水处理常用计算公式汇总.docx

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水处理常用计算公式汇总

水处理常用计算公式汇总

水处理公式是我们在工作中经常要使用到的东西，在这里我总结了几个常常用到的计算公式，按顺序分别为格栅、污泥池、风机、MBR、AAO进出水系统以及芬顿的计算，大家可有目的性的观看。

格栅的设计计算

一、格栅设计一般规定

1、栅隙

（1）水泵前格栅栅条间隙应根据水泵要求确定。

（2）废水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：

最大间隙40mm，其中人工清除25~40mm，机械清除16~25mm。

废水处理厂亦可设置粗、细两道格栅，粗格栅栅条间隙50~100mm。

（3）大型废水处理厂可设置粗、中、细三道格栅。

（4）如泵前格栅间隙不大于25mm，废水处理系统前可不再设置格栅。

2、栅渣

（1）栅渣量与多种因素有关，在无当地运行资料时，可以采用以下资料。

格栅间隙16~25mm；0.10~0.05m3/103m3（栅渣/废水）。

格栅间隙30~50mm；0.03~0.01m3/103m3（栅渣/废水）。

（2）栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/m3。

（3）在大型废水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一般应采用机械清渣。

3、其他参数

（1）过栅流速一般采用0.6~1.0m/s。

（2）格栅前渠道内水流速度一般采用0.4~0.9m/s。

（3）格栅倾角一般采用45°~75°，小角度较省力，但占地面积大。

（4）机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设备的措施。

（5）设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。

（6）大中型格栅间内应安装吊运设备，以进行设备的检修和栅渣的日常清除。

二、格栅的设计计算

1、平面格栅设计计算

（1）栅槽宽度B

式中，S为栅条宽度，m；n为栅条间隙数，个；b为栅条间隙，m；为最大设计流量，m3/s；a为格栅倾角，（°）;h为栅前水深，m，不能高于来水管（渠）水深；v为过栅流速，m/s。

（2）过栅水头损失如

式中，h0为计箅水头损失，m；k为系数，格栅堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；ζ为阻力系数，与栅条断而形状有关，按表2-1-1阻力系数ζ计箅公式计算；g为重力加速度，m/s2。

（3）榭后槽总高H

式中，h2为栅前渠道超高，m，—般采用0.3。

（4）栅槽总长L

式中，L1为进水渠道渐宽部分的长度，m；L2为栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度；H1为栅前渠道深，m；B1为进水渠宽，m；α1为进水渠道渐宽部分的展开角度，（°），一般可采用20。

（5）每日栅渣量W

（2-1-5）

式中，W1为栅渣量，m3/103m3废水，格栅间隙为16~25mm时，W1=0.10~0.05；格栅间隙为30~50mm时，W1=0.03~0.01；Kz为城市生活污水流量总变化系数。

污泥池计算公式

一、地基承载力验算

1、基底压力计算

（1）水池自重Gc计算

顶板自重G1=180.00kN

池壁自重G2=446.25kN

底板自重G3=318.75kN

水池结构自重Gc=G1+G2+G3=945.00kN

（2）池内水重Gw计算

池内水重Gw=721.50kN

（3）覆土重量计算

池顶覆土重量Gt1=0kN

池顶地下水重量Gs1=0kN

底板外挑覆土重量Gt2=279.50kN

底板外挑地下水重量Gs2=45.50kN

基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=279.50kN

基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=45.50kN

（4）活荷载作用Gh

顶板活荷载作用力Gh1=54.00kN

地面活荷载作用力Gh2=65.00kN

活荷载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=119.00kN

（5）基底压力Pk

基底面积:

A=（L+2×t2）×（B+2×t2）=5.000×8.500=42.50m2

基底压强:

Pk=（Gc+Gw+Gt+Gs+Gh）/A

=（945.00+721.50+279.50+45.50+119.00）/42.500=49.66kN/m2

2、修正地基承载力

（1）计算基础底面以上土的加权平均重度rm

rm=[1.000×（20.00-10）+2.000×18.00]/3.000

=15.33kN/m3

（2）计算基础底面以下土的重度r

考虑地下水作用，取浮重度，r=20.00-10=10.00kN/m3

（3）根据基础规范的要求，修正地基承载力:

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）

=138.33kPa

3、结论

Pk=49.66

二、抗浮验算

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=425.00kN

Gk/F=1270.00/425.00=2.99>Kf=1.05,抗浮满足要求。

三、荷载计算

1、顶板荷载计算:

池顶板自重荷载标准值：

P1=25.00×0.200=5.00kN/m2

池顶活荷载标准值：

Ph=1.50kN/m2

池顶均布荷载基本组合：

Qt=1.20×P1+1.27×Ph=7.91kN/m2

池顶均布荷载准永久组合：

Qte=P1+0.40×Ph=5.60kN/m2

2、池壁荷载计算:

池外荷载：

主动土压力系数Ka=0.33

侧向土压力荷载组合（kN/m2）：

池内底部水压力：

标准值=25.00kN/m2,基本组合设计值=31.75kN/m2

3、底板荷载计算（池内无水，池外填土）：

水池结构自重标准值Gc=945.00kN

基础底面以上土重标准值Gt=279.50kN

基础底面以上水重标准值Gs=45.50kN

基础底面以上活载标准值Gh=119.00kN

水池底板以上全部竖向压力基本组合：

Qb=（945.00×1.20+279.50×1.27+45.50×1.27+119.00×1.27×0.90）/42.500

=39.59kN/m2

水池底板以上全部竖向压力准永久组合：

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

板底均布净反力基本组合:

