水處理公式是我們在工作中經常要使用到的東西,在這裡我總結了幾個常常用到的計算公式,按順序分別為格柵、汙泥池、風機、MBR、AAO進出水系統以及芬頓的計算,大家可有目的性的觀看。
格柵的設計計算
一、格柵設計一般規定
1、柵隙
(1)水泵前格柵柵條間隙應根據水泵要求確定。
(2) 廢水處理系統前格柵柵條間隙,應符合下列要求:最大間隙40mm,其中人工清除25~40mm,機械清除16~25mm。廢水處理廠亦可設置粗、細兩道格柵,粗格柵柵條間隙50~100mm。
(3) 大型廢水處理廠可設置粗、中、細三道格柵。
(4) 如泵前格柵間隙不大於25mm,廢水處理系統前可不再設置格柵。
2、柵渣
(1) 柵渣量與多種因素有關,在無當地運行資料時,可以採用以下資料。
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(每日柵渣量大於0.2m3),一般應採用機械清渣。
3、其他參數
(1) 過柵流速一般採用0.6~1.0m/s。
(2) 格柵前渠道內水流速度一般採用0.4~0.9m/s。
(3) 格柵傾角一般採用45°~75°,小角度較省力,但佔地面積大。
(4) 機械格柵的動力裝置一般宜設在室內,或採取其他保護設備的措施。
(5) 設置格柵裝置的構築物,必須考慮設有良好的通風設施。
(6) 大中型格柵間內應安裝吊運設備,以進行設備的檢修和柵渣的日常清除。
二、格柵的設計計算
1、平面格柵設計計算
(1) 柵槽寬度B
式中,S為柵條寬度,m;n為柵條間隙數,個;b為柵條間隙,m;為最大設計流量,m3/s;a為格柵傾角,(°); h為柵前水深,m,不能高於來水管(渠)水深;v為過柵流速,m/s。
(2) 過柵水頭損失如
式中,h0為計箅水頭損失,m;k為係數,格柵堵塞時水頭損失增大倍數,一般採用3;ζ 為阻力係數,與柵條斷而形狀有關,按表2-1-1阻力係數ζ計箅公式計算;g為重力加速度,m/s2。
(3) 榭後槽總高H
式中,h2為柵前渠道超高,m,—般採用0.3。
(4) 柵槽總長L
式中,L1為進水渠道漸寬部分的長度,m;L2為柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度;H1為柵前渠道深,m;B1為進水渠寬,m;α1為進水渠道漸寬部分的展開角度,(°),一般可採用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,W1=0.10~0.05;格柵間隙為30~50mm時,W1 =0.03~0.01;Kz為城市生活汙水流量總變化係數。
汙泥池計算公式
一、地基承載力驗算
1、基底壓力計算
(1)水池自重Gc計算
頂板自重G1=180.00 kN
池壁自重G2=446.25kN
底板自重G3=318.75kN
水池結構自重Gc=G1+G2+G3=945.00 kN
(2)池內水重Gw計算
池內水重Gw=721.50 kN
(3)覆土重量計算
池頂覆土重量Gt1= 0 kN
池頂地下水重量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
基底以上的覆蓋土總重量Gt = Gt1 + Gt2 = 279.50 kN
基底以上的地下水總重量Gs = Gs1 + Gs2 = 45.50 kN
(4)活荷載作用Gh
頂板活荷載作用力Gh1= 54.00 kN
地面活荷載作用力Gh2= 65.00 kN
活荷載作用力總和Gh=Gh1+Gh2=119.00 kN
(5)基底壓力Pk
基底面積: A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=5.000×8.500 = 42.50 m2
基底壓強: Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A
=(945.00+721.50+279.50+45.50+119.00)/42.500= 49.66 kN/m2
2、修正地基承載力
(1)計算基礎底面以上土的加權平均重度rm
rm=[1.000×(20.00-10)+2.000×18.00]/3.000
= 15.33 kN/m3
(2)計算基礎底面以下土的重度r
考慮地下水作用,取浮重度,r=20.00-10=10.00kN/m3
(3)根據基礎規範的要求,修正地基承載力:
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、結論
