水处理计算公式教材.docx
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水处理计算公式教材
生物处理基本公式一
项目
公式
说明
反应速度
S——底物
X——合成细胞
P——最终产物
y——又称产率系数,mg(生物量)/mg(降解的底物)
S——底物浓度,同ρS
X——合成细胞浓度或微生物浓度,同ρX
反应级数
k——反应速度常数,随温度而异
n——反应级数
零级反应
,,
v——反应速度
t——反应时间
k——反应速度常数,随温度而异
一级反应
,,
零级反应
,,
米氏方程(表示酶促反应速度与底物浓度的关系)
v——酶反应速度,例如
vmax——最大酶反应速度
ρs——底物浓度
Km——米氏常数
莫诺特方程(表示微生物比增长速度与底物浓度的关系)
μ——微生物比增长速度,
μmax——μ的最大值,即底物浓度很大,不影响微生物增长速度时的μ值
S——底物浓度
Ks——饱和常数
生物处理基本公式二
劳伦斯迈卡蒂公式(有机物比降解速度与底物浓度的关系)
又有
ρs≯KS时,
KS≯ρs时,
q——底物比降解速度,
K1——反应常数,
K2——反应常数,
劳伦斯迈卡蒂第一方程
由:
得到:
劳伦斯迈卡蒂第二方程
故得到:
——微生物净增长速度
——底物利用(或降解)速度
Y——产率系数,同y
Kd——内源呼吸(或衰减)系数
ρX——反应器中微生物浓度
μ′——反应器中微生物比净增长速度
θc——污泥龄,d
简化版
Yobs——实际工程中,产率系数Y常以实际测得的观测产率系数Yobs替代
活性污泥法基本计算公式
项目
公式
说明
处理率
S0——进水BOD5浓度,mg/L
Se——出水BOD5浓度,mg/L
Sr——进出水BOD5浓度差,mg/L
污泥负荷
Q——设计流量,m3/d
LS——污泥负荷,kg(BOD5)/[kg(MLSS)•d]
LS′——污泥负荷,kg(BOD5)/[kg(MLVSS)•d]
V——曝气池容积,m3
X——曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L
XV——挥发性曝气池污泥浓度(MLVSS),mg/L
容积负荷
LV——容积负荷,g(BOD5)/(m3•d)
注:
污泥负荷和容积负荷从定义来说用S0正确,但规范中用去除量,考试中用去除量来计算
污泥容积指数
X——曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L
SV——污泥沉降比,mL/L(如28%,即代0.28)
混合液污泥浓度
SVI——污泥容积指数,mL/g,取值范围约100左右
r——二沉池中污泥综合系数,一般为1.2左右
污泥浓度
X——曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L
XV——挥发性曝气池污泥浓度(MLVSS),mg/L
R——污泥回流比
f——XV/X,(MLVSS/MLSS)挥发性污泥浓度/污泥浓度
r——二沉池中污泥综合系数,一般为1.2左右
曝气池容积
θC——污泥龄即污泥停留时间,d
Y——污泥理论产率,kg(VSS)/kg(BOD5)
Kd——污泥内源呼吸率,d-1
X——曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L
Xr——剩余污泥/回流污泥浓度,mg/L
Xe——二沉池出水污泥浓度,mg/L
Q——设计流量,m3/d
Qw——每日排出污泥量,m3/d
XV——挥发性曝气池污泥浓度(MLVSS),mg/L
LS——污泥负荷,kg(BOD5)/[kg(MLSS)•d]
LS′——污泥负荷,kg(BOD5)/[kg(MLVSS)•d]
LV——容积负荷,g(BOD5)/(m3•d)
停留时间
θ——水力停留时间(名义),d
θS——水力停留时间(实际),d
污泥龄
θC——污泥龄即污泥停留时间,d
ΔX——每日排出污泥量即污泥产量,g/d
Y——污泥理论产率,kg(MLVSS)/kg(BOD5)
q——有机物比降解速率,d-1,
有些手册上q=LS′(即kgBOD5/kgMLVSS·d)
稳态条件下的完全混合式曝气池
K2——动力学参数(参见上面公式,Se单位为mg/L)
Kd——污泥内源呼吸率,d-1
污泥产量
ΔX——每日排出污泥量即污泥产量(MLSS),gMLSS/d
ΔXV——每日排出挥发性污泥量即挥发性污泥产量(MLVSS),gMLVSS/d
Yobs——实际工程中,产率系数Y常以实际测得的观测产率系数Yobs替代
f——XV/X,挥发性污泥浓度/污泥浓度
Qw——每日排出污泥量,m3/d,即剩余污泥湿量
Xr——剩余污泥/回流污泥浓度,mg/L
Xe——二沉池出水污泥浓度,mg/L
Y——污泥理论产率,kg(VSS)/kg(BOD5)
Kd——污泥内源呼吸率,d-1
θC——污泥龄即污泥停留时间,d
x——去除每kgBOD5产泥量,(kgVSS/kgBOD5·d)
y——每kg活性污泥日产泥量,(kgVSS/kgVSS·d)
负荷法
设定污泥负荷Ls,取值SVI、R、r、f
设定曝气池数量n、池深H
设定曝气池宽度B
取值a′、b′,及根据总系数KZ
取值α、β、ρ、Cst、Cs20、C
设定EA
设定二沉池表面负荷q
此表参见三废手册例题P527
→求得污泥浓度X/XV(注意统一用MLSS或者MLVSS)
→求得曝气池体积
→求得单座曝气池体积,及表面积
→求得单座曝气池长度,并验算宽深比、长宽比
→曝气时间
→求得需氧量,及最大时需氧量
→求得标态需氧量
→求得标态空气量
→求得二沉池表面积
