水處理設(shè)計(jì)師必須掌握-水處理常用計(jì)算公式匯總

2/2作者：一氣貫長(zhǎng)空?水處理設(shè)計(jì)師必須掌握-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，在這里我總結(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)以及芬頓的計(jì)算，大家可有目的性的觀看。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(kāi)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)。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(mǎn)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(lèi)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)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?mmHg)、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?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：nsMBR計(jì)算公式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)捬醵危M(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