第九章 1沉砂池和沉淀池的设计计算

- 1 -4.4.2 沉砂池要包括无机性的砂粒、其比重约为2.65。

涡流沉砂池以及斜板式沉砂池。

本设计中采用曝气(aeration)沉砂池。

其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便；且它受流量变化影响小，除砂率稳定。

同时，对污水也起到预曝气作用。

1.沉砂池主体设计： ⑴ 池子中总有效容积：t Q V ⨯⨯=60max式中 max Q ——最大设计流量，取274.1max =Q m 3/s ；t ——最大设计流量时的流行时间，一般为1～3min ，取2min 。

- 2 -由此得153260274.1=⨯⨯=V m3⑵ 水流断面积：1m axv Q A =式中 1v ——水流流速，06.01=v ～0.12m/s ，取0.08m/s 。

得1608.0274.1==A m 2取14m 2。

⑶ 池总宽度：2h A B =式中 2h ——设计有效水深（2～3m ），取2.5m 。

得4.65.216==B m ⑷ 每格池子宽度：设池子格数2=n 格，并按照并联设计。

当污水量较小时，可考虑一个工作，一个备用，得2.324.62===B b m 宽深比28.15.22.32==h b 介于1.0～1.5之间，符合要求。

⑸ 池总长度：9.1014153≈==A V L m 长宽比54.32.39.10<==b L- 3 -符合要求。

⑹ 每小时所需空气量：max 3600Q d q ⨯⨯=式中 d ——每m 3污水所需曝气量（m 3/m 3），d 值为0.1～0.2，取0.15；q ——所需曝气量（m 3/h ）。

得688274.115.03600=⨯⨯=q （m 3）采用压缩空气竖管连接穿孔管，管径2.5～6.0mm ，取3mm 。

⑺ 沉砂室所需容积：城市污水的沉砂量可按15～30m 3/106m 3计算，含水率为60%，容重为1500kg/m 3。

污水处理沉淀池设计计算
一、竖流沉淀池设计计算
1、结构形式
竖流沉淀池是指在沉淀池中水流的形式主要为垂直方向，其结构型式为圆筒形或梯形，可以实现污染物的沉淀、清除，同时也有污泥贮存的作用。

2、参数计算
（1）池底角α应满足θ≤30°，最好为18°～25°。

（2）池底距离：当水流速小于0.1m/s时，可以考虑安装沉淀池，此时距离可以定为0.7m；当流速大于0.1m/s时，可以考虑改善设备或设置沉淀池，此时距离可以定为1.2m。

