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水处理计算公式.docx

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水处理计算公式

Companynumber：

【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

水处理计算公式

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

①ρs≯KS时，

②KS≯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）/（m3d）

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）

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）/（m3d）

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

①设定污泥负荷Ls，取值SVI、R、r、f

②设定曝气池数量n、池深H

③设定曝气池宽度B

④取值a′、b′，及根据总系数KZ

⑤取值α、β、ρ、Cst、Cs20、C

⑥设定EA

⑦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~，有机工业废水~

b′——污泥自身氧化需氧率，d-1，取值：

生活污水~，有机工业废水~

——碳的氧当量，当含碳物质以BOD5计时，取，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

（c）——细胞的氧当量，（gO2/gMLVSS），取，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

——氧化每g氨氮所需氧量，（gO2/gN），取，符号b

——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

ΔXv——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/m3h

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~，一般取值为

污水因素

α——氧转移折算系数，其值小于1取值范围~

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~

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，×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~，一般取值为

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，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

——氧在空气中的百分数

——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~

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）

r——二沉池中污泥综合系数，一般为左右

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——一个周期的进水时间，h

tR——一个周期的反应时间，h

tS——一个周期的沉淀时间，h

td——一个周期的排水时间，h

tb——一个周期的闲置时间，h

N——周期数

氧化沟活性污泥法计算公式

硝化菌生长速率

泥龄算法一

μn——硝化菌的生长率，d-1

Nke——出水总凯氏氮或氨氮（TKN），mg/L

T——计算温度，℃

DO——溶解氧的浓度，mg/L，一般按2mg/L计

KO2——氧的半速常数，mg/L，~L,15℃时为2

θCm——最小污泥龄，d

SF——安全系数，通常取~

θC——污泥龄，d，此值也可按经验取值

Sr——进出水BOD5浓度差，mg/L

Y——污泥理论产率，kg（VSS）/kg（BOD5）

Kd——污泥内源呼吸率，d-1

fb——可生物降解VSS占VSS的比例（与f不同）

泥龄算法二

存疑问

θC——污泥龄，d，此值也可按经验取值

Sr——进出水BOD5浓度差，mg/L

Y——污泥理论产率，kg（VSS）/kg（BOD5）

Kd——污泥内源呼吸率，d-1

fb——可生物降解VSS占VSS的比例（与f不同）

好氧区容积

V1——好氧区有效容积，m3

Q——废水流量，m3/d

XV——挥发性污泥浓度（MLVSS），mg/L

Y——污泥理论产率，kg（VSS）/kg（BOD5）

Kd——污泥内源呼吸率，d-1

S0——进水BOD5浓度，mg/L

Se——出水BOD5浓度，mg/L

LS′——污泥负荷，kg（BOD5）/[kg（MLVSS）d]

