，m/s2。（3)榭后槽總高H式中，h2為柵前渠道超高，m，—般采用0.3。（4)柵槽總長(zhǎng)L式中，L1為進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度，m；L2為柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度；H1為柵前渠道深，m；B1為進(jìn)水渠寬，m；α1為進(jìn)水渠道漸寬部分的展開角度，（°)，一般可采用20。（5)每日柵渣量W式中，W1為柵渣量，m3/103m3廢水，格柵間隙為16—25mm時(shí)，W1=0.10—0.05；格柵間隙為30—50mm時(shí)，W1=0.03—0.01；Kz為城市生活污水流量總變化系數(shù)。第二部分：污泥池計(jì)算公式一、地基承載力驗(yàn)算1、基底壓力計(jì)算（1)水池自重Gc計(jì)算頂板自重G1=180.00kN池壁自重G2=446.25kN底板自重G3=318.75kN水池結(jié)構(gòu)自重Gc=G1+G2+G3=945.00kN（2)池內(nèi)水重Gw計(jì)算池內(nèi)水重Gw=721.50kN（3)覆土重量計(jì)算池頂覆土重量Gt1=0kN池頂?shù)叵滤亓縂s1=0kN底板外挑覆土重量Gt2=279.50kN底板外挑地下水重量Gs2=45.50kN基底以上的覆蓋土總重量Gt=Gt1+Gt2=279.50kN基底以上的地下水總重量Gs=Gs1+Gs2=45.50kN（4)活荷載作用Gh頂板活荷載作用力Gh1=54.00kN地面活荷載作用力Gh2=65.00kN活荷載作用力總和Gh=Gh1+Gh2=119.00kN（5)基底壓力Pk基底面積:A=（L+2×t2)×（B+2×t2)=5.000×8.500=42.50m2基底壓強(qiáng):Pk=（Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=（945.00+721.50+279.50+45.50+119.00)/42.500=49.66kN/m22、修正地基承載力（1)計(jì)算基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度rmrm=[1.000×（20.00-10)+2.000×18.00]/3.000=15.33kN/m3（2)計(jì)算基礎(chǔ)底面以下土的重度r考慮地下水作用，取浮重度，r=20.00-10=10.00kN/m3（3)根據(jù)基礎(chǔ)規(guī)范的要求，修正地基承載力:fa=fak+ηbγ（b-3)+ηdγm（d-0.5)=100.00+0.00×10.00×（5.000-3)+1.00×15.33×（3.000-0.5)=138.33kPa3、結(jié)論P(yáng)k=49.66<=""span=""style="box-sizing:border-box；">二、抗浮驗(yàn)算抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=945.00+279.50+45.50=1270.00kN浮力F=（4.500+2×0.250)×（8.000+2×0.250)×1.000×10.0×1.00=425.00kNGk/F=1270.00/425.00=2.99>Kf=1.05,抗浮滿足要求。三、荷載計(jì)算1、頂板荷載計(jì)算:池頂板自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值：P1=25.00×0.200=5.00kN/m2池頂活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Ph=1.50kN/m2池頂均布荷載基本組合：Qt=1.20×P1+1.27×Ph=7.91kN/m2池頂均布荷載準(zhǔn)永久組合：Qte=P1+0.40×Ph=5.60kN/m22、池壁荷載計(jì)算:池外荷載：主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka=0.33側(cè)向土壓力荷載組合（kN/m2)：池內(nèi)底部水壓力：標(biāo)準(zhǔn)值=25.00kN/m2,基本組合設(shè)計(jì)值=31.75kN/m23、底板荷載計(jì)算（池內(nèi)無(wú)水，池外填土)：水池結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值Gc=945.00kN基礎(chǔ)底面以上土重標(biāo)準(zhǔn)值Gt=279.50kN基礎(chǔ)底面以上水重標(biāo)準(zhǔn)值Gs=45.50kN基礎(chǔ)底面以上活載標(biāo)準(zhǔn)值Gh=119.00kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