（3）管线内径可以根据实际情况进行确定，一般内径可以确定为500mm～1000mm。

（4）池容量：可以根据污水日处理量来计算，一般池容量需大于日处理量的1.3倍。

3、主要工艺
（1）沉淀过程：污水进入沉淀池，污染物粒子在水力作用下不住自行沉淀到池底，沉淀过程可以分为凝聚期和沉淀期。

（2）搅拌过程：搅拌设备可以提高污水中污染物粒子之间的质量交换，增加沉淀率，减少污染物污泥的污染量。

二、斜管沉淀池设计计算
1、结构形式
斜管沉淀池是指，污水流入池中时，水流流向以倾斜斜管形式排列的深池，沉淀介质渗滤下来，在池底形成活性污泥后排出。

沉淀池的设计计算沉淀池是一种常用的水处理设备，通过引导水流使其中的杂质、悬浮固体和悬浮颗粒沉降到底部，从而达到去除污染物的目的。

沉淀池的设计需要考虑多个因素，包括水流速度、水流量、污染物颗粒大小等。

下面将详细介绍沉淀池的设计计算。

首先，需要确定沉淀池的设计参数。

设计参数包括沉淀池的尺寸、水流量和水流速度等。

确定这些参数需要考虑水处理系统的要求和实际情况。

1.沉淀池的尺寸：沉淀池的尺寸取决于水流量和水流速度。

一般来说，沉淀池的长度应为水流长度的3-4倍，宽度应为长度的1-1.5倍，深度应为宽度的0.5-0.6倍。

根据具体的水处理要求可以对这些比例进行调整。

2.水流量：水流量是指单位时间内通过沉淀池的水量。

水流量可以根据需要的水处理能力来确定。

水处理能力是指单位时间内处理水的能力，通常以每小时处理的水量来表示，单位为m3/h。

3.水流速度：水流速度是指水流通过沉淀池时的流速，通常以米/秒为单位。

水流速度的选择应根据污染物的密度和颗粒大小来确定。

一般来说，水流速度应使污染物能够在沉淀池内沉降到底部。

进行沉淀池设计计算时，需要考虑水流速度对沉淀效果的影响。

过高的水流速度会导致悬浮颗粒无法沉降，而过低的水流速度则会导致沉淀池体积增大。

下面是一个沉淀池设计的具体计算示例：假设需要设计一个沉淀池来处理废水，废水的水流量为100m3/h。

根据实际情况，可选择沉淀池尺寸为长10m、宽5m、深度2m。

首先计算废水在沉淀池中的停留时间。

停留时间是指废水在沉淀池中停留的平均时间，通常以小时为单位。

停留时间=沉淀池体积/水流量停留时间=(10*5*2)/100停留时间=1小时停留时间应根据实际情况来确定，可以根据废水的处理要求进行调整。

接下来计算水流速度。

可以根据停留时间和沉淀池的尺寸来计算。

水流速度=污水流量/沉淀池横截面积水流速度=100/(10*5)水流速度=2m/s最后根据水流速度的选择，可以根据污染物的密度和颗粒大小来确定。

沉淀池设计--实用计算.docx沉淀池沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物，是废水处理中应用最广泛的处理单元之一，可用于废水的处理、生物处理的后处理以及深度处理。

在沉砂池应用沉淀原理可以去除水中的无机杂质，在初沉池应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物和其他固体物，在二沉池应用沉淀原理可以去除生物处理出水中的活性污泥，在浓缩池应用沉淀原理分离污泥中的水分、使污泥得到浓缩，在深度处理领域对二沉池出水加絮凝剂混凝反应后应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物。

沉淀池包括进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区五个部分。

进水区和出水区的作用是使水流均匀地流过沉淀池，避免短流和减少紊流对沉淀产生的不利影响，同时减少死水区、提高沉淀池的容积利用率；沉淀区也称澄清区，即沉淀池的工作区，是沉淀颗粒与废水分离的区域；污泥区是污泥贮存、浓缩和排出的区域；缓冲区则是分隔沉淀区和污泥区的水层区域，保证已经沉淀的颗粒不因水流搅动而再行浮起。

沉淀池的原理沉淀池是利用水流中悬浮杂质颗粒向下沉淀速度大于水流向卜流动速度、或向下沉淀时间小于水流流出沉淀池的时间时能与水流分离的原理实现水的净化。

理想沉淀池的处理效率只与表面负荷有关，即与沉淀池的表面积有关，而与沉淀池的深度无关，池深只与污泥贮存的时间和数量及防止污泥受到冲刷等因素有关。

而在实际连续运行的沉淀池中，由于水流从出水堰顶溢流会带来水流的上升流速，因此沉淀速度小于上升流速的颗粒会随水流走，沉淀速度等于卜- 升流速的颗粒会悬浮在池中，只有沉淀速度大于上升流速的颗粒才会在池中沉淀下去。

而沉淀颗粒在沉淀池中沉淀到池底的时间与水流在沉淀池的水力停留时间有关，即与池体的深度有关。

理论上讲，池体越浅，颗粒越容易到达池底，这正是斜管或斜板沉淀池等浅层沉淀池的理论依据所在。

为了使沉淀池中略大于上升流速的颗粒沉淀下去和防止已沉淀下去的污泥受到进水水流的扰动而重新浮起，因而在沉淀区和污泥贮存区之间留有缓冲区，使这些沉淀池中略大于上升流速的颗粒或重新浮起的颗粒之间相互接触后，再次沉淀下去。

主要的设计计算有：〔1〕沉淀区有效水深2h2h q t =⋅ (2-15)式中 q — 外表负荷，m 3/(m 2·h)；〔单位时间内通过沉淀池单位外表积的流量〕t — 停留时间，h 。

