⑴ 水處理常用計算公式
碳源計算公式
在污水處理中，選擇合適的碳源對於反硝化過程至關重要。反硝化過程主要依賴於碳源的性質，其中快速碳源（如甲醇、乙酸、乙酸鈉）通常表現出最佳的反硝化速率，因此在實踐中應用廣泛。比較之下，慢速碳源（如澱粉、蛋白質）和細胞物質的反硝化效果可能相對較低。
碳源投加量計算
在處理污水時，確保氮的平衡是關鍵。氮平衡涉及進水總氮和出水總氮，其中進水總氮主要由氨氮和有機氮組成，出水總氮則主要為硝態氮和有機氮。在生物反應池中，氮的去向包括通過反硝化作用釋放至大氣和通過同化作用進入活性污泥系統。剩餘的出水總氮需要滿足相關水質排放標准。
碳源投加量計算基於以下原則：同化作用進入污泥中的氮量按去除BOD5總量的5%計算（0.05(Si-Se)），其中Si和Se分別代表進水和出水的BOD5濃度。反硝化作用去除的氮與反硝化工藝缺氧池容積大小和進水BOD5濃度相關。反硝化設計參數可通過硝態氮濃度與進水BOD5濃度之比來定義，表示為Kde（kgNO3--N/kgBOD5）。通過這一參數，可以計算出反硝化去除的硝態氮量為[NO3--N]=KdeSi。理論上，反硝化1kg硝態氮消耗2.86kgBOD5，因此Kde的計算公式為1/2.86（kg NO3--N/kgBOD5）=0.35（kg NO3--N/kgBOD5）。在處理廠內，需消耗的外加碳源對應氮量計算公式為N=Ne計-NsNe計=Ni-KdeSi-0.05(Si-Se)，其中N代表需消耗的碳源對應氮量，Ne計為設計的出水總氮濃度，Ns為二沉池出水總氮排放標准，Kde為0.35，Si和Se分別為進水和出水的BOD5濃度。
除磷計算公式
在污水處理過程中，除磷葯劑的投加量同樣重要。常用的除磷葯劑有鐵鹽或鋁鹽，它們與磷的化學反應直接影響磷的去除效率。金屬離子與OH-的反應會與磷沉澱反應競爭，導致實際化學沉澱葯劑需要超量投加以確保達到所需的出水P濃度。通常，按照1mol磷需要投加1.5mol的鋁鹽（或鐵鹽）來考慮。實際計算中，通常將摩爾單位換算為質量單位，例如1molFe=56gFe，1molAl=27gAl，1molP=31gP。因此，去除1kg磷，使用鐵鹽時需要投加2.7 kgFe/kgP，使用鋁鹽時需投加1.3kgAl/kgP。
需要輔助化學除磷去除的磷量計算
在同步沉澱化學除磷系統中，計算除磷葯劑的投加量需要考慮需要輔助化學除磷去除的磷量。對於已運行或設計中的污水處理廠，計算方法有所不同。在已運行的污水處理廠中，計算公式為PPrec=PEST-PER（需要輔助化學除磷去除的磷量，mg/L；PEST為二沉池出水總磷實測濃度，mg/L；PER為污水處理廠出水允許總磷濃度，mg/L）。對於設計中的污水處理廠，根據磷的物料平衡，計算公式為PPrec=PIAT-PER-PBM-PBioP（生化系統進水中總磷設計濃度，mg/L；PBM為通過生物合成去除的磷量，mg/L；CBOD，IAT為生化系統進水中BOD5實測濃度，mg/L；PBioP為通過生物過量吸附去除的磷量，mg/L）。德國 ATV-A131標准提供了PBioP取值的幾種情況，涉及生化系統設計、水溫、硝態氮濃度等因素。
反滲透計算公式
