水處理常用計算公式匯總

2/2水處理常用計算公式匯總水處理公式是我們在工作中經(jīng)常要使用到的東西，在這里我總結(jié)了幾個常常用到的計算公式，涵蓋格柵、污泥池、風(fēng)機、MBR、AAO進出水系統(tǒng)、芬頓、碳源、除磷、反滲透、水泵和隔油池的計算，大家可有針對性的查看。格柵的設(shè)計計算一格柵設(shè)計一般規(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)，在無當(dāng)?shù)剡\行資料時，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)采用機械清渣。3、其他參數(shù)(1)過柵流速一般采用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)機械格柵的動力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi)，或采取其他保護設(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)安裝吊運設(shè)備，以進行設(shè)備的檢修和柵渣的日常清除。二格柵的設(shè)計計算1、平面格柵設(shè)計計算(1)柵槽寬度B式中，S為柵條寬度，m；n為柵條間隙數(shù)，個；b為柵條間隙，m；為最大設(shè)計流量，m3/s；a為格柵傾角，（°)；h為柵前水深，m，不能高于來水管（渠）水深；v為過柵流速，m/s。(2)過柵水頭損失如式中，h0為計箅水頭損失，m；k為系數(shù)，格柵堵塞時水頭損失增大倍數(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計箅公式計算；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L式中，L1為進水渠道漸寬部分的長度，m；L2為柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度；H1為柵前渠道深，m；B1為進水渠寬，m；α1為進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，W1=0.10~0.05；格柵間隙為30~50mm時，W1

=0.03~0.01；Kz為城市生活污水流量總變化系數(shù)。污泥池計算公式一地基承載力驗算1、基底壓力計算(1)水池自重Gc計算頂板自重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計算池內(nèi)水重Gw=721.50kN(3)覆土重量計算池頂覆土重量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: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Pk=49.66二抗浮驗算抗浮力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。三荷載計算1、頂板荷載計算: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、池壁荷載計算:池外荷載：主動土壓力系數(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)計值=31.75kN/m23、底板荷載計算(池內(nèi)無水，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、底板荷載計算(池內(nèi)有水，池外無土):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、配筋及裂縫計算1、彎矩正負(fù)號規(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)無水，池外填土)（2）池內(nèi)水壓力作用(池內(nèi)有水，池外無土)（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：計算跨度:Lx=4.100m,Ly=7.600m,四邊簡支按雙向板計算：B側(cè)池壁內(nèi)力：計算跨度：Lx=7.700m,Ly=2.500m,

三邊固定,頂邊簡支池壁類型：淺池壁,按豎向單向板計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：計算跨度:Lx=4.200m,Ly=7.700m,四邊簡支+池壁傳遞彎矩按雙向板計算。1、池外填土，池內(nèi)無水時，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：配筋計算方法：按單筋受彎構(gòu)件計算板受拉鋼筋。裂縫計算根據(jù)《水池結(jié)構(gòu)規(guī)程》附錄A公式計算。按基本組合彎矩計算配筋,按準(zhǔn)永久組合彎矩計算裂縫，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)風(fēng)機常需用的計算公式(簡化，近似，一般情況下用)1、軸功率：注：0.8是風(fēng)機效率,是一個變數(shù),0.98是一個機械效率也是一個變數(shù)(A型為1,D、F型為0.98,C、B型為0.95)2、風(fēng)機全壓：(未在標(biāo)準(zhǔn)情況下修正)式中：P1=工況全壓(Pa)、P2=設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)壓力(或表中全壓Pa)、B=當(dāng)?shù)卮髿鈮?mmHg)、T2=工況介質(zhì)溫度℃、T1=表中或未修正的設(shè)計溫度℃、760mmHg=在海拔0m,空氣在20℃情況下的大氣壓。3、海撥高度換算當(dāng)?shù)卮髿鈮海?/p>

(760mmHg)－(海撥高度÷12.75)=當(dāng)?shù)卮髿鈮?mmHg)