Q=39.59-0.300×25.00×1.20=30.59kN/m2

板底均布净反力准永久组合:

Qe=31.00-0.300×25.00

=23.50kN/m2

4、底板荷载计算（池内有水，池外无土）:

水池底板以上全部竖向压力基本组合：

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

板底均布净反力基本组合：

Q=49.86-（0.300×25.00×1.20+2.500×10.00×1.27）=9.11kN/m2

水池底板以上全部竖向压力准永久组合：

Qbe=[4.500×8.000×1.50×0.40+945.00+（3.900×7.400×2.500）×10.00]/42.500

=39.72kN/m2

板底均布净反力准永久组合：

Qe=39.72-（0.300×25.00+2.500×10.00）

=7.22kN/m2

四、内力、配筋及裂缝计算

1、弯矩正负号规则

顶板：

下侧受拉为正,上侧受拉为负

池壁：

内侧受拉为正,外侧受拉为负

底板：

上侧受拉为正,下侧受拉为负

2、荷载组合方式

1.池外土压力作用（池内无水，池外填土）

2.池内水压力作用（池内有水，池外无土）

3.池壁温湿度作用（池内外温差=池内温度-池外温度）

顶板内力：

计算跨度:

Lx=4.100m,Ly=7.600m,四边简支

按双向板计算：

B侧池壁内力：

计算跨度：

Lx=7.700m,Ly=2.500m,三边固定,顶边简支

池壁类型：

浅池壁,按竖向单向板计算

池外土压力作用角隅处弯矩（kN.m/m）：

基本组合：

-8.13，准永久组合：

-5.61

池内水压力作用角隅处弯矩（kN.m/m）：

基本组合：

6.95，准永久组合：

5.47

基本组合作用弯矩表（kN˙m/m）

底板内力：

计算跨度:

Lx=4.200m,Ly=7.700m,四边简支+池壁传递弯矩按双向板计算。

1、池外填土，池内无水时，荷载组合作用弯矩表（kN˙m/m）

基本组合作用弯矩表：

配筋及裂缝：

配筋计算方法：

按单筋受弯构件计算板受拉钢筋。

裂缝计算根据《水池结构规程》附录A公式计算。

按基本组合弯矩计算配筋,按准永久组合弯矩计算裂缝，结果如下：

顶板配筋及裂缝表（弯矩:

kN.m/m,面积:

mm2/m,裂缝:

mm）

风机常需用的计算公式

（简化，近似，一般情况下用）

1、轴功率：

注：

0.8是风机效率,是一个变数,0.98是一个机械效率也是一个变数（A型为1,D、F型为0.98,C、B型为0.95）

2、风机全压：

（未在标准情况下修正）

式中：

P1=工况全压（Pa）、P2=设计标准压力（或表中全压Pa）、B=当地大气压（mmHg）、T2=工况介质温度℃、T1=表中或未修正的设计温度℃、760mmHg=在海拔0m,空气在20℃情况下的大气压。

海拨高度换算当地大气压：

（760mmHg）－（海拨高度÷12.75）=当地大气压（mmHg）

注：

海拔高度在300m以下的可不修正。

1mmH2O=9.8073Pa

1mmHg=13.5951mmH2O

760mmHg=10332.3117mmH2O

风机流量0～1000m海拨高度时可不修正；

1000～1500M海拨高度时加2%的流量；

1500～2500M海拨高度时加3%的流量；

2500M以上海拨高度时加5%的流量。

比转速：

ns

MBR计算公式

AAO进出水系统设计计算

一、曝气池的进水设计

初沉池的来水通过DN1000mm的管道送入厌氧—缺氧—好氧曝气池首端的进水渠道，管道内的水流速度为0.84m/s。

在进水渠道中污水从曝气池进水口流入厌氧段，进水渠道宽1.0m，渠道内水深为1.0m，则渠道内最大水流速度

式中：

v1——渠内最大水流速度（m/s）；

b1——进水渠道宽度（m）；

h1——进水渠道有效水深（m）。

设计中取b1=1.0m，h1=1.0m

V1=0.66/（2×1.0×1.0）=0.33m/s

反应池采用潜孔进水，孔口面积

F=Qs/Nv2

式中：

F——每座反应池所需孔口面积（m2）；

v2——孔口流速（m/s），一般采用0.2～1.5m/s。

设计中取v2=0.4m/s

F=0.66/2×0.4=0.66m2

设每个孔口尺寸为0.5m×0.5m，则孔口数

N=F/f

式中：

n——每座曝气池所需孔口数（个）；

f——每个孔口的面积（m2）。

n=0.66/0.5×0.5=2.64

取n=3

孔口布置图如下图图所示：

二、曝气池出水设计

厌氧—缺氧—好氧池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头

式中：

H——堰上水头（m）；

Q——每座反应池出水量（m3/s），指污水最大流量（0.579m/s）；与回流污泥量、回流量之和（0.717×160%m3/s）；

m——流量系数，一般采用0.4～0.5；

b——堰宽（m）；与反应池宽度相等。

设计中取m=0.4，b=5.0m

设计中取为0.19m。

厌氧—缺氧—好氧池的最大出水流量为（0.66+0.66/1.368×160%）=1.43m3/s，出水管管径采用DN1500mm，送往二沉池，管道内的流速为0.81m/s。

芬顿计算公式