各构筑物设计计算

1、格栅曹总宽度B ：
B=S （n-1）+b×n
S —栅条宽度，m ； b —栅条净间隙，m ； n —栅条间隙数。

栅条间隙数n 可由下式决定：
υα
••=
h b Q n sin max
式中：Q max —最大设计流量，m 3/s ； h —栅前水深，m ；
u —污水流经格栅的速度，一般取0.6~1.0m/s ； α—格栅安装倾角；αsin —经验修正系数。

格栅框架内的栅条数目为n-1 2、过栅水头损失h 2：
α
sin 2υ2
00
2••=•=g
h h k h δ 式中：h 0—计算水头损失，m ； ζ—阻力系数，计算公式如下表； g —9.81m/s 2； k —系数，一般为3。

通过格栅的水头损失一般为0.08~0.15m 。

栅条断面形状 计算公式
说明 锐边矩形 34
)(b S βδ=
β=2.42
迎水面为半圆形矩形
β=1.83 圆形
β=1.79 迎水、背水面均为半圆形的矩形
β=1.67 正方形
2)1-(
b
S
b εδ+= β=0.64
3、栅后槽的总高度H
H=h+h 1+h 2
式中：h 1—格栅前渠道超高，一般取h 1=0.3m ； 4、格栅的总长度L
L=L 1+L 2+0.5+1+
α
tg H 1
式中：L 1—进水渠道宽度，L 1=1
1
2tg B -B α，B 1为进水渠道宽度，1α为进水渠道渐宽部位的展开角度；
L 2—格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般取L 2=0.5L 1；
H 1—栅前槽高。

5、每日栅渣量W
1000
86400
1max ×ו=
z k w Q w
式中：W 1—单位体积污水栅渣量，()
污水33310/m m ，一般取0.1~0.01，细格栅取值大，粗格栅取值小； K z —污水总量变化系数。

图中L 3=
α
tg H 1
一、平流式沉砂池
1、平流式沉砂池的设计参数
（1）污水在池内的最大流速为0.3m/s ，最小流速应不小于0.15m/s ； （2）最高时流量时，污水在池内的停留时间不应小于30s ，一般取30~60s ；
（3）有效水深不应大于1.2m ，一般采用0.25~1.0m ，每格宽度不宜小于0.6m ；
（4）池底坡度一般为0.01~0.02，当设置除啥设备时，可根据除砂设备的要求确定池底的形状。

2、平流式沉砂池设计 （1）沉砂部分的长度L ：
t L υ=
式中：υ—最大设计流量时的速度，m/s ：
t —最大设计流量时的停留时间，s 。

（2）水流断面面积A
υ
max
Q A =
式中：max Q —最大设计流量，m 3/s 。

（3）池总宽度B
2
h A B =
式中：2h —设计有效水深，m 。

（4）贮砂斗所需容积V ：
z
K X
T Q V •••=
100086400max
式中：X —城镇污水的沉沙量，一般采用0.03L/m 3； T —排砂时间的间隔，d 。

（5）贮砂斗各部分尺寸计算：
设贮砂斗底宽b 1=0.5m ；斗壁与水平面的倾角为60°；则贮砂斗的上
口宽b 2为：1/32602b tg h b +°
=
贮砂斗的容积V 1：
)(3
1
2121/31S S S S h V •++=
式中：/3h —贮砂斗高度，m ；
S 1，S 2—分别为贮砂斗下口和上口的面积。

（6）贮砂室的高度h 3
假设采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，则：
2
-2-06
.006.0/
2/3
2/3
3b b L h l h h +=•+= （7）池总高度H ：
321h h h H ++=
式中：1h —为超高； 2h —为有效水深。

（8）核算最小流速min v ：
min
1min
min A n Q v •=
二、曝气沉砂池
1、曝气沉砂池的设计参数
（1）水平流速可取0.08~0.12m/s ，一般取0.1m/s ；
（2）最大时流量污水再在池内的停留时间为2~4min ，处理雨天合流污水时为1~3min 。

如同时作为预曝气池使用，停留时间可取10~30min 。

（3）池的有效水深宜为2.0~3.0m 。

池宽与池深比为1~1.5，池的长宽比可达5，当池长宽比大于5时，可考虑设置横向挡板。

（4）曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，穿孔径为 2.5~6.0mm ，距池底约0.6~0.9m ，每组穿孔曝气管应有调节阀门。

（5）每立方米污水所需曝气量宜为0.1~0.2m 3（空气），或每平方米池表面积曝气量为3~5m 3/h 。

2、曝气沉砂池设计 （1）总有效容积V ：
t Q V •=max 60
式中：t —最大设计流量时的停留时间，s 。

（2）池断面面积A ：
v
Q A max
=
（3）池总宽度B ：
H
A B =
式中：H —有效水深。

（4）池长L ：
A
V L = （5）所需曝气量q ：
max 60DQ q =
式中：D —单位体积污水需要曝气量，m 3/m 3(污水)。

三、旋流沉砂池
停留时间不应小于30s ，设计水力表面负荷宜为150~200m 3/(m 2 • h)，有效水深宜为1.0~2.0m ，池径与池深比宜为2.0~2.5。

