⑴ 水处理常用计算公式
碳源计算公式
在污水处理中，选择合适的碳源对于反硝化过程至关重要。反硝化过程主要依赖于碳源的性质，其中快速碳源（如甲醇、乙酸、乙酸钠）通常表现出最佳的反硝化速率，因此在实践中应用广泛。比较之下，慢速碳源（如淀粉、蛋白质）和细胞物质的反硝化效果可能相对较低。
碳源投加量计算
在处理污水时，确保氮的平衡是关键。氮平衡涉及进水总氮和出水总氮，其中进水总氮主要由氨氮和有机氮组成，出水总氮则主要为硝态氮和有机氮。在生物反应池中，氮的去向包括通过反硝化作用释放至大气和通过同化作用进入活性污泥系统。剩余的出水总氮需要满足相关水质排放标准。
碳源投加量计算基于以下原则：同化作用进入污泥中的氮量按去除BOD5总量的5%计算（0.05(Si-Se)），其中Si和Se分别代表进水和出水的BOD5浓度。反硝化作用去除的氮与反硝化工艺缺氧池容积大小和进水BOD5浓度相关。反硝化设计参数可通过硝态氮浓度与进水BOD5浓度之比来定义，表示为Kde（kgNO3--N/kgBOD5）。通过这一参数，可以计算出反硝化去除的硝态氮量为[NO3--N]=KdeSi。理论上，反硝化1kg硝态氮消耗2.86kgBOD5，因此Kde的计算公式为1/2.86（kg NO3--N/kgBOD5）=0.35（kg NO3--N/kgBOD5）。在处理厂内，需消耗的外加碳源对应氮量计算公式为N=Ne计-NsNe计=Ni-KdeSi-0.05(Si-Se)，其中N代表需消耗的碳源对应氮量，Ne计为设计的出水总氮浓度，Ns为二沉池出水总氮排放标准，Kde为0.35，Si和Se分别为进水和出水的BOD5浓度。
除磷计算公式
在污水处理过程中，除磷药剂的投加量同样重要。常用的除磷药剂有铁盐或铝盐，它们与磷的化学反应直接影响磷的去除效率。金属离子与OH-的反应会与磷沉淀反应竞争，导致实际化学沉淀药剂需要超量投加以确保达到所需的出水P浓度。通常，按照1mol磷需要投加1.5mol的铝盐（或铁盐）来考虑。实际计算中，通常将摩尔单位换算为质量单位，例如1molFe=56gFe，1molAl=27gAl，1molP=31gP。因此，去除1kg磷，使用铁盐时需要投加2.7 kgFe/kgP，使用铝盐时需投加1.3kgAl/kgP。
需要辅助化学除磷去除的磷量计算
在同步沉淀化学除磷系统中，计算除磷药剂的投加量需要考虑需要辅助化学除磷去除的磷量。对于已运行或设计中的污水处理厂，计算方法有所不同。在已运行的污水处理厂中，计算公式为PPrec=PEST-PER（需要辅助化学除磷去除的磷量，mg/L；PEST为二沉池出水总磷实测浓度，mg/L；PER为污水处理厂出水允许总磷浓度，mg/L）。对于设计中的污水处理厂，根据磷的物料平衡，计算公式为PPrec=PIAT-PER-PBM-PBioP（生化系统进水中总磷设计浓度，mg/L；PBM为通过生物合成去除的磷量，mg/L；CBOD，IAT为生化系统进水中BOD5实测浓度，mg/L；PBioP为通过生物过量吸附去除的磷量，mg/L）。德国 ATV-A131标准提供了PBioP取值的几种情况，涉及生化系统设计、水温、硝态氮浓度等因素。
反渗透计算公式
