污水处理全面计算公式大全
一、 基础水量与水质计算
1. 平均日流量
平均日流量 (m³/d) = 总排水量 (m³) / 总天数 (d)
2. 最大日流量
最大日流量 (m³/d) = 平均日流量 (m³/d) × 日变化系数 (Kd)
3. 最大时流量
最大时流量 (m³/h) = 平均日流量 (m³/d) ÷ 24 × 时变化系数 (Kh)
4. 污染物质量负荷
污染物负荷 (kg/d) = 污水流量 (m³/d) × 污染物浓度 (mg/L) ÷ 1000`
用于计算COD、BOD₅、TN、TP、SS等各种污染物的日负荷。
5. 污染物去除率
去除率 (%) = (进水污染物浓度 - 出水污染物浓度) ÷ 进水污染物浓度 × 100%
6. 水力停留时间
水力停留时间 (h) = 构筑物有效容积 (m³) ÷ 污水流量 (m³/h)
7. 表面负荷率
表面负荷 [m³/(m²·h)] = 污水流量 (m³/h) ÷ 构筑物表面面积 (m²)
主要用于沉淀池、气浮池、过滤池的设计。
二、 物理处理单元计算
1. 格栅
8. 栅条间隙数
间隙数 (个) = 最大设计流量 (m³/s) × √(格栅倾角的正弦值) ÷ (栅条间隙宽度 (m) × 栅前水深 (m) × 过栅流速 (m/s))
9. 栅槽总宽度
栅槽总宽度 (m) = 栅条宽度 (m) × (栅条间隙数 - 1) + 栅条间隙宽度 (m) × 栅条间隙数
10. 过栅水头损失
水头损失 (m) = 阻力系数 × (栅条厚度 ÷ 栅条间隙宽度)^(4/3) × (过栅流速² ÷ (2 × 重力加速度)) × 格栅倾角的正弦值
11. 每日栅渣量
栅渣量 (m³/d) = 最大日流量 (m³/d) × 单位栅渣量 (m³/10³m³污水) ÷ 1000
2. 沉砂池
12. 沉砂池有效容积
有效容积 (m³) = 最大时流量 (m³/h) × 设计停留时间 (h)
13. 沉砂池水流断面积**
水流断面积 (m²) = 最大时流量 (m³/s) ÷ 水平流速 (m/s)
14. 沉砂池池长
池长 (m) = 水平流速 (m/s) × 设计停留时间 (s)
15. 沉砂量
沉砂量 (m³/d) = 污水流量 (m³/d) × 单位沉砂量 (m³/10³m³污水) ÷ 1000
3. 初沉池
16. 沉淀池表面积
表面积 (m²) = 污水流量 (m³/h) ÷ 设计表面负荷 [m³/(m²·h)]`
17. 沉淀池有效水深
有效水深 (m) = 设计表面负荷 [m³/(m²·h)] × 设计沉淀时间 (h)`
18. 污泥斗容积
污泥斗容积 (m³) = (1/3) × 污泥斗高度 (m) × [上口面积 (m²) + 下口面积 (m²) + √(上口面积 × 下口面积)]
4. 隔油池
19. 油珠上浮速度（斯托克斯公式）
上浮速度 (m/s) = [重力加速度 × (水的密度 - 油的密度) × (油珠粒径)²] ÷ (18 × 水的动力粘滞系数)
20. 隔油池表面积
表面积 (m²) = 污水流量 (m³/s) ÷ 油珠上浮速度 (m/s)
三、 生物处理单元计算
1. 活性污泥法（好氧）核心参数
21. 污泥负荷
污泥负荷 [kgBOD₅/(kgMLSS·d)] = (进水BOD₅浓度 - 出水BOD₅浓度) (kg/m³) × 污水流量 (m³/d) ÷ 反应池内混合液悬浮固体浓度 (kgMLSS)
22. 容积负荷
容积负荷 [kgBOD₅/(m³·d)] = (进水BOD₅浓度 - 出水BOD₅浓度) (kg/m³) × 污水流量 (m³/d) ÷ 反应池有效容积 (m³)
23. 混合液悬浮固体浓度
混合液悬浮固体浓度 (mg/L) = (滤纸烘干重量 - 原滤纸重量) (g) ÷ 取样体积 (L) × 1000
24. 混合液挥发性悬浮固体浓度
混合液挥发性悬浮固体浓度 (mg/L) = 混合液悬浮固体浓度 (mg/L) × (灼烧前重量 - 坩埚重量) ÷ (灼烧后重量 - 坩埚重量)
25. 污泥体积指数
污泥体积指数 (mL/g) = (1000mL量筒中混合液静置30min后污泥体积百分比 %) × 10 ÷ 混合液悬浮固体浓度 (g/L)
26. 污泥龄
