超全！水處理常用計算公式匯總，看這篇就夠了！
時(shi)間：2023-07-19 14:44:39 來源(yuan)：創始人
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水處理公式(shi)是我們在工作中(zhong)經常要使用(yong)到的東(dong)西，在這里我總結了幾個常常用(yong)到的計算公式(shi)，按順(shun)序分別為(wei)格柵、污泥池、風機、MBR、AAO進出水系統以及芬頓、碳源(yuan)、除磷、反滲透、水泵和隔油池計算公式(shi)，由(you)于篇幅(fu)較長(chang)，大家可選擇(ze)有(you)目(mu)的(de)性的(de)觀看。(1)水(shui)泵(beng)前格柵柵條間隙(xi)應根據水(shui)泵(beng)要求確定。(2) 廢水處理系(xi)統前格柵柵條間(jian)隙，應符(fu)合(he)下列要(yao)求：最大間(jian)隙40mm，其中人工清除25~40mm，機械清除16~25mm。廢水處理廠(chang)亦可設置粗(cu)、細(xi)兩道格柵，粗(cu)格柵柵條間(jian)隙50~100mm。(3) 大型廢(fei)水處(chu)理廠可(ke)設置(zhi)粗、中、細(xi)三道格柵。(4) 如(ru)泵(beng)前格(ge)柵(zha)間隙(xi)不(bu)大(da)于25mm，廢水處理系統(tong)前可不(bu)再設置(zhi)格(ge)柵(zha)。(1) 柵渣量與多種因素有關，在無(wu)當(dang)地運行資料時，可以(yi)采(cai)用以(yi)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)，一般應采用機械清渣。(1) 過柵流速(su)一(yi)般采用0.6~1.0m/s。(2) 格柵前渠道內水流速度(du)一(yi)般采用0.4~0.9m/s。(3) 格柵傾角(jiao)一般(ban)采用45°~75°，小(xiao)角(jiao)度較省力(li)，但占地面積大。(4) 機械(xie)格柵的動力裝(zhuang)置(zhi)一般宜設在室內，或(huo)采(cai)取其他(ta)保護設備的措(cuo)施。(5) 設置格柵(zha)裝置的構(gou)筑物，必須考(kao)慮設有良好的通(tong)風設施。(6) 大中型格柵(zha)間內應安裝吊運(yun)設備，以進行(xing)設備的(de)(de)檢修和柵(zha)渣的(de)(de)日常清除。
式中，S為柵(zha)條寬(kuan)度，m；n為柵(zha)條間(jian)隙(xi)數(shu)，個(ge)；b為柵(zha)條間(jian)隙(xi)，m；為最大設計流量(liang)，m3/s；a為格柵(zha)傾角(jiao)，（°); h為柵(zha)前水深，m，不能(neng)高于來水管（渠）水深；v為過柵(zha)流速(su)，m/s。
式中，h0為計箅水頭損失，m；k為系數，格柵堵塞時水頭損失增大倍數，一般采用3；ζ 為阻力系數，與柵條斷而形狀有關，按表2-1-1阻力系數ζ計箅公式計算；g為重力加速度，m/s2。
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。
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。水池結構自重Gc=G1+G2+G3=945.00 kN池頂地下(xia)水重(zhong)量(liang)Gs1= 0 kN底板(ban)外(wai)挑地下水重量Gs2= 45.50 kN基底以上的覆蓋土總重量Gt = Gt1 + Gt2 = 279.50 kN基底以上(shang)的地下水總(zong)重量Gs = Gs1 + Gs2 = 45.50 kN活荷(he)載作用力總(zong)和Gh=Gh1+Gh2=119.00 kN基底面積(ji): A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=5.000×8.500 = 42.50 m2基底壓強: Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(945.00+721.50+279.50+45.50+119.00)/42.500= 49.66 kN/m2rm=[1.000×(20.00-10)+2.000×18.00]/3.000(2)計(ji)算基礎底面以下(xia)土的(de)重(zhong)度(du)r考(kao)慮地下(xia)水(shui)作用(yong)，取浮(fu)重度，r=20.00-10=10.00kN/m3(3)根據基礎規范的要求(qiu)，修正地(di)基承載(zai)力:fa = fak + ηb γ(b - 3) + ηdγm(d - 0.5)= 100.00+0.00×10.00×(5.000-3)+1.00×15.33×(3.000-0.5)Pk=49.66 <fa=138.33 kPa, 地基承載力滿(man)足要求(qiu)。抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=945.00+279.50+45.50=1270.00 kN浮(fu)力(li)F=(4.500+2×0.250)×(8.000+2×0.250)×1.000×10.0×1.00=425.00 kNGk/F=1270.00/425.00=2.99 > Kf=1.05, 抗浮滿足要求。池頂板自重(zhong)荷載(zai)標準值：P1=25.00×0.200= 5.00 kN/m2池頂活荷載標準(zhun)值：Ph= 1.50 kN/m2Qt = 1.20×P1 + 1.27×Ph= 7.91 kN/m2Qte = P1 + 0.40×Ph= 5.60 kN/m2
池內底部水壓力： 標準值= 25.00 kN/m2, 基本組合設計值=31.75 kN/m2
水池結構(gou)自重標準值Gc=945.00kN基礎底(di)面以上土重(zhong)標(biao)準值Gt=279.50kN基礎底面以上水(shui)重標準值Gs=45.50kN基礎底面以上活載(zai)標準值Gh=119.00kN水池底(di)板以(yi)上全部豎向壓力基本組合(he)：Qb = (945.00×1.20+279.50×1.27+45.50×1.27+119.00×1.27×0.90)/42.500水池底板以(yi)上全部豎向壓力(li)準永久組合：Qbe = (945.00+279.50+45.50×1.00+1.50×36.000×0.40+10.00×6.500×0.40)/42.500Q = 39.59-0.300×25.00×1.20= 30.59 kN/m2板底均布凈反力準永久(jiu)組(zu)合(he):4、底(di)板荷載計算(池內有水，池外(wai)無土(tu)):水(shui)池底板(ban)以上全部豎(shu)向壓力基本(ben)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/m2Q = 49.86-(0.300×25.00×1.20+2.500×10.00×1.27) = 9.11kN/m2水池底板以(yi)上全部(bu)豎向壓力準(zhun)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 Qe=39.72-(0.300×25.00+2.500×10.00)
= 7.22kN/m2 四(si)、內(nei)力、配筋及(ji)裂縫計算池(chi)壁(bi)：內側(ce)受拉(la)為(wei)正,外(wai)側(ce)受拉(la)為(wei)負底板(ban)：上(shang)側受(shou)拉為正,下側受(shou)拉為負(fu)1.池外(wai)土(tu)壓力作用(池內(nei)無水，池外(wai)填土(tu))2.池(chi)內水壓(ya)力(li)作用(yong)(池(chi)內有水，池(chi)外無(wu)土)3.池壁(bi)溫(wen)濕度作用(池內(nei)外溫(wen)差=池內(nei)溫(wen)度-池外溫(wen)度)計算跨度: Lx= 4.100 m, Ly= 7.600 m , 四邊簡支
計算跨度：Lx= 7.700 m, Ly= 2.500 m , 三邊(bian)固定,頂邊(bian)簡支池壁(bi)(bi)類型：淺池壁(bi)(bi),按豎向單(dan)向板(ban)計算池外土壓力作(zuo)用角隅(yu)處(chu)彎矩(kN.m/m)：基本組(zu)合(he)：-8.13， 準永久(jiu)組(zu)合(he)：-5.61池(chi)內(nei)水壓力(li)作用角(jiao)隅(yu)處彎矩(kN.m/m)：基本(ben)組合(he)：6.95，準(zhun)永久組合(he)：5.47
計算(suan)跨度(du):Lx= 4.200m, Ly= 7.700m , 四邊(bian)簡支+池壁(bi)傳遞彎(wan)矩按(an)雙向板計算(suan)。1、池(chi)外填(tian)土，池(chi)內無水時，荷(he)載(zai)組合(he)作用彎矩表(biao)(kN·m/m)
配(pei)筋計算(suan)方(fang)法：按單筋受(shou)彎構件計算(suan)板受(shou)拉鋼(gang)筋。裂縫計算根據《水池(chi)結構規程》附錄A公式計算。按(an)基本組合彎矩計(ji)(ji)算配(pei)筋,按(an)準永(yong)久組合彎矩計(ji)(ji)算裂縫(feng)，結(jie)果如(ru)下：頂板配筋及裂(lie)縫(feng)(feng)表(彎矩:kN.m/m, 面積:mm2/m, 裂(lie)縫(feng)(feng):mm)
注：0.8是風機效率,是一個變數,0.98是一個機械效率也是一個變數(A型為1,D、F型為0.98,C、B型為0.95)
