沉淀池设计计算
沉淀池设计计算
二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脱落的生物膜）。 本设计二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。
4.4.1设计要求
（1）沉淀池个数或分格数不应少于两个，并宜按并联系列设计；
（2）沉淀池的直径一般不小于10m ；当直径大于20mm 时，应采用机械排泥；
（3）沉淀池有效水深不大于4m ，池子直径与有效水深比值不小于6；
（4）池子超高至少应采用0.3m ；
（5）为了使布水均匀，进水管四周设穿孔挡板，穿孔率为10%—20%。出水堰应用锯齿三角堰，堰前设挡板，拦截浮渣。
（6）池底坡度不小于0.05；
（7）用机械刮泥机时，生活污水沉淀池的缓冲层上缘高出刮板0.3m ，工业废水沉淀池的缓冲层高度可参照选用，或根据产泥情况适当改变其高度。
（8）当采用机械排泥时，刮泥机由绗架及传动装置组成。当池径小于20m 时用中心传动，当池径大于20m 时用周边传动，转速为1.0—
1.5m/min（周边线速），将污泥推入污泥斗，然后用静水压力或污泥泵排除；作为二沉池时，沉淀的活性污泥含水率高达99%以上，不可能被刮板刮除，可选用静水压力排泥。
（9）进水管有压力时应设置配水井，进水管应由井壁接入不宜由井
底接入，且应将进水管的进口弯头朝向井底。
4.4.2设计参数
（1）表面负荷取0.8—2m 3/m2.h ，沉淀效率40%—60%；
（2）池子直径一般大于10m ，有效水深大于3m ；
（3）池底坡度一般采用0.05；
（4）进水处设闸门调解流量，进水中心管流速大于0.4m/s，进水采用中心管淹没或潜孔进水，过孔流速为0.1—0.4m/s，潜孔外侧设穿孔挡板或稳流罩，保证水流平稳；出水处应设置浮渣挡板，挡渣板高出池水面0.15—0.2m ，排渣管直径大于0.2m ，出水周边采用双边90°三角堰，汇入集水槽，槽内流速为0.2—0.6m/s；
（5）排泥管设于池底，管径大于200mm ，管内流速大于0.4m/s，排泥静水压力1.2—2.0m ，排泥时间大于10min 。
4.4.3设计计算
污水总量：5000m 3/d=0.058m3/s，单池设计流量为0.029m 3/s
(1)主要尺寸计算
1)池表面积： A=Q max q '
式中：A ——池表面积，m 2；
Q max ——最大设计流量，m 3/s ；
q '——水力表面负荷，本设计1.0m /m·h 。 32
∴A=0. 058⨯3600=208.33m2 1. 0
2) 单池面积：
本次设计设两座辐流式沉淀池
∴A 单池=A 208. 33==104.17m2 22
3) 池直径： D=
D 取12m 。
4) 沉淀部分有效水深：
h 2=q，.t
式中：t ——沉淀时间，本设计取t=2h。
∴h 2=1.0×2=2.0m 4A 单池π=4⨯104. 17=11.51m 结合刮泥机考虑本次设计3. 14
5) 沉淀池底坡落差：
取池底坡度I=0.05
⎛12⎫⎛D ⎫∴h 4=i -r 1⎪=0.05× -2⎪=0.2m ⎝2⎭⎝2⎭
6) 泥斗高度的计算：
设r 1=2m，r 2=1m，α=60°
h 5=(r 1-r 2)⋅tg α=（2－1）×tg60。=1.73m
7) 沉淀池总高度：
H=h1+h2+h3+h4+h5
式中：H ——沉淀池总高度；
h 1——沉淀池超高，取0.3m ；
h 3——缓冲层高度，取0.5m 。
∴H=0.3+2.0+0.5+0.2+1.73=4.73m
8) 沉淀池池边高度：
H ，= h1+h2+h3=0.3+2.0+0.5=2.8m
9) 径深比校核：
D/h2=12/2.0=6.0 (一般为6—12，符合要求)
10)每池每天污泥量：
W 1=SNt 1000n
式中：W 1——每池每天污泥量，m 3/d；
S ——每人每天产生的污泥量，本设计取0.5L/(p·d) ； N ——设计人口数；
t ——两次排泥的间隔时间，本设计取4h 。
∴W 1=0. 5⨯40000⨯4=1.7m3 1000⨯2⨯24
11) 污泥斗容积：
V 1=π⋅h 5⋅(r 12+r 1⋅r 2+r 22)
3
3. 14⨯1. 73⨯22+2⨯1+12==12.68m3 3()
12) 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积：
V 2=π⋅h 4⋅(R 2+R ⋅r 1+r 12)
3
3. 14⨯0. 2⨯82+8⨯2+22==17.6m3 3()
13) 污泥总容积：
V=V1+V2=12.68+17.6=30.28m3
（2）二沉池进水管路计算
设计参数：
V 1=0.6—0.8m/s V2=0.2—0.4m/s V 3=0.1—0.2m/s