在反渗透系统中，泵的扬程计算是选择泵的关键。计算前应绘制流程草图，平、立面布置图，并计算出管线的长度、管径、管件类型及数量。一般情况下，需要考虑的参数包括排出几何高度（D）、吸入几何高度（S）、容器内操作压力（Pd、Ps）、直管阻力损失（Hf1）、管件阻力损失（Hf2）、进出口局部阻力损失（Hf3）以及泵的扬程（h）。具体公式为h=D+S+hf1+hf2+h3+Pd－Ps、h=D－S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps、h=D＋S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps。在计算式中，参数的符号意义明确。此外，某些工业管材的ε值和管网局部阻力的计算也需考虑。对于隔油池的设计，关键在于确定处理水量、流速、油滴粒径、动力粘度系数、油滴上浮速度、池子宽度（B）和有效水深（h1），并遵循设计基准进行校核以确保处理效果。最后，对于浮上油的处置，需考虑其收集、存储和处理过程，特别是在低温条件下，可能需要额外的加热措施。
曝气生物滤池概念与计算
曝气生物滤池（BAF）是一种新型生物膜法污水处理
⑵ BAF曝气生物滤池
曝气生物滤池（BAF）的产生与发展
BAF 是近年来在污水处理领域开发的新工艺，已经在欧美、日本等地广泛应用。BAF 最大的特点是将生物氧化与悬浮固体截留结合于一体，节省了后续沉淀池的使用，同时具备高容积负荷、大水力负荷、占地面积小、基建投资低、高氧转移率和出水水质优良等特点。该工艺能有效去除BOD、悬浮物和氨氮，适用于污水二级处理及深度处理回用。
BAF 的基本工作原理和工艺特点
BAF 通常由粒状填料组成，曝气装置安装在填料承托层或附近。污水可以是上流式或下流式，通过反应器时，底物与充足的氧气使填料表面形成生物膜。BAF 在生活污水与工业废水处理中具有占地小、操作方便的优点。BAF 工艺的工作原理基于反应器内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、食物链分级捕食作用以及生物膜内部微环境和厌氧段的反硝化作用。BAF 相比活性污泥法，具有更高生物浓度、有机负荷、占地面积小、工艺简单、成本低、受气温影响小、菌群结构合理、耐冲击能力强、易于操作管理等显着特点，能提供高质量的出水水质。
BAF 的应用及研究现状
在中国，BAF 已处于推广阶段。例如，大连市马栏河污水处理厂是中国首个采用该工艺的城市污水处理厂。BAF 在微污染水源处理中表现出良好效果，对有机物、氨氮、浊度、色度、铁、锰等污染物有较好的去除能力。对于污水中的应用，BAF 在啤酒废水处理中也显示出较好效果。温度对BAF的影响显着，尤其是对短程硝化反硝化作用。反冲洗是保证BAF运行效能的关键步骤，确保释放截留的悬浮物，不损害并更新生物膜。BAF在深度处理中表现出良好的处理效果，并且对低温具有一定的适应能力。
BAF 的注意事项与工艺特点
在使用BAF时，需注意进水SS不能过高，以免短时间内达到设计的水头损失，导致频繁反冲洗，增加运行成本。污水提升泵机的扬程需足够高，以应对BAF的水头损失。同时，设置污泥缓冲池以适应反冲洗时的水力负荷。BAF的工艺特点包括气水平行上向流，提高氧的利用率和能耗效率；上向流过滤条件，避免沟流或短流影响；滤料层的切割作用，延长气泡停留时间，提高氧利用率；极好的截污能力，无需二次沉淀池；系统自动化程度高。
BAF 的适用范围
BAF系统适用于处理类生活污水、易降解废水，达到回用标准。它由布水系统、布气系统、滤板、滤头、空气扩散器、生物陶粒及附件构成，占地面积仅为常规工艺的1/3~1/4，特别适用于用地紧张的小区、酒店、大楼、旅游区、城市景观水补给、黑臭河道净化等场合。BAF可以广泛应用于水体富营养化、生活污水、市政污水、食品加工、酿造、化工、制药、印染等可生化的污水和废水处理。