污泥龄 (d) = 反应池内总活性污泥质量 (kgMLSS) ÷ 每日排放的剩余污泥质量 (kgMLSS/d)
27. 污泥回流比
污泥回流比 (%) = 污泥回流量 (m³/d) ÷ 进水流量 (m³/d) × 100%
28. 内回流比（用于脱氮）
内回流比 (%) = 内回流量 (m³/d) ÷ 进水流量 (m³/d) × 100%`
2. 曝气系统计算
29. 理论需氧量
30. 实际需氧量（标准状态）修正
实际需氧量 (kgO₂/d) = 理论需氧量 (kgO₂/d) ÷ (α × (β × 饱和溶解氧浓度 - 设计溶解氧浓度) × 温度修正系数^(温度-20)
注：α（混合液氧转移系数）一般为0.8~0.85；β（饱和溶解氧修正系数）一般为0.9~0.97。
31. 曝气器供气量
供气量 (m³/min) = 实际需氧量 (kgO₂/d) ÷ (0.277 × 氧利用率 (%) × 空气密度 (kg/m³)) ÷ (24 × 60)
注：0.277为空气中氧气质量比例（0.232）与标准状态下的空气密度（1.293 kg/m³）的比值简化。氧利用率需根据曝气器类型选取。
3. 二沉池
32. 固体负荷
固体负荷 [kgMLSS/(m²·d)] = (进水流量 + 污泥回流量) (m³/d) × 混合液悬浮固体浓度 (kg/m³) ÷ 二沉池表面积 (m²)
33. 堰上负荷
堰上负荷 [m³/(m·h)] = 污水流量 (m³/h) ÷ 出水堰总长度 (m)`
4. 厌氧生物处理计算
核心设计参数
34. 容积有机负荷
容积有机负荷 [kgCOD/(m³·d)] = 进入反应器的COD总量 (kgCOD/d) ÷ 反应器有效容积 (m³)
35. 污泥负荷
污泥负荷 [kgCOD/(kgVSS·d)] = 进入反应器的COD总量 (kgCOD/d) ÷ 反应器内挥发性悬浮固体总量 (kgVSS)
36. 上升流速（针对UASB/EGSB/IC）
上升流速 (m/h) = 进水流量 (m³/h) ÷ 反应器横截面积 (m²)
产气量与能量计算
37. 理论甲烷产量
理论甲烷产量 (m³CH₄/d) = COD去除总量 (kgCOD/d) × 0.35 (m³CH₄/kgCOD)
38. 理论沼气产量
理论沼气产量 (m³/d) = 理论甲烷产量 (m³CH₄/d) ÷ 沼气中甲烷含量 (%)
简化公式：`理论沼气产量 (m³/d) ≈ COD去除总量 (kgCOD/d) × 0.54`（按甲烷含量65%计）
39. 实际沼气产量
实际沼气产量 (m³/d) = 理论沼气产量 (m³/d) × 产气效率 (%)
注：运行良好的中温厌氧反应器，产气效率通常可达85%-95%。
40. 沼气能量计算
沼气总热值 (kJ/d) = 实际沼气产量 (m³/d) × 沼气热值 (kJ/m³)
相当于标准煤量 (kgce/d) = 沼气总热值 (kJ/d) ÷ 标准煤热值 (29,308 kJ/kgce)
营养与碱度
41. 营养需求计算
日需氮量 (kgN/d) = COD去除总量 (kgCOD/d) × C:N:P 比例中的N系数（如 5/800）日需磷量 (kgP/d) = COD去除总量 (kgCOD/d) × C:N:P 比例中的P系数（如 1/800）
42. 碱度需求估算
所需碱度 (mg/L as CaCO₃) ≈ (0.8 ~ 1.4) × 进水COD浓度 (mg/L)
应维持反应器内碱度 ≥ 2000 ~ 5000 mg/L as CaCO₃。
四、 化学处理单元计算
1. 混凝
43. 混凝剂投加量
混凝剂投加量 (kg/d) = 污水流量 (m³/d) × 设计投加浓度 (mg/L) ÷ 1000
2. 化学除磷
44. 需去除的磷量
需去除磷量 (kgP/d) = 污水流量 (m³/d) × (进水总磷浓度 - 出水总磷目标) (mg/L) ÷ 1000
45. 铝盐/铁盐投加量
铝盐投加量 (kgAl/d) = 需去除磷量 (kgP/d) × 1.3 (kgAl/kgP) × 安全系数（通常1.5~2.0）
铁盐投加量 (kgFe/d) = 需去除磷量 (kgP/d) × 2.7 (kgFe/kgP) × 安全系数（通常1.5~2.0）
3. 碳源投加（用于脱氮）
