前沿拓展：

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于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，可以采用以下資料。

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（每日柵渣量大于0.2m3)，一般應采用機械清渣。

3、其他參數

(1) 過柵流速一般采用0.6~1.0m/s。

(2) 格柵前渠道內水流速度一般采用0.4~0.9m/s。

(3) 格柵傾角一般采用45°~75°，小角度較省力，但占地面積大。

(4) 機械格柵的動力裝置一般宜設在室內，或采取其他保護設備的措施。

(5) 設置格柵裝置的構筑物，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，不能高于來水管（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為系數，格柵堵塞時水頭損失增大倍數，一般采用3；ζ 為阻力系數，與柵條斷而形狀有關，按表2-1-1阻力系數ζ計箅公式計算；g為重力加速度，m/s2。

(3) 榭后槽總高H

式中，h2為柵前渠道超高，m，—般采用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，（°)，一般可采用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為城市生活污水流量總變化系數。

污泥池計算公式

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)根據基礎規范的要求，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 <fa=138.33 kPa, 地基承載力滿足要求。

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 kN

Gk/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**組合：

Qte = P1 + 0.40×Ph= 5.60 kN/m2

2、池壁荷載計算:

池外荷載：主動土壓力系數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/m2

3、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**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

板底均布凈反力基本組合:

Q = 39.59-0.300×25.00×1.20= 30.59 kN/m2

板底均布凈反力準**組合:

Qe = 31.00-0.300×25.00

= 23.50 kN/m2

4、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

板底均布凈反力基本組合：

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**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

板底均布凈反力準**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.池壁溫濕度作用(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**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**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**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：

注：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)

注：海拔高度在300m以下的可不修正。

1mmH2O=9.8073Pa

1mmHg=13.5951mmH2O

760mmHg=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

MBR計算公式

AAO進出水系統設計計算

一、曝氣池的進水設計

初沉池的來水通過DN1000mm 的管道送入厭氧—缺氧—好氧曝氣池首端的進水渠道，管道內的水流速度為0.84m/s。在進水渠道中污水從曝氣池進水口流入厭氧段，進水渠道寬1.0m，渠道內水深為1.0m，則渠道內最大水流速度

式中：v1——渠內最大水流速度(m/s )；

b1——進水渠道寬度(m)；

h1——進水渠道有效水深(m)。

設計中取b1=1.0m，h1=1.0m

V1=0.66/(2×1.0×1.0)=0.33m/s

反應池采用潛孔進水，孔口面積

F=Qs/Nv2

式中：F——每座反應池所需孔口面積(m2)；

v2——孔口流速(m/ s )，一般采用0.2～1.5 m/ s 。

設計中取v2=0.4 m/s

F=0.66/2×0.4=0.66m2

設每個孔口尺寸為0.5m×0.5m，則孔口數

N=F/f

式中：n——每座曝氣池所需孔口數(個)；

f——每個孔口的面積( m2 )。

n=0.66/0.5×0.5=2.64

取n=3

孔口布置圖如下圖圖所示：

二、曝氣池出水設計

厭氧—缺氧—好氧池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水頭

式中：H——堰上水頭(m)；

Q——每座反應池出水量(m3/s)，指污水最大流量( 0.579m/s)；與回流污泥量、回流量之和(0.717×160% m3/s)；

m——流量系數，一般采用0.4～0.5；

b——堰寬(m)；與反應池寬度相等。

設計中取m=0.4，b=5.0m

設計中取為0.19m。

厭氧—缺氧—好氧池的最大出水流量為(0.66+0.66/1.368×160%)=1.43m3/s，出水管管徑采用DN1500mm，送往二沉池，管道內的流速為0.81m/s。

芬頓計算公式

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拓展知識：

ph值環保稅計算方法

環保稅稅率計算公式如下：

應納稅額=污染當量數×具體適用稅額。

污染當量數=污染物的排放量÷該污染物的污染當量值（污染當量值依照《應稅污染物和當量值表》執行）。
如何確定應稅污染物的計稅依據?

應稅污染物的計稅依據，按照下列方法確定：

(一)應稅大氣污染物按照污染物排放量折合的污染當量數確定;

(二)應稅水污染物按照污染物排放量折合的污染當量數確定;

(三)應稅固體廢物按照固體廢物的排放量確定;

(四)應稅噪聲按照超過國家規定標準的分貝數確定。

應稅大氣污染物、水污染物的污染當量數，以該污染物的排放量除以該污染物的污染當量值計算。每種應稅大氣污染物、水污染物的具體污染當量值，依照本法所附《應稅污染物和當量值表》執行。