注意此处为MLVSS，如为MLSS需对应X

反硝化速率

T——计算温度，℃

rDN′——实际的反硝化速率，gNO3-N/gVSS·d

rDN——反硝化速率，gNO3-N/gVSS·d，温度15~27℃时城市污水取值~，20℃可取

DO′——反硝化时的溶解氧浓度，可取L

生物污泥产量

算法参见活性污泥法

ΔXV——每日排出挥发性污泥量即挥发性污泥产量（MLVSS），gMLVSS/d

Sr——进出水BOD5浓度差，mg/L

Q——废水流量，m3/d

Kd——污泥内源呼吸率，d-1

Y——污泥理论产率，kg（VSS）/kg（BOD5）

除氮量核算

ΔXV——生物合成所需的氮，gMLVSS/d

Nt——进水总氮，mg/L

Noe——出水总硝态氮，mg/L

Nk——进水总凯氏氮（TKN凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/L

Nke——出水总凯氏氮或氨氮（TKN），mg/L

ΔNO3——所需去除氮量，g/d

缺氧区容积（脱氮）

V2——缺氧区有效容积，m3

XV——挥发性污泥浓度（MLVSS），mg/L

rDN′——实际的反硝化速率，gNO3-N/gVSS·d

ΔNO3——所需去除氮量，g/d

厌氧区容积（除磷）

V3——厌氧区有效容积，m3

θ1——厌氧区水力停留时间，h，一般根据试验确定，可取2h

氧化沟总容积

V——氧化沟总容积，m3

水力停留时间

HRT——水力停留时间，h

碱度的校核

剩余碱度=进水碱度+×反硝化NO3-N的量+×去除BOD5的量×氧化沟氧化总氮的量

其中：

反硝化NO3-N的量：

去除BOD的量：

氧化总氮的量：

剩余碱度——通常系统中应保证有大于100mg/L的剩余碱度（即保持pH≧），以保证反硝化所需环境，所有碱度均以CaCO3计

——反硝化NO3-N产生的碱度

——去除BOD5产生的碱度

——氧化NH4-N消耗的碱度

ΔXV——生物合成所需的氮，gMLVSS/d

Q——流量，m3/d

Sr——去除BOD5的量，mg/L

Nt——进水总氮，mg/L

Noe——出水总硝态氮，mg/L

Nk——进水总凯氏氮（TKN凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/L

Nke——出水总凯氏氮或氨氮（TKN），mg/L

ΔNO3——所需去除氮量，g/d

回流污泥量计算

参见活性污泥法计算

r——二沉池中污泥综合系数，一般为左右

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

Qr——回流污泥量，m3/d

X——污泥浓度（MLSS），mg/L

R——污泥回流比，%

W——总的剩余污泥量，g/d

X1——污泥中的惰性物质，mg/L，为进水总悬浮物浓度（mg/L）与挥发性悬浮物浓度之差

Xe——随出水流出的污泥量，mg/L

污水脱氮除磷计算公式

硝化菌生长速率

一、

好氧区计算

泥龄算法一

μn——硝化菌的生长率，d-1

Nke——出水总凯氏氮或氨氮（TKN），mg/L

T——计算温度，℃

DO——溶解氧的浓度，mg/L，一般按2mg/L计

KO2——氧的半速常数，mg/L，~L,15℃时为2

θCm——最小污泥龄，d

SF——安全系数，通常取~

θC——污泥龄，d，此值也可按经验取值

Sr——进出水BOD5浓度差，mg/L

Y——污泥理论产率，kg（VSS）/kg（BOD5）

Kd——污泥内源呼吸率，d-1

fb——可生物降解VSS占VSS的比例（与f不同）

泥龄算法二

计算参见活性污泥法公式

此处ΔXV=~×Q×Sr，即1kgBOD产生~

负荷法

S0适当的情况下可以用Sr

V1——好氧区有效容积，m3

Q——废水设计流量，m3/d

LS′——有机负荷，kgCOD/（kgMLVSS·d）

LS——有机负荷，kgCOD/（kgMLSS·d）

X——污泥浓度（MLSS），mg/L

XV——污泥浓度（MLVSS），mg/L

S0——进水有机物浓度COD（或者BOD），mg/L

好氧区容积

V1——好氧区有效容积，m3

Q——废水流量，m3/d

XV——挥发性污泥浓度（MLVSS），mg/L

Y——污泥理论产率，kg（VSS）/kg（BOD5）

Kd——污泥内源呼吸率，d-1

S0——进水BOD5浓度，mg/L

Se——出水BOD5浓度，mg/L

LS′——污泥负荷，kg（BOD5）/[kg（MLVSS）d]