式中：P1=工況全壓(Pa)、P2=設計標準壓力(或表中全壓Pa)、B=當地大氣壓(mmHg)、T2=工況介質溫度℃、T1= 表中或未修正的設計溫度℃、760mmHg=在海拔0m,空氣在20℃情況下的大氣壓。
(760mmHg)－(海撥高度÷12.75)=當地大氣壓 (mmHg) 1500～2500M海(hai)撥高度時(shi)加3%的流量；2500M以上海(hai)撥高(gao)度時加5%的流量。 
AAO進出水系統(tong)設計計算
一、曝氣(qi)池的進(jin)水(shui)設計(ji) 初沉池的(de)來(lai)水(shui)通(tong)過DN1000mm 的(de)管(guan)道(dao)送入(ru)(ru)厭氧—缺氧—好氧曝氣池首端的(de)進水(shui)渠(qu)(qu)道(dao)，管(guan)道(dao)內的(de)水(shui)流(liu)速(su)度(du)為0.84m/s。在(zai)進水(shui)渠(qu)(qu)道(dao)中污水(shui)從曝氣池進水(shui)口流(liu)入(ru)(ru)厭氧段(duan)，進水(shui)渠(qu)(qu)道(dao)寬1.0m，渠(qu)(qu)道(dao)內水(shui)深為1.0m，則(ze)渠(qu)(qu)道(dao)內最(zui)大水(shui)流(liu)速(su)度(du)
式(shi)中：v1——渠內最大(da)水流速度(du)(m/s )；V1=0.66/(2×1.0×1.0)=0.33m/s反應池采(cai)用(yong)潛孔進水，孔口面積式中：F——每座(zuo)反應池所(suo)需孔口面積(m2)；v2——孔口流速(su)(m/ s )，一般(ban)采用0.2～1.5 m/ s 。設每個(ge)孔口尺寸為0.5m×0.5m，則孔口數式中：n——每座曝氣池(chi)所需孔口數(shu)(個)；
厭氧—缺氧—好(hao)氧池的出水采用矩形薄壁堰(yan)，跌落出水，堰(yan)上水頭Q——每座反應池出水量(m3/s)，指污(wu)水最大流(liu)量( 0.579m/s)；與回流(liu)污(wu)泥量、回流(liu)量之和(0.717×160% m3/s)；m——流量系(xi)數，一(yi)般(ban)采用0.4～0.5；b——堰寬(m)；與反應池(chi)寬度相(xiang)等。
厭氧—缺氧—好氧池(chi)(chi)的最大出水流量(liang)為(0.66+0.66/1.368×160%)=1.43m3/s，出水管管徑采用(yong)DN1500mm，送往二(er)沉池(chi)(chi)，管道內的流速(su)為0.81m/s。芬(fen)頓(dun)計算公(gong)式
通(tong)常反硝(xiao)化可(ke)利用的碳(tan)(tan)(tan)源分為快速碳(tan)(tan)(tan)源(如甲(jia)醇、乙酸、乙酸鈉(na)等)、慢速碳(tan)(tan)(tan)源(如淀粉、蛋白質、葡萄(tao)糖等)和細胞物質。不(bu)同的外加碳(tan)(tan)(tan)源對系統的反硝(xiao)化影響不(bu)同，即使(shi)外加碳(tan)(tan)(tan)投(tou)加量相同，反硝(xiao)化效果也不(bu)同。與(yu)慢速(su)碳(tan)(tan)源(yuan)和(he)細胞物質相比，甲醇(chun)、乙(yi)醇(chun)、乙(yi)酸、乙(yi)酸鈉等(deng)快速(su)碳(tan)(tan)源(yuan)的反硝化速(su)率最快，因此應用較(jiao)多。表(biao)1 對(dui)比了四種快速(su)碳(tan)(tan)源(yuan)的性能(neng)。
進(jin)水總(zong)氮(dan)(dan)和出(chu)水總(zong)氮(dan)(dan)均(jun)包括各(ge)種形態(tai)的氮(dan)(dan)。進(jin)水總(zong)氮(dan)(dan)主(zhu)要是(shi)氨氮(dan)(dan)和有(you)機(ji)氮(dan)(dan)，出(chu)水總(zong)氮(dan)(dan)主(zhu)要是(shi)硝態(tai)氮(dan)(dan)和有(you)機(ji)氮(dan)(dan)。進(jin)水總氮進(jin)入到生物(wu)反應(ying)池，一部分通過反硝化(hua)(hua)作用(yong)排(pai)入大氣，一部分通過同化(hua)(hua)作用(yong)進(jin)入活(huo)性污泥中(zhong)，剩余的出水總氮需(xu)滿足相關水質(zhi)排(pai)放(fang)要求。同化作用(yong)進入污(wu)泥中(zhong)(zhong)的氮按(an)BOD5 去除量的5%計，即0.05(Si-Se)，其中(zhong)(zhong)Si、Se 分(fen)別為進水和出水的BOD5 濃度(du)。反硝(xiao)化作用(yong)去除的氮(dan)與反硝(xiao)化工(gong)藝(yi)缺氧池容大小和進水BOD5 濃度有關。