平流式沉淀池流量计算
平流式沉淀池是污水处理系统中常用的重力沉淀设施,其核心功能是通过重力作用去除水中的悬浮颗粒物,流量计算是沉淀池设计的关键环节,直接影响沉淀效果与设备投资,本文将系统阐述平流式沉淀池流量计算的方法、步骤及关键影响因素,为工程设计提供参考。

平流式沉淀池基本原理与设计参数
平流式沉淀池呈长方形,水流沿池长方向平行流动,通过重力作用使悬浮颗粒沉降至池底,污泥通过排泥系统排出,其工作原理基于“重力沉降”与“水平流速控制”:水流速度需低于颗粒的沉降速度,确保颗粒有足够时间沉降。
关键设计参数包括:
- 有效水深(h):沉淀池内有效水深,通常取2~3 m(需考虑排泥设备高度);
- 池宽(b):沉淀池的宽度,需满足宽度与长度的比例要求(如b/L ≤ 1/4);
- 池长(L):沉淀池的长度,与水流方向一致;
- 表面负荷(q):单位面积沉淀池在单位时间内的处理水量(m³/(m²·h)),是流量计算的核心指标;
- 停留时间(t):水流在池内的停留时长(h),反映沉淀效率。
流量计算的基本公式与步骤
流量计算需结合设计流量(Q设计)与校核流量(Q校核)两个阶段,分别确定沉淀池尺寸与校核条件。
(一)设计流量计算
设计流量基于正常工况下的处理水量,通过表面负荷法或停留时间法确定沉淀池表面积(A),再计算各几何尺寸。

表面负荷法公式:
( q = frac{Q}{A} implies A = frac{Q}{q} )
q为表面负荷(m³/(m²·h)),Q为设计流量(m³/h),A为沉淀池表面积(m²)。停留时间法公式:
( t = frac{V}{Q} implies V = A times h = Q times t implies A = frac{Q times t}{h} )
t为停留时间(h),V为沉淀池有效容积(m³),h为有效水深(m)。
(二)校核流量计算
校核流量需考虑高峰流量(如暴雨期或生产高峰),通常取设计流量的1.2~1.5倍,确保校核流量下沉淀效率不降低,校核方法与设计流量一致,但需验证校核条件下的表面负荷是否在合理范围内。
关键参数的确定
- 表面负荷(q):与悬浮物性质、水温等因素相关,常见范围:城市污水为1.5~3.0 m³/(m²·h);工业废水根据悬浮物浓度调整,低浓度时取高值。
- 停留时间(t):通常取1~2 h,低浊度水可延长至2~4 h,高浊度水缩短至0.5~1 h。
- 有效水深(h):一般取2~3 m,需确保排泥系统有效,避免污泥积压。
计算示例
以设计流量( Q_{text{设计}} = 300 , text{m}^3/text{h} )为例,计算沉淀池尺寸:

- 选择参数:表面负荷( q = 2.0 , text{m}^3/(text{m}^2 cdot text{h}) ),停留时间( t = 1.5 , text{h} ),有效水深( h = 2.5 , text{m} )。
- 计算表面积:
( A = frac{Q}{q} = frac{300}{2.0} = 150 , text{m}^2 )(或通过停留时间法验证:( A = frac{Q times t}{h} = frac{300 times 1.5}{2.5} = 180 , text{m}^2 ),此处以表面负荷法为准)。 - 确定池宽与池长:选择池宽( b = 3 , text{m} )(满足( b/L leq 1/4 )),则池长( L = frac{A}{b} = frac{150}{3} = 50 , text{m} )。
- 校核流量:取( Q{text{校核}} = 1.2 times 300 = 360 , text{m}^3/text{h} ),校核表面负荷( q{text{校核}} = frac{360}{150} = 2.4 , text{m}^3/(text{m}^2 cdot text{h}) ),仍在合理范围(≤3.0),满足要求。
影响因素分析
- 水温:水温升高,水的黏度降低,颗粒沉降速度加快,可适当提高表面负荷。
- 悬浮物浓度:浓度过高会导致污泥膨胀,需降低表面负荷或缩短停留时间。
- 池型与流速:平流式沉淀池的水平流速不宜过高(一般≤5 mm/s),否则颗粒无法沉降。
- 排泥方式:机械排泥时,需确保排泥系统有效,否则污泥积压影响沉淀效果。
平流式沉淀池流量计算是污水处理工程中的关键环节,需综合考虑设计流量、表面负荷、停留时间等参数,通过科学计算确定沉淀池尺寸,确保处理效果达标,实际工程中需根据水质特性、运行经验调整参数,保证计算结果的准确性。
相关问答FAQs
平流式沉淀池流量计算时,表面负荷和停留时间如何选择?
答:表面负荷(q)反映单位面积的处理能力,通常根据悬浮物性质选择,如城市污水q=1.5~3.0 m³/(m²·h);停留时间(t)反映水流在池内的停留时长,一般取1~2 h,低浊度水可延长,二者需匹配,如高表面负荷对应短停留时间,反之亦然。校核流量与设计流量的区别及计算方法?
答:设计流量是正常工况下的处理量,校核流量是高峰流量(如暴雨期或生产高峰),需确保校核流量下沉淀效率不降低,计算时,校核流量( Q{text{校核}} = 1.2~1.5 times Q{text{设计}} ),再通过表面负荷法计算校核下的表面积,验证是否满足沉淀要求。
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