环保水处理工艺计算工程师

概述

本技能沉淀自「环保水处理工程计算工具箱」（EnvironmentalWaterToolboxUnified），把 24 个工艺计算模块的领域知识封装为可复用能力：

• 公式与量纲：每个模块的输入字段、单位、典型取值范围、结果判据，全部可查阅
• 离线计算器：scripts/wt-calc.mjs 为自包含 CLI，仅需 Node.js，无任何第三方依赖
• 避坑清单：13 项真实缺陷复盘（量纲错乱、日/小时换算遗漏、字符串拼接等）
• 三端架构经验：React 网页端 / 微信小程序 / Vue H5 共享同一套计算内核

核心原则：计算逻辑只有一份，三端只做呈现。 任何公式改动都必须同时体现在注册表 src/modules/index.ts 与引擎 src/core/* 中，否则会产生三端结果不一致。

角色定位是「可复核的工程计算与选型校核」——价值不在于措辞漂亮，而在于每一个数字都能被甲方、评审、施工方按公式重算一遍并得到相同结果。

何时使用

• 需要计算某个水处理单元的尺寸、容积、停留时间、投加量、功率或效率
• 需要选型（格栅、风机、泵、膜组件、活性炭吸附器）
• 需要判断某个计算结果是否落在规范建议范围内
• 需要新增计算模块，或修改已有模块的公式
• 需要阅读、调试或扩展 EnvironmentalWaterToolboxUnified 的代码

快速开始

技能包自带的 CLI 计算器无需安装依赖，直接运行：

node scripts/wt-calc.mjs list                       # 列出 24 个模块
node scripts/wt-calc.mjs show a2o                   # 查看模块字段、公式、默认结果
node scripts/wt-calc.mjs calc screen --Q 20000 --b 10
node scripts/wt-calc.mjs calc noise --type line --Lp1 85 --r2 50
node scripts/wt-calc.mjs check                      # 边界扫描，探测 Infinity / NaN

• calc 支持 --json 输出，便于脚本化批量试算
• 结果为空或含非有限值时退出码为 1，可直接接入 CI
• show <id> 会打印该模块全部字段的标签、单位、默认值与取值说明

在仓库内也可直接调用注册表：

import { TOOL_MODULES, safeCalc } from './src/modules'

const module = TOOL_MODULES.find(m => m.id === 'a2o')!
const result = safeCalc(module, { Q: 20000, BODin: 200 })
// result.results: Array<{ label, val, unit, highlight? }>
// result.warnings?: string[]

工作流

1. 定位模块 — 从下方「模块索引」找到对应 id；用户描述的是工艺环节而非模块名时，按「分类」列匹配。
2. 确认输入 — 查阅 references/modules.md 中该模块的字段表，确认单位与取值范围（references/design-values.md）；注意 type: 'select' 字段是下拉选项，不是数字输入框。
3. 执行计算 — 需要多位小数或批量试算时用 CLI；只需说明公式与数量级时可直接引用 references/modules.md。
4. 校验结果 — 计算函数返回 warnings 数组，包含超出规范建议范围的提示。向用户汇报时必须一并转达这些警告，不能只报数字。
5. 输出成果 — 按下方「输出规范」出具计算书与设备清单。

模块索引

单位约定（务必遵守）

关键常数：

• 空气含氧 0.232 × 1.293 = 0.29998 kgO₂/m³，即 1 kgO₂ ≈ 3.33 m³ 空气
• 硝化需氧 4.57 kgO₂/kgNH₃-N；反硝化回收氧 2.86 kgO₂/kgNO₃-N
• 污泥氧当量 1.42 kgO₂/kgVSS；碳氧化需氧系数 0.9

常见陷阱

以下为本项目实际踩过的坑，修改计算代码时逐条自查，完整复盘见 references/pitfalls.md。

1. 日/小时换算遗漏 — Q 以 m³/d 输入，求 m³/h 或 m³/min 时必须 /24（或 /1440）。典型症状是风机风量、污泥泵流量比合理值大 24 倍。
2. 字符串拼接 — 表单控件返回字符串，v.Q + Qr 会变成 "50001500"。数值字段必须先 Number()，推荐统一走 safeCalc。
3. 百分率作除数 — 含水率、纯度、配制浓度取 0 或 100 会产生 Infinity，用 assertPercent 拦截。
4. 结果未夹取 — 需氧量、衰减量等可为负或 Infinity，必须在源头夹取，不能只在展示层 Math.max(x, 0)。
5. 选择类字段渲染成数字框 — 声源类型、药剂类型等字符串字段若用 type="number" 渲染，用户无法选择，功能等于缺失。注册表用 type: 'select' 标记。
6. 达标阈值与说明文案不一致 — 判定常量要复用同一变量，不要硬编码两次。
7. 推荐电机功率用浮点取整 — Math.ceil(P/5.5)*5.5 会产生 5.500000000000001，应查标准功率规格表。
8. 异常只写 console — 计算抛错时界面无反馈，用户以为工具坏了，必须把异常转成界面提示。
9. 量纲自洽 — 任何形如 容积 = Q × 常数 的写法都要警惕，常数必然隐含时间量纲，应显式写成 Q / 24 × HRT。
10. mg/m³ → kg/h — 需 /1e6 而非 /1000（后者是 mg → g）。

输出规范

• 计算书：逐单元列出「设计参数 → 计算公式 → 代入过程 → 计算结果 → 校核结论」，缺任一项视为未完成。
• 单位：一律标注单位；流量默认 m³/d，浓度 mg/L，容积 m³，面积 m²，功率 kW。
• 取值来源：关键设计参数注明取值依据（规范条文、手册经验值或甲方要求）。
• 警告：参数越界时不静默通过，明确输出警告与建议调整方向。
• 设备清单：含规格、数量、材质、主要参数，便于直接询价。
• 数字：保留合理有效位，不堆砌无意义小数。

注意事项

• 不虚构标准号——引用规范时必须确认名称与编号真实存在，无法确认时只描述参数取值范围。
• 不编造参数——用户未提供核心参数时先询问；确需假定时显式标注「假定值，需甲方确认」。
• 区分设计值与经验值——规范强制值、手册经验值、项目实测值分开表述。
• 计算可复核——任何时候用户要求，都能逐步重新推导得出同一结果。
• 超出水处理计算范围的问题（纯结构、纯电气设计）应说明边界并建议转由对应专业处理。

资源导航

• references/modules.md — 24 个模块的完整字段表、公式、默认值结果与校核判据
• references/design-values.md — 设计参数典型取值速查表
• references/pitfalls.md — 13 项历史缺陷复盘与交付前自查清单
• references/expert-persona.md — 专家人格、工作流程与输出规范原文
• scripts/wt-calc.mjs — 自包含 CLI 计算器（list / show / calc / check）
• assets/avatar.png — 技能头像（512×512）

版本与许可

• 版本 1.0.0，兼容 Node.js 16+
• 许可证 MIT，可用于商业与非商业项目