合：Qb=（945.00×1.20+279.50×1.27+45.50×1.27+119.00×1.27×0.90)/42.500=39.59kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合：Qbe=（945.00+279.50+45.50×1.00+1.50×36.000×0.40+10.00×6.500×0.40)/42.500=31.00kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=39.59-0.300×25.00×1.20=30.59kN/m2板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合:Qe=31.00-0.300×25.00=23.50kN/m24、底板荷載計(jì)算（池內(nèi)有水，池外無(wú)土):水池底板以上全部豎向壓力基本組合：Qb=[4.500×8.000×1.50×1.27+945.00×1.20+（3.900×7.400×2.500)×10.00×1.27]/42.500=49.86kN/m2板底均布凈反力基本組合：Q=49.86-（0.300×25.00×1.20+2.500×10.00×1.27)=9.11kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合：Qbe=[4.500×8.000×1.50×0.40+945.00+（3.900×7.400×2.500)×10.00]/42.500=39.72kN/m2板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合：Qe=39.72-（0.300×25.00+2.500×10.00)=7.22kN/m2四、內(nèi)力、配筋及裂縫計(jì)算1、彎矩正負(fù)號(hào)規(guī)則頂板：下側(cè)受拉為正,上側(cè)受拉為負(fù)池壁：內(nèi)側(cè)受拉為正,外側(cè)受拉為負(fù)底板：上側(cè)受拉為正,下側(cè)受拉為負(fù)2、荷載組合方式1.池外土壓力作用（池內(nèi)無(wú)水，池外填土)2.池內(nèi)水壓力作用（池內(nèi)有水，池外無(wú)土)3.池壁溫濕度作用（池內(nèi)外溫差=池內(nèi)溫度-池外溫度)頂板內(nèi)力：計(jì)算跨度:Lx=4.100m,Ly=7.600m,四邊簡(jiǎn)支按雙向板計(jì)算：B側(cè)池壁內(nèi)力：計(jì)算跨度：Lx=7.700m,Ly=2.500m,三邊固定,頂邊簡(jiǎn)支池壁類型：淺池壁,按豎向單向板計(jì)算池外土壓力作用角隅處彎矩（kN.m/m)：基本組合：-8.13，準(zhǔn)永久組合：-5.61池內(nèi)水壓力作用角隅處彎矩（kN.m/m)：基本組合：6.95，準(zhǔn)永久組合：5.47基本組合作用彎矩表（kN·m/m)底板內(nèi)力：計(jì)算跨度:Lx=4.200m,Ly=7.700m,四邊簡(jiǎn)支+池壁傳遞彎矩按雙向板計(jì)算。1、池外填土，池內(nèi)無(wú)水時(shí)，荷載組合作用彎矩表（kN·m/m)基本組合作用彎矩表：配筋及裂縫：配筋計(jì)算方法：按單筋受彎構(gòu)件計(jì)算板受拉鋼筋。裂縫計(jì)算根據(jù)《水池結(jié)構(gòu)規(guī)程》附錄A公式計(jì)算。按基本組合彎矩計(jì)算配筋,按準(zhǔn)永久組合彎矩計(jì)算裂縫，結(jié)果如下：頂板配筋及裂縫表（彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm)第三部分：風(fēng)機(jī)常需用的計(jì)算公式（簡(jiǎn)化，近似，一般情況下用)1、軸功率：注：0.8是風(fēng)機(jī)效率,是一個(gè)變數(shù),0.98是一個(gè)機(jī)械效率也是一個(gè)變數(shù)（A型為1,D、F型為0.98,C、B型為0.95)2、風(fēng)機(jī)全壓：（未在標(biāo)準(zhǔn)情況下修正)式中：P1=工況全壓（Pa)、P2=設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)壓力（或表中全壓Pa)、B=當(dāng)?shù)卮髿鈮海╩mHg)、T2=工況介質(zhì)溫度℃、T1=表中或未修正的設(shè)計(jì)溫度℃、760mmHg=在海拔0m,空氣在20℃情況下的大氣壓。海撥高度換算當(dāng)?shù)卮髿鈮海海?60mmHg)－（海撥高度÷12.75)=當(dāng)?shù)卮髿鈮海╩mHg)注：海拔高度在300m以下的可不修正。1mmH2O=9.8073Pa1mmHg=13.5951mmH2O760mmHg=10332.3117mmH2O風(fēng)機(jī)流量0～1000m海撥高度時(shí)可不修正；1000～1500M海撥高度時(shí)加2%的流量；1500～2500M海撥高度時(shí)加3%的流量；2500M以上海撥高度時(shí)加5%的流量。