平流式沉淀池计算说明书
平流式沉淀池
平流式沉淀池是污水处理系统中常用的重力沉淀设备,通过水流沿水平方向缓慢流动,使悬浮颗粒在重力作用下沉降分离,其结构由进水区、沉淀区、出水区、污泥区及排泥装置组成,具有构造简单、处理效果稳定、适应水量变化大等特点,广泛应用于城市污水处理、工业废水处理及给水预处理等领域。

设计基本参数
(一)设计流量
根据《室外排水设计规范》(GB 50014-2021),选取设计流量 ( Q = 1000 , text{m}^3/text{d} )(即平均日流量)。
- 时变化系数 ( Kh = 1.2 )(中、小型城市污水厂),则最大日流量 ( Q{text{max}} = K_h cdot Q = 1200 , text{m}^3/text{d} )。
- 小时平均流量 ( Q_h = frac{Q}{24} = frac{1000}{24} approx 41.67 , text{m}^3/text{h} )。
(二)设计参数选取
- 表面负荷率 ( v = 2 , text{m}^3/(text{m}^2 cdot text{h}) )(适用于中低浓度污水);
- 沉淀时间 ( t = 1.5 , text{h} );
- 水深 ( h = 3.0 , text{m} )(满足沉淀区有效水深要求);
- 污泥区容积按每日污泥量计算,污泥龄 ( theta_c = 2 , text{d} ),污泥密度 ( rho_s = 1000 , text{kg/m}^3 )。
沉淀面积计算
沉淀面积 ( A ) 由设计流量、表面负荷率和沉淀时间决定,公式为:
[ A = frac{Q_h}{v cdot t} ]
代入参数计算:
[ A = frac{41.67}{2 times 1.5} approx 13.89 , text{m}^2 ]
池体平面尺寸确定
为便于施工和维护,取池长 ( L = 10.0 , text{m} ),则池宽 ( B = frac{A}{L} = frac{13.89}{10} approx 1.39 , text{m} ),取 ( B = 1.4 , text{m} )。
- 长宽比 ( frac{L}{B} = frac{10}{1.4} approx 7.14 ),符合规范要求(一般 ( 4 sim 10 ))。
池体尺寸与水力条件校核
(一)池体总尺寸
- 沉淀区尺寸:长 ( L = 10.0 , text{m} ),宽 ( B = 1.4 , text{m} ),深 ( h = 3.0 , text{m} );
- 进水区与出水区宽度:各取 ( 0.5 , text{m} );
- 总长度 ( L_{text{总}} = L + 0.5 + 0.5 = 11.0 , text{m} );
- 总宽度 ( B_{text{总}} = B + 0.5 + 0.5 = 2.4 , text{m} );
- 总深度 ( H = h + 0.5 , text{m} )(超高),即 ( H = 3.5 , text{m} )。
(二)水平流速校核
水平流速 ( u ) 由公式 ( u = frac{Q_h}{B cdot h} ) 计算:
[ u = frac{41.67}{1.4 times 3.0} approx 0.99 , text{m/h} ]
符合规范要求(水平流速 ( leq 5 , text{mm/s} ),即 ( leq 4.32 , text{m/h} ))。

污泥区设计
(一)每日污泥量计算
去除率 ( E ) 由表面负荷率计算:
[ E = 1 – frac{1}{v} = 1 – frac{1}{2} = 50% ]
每日污泥量 ( V_s ) 为:
[ V_s = Q cdot (1 – E) cdot theta_c = 1000 times (1 – 0.5) times 2 = 1000 , text{m}^3/text{d} ]
(注:此处按体积计算,实际工程中需转换为质量,需结合污泥含水率调整。)
(二)污泥区容积计算
污泥区容积 ( V{text{sludge}} ) 需满足每日污泥量存储需求,取污泥区水深 ( h{text{sludge}} = 1.5 , text{m} ),则:
[ V{text{sludge}} = L cdot B cdot h{text{sludge}} = 10 times 1.4 times 1.5 = 21 , text{m}^3 ]
(满足每日污泥存储需求,预留排泥周期。)
排泥装置设计
采用静水压力排泥,污泥斗倾角 ( 60^circ ),污泥斗容积按每日污泥量计算,确保排泥顺畅。
关键参数汇总表
| 项目 | 参数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 设计流量 | ( 1000 , text{m}^3/text{d} ) | 平均日流量 |
| 表面负荷率 | ( 2 , text{m}^3/(text{m}^2 cdot text{h}) ) | 沉淀效率指标 |
| 沉淀时间 | ( 1.5 , text{h} ) | 沉淀效果保障 |
| 池体尺寸 | 长 ( 10 , text{m} ),宽 ( 1.4 , text{m} ),深 ( 3.0 , text{m} ) | 结构合理性 |
| 水平流速 | ( 0.99 , text{m/h} ) | 符合水力条件 |
| 污泥区容积 | ( 21 , text{m}^3 ) | 满足排泥需求 |
相关问答FAQs
如何选择沉淀时间?
答:沉淀时间 ( t ) 是平流式沉淀池的重要设计参数,直接影响沉淀效果,通常根据污水水质、悬浮物浓度和表面负荷率综合确定,对于中低浓度污水,沉淀时间一般取 ( 1 sim 2 , text{h} );对于高浓度或含油污水,可适当延长至 ( 2 sim 3 , text{h} ),选择时需结合实际运行经验,确保去除率达到设计要求。

表面负荷率 ( v ) 的取值依据是什么?
答:表面负荷率 ( v ) 是单位沉淀面积单位时间内的处理水量,是衡量沉淀池处理能力的关键指标,其取值需考虑污水水质(如悬浮物浓度、颗粒大小)、水温(水温影响颗粒沉降速度)、沉淀池类型等因素,城市污水一般取 ( 1 sim 3 , text{m}^3/(text{m}^2 cdot text{h}) ),工业废水根据水质特性调整(如高浊度水取值较低),选择时需通过试验或参考类似工程确定,确保沉淀效率与经济性平衡。
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