平流式二沉池计算说明书中的关键参数计算与设计疑问解析？

平流式二沉池是污水处理工艺的核心单元之一，负责分离曝气池混合液中的活性污泥与处理水，通过重力沉降作用实现固液分离，是保证污水处理系统出水水质稳定的关键环节，其结构为矩形长槽，水流沿池长方向平行流动，通过控制水力条件和污泥沉降性能,实现高效沉淀。

平流式二沉池是活性污泥法处理工艺的末端单元，主要功能是分离曝气池混合液中的悬浮固体（SS）与处理水，使出水达到规定的SS指标，通过污泥回流系统将部分沉淀污泥回流至曝气池，维持曝气池内污泥浓度，保证处理效率，池体通常采用钢筋混凝土结构，具有耐腐蚀、耐磨损的特点,适应长期运行需求。

主要设计参数

设计参数是计算的基础，直接影响池体尺寸和运行效果，本设计以日处理水量5000 m³、污泥回流比50%、表面负荷率1.2 m³/(m²·h)为例，关键参数如下：

计算过程与结果

基于上述参数，分步骤进行核心计算：

沉淀区面积计算

表面负荷率公式：( q = frac{Q}{A} )
Q为设计流量（m³/h），A为沉淀区面积（m²）。
将设计流量转换为小时流量：( Q = frac{5000}{24} approx 208.33 , text{m}^3/text{h} )
代入公式得：( A = frac{208.33}{1.2} approx 173.61 , text{m}^2 )

池体尺寸确定

假设池宽B=8 m，则池长L为：
( L = frac{A}{B} = frac{173.61}{8} approx 21.7 , text{m} )
取整后，池长L=22 m，池宽B=8 m，池体总容积V池 = L×B×H = 22×8×3 = 528 m³。

水力停留时间计算

有效水深H=3 m，表面负荷率q=1.2 m³/(m²·h)，则水力停留时间t为：
( t = frac{H}{q} = frac{3.0}{1.2} = 2.5 , text{h} )，符合设计要求（2 h）。

污泥斗容积计算

污泥斗为圆锥形，倾角45°，上口半径R=1.5 m，下口半径r=0.5 m，高度h斗=1.5 m。
容积公式：( V = frac{1}{3} pi h斗 (R^2 + r^2 + Rr) )
代入数据得：
( V = frac{1}{3} times pi times 1.5 times (1.5^2 + 0.5^2 + 1.5 times 0.5) approx 15.07 , text{m}^3 )
考虑污泥浓缩比1:10，污泥总容积为：
( V污泥 = 15.07 times 10 = 150.7 , text{m}^3 )

关键参数说明

• 表面负荷率（q）：反映沉淀区单位面积的沉淀能力，直接影响池体尺寸，低负荷适用于高浓度污泥或低流量，高负荷适用于低浓度或大流量，需根据实际水质调整。
• 污泥回流比（R）：污泥从二沉池回流至曝气池的比例，过高会增加曝气池负荷，过低则无法有效回流污泥，影响处理效果，通常控制在20%-50%。
• 水力停留时间（t）：保证污泥有足够时间沉降，一般≥2 h，过长会增加池体尺寸，过短则影响出水SS。

平流式二沉池的设计需综合考虑流量、水质、污泥特性等因素，通过合理计算确定池体尺寸和运行参数，确保固液分离效果和出水水质稳定，实际运行中需定期监测表面负荷率、污泥沉降比等指标,及时调整运行参数。

相关问答（FAQs）

1. Q：平流式二沉池的表面负荷率如何选择？
   A： 表面负荷率是核心设计参数，直接影响沉淀效果和池体尺寸，一般根据进水水质、设计流量和污泥特性选择，通常在0.8-1.5 m³/(m²·h)范围内，低负荷适用于高浓度污泥或低流量，高负荷适用于低浓度或大流量，需通过试验或参考类似工程确定最优值。

2. Q：污泥回流比如何确定？
   A： 污泥回流比是污泥从二沉池回流至曝气池的比例，通常为20%-50%，过高回流比会增加曝气池负荷，导致污泥膨胀或处理效果下降；过低则无法有效回流污泥，影响曝气池活性污泥浓度，需结合出水SS要求、曝气池污泥浓度和污泥沉降性能综合确定。