比轉(zhuǎn)速：ns第四部分：雙氧水投加量的計(jì)算第五部分：MBR的計(jì)算公式第六部分：AAO進(jìn)出水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算一、曝氣池的進(jìn)水設(shè)計(jì)初沉池的來(lái)水通過(guò)DN1000mm的管道送入?yún)捬酢毖酢醚跗貧獬厥锥说倪M(jìn)水渠道，管道內(nèi)的水流速度為0.84m/s。在進(jìn)水渠道中污水從曝氣池進(jìn)水口流入?yún)捬醵?，進(jìn)水渠道寬1.0m，渠道內(nèi)水深為1.0m，則渠道內(nèi)最大水流速度式中：v1——渠內(nèi)最大水流速度（m/s)；b1——進(jìn)水渠道寬度（m)；h1——進(jìn)水渠道有效水深（m)。設(shè)計(jì)中取b1=1.0m，h1=1.0mV1=0.66/（2×1.0×1.0)=0.33m/s反應(yīng)池采用潛孔進(jìn)水，孔口面積F=Qs/Nv2式中：F——每座反應(yīng)池所需孔口面積（m2)；v2——孔口流速（m/s)，一般采用0.2～1.5m/s。設(shè)計(jì)中取v2=0.4m/sF=0.66/2×0.4=0.66m2設(shè)每個(gè)孔口尺寸為0.5m×0.5m，則孔口數(shù)N=F/f式中：n——每座曝氣池所需孔口數(shù)（個(gè))；f——每個(gè)孔口的面積（m2)。n=0.66/0.5×0.5=2.64取n=3孔口布置圖如下圖圖所示：二、曝氣池出水設(shè)計(jì)厭氧—缺氧—好氧池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水頭式中：H——堰上水頭（m)；Q——每座反應(yīng)池出水量（m3/s)，指污水最大流量（0.579m/s)；與回流污泥量、回流量之和（0.717×160%m3/s)；m——流量系數(shù)，一般采用0.4～0.5；b——堰寬（m)；與反應(yīng)池寬度相等。設(shè)計(jì)中取m=0.4，b=5.0m設(shè)計(jì)中取為0.19m。厭氧—缺氧—好氧池的最大出水流量為（0.66+0.66/1.368×160%)=1.43m3/s，出水管管徑采用DN1500mm，送往二沉池，管道內(nèi)的流速為0.81m/s。芬頓計(jì)算公式第七部分：碳源計(jì)算公式1、碳源選擇通常反硝化可利用的碳源分為快速碳源（如甲醇、乙酸、乙酸鈉等)、慢速碳源（如淀粉、蛋白質(zhì)、葡萄糖等)和細(xì)胞物質(zhì)。不同的外加碳源對(duì)系統(tǒng)的反硝化影響不同，即使外加碳投加量相同，反硝化效果也不同。與慢速碳源和細(xì)胞物質(zhì)相比，甲醇、乙醇、乙酸、乙酸鈉等快速碳源的反硝化速率最快，因此應(yīng)用較多。表1對(duì)比了四種快速碳源的性能。2、碳源投加量計(jì)算1）氮平衡進(jìn)水總氮和出水總氮均包括各種形態(tài)的氮。進(jìn)水總氮主要是氨氮和有機(jī)氮，出水總氮主要是硝態(tài)氮和有機(jī)氮。進(jìn)水總氮進(jìn)入到生物反應(yīng)池，一部分通過(guò)反硝化作用排入大氣，一部分通過(guò)同化作用進(jìn)入活性污泥中，剩余的出水總氮需滿足相關(guān)水質(zhì)排放要求。2）碳源投加量計(jì)算同化作用進(jìn)入污泥中的氮按BOD5去除量的5%計(jì)，即0.05（Si-Se)，其中Si、Se分別為進(jìn)水和出水的BOD5濃度。反硝化作用去除的氮與反硝化工藝缺氧池容大小和進(jìn)水BOD5濃度有關(guān)。反硝化設(shè)計(jì)參數(shù)的概念，是將其定義為反硝化的硝態(tài)氮濃度與進(jìn)水BOD5濃度之比，表示為Kde（kgNO3--N/kgBOD5)。由此可算出反硝化去除的硝態(tài)氮[NO3--N]=KdeSi。從理論上講，反硝化1kg硝態(tài)氮消耗2.86kgBOD5，即：Kde=1/2.86（kgNO3--N/kgBOD5)=0.35（kgNO3--N/kgBOD5)污水處理廠需消耗外加碳源對(duì)應(yīng)氮量的計(jì)算公式為：N=Ne計(jì)-NsNe計(jì)=Ni-KdeSi-0.05（Si-Se)式中：N—需消耗外加碳源對(duì)應(yīng)氮量，mg/L；Ne計(jì)—根據(jù)設(shè)計(jì)的污水水質(zhì)和設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)計(jì)算出能達(dá)到的出水總氮，mg/L；Ns—二沉池出水總氮排放標(biāo)準(zhǔn)，mg/L；Kde—0.35，kgNO3--N/kgBOD5；Si—進(jìn)水BOD5濃度，mg/L；Se—出水BOD5濃度，mg/L；Ne計(jì)需通過(guò)建立氮平衡方程計(jì)算，生化反應(yīng)系統(tǒng)的氮平衡見(jiàn)圖1。