反硝(xiao)化設計(ji)參(can)數(shu)的(de)概念，是將其定義為反硝(xiao)化的(de)硝(xiao)態氮濃度與進水BOD5 濃度之比(bi)， 表示為Kde(kgNO3--N/kgBOD5)。由此(ci)可算出(chu)反硝化去除的(de)硝態氮(dan)從理論(lun)上講，反硝化1kg 硝態氮(dan)消耗2.86kgBOD5，即：Kde=1/2.86(kg NO3--N/kgBOD5)污(wu)水處(chu)理廠需消耗外加(jia)碳(tan)源對應氮(dan)量的計算公式為：N=Ne 計 - NsNe 計=Ni - KdeSi - 0.05(Si-Se)N—需(xu)消耗外加碳源對應氮量(liang)，mg/L；Ne 計(ji)—根據設計(ji)的(de)污水水質和設計(ji)的(de)工藝參數計(ji)算出能(neng)達到的(de)出水總(zong)氮，mg/L；Ns— 二沉池出水(shui)總(zong)氮排放標準(zhun)， mg/L； Ne 計需(xu)通(tong)過建立氮平衡方程(cheng)計算(suan)，生化反應系(xi)統的氮平衡見圖1。
通過計算出(chu)的氮(dan)量(liang)，折算成需消(xiao)耗的碳量(liang)。國(guo)內較常用(yong)的是鐵(tie)鹽(yan)(yan)或鋁(lv)鹽(yan)(yan)，它們(men)與(yu)磷(lin)的化學反應如式(1)?(2)?與沉淀(dian)反(fan)應(ying)相競爭的反(fan)應(ying)是金屬(shu)離子與OH-的反(fan)應(ying)，反(fan)應(ying)式(shi)如式(shi)(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，反應并不是100%有效進行的，加之OH-會參與競爭，與金屬離子反應，生成相應的氫氧化物，如式(3) 和式(4)，所以實際化學沉淀藥劑一般需要超量投加，以保證達到所需要的出水 P濃度?
《給水排水設計手冊(ce)》第5冊(ce)和德國設計(ji)規范(fan)中都提到(dao)了同步沉(chen)淀化學(xue)除磷可(ke)按1mol磷(lin)需投加1.5mol的鋁鹽 (或鐵鹽)來考(kao)慮?為了計算方便，實際計算中將摩爾換(huan)算成質量單(dan)位?如：1molFe=56gFe，1 molAl=27gAl，1molP=31gP；也(ye)就是說去(qu)除1kg 磷(lin)，當采(cai)用(yong)鐵鹽時(shi)需要投加(jia):1.5×(56/31)=2.7 kgFe/kgP；當采用鋁鹽時需投加:1.5×(27/31)= 1.3kgAl/kgP?2、需要輔(fu)助化學除(chu)磷(lin)去除(chu)的磷(lin)量計算同(tong)步沉淀化(hua)學(xue)除磷系統中，想要計(ji)算(suan)出除磷藥劑的(de)(de)投加量，關鍵是先(xian)求得需(xu)要輔(fu)助化(hua)學(xue)除磷去除的(de)(de)磷量?對(dui)于已(yi)經(jing)運行的(de)(de)污水(shui)處理廠(chang)及設計(ji)中的(de)(de)污水(shui)處理廠(chang)其算(suan)法有所不同(tong)?1）已經運行的污水處理廠 PPrec=PEST-PER PPrec——需要(yao)輔助(zhu)化學除磷去除的磷量(liang)，mg/L；
PEST——二沉池(chi)出水總磷(lin)實測濃度，mg/L；
PER——污(wu)水(shui)處理(li)廠出水(shui)允許總磷濃度(du)，mg/L? 根據磷的物料平衡可得: PPrec=PIAT-PER-PBM -PBioP PIAT——生化系統進水(shui)中總磷設計濃度，mg/L；
PBM ——通過(guo)生(sheng)物合(he)成去除的磷量(liang)，PBM= 0.01CBOD，IAT，mg/L；
CBOD，IAT——生化系統進水中 BOD5 實測濃度， mg/L；
PBioP——通過(guo)生物(wu)過(guo)量吸附去除的磷量，mg/L?PBioP值與多種因素有關，德國 ATV-A131標準中推薦PBioP的取值可根據如下幾種情況進行估算：(1)當生化系統中設有前置厭氧池時，
PBioP可按(0.01~0.015)CBOD，IAT進行估算? (2)當水溫較低?出水中硝態氮濃度≥15mg/L，即使設有前置厭氧池，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)當生化系統中設有前置反硝化或多級反硝化池，但未設厭氧池時，
PBioP可按≤0.005CBOD，IAT進行估算?(4)當水溫較低，回流至反硝化區的內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? 
