如何确定平流式沉淀池的负荷与长宽计算参数？

平流式沉淀池的负荷和长宽计算

平流式沉淀池是污水处理中常用的重力沉降设备,通过水流沿水平方向流动，使悬浮颗粒在重力作用下沉淀，从而分离污水中的固体杂质，其结构包括进水区、沉淀区、出水区、污泥区等，适用于城市污水、工业废水处理，尤其适合处理含悬浮物浓度较高的废水。

设计负荷计算

设计负荷是平流式沉淀池的核心参数,直接影响沉淀效果和池体尺寸，主要计算指标包括表面负荷率和容积负荷率。

1. 表面负荷率（q）
   单位时间内单位沉淀池表面积的处理水量，公式为：
   [
   q = frac{Q}{A}
   ]
   ( Q ) 为设计流量（( text{m}^3/text{h} )），( A ) 为沉淀池表面积（( text{m}^2 )），表面负荷率需根据水质、水温、沉淀时间等因素确定，一般城市污水表面负荷率为 ( 1.0 – 2.0 , text{m}^3/(text{m}^2·text{h}) )，工业废水需结合实际试验调整。

2. 容积负荷率（U）
   单位时间内单位沉淀池容积的处理水量，公式为：
   [
   U = frac{Q}{V}
   ]
   ( V ) 为沉淀池有效容积（( text{m}^3 )），容积负荷率用于评估沉淀池的容积效率，一般控制在 ( 0.5 – 1.5 , text{m}^3/(text{m}^3·text{d}) )。

计算时需考虑水温对沉淀速度的影响（如水温升高，颗粒沉降速度加快），可通过斯托克斯公式修正：
[
v = frac{g·(ρ_s – ρ)·d^2}{18·μ}
]
( g ) 为重力加速度（( 9.81 , text{m/s}^2 )），( ρ_s ) 为颗粒密度（( text{kg/m}^3 )），( ρ ) 为水密度（( text{kg/m}^3 )），( d ) 为颗粒直径（( text{m} )），( μ ) 为水的动力黏度（( text{Pa·s} )）。

长宽尺寸计算

长宽尺寸的计算基于沉淀时间、表面负荷率和有效水深，步骤如下：

计算实例分析

以某城市污水处理厂为例,设计流量 ( Q = 1000 , text{m}^3/text{h} )，沉淀时间 ( t = 2 , text{h} )，表面负荷率 ( q = 1.5 , text{m}^3/(text{m}^2·text{h}) )，水温 ( 20^circtext{C} )（动力黏度 ( μ = 1.002×10^{-3} , text{Pa·s} )）。

1. 计算沉淀池表面积
   [
   A = frac{Q}{q} = frac{1000}{1.5} approx 666.7 , text{m}^2
   ]

2. 确定有效水深
   取水流流速 ( v = 0.0008 , text{m/s} )（( 0.8 , text{m/h} )），则有效水深：
   [
   h = v·t = 0.0008×2×3600 approx 5.76 , text{m}
   ]
   （实际有效水深需调整至 ( 2.0 , text{m} ) 以符合规范）

3. 计算长宽尺寸
   取池宽 ( b = 10 , text{m} )，则池长：
   [
   L = frac{A}{b} = frac{666.7}{10} approx 66.7 , text{m}
   ]
   长宽比 ( L/b = 66.7/10 = 6.7:1 )，符合推荐范围。

4. 校核
   有效水深 ( h = 2.0 , text{m} )，符合 ( 1.5 – 3.0 , text{m} ) 的要求；长宽比 ( 6.7:1 ) 合理，沉淀效果良好。

   

FAQs

1. 如何确定平流式沉淀池的表面负荷率？
   答：表面负荷率需根据水质特性（如悬浮物浓度、颗粒粒径分布）、水温、沉淀时间等因素综合确定，城市污水一般取 ( 1.0 – 2.0 , text{m}^3/(text{m}^2·text{h}) )，工业废水需通过试验或参考类似工程数据调整，避免过高导致沉淀效果差，过低则池体尺寸过大。

2. 长宽比对平流式沉淀池的沉淀效果有何影响？
   答：长宽比（( L/b )）影响水流流速分布和沉淀效果，长宽比过小（如 ( < 4:1 )），水流易产生短流，沉淀效果差；长宽比过大（如 ( > 10:1 )），池体过长，施工和维护难度增加，且可能因水流速度过慢导致污泥沉积，推荐长宽比在 ( 5:1 – 8:1 ) 之间，既保证沉淀效果，又兼顾池体尺寸的合理性。