〔2〕沉淀区总面积Amax 3600Q A q⨯= (2-16) 式中 max Q — 最大设计流量，m 3/s 。

〔3〕沉淀区有效容积V 112V A h =⋅ A 指的是沉淀区总面积，h 2指的是沉淀区有效水深或 1max V Q t =⋅ 〔2-18〕〔4〕沉淀区长度Lt L υ6.3= 〔2-19〕式中 υ— 最大设计流量时的水平流速，mm/s 。

按外表负荷设计平流池时，可按水平流速进行校核。

最大水平流速：初沉池7mm/s ，二沉池5 mm/s 。

〔5〕沉淀区总宽BL A B = 〔A 指的是沉淀区总面积，L 是沉淀区长度 〕 〔6〕沉淀池座数或分格数nbB n = 〔B 沉淀区总宽度〕 式中 b — 每座或每格沉淀池的宽度，m 。

沉淀池每格宽度〔或导流墙间距〕宜为3～8M ，〔7〕污泥区容积W污泥区容积应根据每日沉下的污泥量和污泥储存周期决定，计算公式为：T P C C Q W ⋅--=)100(100)(10γ (2-22)或 1000SNT W = (2-23) 式中 Q —设计流量, m 3/d ；C 0、C 1—进、出水中的悬浮物浓度, kg/m 3；γ—污泥密度，污泥主要为有机物且含水量水率大于95% 时，取1000 kg/m 3；P —污泥含水率,一般取95%～97%；T —两次排泥的时间间隔；S —每人每天产生的污泥量，L/(人·d)；N —设计人口数。

根据污泥区容积进一步确定、核算污泥斗的尺寸。

〔8〕沉淀池总高度H4321h h h h H +++= (2-24)式中 h 1 —超高，采用；h 2—沉淀区高度，m ；h 3—缓冲高度，m ；一般取。

h 4—污泥区高度，包括池底沉积污泥的梯形部分的高度和污泥斗的高度，m 。

沉淀池设计及计算沉淀池是处理污水中悬浮物的重要设施，在污水处理系统中起到去除固体颗粒和沉淀有机物的作用。

沉淀池的设计和计算是确保其正常运行和高效性能的关键。

首先，需要确定污水水力参数的合理选择。

污水水力参数包括出水水力负荷、污泥浓度、水力停留时间和污泥停留时间等。

出水水力负荷是沉淀池处理单位面积单位时间内的水量，一般选取的标准范围为0.2-0.6m³/(m²·h)。

污泥浓度是沉淀池中固体颗粒和有机物的质量浓度，一般应根据进水污水的特性来确定。

水力停留时间是指污水在沉淀池中停留的平均时间，一般取决于污水的水质和废水处理过程要求。

污泥停留时间是指污泥在沉淀池中停留的时间，一般应保证污泥的沉积和厌氧消化。

其次，需要确定污泥沉积速度。

污泥沉积速度是指在一定条件下，污水中的悬浮物沉降到给定深度所需的时间。

常用的污泥沉降速度计算方法有斯托克斯公式、塔斯基姆斯公式和歇尔克公式等。

根据具体情况选择合适的计算方法，并结合污水水质和水力参数计算污泥沉积速度。

然后，需要进行沉淀池长度的计算。

沉淀池长度的计算可以根据污泥沉降速度和水力参数来确定。

一般选取污泥滞留时间的1.2倍作为沉淀池的长度。

同时，还需考虑污泥回流系统的设计，保证污泥有充分的沉降时间。

最后，需进行搅拌装置的设计。

搅拌装置在沉淀池中起到保持悬浮物悬浮状态、防止污泥糊化和促进沉积的作用。

搅拌装置的设计应根据水力特性和搅拌能力来确定，确保悬浮物均匀分布和污泥沉积的效果。

在沉淀池设计和计算中，还需要考虑其他因素，如排放标准、运维成本、设备选型和可持续性等。

通过合理的设计和计算，可以确保沉淀池的高效运行和有效处理污水中的悬浮物。

沉淀池沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物，是废水处理中应用最广泛的处理单元之一，可用于废水的处理、生物处理的后处理以及深度处理。

在沉砂池应用沉淀原理可以去除水中的无机杂质，在初沉池应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物和其他固体物，在二沉池应用沉淀原理可以去除生物处理出水中的活性污泥，在浓缩池应用沉淀原理分离污泥中的水分、使污泥得到浓缩，在深度处理领域对二沉池出水加絮凝剂混凝反应后应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物。