V 4=0.05m/s h=0.25m b=h=0.25m
池内管路的计算及校核
Q max 0. 058m 3/s ==0. 029m 3/s 单池流量为：Q ＝22
1）进水管：取D 1=250mm
V 1=4Q 4⨯0. 029==0. 6m /s ，在0.6—0.8之间； 22π⋅D 13. 14⨯0. 25
2）进水竖井：取D 2=400mm
V 2=4Q 4⨯0. 029==0. 23m /s ，在0.2—0.4之间。 2π⋅D 23. 14⨯0. 42
设 V 3'=0. 11m /s ，可算出中心管开孔数： n=Q 0. 029==4. 2个 取5个 V 3'⋅b ⋅h 0. 11⨯0. 25⨯0. 25
4Q 2⨯0. 029=0. 42+=0. 73m ，取0.8m 。 π∙V 43. 14⨯0. 05则： D4=D 22+
3）挡板的设计
挡板高度h ，：
穿孔挡板的高度为有效水深的1/2—1/3，则
h '=h 22. 0==1. 0m 22
穿孔面积：挡板上开孔面积总面积的10—20%，取15%，则：
F '=15%⋅F =0. 15⨯π⨯D 4⨯h '=0. 15⨯3. 14⨯0. 8⨯1. 0=0. 38m 2
开孔个数n ：
孔径为100mm ，则： n=4F '4⨯0. 38==48. 4个，取49个。 π⋅d 23. 14⨯0. 12
4) 拦浮渣设施及出水堰计算
拦浮渣设施
浮渣用刮板收集，刮渣板装在刮泥机行架的一侧，在出水堰前设置浮渣挡板，以降低后续构筑物的负荷。
出水堰的计算
单池设计流量：
Q 0. 058m 3/sQ 单===0.029m3/s 22
5) 环行集水槽的设计
环行集水槽内流量：
q 集=Q 单2=0. 0293=0. 015 m/s 2
本设计采用周边集水槽，单侧集水，每侧只有一个总出水口。 集水槽宽度为：
b=0. 9⨯(k ⋅q 集)0. 4
式中：b ——集水槽宽度
k ——安全系数，采用1.5—1.2，本次设计取k =1. 3。
∴b=0. 9⨯(1. 3⨯0. 015)0. 4=0. 19m ，取b=0.2m
集水槽起点水深为：
h 起=0. 75⋅b =0. 75⨯0. 2=0. 15m
集水槽终点水深为：
h 终=1. 25⋅b =1. 25⨯0. 2=0. 25m
设计中取出水堰后自由跌落0.1m ，集水槽高度0.1+0.23=0.33m，取0.4m 。集水槽断面尺寸为：0.3m ×0.4m 。
6) 校核：
当水流增加一倍时，q =0. 055 m3/s
h 4=q 0. 055==0. 23m ＜0.3m vb 0. 8⨯0. 3
7) 出水溢流堰的设计：
采用出水三角堰（90。）
堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H 1=0.5m(H2o)
每个三角堰的流量q 1：
q 1=1.343H12.47=1.343×0.052.47=0.0008213m3/s
三角堰个数n 1：
n 1=Q 单0. 029=35. 3个，本设计取36个。 =q 10. 0008213
三角堰中心距：
L 1=L π⋅(D -2b )3. 14⨯（12-2⨯0. 2）===1. 0m n 1n 136
（3）二沉池出水管路计算
出水管管径D=200mm。 v =4Q 4⨯0.058==0. 92m /s 222πD 2⨯3. 14⨯0. 2
1）排泥装置
沉淀池采用中间传动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用静水压力将污泥吸入污泥槽，沿进水竖井中的排泥管将污泥排出池外。
排泥管管径200mm ，回流污泥量23.72L/s，流速0.8m/s。
2）集配水井的设计计算
配水井中心管直径 D 2=4Q πv 2
式中：v 2——中心管内污水流速一般≥0.6m/s
Q——进水流量
设计中取v 2=0.7m/s，Q=0.058m3/s。 D 2=
配水井直径 D 3=4Q 2+D 2 πv 34⨯0. 058=0. 32m ，设计中取DN300mm 。 3. 14⨯0. 7
式中：v 3——配水井内污水流速（m/s），一般采用0.2-0.4m/s。
D3——配水井直径（m ）。
设计中取v 3=0.3m/s。 D 3=4⨯0.058+0. 32=0. 58m ，设计中取DN600mm 。 3.14⨯0.3
集水井直径 D 1=4Q 2+D 3 πv 1
式中：v 1——集水井内污水流速（m/s），一般采用0.2-0.4m/s。
D1——集水井直径（m ）。
D3——配水井直径（m ）。
设计中取v 1=0.25m/s。 D 4⨯0. 058
1=3. 14⨯0. 25+0. 62=0. 8m
总出水管
取总出水管管径DN300mm ，v=0.82m/s，集配水井内设有超越阀门，以便超越。