注意此处为MLVSS，如为MLSS需对应X

二

缺氧区计算

甲醇投加量计算

注意：

此公式未考虑氨氮的变化

N0——起始硝酸盐浓度，mg/L

N1——起始亚硝酸盐浓度，mg/L

D0——起始溶解氧DO浓度，mg/L

Cm——所需甲醇浓度，mg/L

反硝化速率

T——计算温度，℃

rDN′——实际的反硝化速率，gNO3-N/gVSS·d

rDN——反硝化速率，gNO3-N/gVSS·d，温度15~27℃时城市污水取值~，20℃可取

DO′——反硝化时的溶解氧浓度，可取L

生物污泥产量

算法参见活性污泥法

ΔXV——每日排出挥发性污泥量即挥发性污泥产量（MLVSS），gMLVSS/d

Sr——进出水BOD5浓度差，mg/L

Q——废水流量，m3/d

Kd——污泥内源呼吸率，d-1

Y——污泥理论产率，kg（VSS）/kg（BOD5）

除氮量核算

ΔXV——生物合成所需的氮，gMLVSS/d

Nt——进水总氮，mg/L

Noe——出水总硝态氮，mg/L

Nk——进水总凯氏氮（TKN凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/L

Nke——出水总凯氏氮或氨氮（TKN），mg/L

ΔNO3——所需去除氮量，g/d

缺氧区容积（脱氮）

V2——缺氧区有效容积，m3

XV——挥发性污泥浓度（MLVSS），mg/L

rDN′——实际的反硝化速率，gNO3-N/gVSS·d

ΔNO3——所需去除氮量，g/d

三

厌氧区计算

厌氧区容积（除磷）

V3——厌氧区有效容积，m3

θ1——厌氧区水力停留时间，h，一般根据试验确定，可取2h

氧化沟总容积

V——总容积，m3

水力停留时间

HRT——水力停留时间，h

碱度的校核

剩余碱度=进水碱度+×反硝化NO3-N的量+×去除BOD5的量×氧化沟氧化总氮的量

其中：

反硝化NO3-N的量：

去除BOD的量：

氧化总氮的量：

剩余碱度——通常系统中应保证有大于100mg/L的剩余碱度（即保持pH≧），以保证反硝化所需环境，所有碱度均以CaCO3计

——反硝化NO3-N产生的碱度

——去除BOD5产生的碱度

——氧化NH4-N消耗的碱度

ΔXV——生物合成所需的氮，gMLVSS/d

Nt——进水总氮，mg/L

Noe——出水总硝态氮，mg/L

Nk——进水总凯氏氮（TKN凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/L

Nke——出水总凯氏氮或氨氮（TKN），mg/L

ΔNO3——所需去除氮量，g/d

回流污泥量计算

参见活性污泥法计算

r——二沉池中污泥综合系数，一般为左右

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

Qr——回流污泥量，m3/d

X——污泥浓度（MLSS），mg/L

R——污泥回流比，%

W——总的剩余污泥量，g/d

X1——污泥中的惰性物质，mg/L，为进水总悬浮物浓度（mg/L）与挥发性悬浮物浓度之差

Xe——随出水流出的污泥量，mg/L

混合液回流计算

Noe——出水总硝态氮，mg/L

Nk——进水总凯氏氮（TKN凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/L

Nke——出水总凯氏氮或氨氮（TKN），mg/L

R′——混合液回流比，%

A/O法脱氮计算公式-负荷法

生化反应池总容积

S0适当的情况下可以用Sr

V——生化池总有效容积，m3

Q——废水流量，m3/d

XV——挥发性污泥浓度（MLVSS），mg/L

S0——进水BOD5浓度，mg/L

Se——出水BOD5浓度，mg/L

LS′——污泥负荷，kg（BOD5）/[kg（MLVSS）d]

注意此处为MLVSS，如为MLSS需对应X

生化反应池容积比

V1——好氧区有效容积，m3

V2——好氧区有效容积，m3

水力停留时间

甲醇投加量计算

注意：

此公式未考虑氨氮的变化

N0——起始硝酸盐浓度，mg/L

N1——起始亚硝酸盐浓度，mg/L

D0——起始溶解氧DO浓度，mg/L

Cm——所需甲醇浓度，mg/L

反硝化速率

T——计算温度，℃

rDN′——实际的反硝化速率，gNO3-N/gVSS·d

rDN——反硝化速率，gNO3-N/gVSS·d，温度15~27℃时城市污水取值~，20℃可取

DO′——反硝化时的溶解氧浓度，可取L

生物污泥产量

算法参见活性污泥法

ΔXV——每日排出挥发性污泥量即挥发性污泥产量（MLVSS），gMLVSS/d

Sr——进出水BOD5浓度差，mg/L

Q——废水流量，m3/d

Kd——污泥内源呼吸率，d-1

Y——污泥理论产率，kg（VSS）/kg（BOD5）

除氮量核算

ΔXV——生物合成所需的氮，gMLVSS/d

Nt——进水总氮，mg/L

Noe——出水总硝态氮，mg/L

Nk——进水总凯氏氮（TKN凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/L

Nke——出水总凯氏氮或氨氮（TKN），mg/L

ΔNO3——所需去除氮量，g/d

缺氧区容积（脱氮）

V2——缺氧区有效容积，m3

XV——挥发性污泥浓度（MLVSS），mg/L

rDN′——实际的反硝化速率，gNO3-N/gVSS·d

ΔNO3——所需去除氮量，g/d

三

厌氧区计算

厌氧区容积（除磷）

V3——厌氧区有效容积，m3

θ1——厌氧区水力停留时间，h，一般根据试验确定，可取2h

氧化沟总容积

V——总容积，m3

水力停留时间

HRT——水力停留时间，h

碱度的校核

剩余碱度=进水碱度+×反硝化NO3-N的量+×去除BOD5的量×氧化沟氧化总氮的量

其中：

反硝化NO3-N的量：

去除BOD的量：

氧化总氮的量：

剩余碱度——通常系统中应保证有大于100mg/L的剩余碱度（即保持pH≧），以保证反硝化所需环境，所有碱度均以CaCO3计

——反硝化NO3-N产生的碱度

——去除BOD5