泵(beng)的(de)揚程計(ji)算(suan)是選擇泵(beng)的(de)重要(yao)依據，這是由管(guan)(guan)網系(xi)統的(de)安(an)裝和操(cao)作(zuo)條件(jian)決定的(de)。計(ji)算(suan)前應首先繪制流程草圖，平、立面布置(zhi)圖，計(ji)算(suan)出管(guan)(guan)線的(de)長度、管(guan)(guan)徑及管(guan)(guan)件(jian)型式和數量。一般管網如下圖所示，（更多圖例可(ke)參考化(hua)工(gong)工(gong)藝設計(ji)手冊）。取值：高于泵入口中心(xin)線：為(wei)正(zheng)；低于泵入口中心(xin)線：為(wei)負；取值：高于(yu)(yu)泵入口(kou)中(zhong)心(xin)線(xian)：為(wei)負；低于(yu)(yu)泵入口(kou)中(zhong)心(xin)線(xian)：為(wei)正；Pd、Ps——容(rong)器內操作壓力，m液柱（表壓）；Hf1——直(zhi)管阻(zu)力損失，m液柱(zhu)；Hf2——管件(jian)阻力(li)損失，m液柱；h ——泵的揚(yang)程(cheng)，m液柱(zhu)
h＝D+S+hf1+hf2+h3+Pd－Ps
h= D－S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps
計算(suan)式中各參(can)數(shu)符(fu)號的意義↓
某些工業管材的ε約值見下表↓
管(guan)網(wang)局部阻力計算 ↓
常用管(guan)件和閥件底局部阻力系數ζ↓
可能(neng)分(fen)離的油的最(zui)小粒徑：d≥15μm;油(you)的密(mi)度：ρ=0.92～0.95g/cm3;隔(ge)油(you)池水平流速(su)：v≤0.9m/min，且不大(da)于油(you)滴上(shang)浮速(su)度的15倍;池子的尺寸范圍：深度0.9～2.4m；寬度1.8～6.1m；深度/寬度0.3～0.5；安全系數k=1.6。Q——處理(li)水(shui)量，m3/min;
μ——動(dong)力粘(zhan)度系數(shu)，(g·s)/cm2，當水溫為20℃時μ=0.0102池(chi)子寬(kuan)度B和(he)有效水(shui)深h1，按(an)設計基準取下限值，然后校核Bh1≥A，否則(ze)重新設定B、h1值。L1——布水槽寬度，一(yi)般取0.5～0.8m;L2——油(you)水分離(li)區(qu)有效(xiao)長度，m;L3——集(ji)水槽(cao)寬度，一般取0.8m;吸(xi)水(shui)井(jing)有效容積大于排水(shui)泵5min排水(shui)量。浮(fu)油(you)經撇油(you)管收集，自流出(chu)水(shui)外(wai)。在浮(fu)油(you)量不 大(da)，來水(shui)比較(jiao)穩定時(shi)，可在池(chi)外(wai)用(yong)油(you)桶接(jie)受(shou)，否則 需設貯油(you)坑(keng)(keng)，坑(keng)(keng)頂(ding)面高度(du)與隔(ge)油(you)池(chi)頂(ding)相(xiang)平。對溫度(du) 低時(shi)粘度(du)較(jiao)大(da)的浮(fu)油(you)，貯油(you)坑(keng)(keng)里可設蒸(zheng)汽加熱。
4—攪拌機；5—計量泵(beng)；6—Y型過(guo)濾器。
