沉淀池的设计计算

沉淀池的设计计算沉淀池的设计(1)沉淀池的设计包括功能构造设计和结构尺寸设计。前者是指确定各功能分区构件的结构形式，以满足各自功能的实现；后者是指确定沉淀池的整体尺寸和各构件的相对位置。(2)设计良好的沉淀池应满足以下三个基本要求（i）有足够的沉降分离面积；（ii）入流区和出流区结构合理、能均匀布水和集水；（iii）有尺寸适宜、性能良好的污泥、浮渣收集和排放设备。(3)主要设计参数（i）流量当自流进入时，应按最大流量设计；厂内设置提升泵房时，应按工作水泵的最大组合流量设计。（ii）负荷沉淀池负荷（或停留时间）的选择见下页表。沉淀池的功能与负荷或停留时间的关系类别沉淀池位置沉淀时间(h)表面负荷(m3/m2.h)污泥量（干物质）(g/pc.d)污泥含水率(%)初沉池仅一级处理1.5-2.01.5-2.515-2796-97二级处理1.0-2.01.5-3.014-2595-97二沉池活性污泥法1.5-2.51.0-1.510-2199.2-99.5生物膜法1.5-2.51.0-2.07-1996-98（4）设计计算进行沉淀池设计的基本依据是废水流量、水中悬浮固体浓度和性质以及处理后的水质要求。因此，必须确定有关设计参数，其中包括沉降效率、沉降速度(或表面负荷)、沉降时间、水在池内的平均流速以及泥渣容重和含水率等。这些参数一般需要通过试验取得；若无条件，也可根据相似的运行资料，因地制宜地选用经验数据例1平流式（a）入流区和出流区的设计平流式沉淀池的配水可采用进水挡板或进水穿孔墙等；作用是使废水尽可能均匀地分布在沉降区的各个过流断面，既有利于沉降，也使出水中不挟带过多的悬浮物。出水一般采用三角堰；平流式沉淀池示意图h1h2h3h4h5•式中：h1——超高，为了适应冲击负荷的水位变化，有效水深•以上应有保护高度h1，常取0.3m。•h2——有效高度，m•h3——缓冲层高度，当没有刮泥机时，h3＝(hm+0.3)，•hm为刮泥板高度；不设刮泥机时，h3取0.5m。•h4——污泥区高度，m•h5——污泥斗高度，m（b）沉降区的设计沉降区设计的主要内容是确定沉降区的长、宽、高尺寸和沉淀池座数或分格数，其主要内容如下：(i)沉淀区有效水深：h2=qt式中q——表面负荷；t——污水沉淀时间沉淀区有效水深一般取2.0~4.0m。（ii）沉淀区总面积A：A＝Qmax／q式中Qmax——最大设计流量，m3/h；(iii)沉淀区有效容积VV1=Ah2=QtuQqQA（iv）沉淀区长度L2：L2＝3.6vtv——最大设计流量时的水平流速mm/s，一般取v≤5mm／s；t取l.5～2.0h(v)沉淀区总宽度B(m)B＝A／L2L2/B=4~5不满足长宽比要求时，应分为n格，当采用机械刮泥时，b还应与刮泥机的衍架宽度相对应(vi)沉淀池座数或分格数nn＝B／b，n值不应小于2，但也不宜过大，以免增大造价。（vii）沉淀池总长度LL=L1+L2+L3式中：L1——流入口至挡板距离，mL2——沉淀区长度，mL3——流出口至挡板距离，m(viii)校核：L2/b4，L2/h2=（8~12）：1若已知颗粒沉降速度u0，则沉淀区总面积和有效水深计算方法如下：A=Qmax／q＝Qmax／u0，沉淀区有效水深h2=Qmax×t／A=u0×t式中Q--废水设计流量，m3／h；C0和C--分别为进水和出水的SS浓度，mg／L；P--泥渣含水率(%)，一般为95%~97%；γ--泥渣容重，kg／m3，P＞95%时，取1000kg／m3；T--排泥周期，一般取1～2d。