平流式预沉池的设计计算

平流式预沉池是污水处理系统中重要的预处理单元,通过重力沉降去除水中的悬浮颗粒,为后续处理环节提供稳定的水质条件,其设计计算需遵循水力、沉淀及污泥处理等原则,确保高效、稳定运行。
设计基本参数
平流式预沉池的设计参数需结合工程规模、进水水质及处理要求确定,主要包括:

- 设计流量(Q):根据污水处理厂设计总水量确定,通常取平均流量。
- 最大流量(Q_max):考虑高峰流量,用于校核池体尺寸。
- 设计停留时间(t):通常为1.0~2.0小时,需满足悬浮物沉降需求。
- 水平流速(v):一般取3~6 mm/s,控制范围以避免悬浮物被带出。
- 有效水深(h):沉淀区水深,通常为2.0~4.0米,需保证沉淀效率。
沉淀区设计计算
沉淀区是平流式预沉池的核心区域,需通过以下步骤确定尺寸:
- 沉淀面积计算
沉淀区面积 ( A_p = frac{Q}{v times 3600} )
( Q ) 为设计流量(m³/h),( v ) 为水平流速(m/s)。 - 有效水深计算
有效水深 ( h = v times t )(( t ) 为设计停留时间,单位:小时) - 池体尺寸确定
沉淀区长度 ( L = frac{A_p}{B} )
( B ) 为池宽(m),池宽需满足水流稳定要求,一般取1.5~3.0米,长度与宽度比(L/B)通常大于4。
污泥区设计计算
污泥区用于储存和排放沉淀污泥,设计需考虑污泥体积及停留时间:

- 污泥体积计算
污泥体积 ( V_s = Q times t_s times 1000 )
( t_s ) 为污泥停留时间(d),通常取1~3天。 - 污泥区面积计算
污泥区面积 ( A_s = frac{V_s}{h_s} )
( h_s ) 为污泥区高度(m),一般取0.5~1.0米。 - 污泥区尺寸确定
污泥区宽度与沉淀区相同,长度根据污泥体积和高度计算。
进出口及导流设施设计
进出口设计需保证水流均匀分布,减少短流现象:
- 进水渠:采用渐缩或渐扩设计,流速控制在0.6~1.0 m/s。
- 出水渠:与进水渠对称,流速匹配,防止悬浮物沉积。
- 导流板/整流板:沿池长方向设置,间距0.5~1.0米,高度为有效水深的1/3~1/2,引导水流平缓流动。
计算示例(设计流量Q=1000 m³/h)
| 项目 | 参数值 | 计算过程 |
|---|---|---|
| 设计流量(Q) | 1000 m³/h | 取设计流量 |
| 水平流速(v) | 3 mm/s = 0.003 m/s | 控制范围,避免悬浮物被带出 |
| 有效水深(h) | 3 m | 取工程经验值,满足沉降需求 |
| 沉淀时间(t_p) | 67 h | ( t_p = h / v ) |
| 沉淀区面积(A_p) | 67 m² | ( A_p = Q/(v×3600) ) |
| 沉淀区长度(L) | 31 m | 取整数,宽度B=3m |
| 污泥停留时间(t_s) | 2 d | 取经验值,满足污泥处理需求 |
| 污泥体积(V_s) | 48 m³ | ( V_s = Q×t_s×1000 )(单位m³) |
| 污泥区高度(h_s) | 8 m | 取经验值,满足污泥储存需求 |
| 污泥区面积(A_s) | 60 m² | ( A_s = V_s / h_s ) |
| 污泥区长度(L_s) | 20 m | 取整数,宽度B_s=3m |
相关问答(FAQs)
- 问题:平流式预沉池的设计停留时间如何确定?
解答:设计停留时间需根据进水水质(悬浮物浓度、颗粒大小)和处理要求确定,通常取1.0~2.0小时,对于高悬浮物浓度的进水,可适当延长停留时间至2~3小时,以提升沉淀效果。 - 问题:污泥区的设计考虑哪些关键因素?
解答:污泥区设计需考虑污泥停留时间(1~3天)、污泥含水率(通常95%)、污泥体积(通过污泥产量计算)、污泥区高度(0.5~1.0米)及池体结构(防止污泥积聚和厌氧发酵)。
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