通過(guò)計(jì)算出的氮量，折算成需消耗的碳量。第八部分：除磷計(jì)算公式1、除磷藥劑投加量的計(jì)算國(guó)內(nèi)較常用的是鐵鹽或鋁鹽，它們與磷的化學(xué)反應(yīng)如式（1)?（2)?Al3++PO3-4→AlPO4↓（1)Fe3++PO3-4→FePO4↓（2)與沉淀反應(yīng)相競(jìng)爭(zhēng)的反應(yīng)是金屬離子與OH-的反應(yīng)，反應(yīng)式如式（3)?（4)?Al3++3OH-→Al（OH)3↓（3)Fe3++3OH-→Fe（OH)3↓（4)由式（1)和式（2)可知去除1mol的磷酸鹽，需要1mol的鐵離子或鋁離子?由于在實(shí)際工程中，反應(yīng)并不是100%有效進(jìn)行的，加之OH-會(huì)參與競(jìng)爭(zhēng)，與金屬離子反應(yīng)，生成相應(yīng)的氫氧化物，如式（3)和式（4)，所以實(shí)際化學(xué)沉淀藥劑一般需要超量投加，以保證達(dá)到所需要的出水P濃度?《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5冊(cè)和德國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范中都提到了同步沉淀化學(xué)除磷可按1mol磷需投加1.5mol的鋁鹽（或鐵鹽)來(lái)考慮?為了計(jì)算方便，實(shí)際計(jì)算中將摩爾換算成質(zhì)量單位?如：1molFe=56gFe，1molAl=27gAl，1molP=31gP；也就是說(shuō)去除1kg磷，當(dāng)采用鐵鹽時(shí)需要投加:1.5×（56/31)=2.7kgFe/kgP；當(dāng)采用鋁鹽時(shí)需投加:1.5×（27/31)=1.3kgAl/kgP?2、需要輔助化學(xué)除磷去除的磷量計(jì)算同步沉淀化學(xué)除磷系統(tǒng)中，想要計(jì)算出除磷藥劑的投加量，關(guān)鍵是先求得需要輔助化學(xué)除磷去除的磷量?對(duì)于已經(jīng)運(yùn)行的污水處理廠及設(shè)計(jì)中的污水處理廠其算法有所不同?1）已經(jīng)運(yùn)行的污水處理廠PPrec=PEST-PER（5)式中PPrec——需要輔助化學(xué)除磷去除的磷量，mg/L；PEST——二沉池出水總磷實(shí)測(cè)濃度，mg/L；PER——污水處理廠出水允許總磷濃度，mg/L?2）設(shè)計(jì)中的污水處理廠根據(jù)磷的物料平衡可得:PPrec=PIAT-PER-PBM-PBioP（6)式中PIAT——生化系統(tǒng)進(jìn)水中總磷設(shè)計(jì)濃度，mg/L；PBM——通過(guò)生物合成去除的磷量，PBM=0.01CBOD，IAT，mg/L；CBOD，IAT——生化系統(tǒng)進(jìn)水中BOD5實(shí)測(cè)濃度，mg/L；PBioP——通過(guò)生物過(guò)量吸附去除的磷量，mg/L?PBioP值與多種因素有關(guān)，德國(guó)ATV-A131標(biāo)準(zhǔn)中推薦PBioP的取值可根據(jù)如下幾種情況進(jìn)行估算：（1)當(dāng)生化系統(tǒng)中設(shè)有前置厭氧池時(shí)，PBioP可按（0.01—0.015)CBOD，IAT進(jìn)行估算?（2)當(dāng)水溫較低?出水中硝態(tài)氮濃度≥15mg/L，即使設(shè)有前置厭氧池，生物除磷的效果也將受到一定的影響，PBioP可按（0.005—0.01)CBOD，IAT進(jìn)行估算?（3)當(dāng)生化系統(tǒng)中設(shè)有前置反硝化或多級(jí)反硝化池，但未設(shè)厭氧池時(shí)，PBioP可按≤0.005CBOD，IAT進(jìn)行估算?（4)當(dāng)水溫較低，回流至反硝化區(qū)的內(nèi)回流混合液部分回流至厭氧池時(shí)（此時(shí)為改善反硝化效果將厭氧池作為缺氧池使用)，PBioP可按≤0.005CBOD，IAT進(jìn)行估算?第九部分：反滲透計(jì)算公式第十部分：水泵計(jì)算公式泵的揚(yáng)程計(jì)算是選擇泵的重要依據(jù)，這是由管網(wǎng)系統(tǒng)的安裝和操作條件決定的。計(jì)算前應(yīng)首先繪制流程草圖，平、立面布置圖，計(jì)算出管線的長(zhǎng)度、管徑及管件型式和數(shù)量。一般管網(wǎng)如下圖所示，（更多圖例可參考化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)）。D——排出幾何高度，m；取值：高于泵入口中心線：為正；低于泵入口中心線：為負(fù)