→得出二沉池直径
需氧量计算公式
除碳需氧量
O2——需氧量,kg/d
a′——氧化每kgBOD5所需氧量,取值:
生活污水0.42~0.53,有机工业废水0.35~0.75
b′——污泥自身氧化需氧率,d-1,取值:
生活污水0.09~0.11,有机工业废水0.06~0.34
1.47——碳的氧当量,当含碳物质以BOD5计时,取1.47,符号为a
Sr——进出水BOD5浓度差,mg/L
ΔXv——每日排出挥发性活性污泥量(微生物),g(MLVSS)/d
1.42(c)——细胞的氧当量,(gO2/gMLVSS),取1.42,符号为c
ΔOa——每kg污泥日需氧量,kgO2/kgMLVSS·d
ΔOb——去除每kgBOD5需氧量,kgO2/kgBOD5·d
LS′——污泥负荷,kg(BOD5)/[kg(MLVSS)•d]
除碳和硝化反硝化需氧量
4.57——氧化每g氨氮所需氧量,(gO2/gN),取4.57,符号b
2.86——反硝化系数
Nk——进水总凯氏氮(TKN凯氏氮=有机氮+氨氮),mg/L
Nke——出水总凯氏氮(TKN),mg/L
Nt——进水总氮,mg/L
Noe——出水总硝态氮,mg/L
0.12ΔXv——排出生物处理系统的微生物含氮量,g/d
供氧量计算公式
曝气池供氧量
计算供氧量时单位折算成kg/h,注意除24
O2——计算需氧量,kgO2/h
OS——标态需氧量,kgO2/h
基本原理
dC/dt——单位体积清水中氧的转移速率,kgO2/m3•h
KLa——清水中氧的总转移系数,1/h
CS——清水中饱和氧浓度(对应某一温度),kgO2/m3
C——清水中氧的实际浓度,kgO2/m3
OTR——体积为V的液体中氧的转移速率,kgO2/h
V——曝气系统液体体积,m3
温度因素
T——设计的工艺温度,20为标准状态的温度,℃
KLa(T)——温度为T℃时氧的总转移系数,1/h
KLa(20)——温度为20℃时氧的总转移系数,1/h
θ——温度系数,取值范围1.008~1.047,一般取值为1.024
污水因素
α——氧转移折算系数,其值小于1取值范围0.2~1.0
KLa——清水中氧的总转移系数,1/h
KLa′——污水中氧的总转移系数,1/h
其他组分对饱和溶解度的影响
β——氧溶解度折算系数,其值小于1取值范围0.8~1.0
CS——清水中氧的溶解度,kgO2/m3
CS′——污水中氧的溶解度,kgO2/m3
压力的影响
ρ——压力修正系数
PS——标准大气压,1.013×105Pa
P——当地大气压,Pa
标态需氧量
鼓风曝气和表面曝气不同,应按给排水手册计算
OS/R0——标态下转移到曝气池中的总氧量,kgO2/h
O2/R——实际状态下转移到曝气池中的总氧量,kgO2/h
F——安全系数,不要求时取1
θ——温度系数,取值范围1.008~1.047,一般取值为1.024
C——T℃时工艺系统中污水的溶解氧浓度,mg/L,多数情况为2
CS(T)——T℃时曝气池混合液的平均饱和溶解氧浓度,mg/L,如未告知取值,则查三废P501
CS(20)——20℃时清水中氧的溶解度,9.17mg/L
空气量
GS——供气量,m3/h,注意单位换算
OS——供气量,kg/h,注意单位换算
0.21——氧在空气中的百分数
1.33——20℃时氧的密度,kg/m3
EA——曝气器的氧利用率
二沉池计算公式
表面负荷法
A——二沉池面积,m2
Qmax——废水最大时流量,m3/d
q——水力表面负荷,m3/(m2·h)
H——澄清区水深,/m
t——二沉池水力停留时间,一般为1.5~2.5h
Q——设计流量,m3/d
Kz——总变化系数
Kh——时变化系数
Kd——日变化系数
固体通量法
X——曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L
Gt——固体表面负荷值,kg/m2·d
Qmax——废水最大时流量,m3/d
回流污泥浓度
SVI——污泥容积指数,mL/g,取值范围约100左右
Xr——剩余污泥/回流污泥浓度,mg/L
X——曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L
f——XV/X,挥发性污泥浓度/污泥浓度
XV——挥发性曝气池污泥浓度(MLVSS),mg/L
SV——污泥沉降比,mL/L(如28%,即代0.28)
r——二沉池中污泥综合系数,一般为1.2左右
污泥斗容积计算
此公式规定泥斗的储泥时间为2h
Xr——剩余污泥/回流污泥浓度,mg/L
X——曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L
R——污泥回流比
Q——设计流量,m3/d
污泥回流量
Q——设计流量,m3/d
Qr——回流污泥流量,m3/d
R——污泥回流比,此时按最大回流比100%算
污泥产量
及剩余污泥排放量
曝气池容积、污泥产量及泥龄的计算见前面曝气池部分
污泥由曝气池排放时
当污泥从二沉池排放时
W——剩余污泥排放量,m3/d
R——污泥回流比
θC——污泥龄即污泥停留时间,d
V——曝气池容积,m3
SBR计算公式
曝气时间内BOD负荷法
一个周期所需时间:
——有疑问
周期数:
反应池容积另一公式:
Q——设计的流量,m3/h
V——SBR池总容积,m3
S0——进水有机物浓度,mg/L
n——每个系列反应池个数
LS——污泥负荷,kg(BOD5)/[kg(MLSS)•d]
X——污泥浓度(MLSS),mg/L
m——充水比(一次进入反应槽内的污水量与充水结束时混合液容积的比值,同排出比)
t——一个运行周期所需要的时间,h
tF——一个周期