水处理计算公式专业版.docx
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水处理计算公式专业版
生物处理基本公式一
项目
公式
说明
反应速度
Sty・X+z・P
s——
7
底物
X
合成细胞
dX
—=_y
dt
广dS、idt丿
P――最终产物
y又称产率系数,mg(生物量)/mg(降
解的底物)
dXy=—
dS
s——
底物浓度,冋P
7
X
合成细胞浓度或微生物浓度,冋P
反应级数
dS
v=一=dt
kSn
k——
n
-反应速度常数,随温度而异反应级数
Igv=nlgS+lgk
零级反应
-JQ
v=k,—=k,S=S°—ktdt
v
t——
-反应速度
-反应时间
k——
-反应速度常数,随温度而异
一级反应
v=kS,
dS.ks,
dt
k
lg^lgS^2.3t
零级反应
v=kS2,
dS=kS2,
dt
1」ktSSo
米氏方程(表示酶促反应速度与底物
s
v
dX
酶反应速度,例如Vx=
fm+S
dt
浓度的关系)
vmax
——最大酶反应速度
1_Km
」+1
p
—底物浓度
vvmax
Svmax
Km
米氏吊数
莫诺特方程(表示微生物比增长速度与底物浓度的关
4_A
max
s
—微生物比增长速度,卩=仏
X
Ks+S
□
系)
dX
y==
dS
匕丄
Vsq
卩max——□的最大值,即底物浓度很大,不影响微生物增长速度时的卩值
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)
J=Yq-max=Yqmax
q――底物比降解速度,qS
X
q=qmax
KsS
s又有q
-dS
Xdt
Ki——反应常数,K^qmax
①Ps〉Ks时,q=qmax
K2――反应常数,K2=qmax
Ks
②Ks>ft.时,q=qmax
-d^x
dt
S
qmax
KS
劳伦斯迈卡蒂
第一方程
由:
-dS
Xdt
—qmax
S
KsS
得到:
-dS
max
dt
XS
KsS
劳伦斯迈卡蒂
第二方程
叫汀电]-Kd‘X
简化版
Idt丿g
微生物净增长速度
底物利用(或降解)速度
「丫q-Kd
dX、x/
——IV
―idt山_丄
—XV~9c
赵】=丫徑】
^dt丿gObSldt丿u
Y——产率系数,同y
Kd——内源呼吸(或衰减)系数
PX——反应器中微生物浓度
卩’——反应器中微生物比净增长速度
0c污泥龄,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
活性污泥法基本计算公式
项目
公式
说明
处理率
n_(So-Se),
Sr
“00%=亠"00%
So
—进水BOD5浓度,mg/L
Se
—出水BOD5浓度,mg/L
So
Se
Sr
—进出水BOD5浓度差,mg/L
污泥负荷
L_QSo-
Q2。
-Se)
Q—
Ls
3
—设计流量,m/d
污泥负荷,kg(BOD5)/[kg(MLSS)?
d]
SXV
XV
Ls,
――污泥负荷,kg(BOD5)/[kg(MLVSS)?
d]
.*Q,So
Q(So—Se)
v—
—曝气池容积,m3
1—
X—
—曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L
I——
XvV
XvV
Xv
-一挥发性曝气池污泥浓度(MLVSS),mg/L
容积负荷
LQSo
V
Q ■—Xv■Ls V Lv 注: —容积负荷,g(BOD5)/(m3? d) 污泥负荷和容积负荷从定义来说用So正确, 但规氾中用去除量,考试中用去除量来计算 污泥容积 SV,SV(%如o6 X— —曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L 指数 X SV- -—污泥沉降比,mL/L(如28%,即代0.28) 混合液污 "6 SVI ――污泥容积指数,mL/g,取值范围约100 泥浓度 、,ioXr=r 左右 SVI r -二沉池中污泥综合系数,一般为1.2左右 X=RXr 1+R 污泥浓度 106汉R rf X— —曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L Xv -一挥发性曝气池污泥浓度(MLVSS),mg/L Xv— +R) SVI R-- —污泥回流比 f—— -Xv/X,(MLVSS/MLSS)挥发性污泥浓度/污 xzXv10"Rr X—— 泥浓度 fSVI,(1+R) -二沉池中污泥综合系数,一般为1.2左右 r 曝气池容 ..QSo Q(So-Se) 0C- -―污泥龄即污泥停留时间,d 积 V==- Y-- -污泥理论产率,kg(VSS)/kg(BOD5) X'Ls X■Ls -一污泥内源呼吸率,d-1 Kd VQSo Q(So-Se) X— —曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L —F Xr 剩余污泥/回流污泥浓度,mg/L XvLs XvLs Xe -二沉池出水污泥浓度,mg/L QSoQ(So—Se) Q— 3 —设计流量,m/d V-- 1 1 Q —每日排出污泥量,m3/d Lv Lv Xv -一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] V二 &cYQ'(So—Se) Lv -一容积负荷,g(BOD5)/(m3? d) Xvp+©a) V= 口QwX「+(Q—Qw卜Xe 傀X 停留时间 V Q 0— —水力停留时间(名义),d 0= 0S -一水力停留时间(实际),d Q V vs- (1+R)Q 污泥龄 日C XV 0C -—污泥龄即污泥停留时间,d 一AX △X ——每日排出污泥量即污泥产量,g/d 1 Y—- -污泥理论产率,kg(MLVSS)/kg(BOD5) =Yq_Kd q -有机物比降解速率,d-1, 有些手册上q-Ls'(即kgBODs/kgMLVSS•d) 稳态条件下的完全混合式曝气池q=K2Se 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 △X VX _A △X――每日排出污泥量即污泥产量(MLSS), gMLSS/d ^C △X V每日排出挥发性污泥量即挥发性污泥 △X V=丫Qs「-KdVXv 产量 Yobs (MLVSS),gMLVSS/d ——实际工程中,产率系数Y常以实际测得 YQSr =YobsQ£= 1+Kd^c 的观测产率系数Yobs替代 f――XV/X,挥发性污泥浓度/污泥浓度 Q 每日排出污泥量,m3/d,即剩余污泥湿量 丫Y Xr 剩余污泥/回流污泥浓度,mg/L一沉池出水污泥浓度,mg/L -污泥理论产率,kg(VSS)/kg(BOD5) 仏_1+KdQ Xe Y―- △X 也Xv £ Kd 0c —污泥内源呼吸率,d-1 -一污泥龄即污泥停留时间,d f +怜何Ire口CC「产泥量 x 厶每KgBOD5丿"泥量, ax (kgVSS/kgBOD5•d) Qw -Xr y -每kg活性污泥日产泥量, (kgVSS/kgVSS•d) 卫X =QwXr+(Q-Qw卜Xe x= YKdYKd qLs‘ y=YLs〔Kd 负荷法 ①设定污泥负荷Ls,取值SVI、R、r、f t求得污泥浓度X/Xv(注意统一用MLSS或者 MLVSS ②设定曝气池数量n池深H t求得曝气池体积 ③设定曝气池宽度B t求得单座曝气池体积,及表面积 T求得单座曝气池长度,并验算宽深比、长宽比 ④取值a'、b',及根据总系数冷 T曝气时间 ⑤取值a氏p、Cst、Cs20、C t求得需氧量,及取大时需氧量 ⑥设定Ea T求得标态需氧量 ⑦设定二沉池表面负荷q T求得标态空气量 此表参见三废手册例题P527 T求得二沉池表面积 T得出二沉池直径 需氧量计算公式 —2.86QNt—Nke—Noe—0.12.: XV] 1000 mg/L N进水总氮,mg/L NOe出水总硝态氮,mg/L 0.12△Xv――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 C2计算需氧量,kgO2/h Cs标态需氧量,kgO2/h 基本原理 匹=3(Cs-C) dt 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 3 C清水中氧的实际浓度,kgO2/m OTR=GaV«Cs-C) 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 KLaf)=©af0)£C) T――设计的工艺温度,20为标准状态的温度,C KLa(T)――温度为TC时氧的总转移系数,1/h KLa(20)温度为20C时氧的总转移系数,1/h 0温度系数,取值范围1.008~1.047,—般取值 为1.024 污水因素 ―KLa KLa a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 p Cs 3——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/m 压力的影响 P丄 Ps P——压力修正系数 Ps标准大气压,1.013X10Pa P——当地大气压,Pa 标态需氧 OS=f=KLa(20)CSfO),V O/Ro标态下转移到曝气池中的总氧量, kgO2/h 量 C2/R――实际状态下转移到曝气池中的总氧量, kgO2/h O2=R"心(20严〜PCsfT厂C)V 1安全系数,不要求时取1 O°2険0) 0温度系数,取值范围1.008~1.047, 为1.024 「般取值 Os\肥sc)-cW「0)・F mg/L, C――TC时工艺系统中污水的溶解氧浓度, 鼓风曝气和表面曝气不冋,应按给排水手册 多数情况为2 计算 Cs(T)――TC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,则查二废P501 Cs(20)――20C时清水中氧的溶解度,9.17mg/L 空气量 COSOS Gs供气量,m3/h,注意单位换算 Os供气量,kg/h,注意单位换算 Gs—— 0.21x「33xEA0.28= 0.21氧在空气中的百分数 3 1.3320C时氧的密度,kg/m EA——曝气器的氧利用率 二沉池计算公式 表面负荷 法 A— Qmax Qmax A—— c -二沉池面积,m2 废水最大时流m3/rl 法 A— Qmax 废水最大时」流量,m/d 24xq 24x3.6v 32 q 水力表面负何,m/(m•h) H—— -澄清区水深,/m H= Qmax t =qt t―— 二沉池水力停留时间,一般为1.5~2.5h A Q— -设计流量,m3/d Kz —总变化系数 (=Kz Q=KhKdQ '**smax Kh 时变化系数 Kd —日变化系数 固体通量 Q X X—— -曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L 法 A= 5max Gt 固体表面负何值,kg/m2•d 1000x Gt Qmax 废水取大时流量,m/d 回流污泥 1+R SVI- 污泥容积指数,mL/g,取值范围约100左 浓度 Xr 1R X=」Xv 右 R Rf Xr 剩余污泥/回流污泥浓度,mg/L -6 