沉淀池包括进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区五个部分。

进水区和出水区的作用是使水流均匀地流过沉淀池，避免短流和减少紊流对沉淀产生的不利影响，同时减少死水区、提高沉淀池的容积利用率；沉淀区也称澄清区，即沉淀池的工作区，是沉淀颗粒与废水分离的区域；污泥区是污泥贮存、浓缩和排出的区域；缓冲区则是分隔沉淀区和污泥区的水层区域，保证已经沉淀的颗粒不因水流搅动而再行浮起。

沉淀池的原理沉淀池是利用水流中悬浮杂质颗粒向下沉淀速度大于水流向卜流动速度、或向下沉淀时间小于水流流出沉淀池的时间时能与水流分离的原理实现水的净化。

理想沉淀池的处理效率只与表面负荷有关，即与沉淀池的表面积有关，而与沉淀池的深度无关，池深只与污泥贮存的时间和数量及防止污泥受到冲刷等因素有关。

而在实际连续运行的沉淀池中，由于水流从出水堰顶溢流会带来水流的上升流速，因此沉淀速度小于上升流速的颗粒会随水流走，沉淀速度等于卜-升流速的颗粒会悬浮在池中，只有沉淀速度大于上升流速的颗粒才会在池中沉淀下去。

而沉淀颗粒在沉淀池中沉淀到池底的时间与水流在沉淀池的水力停留时间有关，即与池体的深度有关。

理论上讲，池体越浅，颗粒越容易到达池底，这正是斜管或斜板沉淀池等浅层沉淀池的理论依据所在。

为了使沉淀池中略大于上升流速的颗粒沉淀下去和防止已沉淀下去的污泥受到进水水流的扰动而重新浮起，因而在沉淀区和污泥贮存区之间留有缓冲区，使这些沉淀池中略大于上升流速的颗粒或重新浮起的颗粒之间相互接触后，再次沉淀下去。

沉砂池：采用曝气沉砂池 Q=0.77s /m 3
1、设计参数
（1）旋流速度控制在0.25--0.30m/s ；
（2）最大流量时的停留时间为1--3min ，水平流速为0.1m/s ；
(3)有效水深为2--3m ，宽深比为10--1.5，长宽比可达5；
(4)曝气装置可采用压缩空气竖式管链接穿孔管（穿孔孔径为2.5--60mm ）每3m 污水所需 曝气量为0.1--0.23m 或每2m 池表面积3--5h /m 3。

2、设计计算：
（1）池子总有效容积：设t=2min ， 3max m 4.9260277.060t Q v =⨯⨯=⨯=
（2）水流断面积：设m/s 1.0v 1=，
21max m 7.71
.077.0v Q A === （3）池子总宽度：取池子的有效水深m 5.2h 2=,池底坡度0.5m ，超高0.6m ，则池子的
m 08.35.27.7h A B 2===
（4）池长
m 127
.74.92A ===V L （5）沉砂池沉砂斗容量：
0m 16.67.70.18.0V =⨯⨯=
（6）沉砂池沉砂斗容量：
0m 16.67.70.18.0V =⨯⨯=
（7）沉砂池实际沉砂量：设含沙量为3
63m 10/m 20污水，没两天排沙一次 336'016.676.228640010
8.020V m m <=⨯⨯⨯=
（8）每小时所需空气量：设曝气管侵水深度为 2.8m ，查表选单位池长所需空气量h /m 253
3496215.17.728h %151A 28q m =⨯⨯⨯=+⨯=）（
式中（1+15%）为考虑到进出口条件而增长的池长。

