平流式二沉池排泥管计算中，如何准确确定管径和流速参数？

平流式二沉池排泥管计算

平流式二沉池是污水处理工艺中的核心单元,其排泥系统直接关系到污泥的收集与输送效率，排泥管作为连接污泥斗与后续处理单元的关键管道，其设计计算需兼顾水力条件、污泥特性及运行可靠性，以下从设计基础、计算步骤、案例应用及注意事项等方面展开阐述。

平流式二沉池通过水流平推作用实现泥水分离,池底污泥通过排泥管收集并输送至污泥处理单元（如污泥浓缩池、消化池），排泥管的核心作用是保障污泥顺畅流动，避免沉积与堵塞，确保系统稳定运行，其设计需结合池体结构、污泥产量及水力条件综合考量。

排泥管计算的核心是确定污泥产量、污泥浓度及管内流速，以下是关键参数说明：

污泥产量计算
污泥产量（干重）由污水流量、BOD去除量及污泥产率系数决定，公式为：
[
Q_s = Q cdot (S_0 – S_e) cdot Y cdot 10^{-3}
]
- (Q)：污水设计流量（m³/d）；
- (S_0)：进水BOD浓度（mg/L）；
- (S_e)：出水BOD浓度（mg/L）；
- (Y)：污泥产率系数（kg VSS/kg BOD去除），通常取0.5~0.7（根据工艺调整）。
污泥浓度确定
排泥管内污泥浓度（质量分数）一般取1%~3%，常用范围2%~2.5%，浓度越高，所需管径越小，但需保证流速≥0.6m/s以防止沉积。
流速与坡度要求
- 流速：重力排泥时，管内流速应不小于0.6m/s；泵提升排泥时，流速可适当降低，但需满足泵的流量要求。
- 坡度：排泥管坡度应≥0.01（即1%），确保污泥沿重力方向流动，避免淤积。

以某污水处理厂（设计流量(Q=50000,text{m}^3/text{d})、(S_0=200,text{mg/L})、(S_e=20,text{mg/L})、(Y=0.6)）为例，计算过程如下：

计算污泥干重产量
BOD去除量：(50000 times (200-20)/1000 = 9800,text{kg/d})
污泥产量（VSS）：(9800 times 0.6 = 5880,text{kg/d})
干污泥量（假设VSS占干污泥70%）：(5880 / 0.7 approx 8400,text{kg/d})
确定污泥体积流量
污泥密度(rho_s=1050,text{kg/m}^3)，浓度(C=2%)，则体积流量：
[
V = frac{Q_s}{rho_s cdot C} = frac{8400}{1050 times 0.02} = 400,text{m}^3/text{d}
]
计算设计流量与管径
排泥周期(t=24,text{h})，设计流量：(Q_{text{管}} = 400/24 = 16.67,text{m}^3/text{h})
设定流速(v=0.7,text{m/s})（满足≥0.6m/s要求），管径计算公式：
[
d = sqrt{frac{4Q}{pi v}}
]
代入数值：(d = sqrt{frac{4 times 16.67}{3.14 times 0.7}} = sqrt{30.33} approx 5.5,text{m})，实际取整为DN600（直径0.6m）。

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