平流式沉淀池设计计算停留时间
平流式沉淀池是给水处理工艺中常用的二次沉淀设施,通过水平水流使悬浮颗粒在重力作用下沉降分离,其设计核心之一是合理计算停留时间,确保水质达标且资源利用高效,以下从设计原理、计算步骤、影响因素及优化建议等方面展开说明。

平流式沉淀池
平流式沉淀池为矩形水池,水流沿池长方向水平流动,沉淀后的清水由池端出水口收集,池底积泥通过刮泥机排出,该工艺结构简单、施工方便、对冲击负荷适应性强,广泛应用于中小型水厂及工业废水处理。
设计关键参数:
- 处理水量:根据实际用水需求确定,单位为 m³/h 或 m³/s。
- 沉淀效率:指去除悬浮物的比例,通常取 60%~80%,需结合水质要求调整。
- 水力负荷:单位时间单位面积的流量,一般取 0.5~1.5 m³/(m²·h),高浊度水取低值。
- 有效水深:指沉淀区水深,通常为 2~3 m(避免短流,保证水流稳定)。
停留时间计算的理论基础
停留时间(t)是沉淀池有效容积(V)与设计流量(Q)的比值,公式为:
[ t = frac{V}{Q} ]
有效容积 ( V = L times B times h )(L 为池长,B 为池宽,h 为有效水深),结合水力负荷(q = Q / (L×B)),可推导出停留时间与水力负荷的关系:
[ t = frac{h}{q} ]
即停留时间由有效水深与水力负荷共同决定,二者呈反比关系。
设计计算步骤与公式推导
平流式沉淀池停留时间的计算需分步进行,具体如下:
确定设计流量与沉淀效率

- 设计流量 ( Q = frac{Q_{text{max}} times text{安全系数}}{24} )(若按小时计算)。
- 沉淀效率 ( E = frac{Q – Q{text{出}}}{Q} times 100% ),( Q{text{出}} ) 为出水流量(( Q_{text{出}} = Q times (1 – E) ))。
选择有效水深(h)与水力负荷(q)
- 有效水深:一般取 2.0~3.0 m,高浊度水(>500 NTU)取 2.5~3.0 m。
- 水力负荷:根据水质确定,低浊度水(<100 NTU)取 1.0~1.5 m³/(m²·h),高浊度水取 0.5~1.0 m³/(m²·h)。
计算过水断面面积(A)
[ A = frac{Q}{q} ]
单位:m²
确定池长(L)与池宽(B)
- 池长:需满足水力停留时间要求,公式为 ( L = v times t )(v 为设计流速,一般取 0.5~1.0 m/s)。
- 池宽:( B = frac{A}{L} )
验证停留时间
[ t = frac{L times B times h}{Q} ]
若计算值与设计目标偏差较大,需调整池长或水深重新计算。
影响停留时间的因素
停留时间并非固定值,受以下因素影响:

| 因素 | 影响方向 | 调整建议 |
|---|---|---|
| 水温 | 温度升高,粘度降低,沉淀速度加快 | 高温期可适当缩短停留时间 |
| 水质(浊度/悬浮物) | 浊度越高,需延长停留时间 | 高浊度水需增加池长或水深 |
| 池体尺寸(长宽比) | 长宽比过小易导致短流,缩短有效停留时间 | 长宽比一般取 4:1~6:1 |
| 水流分布装置 | 进水、出水装置设计不合理,水流不均匀 | 采用穿孔墙、导流板等设施优化分布 |
实际应用与优化建议
- 停留时间范围:通常取 1.5~4 小时,具体需结合水质和处理要求,处理低浊度水(浊度<50 NTU)可取 1.5~2 小时,高浊度水(浊度>500 NTU)需延长至 3~4 小时。
- 优化措施:通过增加池长或水深可延长停留时间,但需平衡占地面积与投资成本,若空间有限,可采用多格串联或斜板(管)沉淀池替代,提高沉淀效率。
常见问题解答(FAQs)
平流式沉淀池的停留时间一般取多少?
答:平流式沉淀池的停留时间需根据设计流量、有效水深和沉淀效率综合确定,一般取 1.5~4 小时,具体取值需结合水质:低浊度水(浊度<100 NTU)可取 1.5~2 小时,高浊度水(浊度>500 NTU)建议取 3~4 小时。
如何根据实际水质调整停留时间?
答:若水质浊度升高(如暴雨期进水浊度增加),可适当延长停留时间:① 增加池长(通过延长池体长度提高水力停留时间);② 增加有效水深(但需注意避免短流);③ 若空间允许,可增设斜板(管)沉淀单元,提高单位面积沉淀效率,从而缩短停留时间,调整后需通过水质监测验证沉淀效率,确保达标。
通过以上设计步骤与优化方法,可确保平流式沉淀池在满足水质要求的同时,实现高效、经济的运行。
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