（c）污泥区计算（i）污泥斗的泥渣体积已知排泥周期和悬浮物浓度，泥渣体积Vw(m3)按下式计算式中a1和a2——分别为泥斗上、下底边长，m；h4——泥斗高度，m；a为泥斗壁倾角，按污泥滑动性取45°～60°设m为沉淀池的泥斗数，如mVd≥Vw，则能满足要求，否则应增加泥斗数或缩短排泥周期。（ii）对倒正棱台形泥斗，其容积Vd(m3)按下式计算：（d）淀池总高H(m)为式中：h1——超高，为了适应冲击负荷的水位变化，有效水深以上应有保护高度h1，常取0.3m。h2——有效高度，mh3——缓冲层高度，当没有刮泥机时，h3＝(hm+0.3)，hm为刮泥板高度；不设刮泥机时，h3取0.5m。h4——污泥区高度，mh5——污泥斗高度，mh1h2h3h4h5例：某城市污水排放量为100000m3/d，悬浮物浓度C0为250mg/L，试设计一平流式沉淀池，使处理后污水中悬浮物浓度不超过50mg/L，污泥含水率为97％，通过沉淀性能曲线查得，当去除率为80％时，去除颗粒物的最小沉降速度为1.44m/h，沉淀时间为65min。其中，取长宽比为6，污泥区高度为2.8m，缓冲区高度为0.6m，沉淀区泥斗上下低面为正方形，上斗边长为6m，下斗边长为0.4m，泥斗倾角为45°；流入口至挡板距离取0.5m，流出口至挡板距离为0.3m。解：（1）①表面负荷及沉淀时间由题意表面负荷数值上等于沉淀速度，所以表面负荷为q0＝1.44m3/h，沉淀时间t0＝65min②设计表面负荷与设计沉淀时间为使设计留有余地，将表面负荷缩小1.5倍，沉淀时间放大1.75倍，即有：q＝q0/1.5＝1.44/1.5＝0.96m3/（m2·h）t＝1.75t0＝1.75×65＝113.75min＝1.9h③设计污水量Qmax=105/（24×60×60）=1.157（m3/s）=4166.7（m3/h）（2）沉淀区各部分尺寸确定①沉淀池总有效面积A＝Qmax/q＝416.7/0.96＝434.06m3采用两座沉淀池，每个池的表面积为A1＝217m2，处理量为Q1＝208.35m3/h②沉淀池有效水深h2＝q×t＝0.96×1.9＝1.82m③沉淀池长度每个池宽b取6.0m，则池长为L2＝A1/b＝217/6＝36.17m取L2＝36.5m长宽比为L/b＝6＞4，符合要求。（3）沉淀区各部分尺寸计算①每日产生污泥量W＝[Qmax×（c0－c1）×100]/[γ×（100－P）]＝[10000×（250－50）×100]/[1000×1000×（100－97）]＝66.7m3每个污泥池的污泥量为W1＝W/2＝33.3m3②污泥斗的容积取污泥区高度h4＝2.8m，则污泥斗容积V＝1/3h4[a12＋a22＋（a1a2）1/2]＝2.8×[36＋0.16＋(6×0.4)1/2]/3＝36m2＞33.3m3即每个污泥斗可贮存1天的污泥量，设2个污泥斗，则可容纳2天的污泥量。（4）每个沉淀池的结构尺寸①沉淀池的总高度HH＝h1＋h2＋h3＋h4＝0.3＋1.82＋0.6＋2.8＝5.52m②沉淀池的总的长度流入口至挡板距离取0.5m，流出口至挡板的距离取0.3m，则沉淀池总长度为L＝0.5＋0.3＋36.5＝37.3m四、分组讨论在网上收集不同污水处理厂针对于生活污水中的悬浮物进行处理的方法和工艺流程，以ppt的形式在课上进行讲解。