Pk=49.66 二、抗浮驗算抗浮力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 kNGk/F=1270.00/425.00=2.99 > Kf=1.05, 抗浮滿足要求。三、荷載計算1、頂板荷載計算:池頂板自重荷載標準值:P1=25.00×0.200= 5.00 kN/m2池頂活荷載標準值:Ph= 1.50 kN/m2池頂均布荷載基本組合:Qt = 1.20×P1 + 1.27×Ph= 7.91 kN/m2池頂均布荷載準永久組合:Qte = P1 + 0.40×Ph= 5.60 kN/m22、池壁荷載計算:池外荷載:主動土壓力係數Ka= 0.33側向土壓力荷載組合(kN/m2):
池內底部水壓力: 標準值= 25.00 kN/m2, 基本組合設計值=31.75 kN/m23、底板荷載計算(池內無水,池外填土):水池結構自重標準值Gc=945.00kN基礎底面以上土重標準值Gt=279.50kN基礎底面以上水重標準值Gs=45.50kN基礎底面以上活載標準值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板底均布淨反力基本組合:Q = 39.59-0.300×25.00×1.20= 30.59 kN/m2板底均布淨反力準永久組合:Qe = 31.00-0.300×25.00= 23.50 kN/m24、底板荷載計算(池內有水,池外無土):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板底均布淨反力基本組合: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板底均布淨反力準永久組合:Qe=39.72-(0.300×25.00+2.500×10.00) = 7.22kN/m2四、內力、配筋及裂縫計算1、彎矩正負號規則頂板:下側受拉為正,上側受拉為負池壁:內側受拉為正,外側受拉為負底板:上側受拉為正,下側受拉為負2、荷載組合方式1.池外土壓力作用(池內無水,池外填土)2.池內水壓力作用(池內有水,池外無土)3.池壁溫溼度作用(池內外溫差=池內溫度-池外溫度)頂板內力:計算跨度: Lx= 4.100 m, Ly= 7.600 m , 四邊簡支按雙向板計算:
B側池壁內力:計算跨度: Lx= 7.700 m, Ly= 2.500 m , 三邊固定,頂邊簡支池壁類型:淺池壁,按豎向單向板計算池外土壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m):基本組合:-8.13, 準永久組合:-5.61池內水壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m):
基本組合:6.95,準永久組合:5.47基本組合作用彎矩表(kN·m/m)底板內力:計算跨度:Lx= 4.200m, Ly= 7.700m , 四邊簡支+池壁傳遞彎矩按雙向板計算。1、池外填土,池內無水時,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:配筋計算方法:按單筋受彎構件計算板受拉鋼筋。裂縫計算根據《水池結構規程》附錄A公式計算。按基本組合彎矩計算配筋,按準永久組合彎矩計算裂縫,結果如下:頂板配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m, 面積:mm2/m, 裂縫:mm)
風機常需用的計算公式(簡化,近似,一般情況下用)1、軸功率:
註:0.8是風機效率,是一個變數,0.98是一個機械效率也是一個變數(A型為1,D、F型為0.98,C、B型為0.95)2、風機全壓:(未在標準情況下修正)
式中:P1=工況全壓(Pa)、P2=設計標準壓力(或表中全壓Pa)、B=當地大氣壓(mmHg)、T2=工況介質溫度℃、T1= 表中或未修正的設計溫度℃、760mmHg=在海拔0m,空氣在20℃情況下的大氣壓。海撥高度換算當地大氣壓:(760mmHg)-(海撥高度÷12.75)=當地大氣壓 (mmHg)註:海拔高度在300m以下的可不修正。1mmH2O=9.8073Pa1mmHg=13.5951mmH2O760mmHg=10332.3117 mmH2O風機流量0~1000m海撥高度時可不修正;1000~1500M海撥高度時加2%的流量;1500~2500M海撥高度時加3%的流量;2500M以上海撥高度時加5%的流量。比轉速:ns