如何计算平流式初次沉淀池的设计参数与关键步骤？

平流式初次沉淀池设计计算

平流式初次沉淀池
平流式初次沉淀池是污水处理预处理阶段的核心设备，用于去除污水中的悬浮固体，其结构为矩形池体，污水从一端流入，沿池体长度方向水平流动，通过重力作用使悬浮颗粒沉淀至池底污泥斗，经排泥系统定期排出，该池型具有结构简单、运行稳定、处理效果可靠的特点，广泛应用于城市污水和工业废水处理。

设计计算基本参数

1. 设计流量Q：以平均日流量为基础，考虑污水量变化系数Kz（通常Kz=1.3-1.5），计算公式为：
   ( Q = Q_d times K_z )
   ( Q_d ) 为平均日流量（m³/d）。
2. 表面负荷q：单位池表面积单位时间内通过的污水量，是关键效率参数，参考范围为0.5-1.5 m³/(m²·h)，需根据水质调整。
3. 设计水温：一般取20℃，若水温变化较大需修正。
4. 污泥量：经验值通常为0.03-0.05 m³/(m³污水)，用于计算污泥区容积。

设计计算步骤详解

1. 计算沉淀池表面积A
   根据表面负荷公式：
   ( A = frac{Q}{q} )
   设计流量Q=1000 m³/d（Kz=1.3），则Q=1300 m³/d=54.17 m³/h，表面负荷q=1.0 m³/(m²·h)，得：
   ( A = frac{54.17}{1.0} = 54.17 , text{m}^2 )

   

2. 确定池体尺寸

   • 有效水深h：取2.5 m（兼顾施工与效率）。
   • 池体宽度b：根据场地取5 m。
   • 池体长度L：由 ( A = L times b ) 得：
     ( L = frac{A}{b} = frac{54.17}{5} = 10.83 , text{m} )（取整为11 m）。

3. 计算停留时间t
   有效容积 ( V = A times h = 54.17 times 2.5 = 135.43 , text{m}^3 )，则：
   ( t = frac{V}{Q} = frac{135.43}{54.17} approx 2.5 , text{h} )
   符合平流式初次沉淀池1-2小时的停留时间要求。

4. 污泥区容积计算
   污泥量按0.05 m³/(m³污水)计算，则：
   ( V_{text{泥}} = Q times t times r = 54.17 times 2.5 times 0.05 = 6.77 , text{m}^3 )

关键参数说明

• 表面负荷q：q值越高，单位时间内去除的悬浮物越多，但过高易导致沉淀效率下降，需结合水质调整。
• 有效水深h：h增大则停留时间延长，但过深会增加池体高度和造价。
• 长宽比：L:b 通常为3:1至4:1，确保水流均匀，避免短流。

相关问答FAQs

1. 平流式初次沉淀池的表面负荷如何选择？
   解答：表面负荷q的选择需综合考量污水水质（如悬浮物浓度、颗粒大小）、工艺要求及设计水温，低悬浮物浓度（<200 mg/L）时，可取高值（1.2-1.5 m³/(m²·h)）；高浓度（>200 mg/L）时，取低值（0.5-0.8 m³/(m²·h)），需参考类似工程经验，确保沉淀效率达标。

2. 设计停留时间与表面负荷的关系是什么？
   解答：停留时间t与表面负荷q成反比，公式为 ( t = frac{h}{q} )（h为有效水深），q值越大，t越短；q值越小，t越长，平流式初次沉淀池通常要求t=1-2 h，以保证悬浮固体有效去除，h=2.5 m时，q=1.0 m³/(m²·h)对应t=2.5 h,符合要求。