注：海拔高度在300m以下的可不修正。

1mmH2O=9.8073Pa1mmHg=13.5951mmH2O760mmHg=10332.3117mmH2O

4、風(fēng)機流量0～1000m海撥高度時可不修正；1000～1500M海撥高度時加2%的流量；

1500～2500M海撥高度時加3%的流量；2500M以上海撥高度時加5%的流量。

比轉(zhuǎn)速：nsMBR計算公式

AAO進出水系統(tǒng)設(shè)計計算一曝氣池的進水設(shè)計初沉池的來水通過DN1000mm的管道送入?yún)捬酢毖酢醚跗貧獬厥锥说倪M水渠道，管道內(nèi)的水流速度為0.84m/s。在進水渠道中污水從曝氣池進水口流入?yún)捬醵?，進水渠道寬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——進水渠道寬度(m)；h1——進水渠道有效水深(m)。設(shè)計中取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)計中取v2=0.4m/sF=0.66/2×0.4=0.66m2設(shè)每個孔口尺寸為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)；f——每個孔口的面積(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)計中取m=0.4，b=5.0m設(shè)計中取為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。芬頓計算公式碳源計算公式一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對比了四種快速碳源的性能。二碳源投加量計算1、氮平衡進水總氮和出水總氮均包括各種形態(tài)的氮。進水總氮主要是氨氮和有機氮，出水總氮主要是硝態(tài)氮和有機氮。進水總氮進入到生物反應(yīng)池，一部分通過反硝化作用排入大氣，一部分通過同化作用進入活性污泥中，剩余的出水總氮需滿足相關(guān)水質(zhì)排放要求。2、碳源投加量計算同化作用進入污泥中的氮按BOD5去除量的5%計，即0.05(Si-Se)，其中Si、Se分別為進水和出水的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水BOD5濃度有關(guān)。反硝化設(shè)計參數(shù)的概念，是將其定義為反硝化的硝態(tài)氮濃度與進水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應(yīng)氮量的計算公式為：N=Ne計

-

NsNe計=Ni-KdeSi-0.05(Si-Se)式中：N—需消耗外加碳源對應(yīng)氮量，mg/L；Ne計—根據(jù)設(shè)計的污水水質(zhì)和設(shè)計的工藝參數(shù)計算出能達(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—進水BOD5濃度，mg/L；Se—出水BOD5濃度，mg/L；Ne計需通過建立氮平衡方程計算，生化反應(yīng)系統(tǒng)的氮平衡見圖1。通過計算出的氮量，折算成需消耗的碳量。除磷計算公式一除磷藥劑投加量的計算國內(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++PO43-→AlPO4↓(1)Fe3++PO43-→FePO4↓(2)與沉淀反應(yīng)相競爭的反應(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?由于在實際工程中，反應(yīng)并不是100%有效進行的，加之OH-會參與競爭，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)計手冊》第5冊和德國設(shè)計規(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)來考慮?為了計算方便，實際計算中將摩爾換算成質(zhì)量單位?如：1molFe=56gFe，1molAl=27gAl，1molP=31gP；也就是說去除1kg磷，當(dāng)采用鐵鹽時需要投加:1.5×(56/31)=2.7kgFe/kgP；當(dāng)采用鋁鹽時需投加:1.5×(27/31)=1.3kgAl/kgP?二需要輔助化學(xué)除磷去除的磷量計算同步沉淀化學(xué)除磷系統(tǒng)中，想要計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?對于已經(jīng)運行的污水處理廠及設(shè)計中的污水處理廠其算法有所不同?1、已經(jīng)運行的污水處理廠

PPrec=PEST-PER

（5）(5)

式中

PPrec——需要輔助化學(xué)除磷去除的磷量，mg/L；

PEST——二沉池出水總磷實測濃度，mg/L；

PER——污水處理廠出水允許總磷濃度，mg/L?

2、設(shè)計中的污水處理廠根據(jù)磷的物料平衡可得:

PPrec=PIAT-PER-PBM-PBioP（6）(6)

式中

PIAT——生化系統(tǒng)進水中總磷設(shè)計濃度，mg/L；

PBM——通過生物合成去除的磷量，PBM=0.01CBOD，IAT，mg/L；

CBOD，IAT——生化系統(tǒng)進水中

BOD5

實測濃度，

mg/L；

PBioP——通過生物過量吸附去除的磷量，mg/L?PBioP值與多種因素有關(guān)，德國

ATV-A131標(biāo)準(zhǔn)中推薦PBioP的取值可根據(jù)如下幾種情況進行估算：(1)當(dāng)生化系統(tǒng)中設(shè)有前置厭氧池時，

PBioP可按(0.01~0.015)CBOD，IAT進行估算?

(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

進行估算?

(3)當(dāng)生化系統(tǒng)中設(shè)有前置反硝化或多級反硝化池，但未設(shè)厭氧池時，

PBioP可按≤0.005CBOD，IAT進行估算?(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(此時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進行估算?

反滲透計算公式

水泵計算公式泵的揚程計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。計算前應(yīng)首先繪制流程草圖，平、立面布置圖，計算出管線的長度、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)計手冊）。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)；S——吸入幾何高度，m；取值：高于泵入口中心線：為負(fù)；低于泵入口中心線：為正；Pd、Ps——容器內(nèi)操作壓力，m液柱（表壓）；取值：以表壓正負(fù)為準(zhǔn)Hf1——直管阻力損失，m液柱；Hf2——管件阻力損失，m液柱；Hf3——