平流式二沉池设计计算专题，关键参数如何精准计算与设计？

平流式二沉池设计计算专题

平流式二沉池是污水处理工艺的核心单元之一，主要功能是通过重力沉淀分离活性污泥与污水，保证出水水质稳定，其结构为长方形钢筋混凝土池体，水流沿池长方向呈推流式流动，通过底部坡度实现污泥自然沉积，配合机械刮泥设备排出，设计计算需兼顾水力条件、沉淀效率、污泥处理及运行稳定性，确保池体尺寸合理、投资与运行成本可控。

设计基本参数

平流式二沉池的设计需基于以下关键参数，其取值需结合水质、水量及工艺要求综合确定：

设计计算步骤

平流式二沉池的设计计算需按以下步骤系统进行，确保各参数协调统一：

水力计算

• 确定最大设计流量：
  最大设计流量需考虑污水量的日变化与季节变化，公式为：
  [
  Q_{text{max}} = K times Q
  ]
  (K) 为变化系数（取1.2-1.5，根据地区气候及污水类型调整）。

• 计算沉淀面积：
  沉淀面积需满足表面负荷要求，公式为：
  [
  A = frac{Q_{text{max}}}{q_s times 24}
  ]
  (q_s) 为设计表面负荷（m³/(m²·h)），24为每日小时数。

沉淀区尺寸计算

• 沉淀区长度：
  沉淀区长度需保证水流流速与沉淀时间匹配，公式为：
  [
  L = v times t times 24
  ]
  (v) 为水流流速（m/h），(t) 为沉淀时间（h）。

  

• 水流流速计算：
  流速需控制在0.1-0.2 m/h（避免污泥被水流冲走），公式为：
  [
  v = frac{A}{B times 24}
  ]
  (B) 为沉淀区宽度（m，通常取2-4 m）。

• 沉淀区长度验证：
  沉淀区长度需满足池体结构要求（如池长不超过50 m），若计算值过大，可调整(B)或(q_s)重新计算。

污泥区尺寸计算

• 污泥体积计算：
  污泥体积需满足污泥停留时间要求，公式为：
  [
  Vs = Q{text{max}} times t_s times 10^{-6}
  ]
  (t_s) 为污泥区停留时间（h）。

• 污泥层高度计算：
  污泥层高度可通过体积与池体面积计算，公式为：
  [
  h_s = frac{V_s}{B times L}
  ]
  或按经验值取0.5-1.5 m（需结合污泥产量验证）。

总高度计算

平流式二沉池的总高度包括沉淀区高度、污泥区高度、缓冲层高度及超高，公式为：
[
H = h_1 + h_2 + h_3 + h_4
]

• (h_1)：沉淀区高度（m），由池底坡度（θ=1%-2%）计算：(h_1 = L times sintheta)；
• (h_2)：污泥区高度（m），包括污泥层与浓缩层（0.1-0.2 m）；
• (h_3)：缓冲层高度（0.3-0.5 m）；
• (h_4)：超高（0.3-0.5 m）。

设计注意事项

• 排泥方式选择：大中型池体宜采用机械刮泥机（刮板式或链板式），小型池体可采用吸泥机；需保证污泥能顺利排出，避免积泥堵塞。
• 防短路措施：进水分布器需均匀布水（如穿孔墙或穿孔管），避免短流；出水堰采用多槽式或淹没式，确保出水均匀。
• 温度影响：水温升高会导致表面负荷增大（如30℃时q_s可达2.0-3.0 m³/(m²·h)），需根据实际水温调整设计参数。
• 池体稳定性：池底坡度需符合规范（1%-2%），避免污泥沉积不均；池壁需考虑抗渗与抗冻要求（北方地区需采取保温措施）。

相关问答FAQs

Q1：平流式二沉池的设计沉淀时间如何确定？
A1：设计沉淀时间需综合出水水质要求、污泥性质及温度条件确定，通常取1.5-3.0小时，低温或高浓度污泥可延长至3.0小时以上，以保证泥水分离效果，对于低温地区（冬季水温低于10℃）或高浓度污泥处理，沉淀时间可取2.5-3.0小时，确保SS去除率≥90%。

Q2：表面负荷与沉淀时间的关系是什么？
A2：表面负荷(q_s)与沉淀时间(t)成反比关系，公式为(t = frac{A}{q_s times 24})，当表面负荷增大时，沉淀时间缩短；反之则延长，设计中需根据水质（如SS浓度）和温度选择适宜的表面负荷，对于低浊度污水（SS<20 mg/L），表面负荷可取2.0-2.5 m³/(m²·h)，沉淀时间约1.5小时；而对于高浊度污水（SS>50 mg/L），表面负荷需降低至1.5-2.0 m³/(m²·h)，沉淀时间延长至2.0小时以上。

通过以上设计步骤与注意事项，可确保平流式二沉池在满足水力与沉淀要求的前提下，实现高效、稳定的泥水分离功能,为后续处理单元提供优质出水。