沉砂池的计算沉砂池是污水处理中的一道重要设施，其主要作用是通过重力分离的方式去除污水中的砂粒、砾石等无机颗粒物质，以保护后续处理构筑物和设备的正常运行。

沉砂池的设计计算需要考虑多个因素，包括污水流量、水质、颗粒物的特性、沉砂池的结构形式等。

一、设计参数的确定1.污水流量沉砂池的设计首先需要确定污水流量，即单位时间内需要处理的污水量。

污水流量可以通过实地测量或根据相关资料估算得出。

在设计时，需要考虑污水流量的变化范围，以确定沉砂池的处理能力。

2.水质沉砂池的设计还需要考虑污水的水质，包括悬浮物的浓度、颗粒物的粒径分布、有机物的含量等。

这些因素直接影响沉砂池的处理效果和结构形式。

3.颗粒物的特性沉砂池中需要去除的主要是无机颗粒物质，如砂粒、砾石等。

这些颗粒物的密度、粒径、形状等特性对沉砂池的设计有很大影响。

例如，密度大的颗粒物容易沉降，而密度小的颗粒物则需要更长的沉降时间。

4.沉砂池的结构形式沉砂池有多种结构形式，包括平流式、竖流式、曝气式等。

不同结构形式的沉砂池在处理效果、占地面积、投资成本等方面有所不同，需要根据实际情况选择。

二、设计计算1.沉砂池容积的计算沉砂池的容积需要根据污水流量和沉降时间来确定。

沉降时间是指颗粒物在沉砂池中沉降所需的时间，一般根据颗粒物的特性和水质来确定。

容积计算公式为：V = Q × t其中，V为沉砂池容积，Q为污水流量，t为沉降时间。

2.沉砂池面积的计算沉砂池的面积需要根据容积和有效水深来确定。

有效水深是指沉砂池中水深的最大值，一般根据结构形式和水力条件来确定。

面积计算公式为：A = V / h其中，A为沉砂池面积，h为有效水深。

3.沉砂池长宽比的确定沉砂池的长宽比需要根据结构形式和水力条件来确定。

一般来说，平流式沉砂池的长宽比为3~5，竖流式沉砂池的长宽比为1~2。

长宽比的合理取值可以提高沉砂池的处理效果和水力稳定性。

4.沉砂池出水口高度的确定沉砂池的出水口高度需要根据沉降时间和有效水深来确定。

各种沉淀池设计计算沉淀池是用于将悬浮物质沉淀下来并从水中清除的设备。

它是水处理过程中的关键设备之一，被广泛应用于自来水厂、污水处理厂、工业废水处理等领域。

本文将介绍几种常见的沉淀池设计计算方法。

1.理论沉淀时间计算理论沉淀时间是指水在沉淀池中停留的时间，通常以小时为单位。

根据悬浮物质的沉降速度来计算理论沉淀时间，可以使用斯托克斯定律：V = (gd^2(ρp-ρf))/(18μ)其中，V是沉降速度，g是重力加速度，d是颗粒的等效直径，ρp是颗粒的密度，ρf是液体的密度，μ是液体的黏度。

根据所需的沉淀效果，可以根据V计算出理论沉淀时间。

2.设计池体尺寸池体尺寸的设计主要包括沉淀池的水面面积和深度。

水面面积的设计通常根据所需的处理能力来确定。

常用的计算方法有：A=Q/(VS)其中，A是池体的水面面积，Q是流量，VS是水面上游速度。

根据经验值，流速通常为0.15-0.3m/s。

沉淀池的深度会影响水在池中的停留时间，一般情况下，深度在1.5-4米之间。

较高的深度可以增加水在池中的停留时间，提高沉淀效果。

3.污泥容量计算污泥容量是指沉淀池中可以存放的污泥的量。

可以通过计算沉淀池的有效体积来确定污泥容量。

沉淀池的有效体积可以通过计算沉淀池的总体积减去污泥底板的体积来得到。

V=A×H其中，V是沉淀池的总体积，A是水面面积，H是深度。

沉淀池中的污泥一般采用泥底流出方式排除。

泥底板的体积可以通过计算泥底板的面积与高度来得到。

4.污泥泵排泥时间计算污泥泵排泥时间是指从沉淀池中排泥的时间，通常以分钟为单位。

污泥泵排泥时间可以通过计算泥底板上沉淀的污泥的总质量与泵的排泥能力来得到。

T=M/(Qp)其中，T是排泥时间，M是泥底板上沉淀的污泥的质量，Qp是泵的排泥能力。

以上是几种常见的沉淀池设计计算方法，通过计算沉淀时间、池体尺寸、污泥容量和污泥泵排泥时间等参数，可以实现沉淀池的合理设计，提高水处理效果。

对于具体的设计，还需要考虑水质特征、处理工艺和设备的选择等因素。