在反滲透系統中，泵的揚程計算是選擇泵的關鍵。計算前應繪制流程草圖，平、立面布置圖，並計算出管線的長度、管徑、管件類型及數量。一般情況下，需要考慮的參數包括排出幾何高度（D）、吸入幾何高度（S）、容器內操作壓力（Pd、Ps）、直管阻力損失（Hf1）、管件阻力損失（Hf2）、進出口局部阻力損失（Hf3）以及泵的揚程（h）。具體公式為h=D+S+hf1+hf2+h3+Pd－Ps、h=D－S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps、h=D＋S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps。在計算式中，參數的符號意義明確。此外，某些工業管材的ε值和管網局部阻力的計算也需考慮。對於隔油池的設計，關鍵在於確定處理水量、流速、油滴粒徑、動力粘度系數、油滴上浮速度、池子寬度（B）和有效水深（h1），並遵循設計基準進行校核以確保處理效果。最後，對於浮上油的處置，需考慮其收集、存儲和處理過程，特別是在低溫條件下，可能需要額外的加熱措施。
曝氣生物濾池概念與計算
曝氣生物濾池（BAF）是一種新型生物膜法污水處理
⑵ BAF曝氣生物濾池
曝氣生物濾池（BAF）的產生與發展
BAF 是近年來在污水處理領域開發的新工藝，已經在歐美、日本等地廣泛應用。BAF 最大的特點是將生物氧化與懸浮固體截留結合於一體，節省了後續沉澱池的使用，同時具備高容積負荷、大水力負荷、佔地面積小、基建投資低、高氧轉移率和出水水質優良等特點。該工藝能有效去除BOD、懸浮物和氨氮，適用於污水二級處理及深度處理回用。
BAF 的基本工作原理和工藝特點
BAF 通常由粒狀填料組成，曝氣裝置安裝在填料承托層或附近。污水可以是上流式或下流式，通過反應器時，底物與充足的氧氣使填料表面形成生物膜。BAF 在生活污水與工業廢水處理中具有佔地小、操作方便的優點。BAF 工藝的工作原理基於反應器內填料上生物膜中微生物的氧化分解作用、填料及生物膜的吸附作用、食物鏈分級捕食作用以及生物膜內部微環境和厭氧段的反硝化作用。BAF 相比活性污泥法，具有更高生物濃度、有機負荷、佔地面積小、工藝簡單、成本低、受氣溫影響小、菌群結構合理、耐沖擊能力強、易於操作管理等顯著特點，能提供高質量的出水水質。
BAF 的應用及研究現狀
在中國，BAF 已處於推廣階段。例如，大連市馬欄河污水處理廠是中國首個採用該工藝的城市污水處理廠。BAF 在微污染水源處理中表現出良好效果，對有機物、氨氮、濁度、色度、鐵、錳等污染物有較好的去除能力。對於污水中的應用，BAF 在啤酒廢水處理中也顯示出較好效果。溫度對BAF的影響顯著，尤其是對短程硝化反硝化作用。反沖洗是保證BAF運行效能的關鍵步驟，確保釋放截留的懸浮物，不損害並更新生物膜。BAF在深度處理中表現出良好的處理效果，並且對低溫具有一定的適應能力。
BAF 的注意事項與工藝特點
在使用BAF時，需注意進水SS不能過高，以免短時間內達到設計的水頭損失，導致頻繁反沖洗，增加運行成本。污水提升泵機的揚程需足夠高，以應對BAF的水頭損失。同時，設置污泥緩沖池以適應反沖洗時的水力負荷。BAF的工藝特點包括氣水平行上向流，提高氧的利用率和能耗效率；上向流過濾條件，避免溝流或短流影響；濾料層的切割作用，延長氣泡停留時間，提高氧利用率；極好的截污能力，無需二次沉澱池；系統自動化程度高。
BAF 的適用范圍
BAF系統適用於處理類生活污水、易降解廢水，達到回用標准。它由布水系統、布氣系統、濾板、濾頭、空氣擴散器、生物陶粒及附件構成，佔地面積僅為常規工藝的1/3~1/4，特別適用於用地緊張的小區、酒店、大樓、旅遊區、城市景觀水補給、黑臭河道凈化等場合。BAF可以廣泛應用於水體富營養化、生活污水、市政污水、食品加工、釀造、化工、制葯、印染等可生化的污水和廢水處理。