46. 需去除的硝态氮量
需去除硝态氮量 (kgN/d) = 污水流量 (m³/d) × (进水总氮浓度 - 出水总氮目标 - 生物同化氮量) (mg/L) ÷ 1000
生物同化氮量 ≈ 0.05 × (进水BOD₅浓度 - 出水BOD₅浓度)
47. 碳源投加量
碳源投加量 (kg/d) = 需去除硝态氮量 (kgN/d) × 碳源当量 (kg碳源/kgN)
常见碳源当量：甲醇≈2.47，乙酸钠≈5.4，葡萄糖≈4.4。
4. pH调节
48. 酸/碱投加量
投加量 (kg/d) = 污水流量 (m³/d) × (目标pH对应碱度/酸度 - 实际进水碱度/酸度) (mg/L as CaCO₃) × 酸/碱当量系数 ÷ 1000
需根据所用酸/碱（如98%硫酸、32%液碱）的具体分子量和纯度计算当量系数。
5. 高级氧化（芬顿试剂）
49. 双氧水投加量
双氧水投加量 (kg/d) = 污水流量 (m³/d) × 双氧水投加浓度 (mg/L) ÷ 1000
50. 硫酸亚铁投加量
硫酸亚铁投加量 (kg/d) = 双氧水投加量 (kg/d) × 亚铁与双氧水摩尔比（通常1.5~2.5） × (硫酸亚铁分子量 / 双氧水分子量)`
五、 污泥处理单元计算
1. 污泥产量
51. 剩余污泥干重（简化估算）
剩余污泥干重 (kg/d) ≈ 污水流量 (m³/d) × (进水悬浮物浓度 - 出水悬浮物浓度) (mg/L) ÷ 1000 × 污泥转化率 (0.6~1.0)
52. 剩余污泥体积
剩余污泥体积 (m³/d) = 剩余污泥干重 (kg/d) ÷ [污泥含固率 (%) × 10]
注：污泥含固率P%，则密度可近似为1000 kg/m³，故质量为：含固率 × 10 × 体积。
2. 污泥浓缩
53. 浓缩后污泥体积
浓缩后体积 (m³/d) = 浓缩前污泥干重 (kg/d) ÷ [浓缩后污泥含固率 (%) × 10]
54. **固体回收率
固体回收率 (%) = (浓缩后污泥含固率 × 浓缩后污泥流量) ÷ (浓缩前污泥含固率 × 浓缩前污泥流量) × 100%
3. 污泥消化（厌氧）
55. 挥发性固体负荷
挥发性固体负荷 [kgVS/(m³·d)] = 投入的污泥挥发性固体量 (kgVS/d) ÷ 消化池有效容积 (m³)
56. 投配率
投配率 (%) = 每日投入的新鲜污泥体积 (m³/d) ÷ 消化池有效容积 (m³) × 100%
57. 产气量估算
产气量 (m³/d) = 投入的挥发性固体量 (kgVS/d) × 挥发性固体分解率 (%) × 产气率 (m³/kgVS)`
4. 污泥脱水
58. 脱水后泥饼体积
泥饼体积 (m³/d) = 脱水前污泥干重 (kg/d) ÷ [泥饼含固率 (%) × 10]`
59. 絮凝剂（PAM）投加量
絮凝剂投加量 (kg/d) = 脱水前污泥干重 (kg/d) × 投加率 (%)
注：投加率通常为0.1%~0.5%，具体取决于污泥性质和脱水设备。
六、 消毒与深度处理单元计算
1. 氯消毒
60. 加氯量
加氯量 (kg/d) = 污水流量 (m³/d) × 加氯剂量 (mg/L) ÷ 1000
61. 接触时间
接触时间 (min) = 接触池有效容积 (m³) ÷ 污水流量 (m³/min)`
62. CT值
CT值 (mg·min/L) = 接触池出口余氯浓度 (mg/L) × 接触时间 (min)
2. 紫外线消毒
63. 紫外剂量
紫外剂量 (mJ/cm²) = 紫外灯强度 (mW/cm²) × 暴露时间 (s) ÷ 1000`
64. 所需灯管数量
灯管数量 (根) = 设计最大流量 (m³/s) ÷ [单根灯管处理能力 (m³/s·根) × 透光率修正系数 × 结垢系数]
3. 反渗透系统
65. 回收率
回收率 (%) = 产水流量 (m³/h) ÷ 进水流量 (m³/h) × 100%
66. 脱盐率
脱盐率 (%) = (1 - 产水盐浓度 ÷ 进水盐浓度) × 100%`
67. 浓水流量
浓水流量 (m³/h) = 进水流量 (m³/h) - 产水流量 (m³/h)
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