X—— -曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L Xr 10 r f―— Xv/X,挥发性污泥浓度/污泥浓度 SVI Xv -一挥发性曝气池污泥浓度(MLVSS),mg/L SVI .SV^)X106 SV— -一污泥沉降比,mL/L(如28%,即代0.28) X r -二沉池中污泥综合系数,一般为1.2左右 污泥斗容 4"1 +R)QX4汇(1+R卜QR Xr 剩余污泥/回流污泥浓度,mg/L 积、计^算 Vs- 24汇 (X+Xr)24汉(1+2R) X—— 曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L R—— -污泥回流比 此公式规定泥斗的储泥时间为2h Q设计流量,m'/d 污泥回流 量 Qr=QR 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 V W= 日C 当污泥从二沉池排放时 山VR W— (1+R)A: W剩余污泥排放量,m'/d R――污泥回流比 0C――污泥龄即污泥停留时间,d V――曝气池容积,m SBR计算公式 曝气时间 内BOD负 荷法 n 24mSo tR=LsX x/24QtFSo24Q"So tRVLsXvtRVLsX 、,24QSot V— tRVLsXn 一个周期所需时间: t—tR+ts+td+tb有疑冋 周期数: M24 N=— t 反应池容积另一公式: V=249 Nnm 3 Q――设计的流量,m/h 3 V――SBR池总容积,m So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,冋排出比)t——一个运行周期所需要的时间,h tF——一个周期的进水时间,htR——一个周期的反应时间,hts——一个周期的沉淀时间,htd——一个周期的排水时间,htb——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 U-047"°.°980丄5 Nke DO] 1—0.833(7.2—pH卩 率 ]Nke +100'051 1,158 O2+DO 泥龄算 £=-1 n -硝化菌的生长率,d-1 法一 Nke—— 出水总凯氏氮或氨氮(TKN),mg/L T—— -计算温度,C &c=SF■日Cm DO-溶解氧的浓度,mg/L,—般按2mg/L计 Ko2 氧的半速常数,mg/L,0.45~2.0mg/L,15C时 为2 0Cm最小污泥龄,d or 方仝玄Mfr福晋雨OC〜Qn SF- 女全系数,通吊取2.0~3.0 0c —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 丄—Xv_0.77 社问 0C— Sr —污泥龄,d,此值也可按经验取值 -进出水BOD5浓度差,mg/L UC存疑 丫SrKdfb 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 Y^cQ(So-Se) V1 好氧区有效容积,m3 3 容积 1—Xv(1+Kd阳c) Q—— Xv -废水流量,m/d —挥发性污泥浓度(MLVSS),mg/L vQ、(£-Se) Y-- 污泥理论产率,kg(VSS)/kg(BOD5) 乂=— Kd —污泥内源呼吸率,d-1 XvLS 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 F rDN=「dn勺.0910次(1—DOJ T—— -计算温度,C 速率 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15~27C 时城市污水取值0.03~0.11,20C可取0.07 DO' --反硝化时的溶解氧浓度,可取0.2mg/L 生物污 △Xv Y "XvPSr“Kd瓦 每日排出挥发性污泥量即挥发性污泥产 泥产量 算法参 见活性污泥 量(MLVSS),gMLVSS/d Sr -进出水BOD5浓度差,mg/L 法 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 ^NO3=QfNk-Nke-Noe)—0H2心Xv 0.12△Xv――生物合成所需的氮,gMLVSS/d N—— NOe— Nk—— mg/L Nke— △NO 进水总氮,mg/L 出水总硝态氮,mg/L -进水总凯氏氮(TKN凯氏氮=有机氮+氨氮), 出水总凯氏氮或氨氮(TKN),mg/L )3-所需去除氮量,g/d 缺氧区容积 Zb卄2厶八工口ZZT3~ v_Ano3 V2 缺氧区有效容积,III —挥发性污泥浓度(MLVSS),mg/L V2—* Xv (脱 rDNXV rDN 实际的反硝化速率,gNO3-N/gVSS•d 氮) △NO3-所需去除氮量,g/d 厌氧区] vQ© V3 厌氧区有效容积,m 容积 24 01 -厌氧区水力停留时间,h,—般根据试验确 (除 定,可 W2h 磷) 氧化沟总容积 v=v,+v2+v3 V—— 氧化沟总容积,m 水力停留时间 242 HRT Q HRT ――水力停留时间,h 碱度的 剩余碱度=进水碱度+3.57X反硝化NON的量 剩余碱度通常系统中应保证有大于100mg/L的 校核 +0.1X去除BOD的量-7.14X氧化沟氧化总氮 剩余碱度(即保持pH±7.2),以保证反硝化所需环 的量 境,所有碱度均以CaCO计 其中: 3.57 ――反硝化NON产生的碱度 反硝化NO3-N的量: 0.1- -—去除BOD
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