设计原理
平流式二沉池是污水处理工艺中的关键固液分离构筑物,通过重力沉降原理实现活性污泥与水的分离,保证出水水质,其核心结构包括进水区、沉淀区、污泥区、出水区及排泥系统,工作原理为:进水从池体一端流入,沿水平方向缓慢流动,悬浮颗粒在沉淀区因重力作用沉降至池底污泥区,澄清水从另一端溢出。

1 结构特点
- 池体形式:矩形或长方形,长度与宽度比通常为4:1~10:1,确保水流均匀分布。
- 分区设计:进水区、沉淀区(有效水深1.2~2.0m)、污泥区(深度根据污泥量计算)、出水区(设置溢流堰或出水槽)。
- 防短路措施:进水端设置导流墙或挡板,出水端设置整流板,避免水流直接从进水端流向出水端。
2 工作原理
污水进入沉淀区后,流速降至0.3~0.5m/h(水平流速),悬浮颗粒在重力作用下沉降,污泥区污泥通过排泥系统(如机械刮泥机或静压排泥)排出,保持污泥浓度稳定,出水区设置溢流堰,控制出水水位,确保出水水质达标。
主要设计参数
设计平流式二沉池需确定以下关键参数,直接影响处理效果:
| 设计参数 | 计算公式/取值范围 | 说明 |
|---|---|---|
| 设计流量 | ( Q_{text{max}} ) | 最大日最大时流量 |
| 停留时间 | ( t = 1.5 sim 2.0 , text{h} ) | 根据处理要求(如出水SS指标) |
| 水平流速 | ( v = 0.3 sim 0.5 , text{m/h} ) | 防止沉淀物被冲刷 |
| 有效水深 | ( h = 1.2 sim 2.0 , text{m} ) | 一般取1.5m左右 |
| 污泥区上升流速 | ( u = 0.0005 sim 0.001 , text{m/s} ) | 防止污泥上浮 |
设计计算步骤
以日处理水量10000m³/d(最大日最大时流量4.17m³/s)为例,分步说明设计过程:

1 计算设计流量
[
Q_{text{max}} = frac{10000 , text{m}^3/text{d}}{24 times 3600 , text{s/h}} times 24 , text{h} = 4.17 , text{m}^3/text{s}
]
2 确定池体尺寸
- 有效容积:
[
V = Q_{text{max}} times t = 4.17 , text{m}^3/text{s} times 5400 , text{s} = 22518 , text{m}^3
] - 水平流速取0.4m/h,则池体总长度:
[
L = frac{Q_{text{max}}}{B times v} quad (text{B为宽度})
]
若宽度B=10m,则:
[
L = frac{4.17}{10 times 0.4} approx 10.4 , text{m} quad (text{取整数} , 10 , text{m})
] - 有效水深取1.5m,则沉淀区面积:
[
A = frac{V}{L times h} = frac{22518}{10 times 1.5} = 1501.2 , text{m}^2
]
实际宽度B取15m,则长度L=1501.2/15≈100m(符合4:1比例)。
3 计算污泥区尺寸
- 污泥停留时间取1天(24h),则污泥体积:
[
Vs = Q{text{max}} times t_s = 4.17 , text{m}^3/text{s} times 86400 , text{s} = 360 , text{m}^3
] - 污泥区深度:
[
h_s = frac{V_s}{A_s} quad (text{A}_s text{为污泥区面积})
]
若污泥区宽度与沉淀区相同(15m),则:
[
h_s = frac{360}{15 times 100} = 0.24 , text{m} quad (text{取} , 0.3 , text{m} text{留余量})
]
4 排泥系统设计
- 污泥量计算:
污泥产率按0.3kg MLSS/(kg BOD·d),MLSS=3000mg/L,则每日污泥量:
[
W = Q_{text{max}} times 24 times 1000 times 0.3 / 1000 = 20736 , text{kg/d}
] - 排泥方式:采用机械刮泥机,排泥管直径200mm,排泥量按污泥含水率99.2%计算,满足排泥需求。
关键设计要点
- 防短路设计:进水端设置导流墙,长度约为池长的1/5~1/4,引导水流均匀分布;出水端设置整流板,避免水流直接短路。
- 排泥方式选择:高污泥量时采用机械刮泥机,低污泥量时采用静压排泥,需确保排泥管路畅通,防止污泥积聚。
- 防止浮渣积聚:在出水区设置浮渣收集槽,定期清理,避免浮渣影响出水水质。
应用案例(示例)
某污水处理厂设计流量4.17m³/s,采用平流式二沉池,实际尺寸为长100m、宽15m、有效水深1.5m,污泥区深度0.3m,运行中通过调整水平流速(0.4m/h)和污泥停留时间(1天),出水SS稳定在20mg/L以下,符合排放标准。
问答FAQs
Q:平流式二沉池的设计流量如何确定?
A:设计流量应采用污水处理厂的最大日最大时流量,通常通过日平均流量乘以变化系数(如1.5~2.0)得到,确保池体尺寸满足高峰期处理需求。
Q:设计中如何防止平流式二沉池出现“短路”现象?
A:通过在池体进水端设置导流墙或挡板,引导水流均匀分布;调整进水口和出水口的位置,避免水流直接短路;控制水平流速在合理范围内(0.3~0.5m/h),避免流速过高导致沉淀物被冲刷。
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