平流式沉淀池的设计计算步骤与关键参数如何确定？

平流式沉淀池是水处理工程中常用的重力沉淀设施，通过水流水平流动与重力沉降的协同作用，有效去除水中的悬浮颗粒，其计算是沉淀池设计的基础环节，需结合设计流量、沉淀时间、表面负荷等关键参数，确保处理能力与效率达标，以下从基本原理、设计参数、计算步骤及注意事项展开说明,并附常见问题解答。

基本原理与设计参数

平流式沉淀池的核心工作原理是：水流从池的一端水平流入，经沉淀区后从另一端流出，悬浮颗粒在重力作用下下沉至池底，通过排泥设施清除，其关键设计参数包括：

平流式沉淀池的计算需遵循“确定参数→计算面积→确定池体尺寸→排泥设计”的逻辑，具体步骤如下：

过流面积是沉淀池水平方向的截面积，需满足水流流速要求。
公式：
[ A = frac{Q}{v} ]
Q为设计流量（m³/s），v为水平流速（m/s）。

有效水深需结合沉淀时间与过流面积确定，确保颗粒有足够沉降时间。
公式：
[ h = frac{Q cdot t}{A} ]
t为沉淀时间（s），Q为设计流量（m³/s），A为过流面积（m²）。

过流面积与池宽、池长的关系为：
[ A = W cdot L ]

沉泥体积（V泥）：
[ V泥 = A cdot h泥 cdot n ]
h泥为泥斗高度（通常0.3-0.5m），n为格数。
排泥流量（Q泥）：
[ Q泥 = frac{V泥}{3600 cdot t排} ]
t排为排泥时间（h，通常1-2h）。
排泥管直径（d）：
[ d = sqrt{frac{2Q泥}{pi cdot v泥 cdot 4}} ]
v泥为排泥管内流速（通常0.01-0.02m/s）。

以生活污水设计流量Q=100m³/h（0.0278m³/s）、沉淀时间t=2h（7200s）、水平流速v=15mm/s（0.015m/s）为例：

计算过流面积：
[ A = frac{0.0278}{0.015} approx 1.853 , m² ]
确定有效水深：取h=2.0m（符合常规范围）。
计算池体尺寸：
- 池宽W=3m，池长L=12m（A=3×12=36m² > 1.853m²，满足要求）。
- 格数n=2，实际过流面积A实际=36/2=18m² > 1.853m²。
排泥设计：
- 沉泥体积：V泥=18×0.4×2=14.4m³（h泥=0.4m）。
- 排泥流量：Q泥=14.4/(3600×1.5)≈2.67L/s。
- 排泥管直径：d≈0.15m（取DN150）。

Q1：如何根据水质选择沉淀时间？
A1：沉淀时间的选择主要依据水质中悬浮颗粒的沉降速度，对于生活污水，一般沉淀时间取1-2h；对于工业废水（如含有较大颗粒的废水），沉淀时间可能需要3-4h甚至更长，可通过试验（如沉降试验）确定最佳沉淀时间，确保颗粒沉降效率达到设计要求。
Q2：表面负荷与沉淀效率有何关系？
A2：表面负荷是单位时间内单位面积沉淀池的处理水量，是衡量沉淀池效率的关键指标，表面负荷越高，单位时间内通过沉淀池的水量越多，颗粒沉降时间越短，若表面负荷超过颗粒沉降所需的负荷，会导致沉淀效率下降（如颗粒无法完全沉降），因此表面负荷的选择需根据颗粒沉降速度和沉淀时间综合确定,通常通过试验确定最佳表面负荷。

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