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。
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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;0.10~0.05m3/103m 3 (栅渣/废水)。
格栅间隙30~50mm;0.03~0.01m3/103m 3 (栅渣/废水)。
(2) 栅渣的含水率一般为80%,容重约为960kg/m 3 。
(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0.2m 3 ),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,h 0 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/s 2 。
(3) 榭后槽总高H
式中,h 2 为栅前渠道超高,m,—般采用0.3。
(4) 栅槽总长L
式中,L 1 为进水渠道渐宽部分的长度,m;L 2 为栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度;H 1 为栅前渠道深,m;B 1 为进水渠宽,m;α 1 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
式中,W 1 为栅渣量,m 3 /10 3 m 3 废水,格栅间隙为16~25mm时,W 1 =0.10~0.05;格栅间隙为30~50mm时,W 1 =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=180.00 kN
池壁自重G2=446.25kN
底板自重G3=318.75kN
水池结构自重Gc=G1+G2+G3=945.00 kN
(2)池内水重Gw计算
池内水重Gw=721.50 kN
(3)覆土重量计算
池顶覆土重量Gt1= 0 kN
池顶地下水重量Gs1= 0 kN
底板外挑覆土重量Gt2= 279.50 kN
底板外挑地下水重量Gs2= 45.50 kN
基底以上的覆盖土总重量Gt = Gt1 + Gt2 = 279.50 kN
基底以上的地下水总重量Gs = Gs1 + Gs2 = 45.50 kN
(4)活荷载作用Gh
顶板活荷载作用力Gh1= 54.00 kN
地面活荷载作用力Gh2= 65.00 kN
活荷载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=119.00 kN
(5)基底压力Pk
基底面积: A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=5.000×8.500 = 42.50 m2
基底压强: Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A
=(945.00+721.50+279.50+45.50+119.00)/42.500= 49.66 kN/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
= 15.33 kN/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 + 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)
= 138.33 kPa
3、 结论
Pk=49.66
二、 抗浮验算
抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=945.00+279.50+45.50=1270.00 kN
浮力F=(4.500+2×0.250)×(8.000+2×0.250)×1.000×10.0×1.00=425.00 kN
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= 5.00 kN/m2
池顶活荷载标准值:Ph= 1.50 kN/m2
池顶均布荷载基本组合:
Qt = 1.20×P1 + 1.27×Ph= 7.91 kN/m2
池顶均布荷载准永久组合:
Qte = P1 + 0.40×Ph= 5.60 kN/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= 25.00 kN/m2, 基本组合设计值=31.75 kN/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= 30.59 kN/m2
板底均布净反力准永久组合:
Qe = 31.00-0.300×25.00
= 23.50 kN/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= 4.100 m, Ly= 7.600 m , 四边简支
按双向板计算:
B侧池壁内力:
计算跨度:Lx= 7.700 m, Ly= 2.500 m , 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=10332.3117 mmH2O
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
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0.2~1.5 m/ s 。
设计中取v2=0.4 m/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。
来源:环保水圈
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污水处理工艺图说-气浮工艺一、什么是气浮工艺 气浮法是指利用高度分散的微小气泡作为载体粘附于废水中污染物上,使其浮力大于重力和上浮阻力,从而使污染物上浮至水面,形成泡沫,然后用刮渣设备自水面刮除泡沫,实现固液或液液分离的过程称为气浮法。气浮过程的必要条件是:在被处理的废水中,应分布大量细微气泡,并使被处理的污染质呈悬浮状态,且悬浮颗粒表面应呈疏水性,易于粘附于气泡上而上浮。 二、气浮工艺的基本原理和特点
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