沉淀池的经验设计参数（城镇污水处理厂）
类型
在处理工艺中的作用 沉淀时间 h 表面水力负荷 m 3/m 2 • h 每人每日污泥量 g/人•d 污泥含水率 % 固体负荷Kg/m 2d 初沉池 单独沉淀处理 1.5~2.0 1.5~2.5 16~36 95~97 — 生物处理前 0.5~1.5 2.0~4.5 14~26 95~97 — 二沉池 生物膜法后 1.5`4.0 1.0~2.0 10~26 96~98 ≤150
活性污泥法后
1.5~4.0
0.6~1.5
12~32
99.2~99.6
≤150
沉淀池设计参数
1、沉淀池超高不应小于0.3m ；有效水深宜用2.0~4.0m ；缓冲层高度，非机械排泥时宜用0.5m ，机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m ；贮泥斗斜壁的倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°；坡向泥斗的地板坡度，平流式沉淀池不宜小于0.01，辐流式沉淀池不宜小于0.05。

2、一般采用堰流，堰口应保持水平。

初沉池的出水堰最大负荷不宜大于2.9L/（s · m ）；二沉池出水堰最大负荷不宜大于1.7L/（s · m ）.
3、贮泥斗的容积，初沉池一般按不大于2d 的污泥量计算，采用机械排泥的污泥斗可按4h 污泥量计算；活性污泥法处理后二沉池的污泥区体积，宜按不超过2小时贮泥时间计算，生物膜法处理后二沉池的污泥区体积，宜按4小时的污泥量计算。

4、沉淀池一般采用净水压力排泥，初沉池排泥静水头不应小于1.5m ；生物膜法的二沉池不应小于 1.2m ，活性污泥法的二沉池不应小于0.9m ；排泥管直径不应小于200mm 。

一、平流式沉淀池设计计算
入流出的挡板，一般高出池水水面0.15~0.2m ，挡板的浸没深度应不少于0.25m ，一般用0.5~1.0m ，挡板距流入槽0.5~1.0m 。

（1）沉淀区的表面积A ：
q
Q A max
=
式中：q —表面水力负荷，m 3/(m 2 • h)，通过沉淀实验取得，或参照上表。

（2）沉淀区有效水深h 2：
t q h •=2
式中：t —沉淀时间，初沉池一般取0.5~2.0h ；二沉池一般取1.5~4.0h 。

沉淀区的有效水深2h 通常取2.0~4.0m 。

（3）沉淀区有效容积V ：
t
Q V h A V •=•=max 2
或
（4）沉淀区长度L ：
t v L •=6.3
式中：v —最大设计流量时的水平流速，mm/s ，一般不大于5mm/s 。

（5）沉淀区总宽度B ：
L
A B =
（6）沉淀池的数量n ：
b
B n =
式中：b —每座或每格沉淀池的宽度，m ；受长宽比的影响，同时与选用的刮泥机有关。

（7）污泥区的容积w V ： 对生活污水：
1000
T
N S V w ••=
式中：S —每人每日产生的污泥量，L/（人•天），可参考上表； N —设计人口数；
T —两次排泥时间间隔，初沉池按2天考虑，活性污泥法后二沉池按2小时考虑，机械排泥初沉池和生物膜法后二沉池按4小时设
计计算。

如果已知污水悬浮固体浓度与去除率，污泥区的容积可按下式计算：
)()
(T p c c Q V w •••=
10max -1001000100
-24γ
式中：10c c ，—沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度，mg/L ；
γ—污泥容重，Kg/3m ，含水率在95%以上时，可取1000Kg/3m ； 0p —污泥含水率，%； T —两次排泥时间间隔。

（8）沉淀池总高度H ：
//
4
/43214321h h h h h h h h h H ++++=+++= 式中：1h —沉淀池超高，一般取0.3m ；
3h —缓冲层高度，无机械刮泥设备时为0.5m ，有机械刮泥设备时，其上缘应高出刮板0.3m 4h —污泥区高度； /4h —贮泥斗高度； //4h —梯形部分的高度。

（9）贮泥斗的容积V 1
()
2121/413
1
S S S S h V ++=
（10）贮泥斗以上梯形部分污泥容积V 2
()b h V L L ••=
+//4
2
22
1
式中：21L L ，—为体形上下底边长，m 。

二、竖流式沉淀池设计计算
竖流式沉淀池池径不宜过大，一般采用4~7m ，不大于10m 。

竖流式沉淀池的直径与有效水深之比一般不大于3。

（1）中心管截面积1f 与直径0d ：
max
1v Q f =
π
140f d =
式中：max Q —每组沉淀池最大设计流量，s m /3； 0v —中心管内流速，s m /。

（2）中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度3h ：
1
1max
3d v Q h π=
式中：1v —间隙流出速度； 1d —喇叭口直径。

（3）沉淀池面积2f 和直径D ：
π
A
D f f A q
Q f 421max
23600=
+== 式中：q —表面水力负荷；
A —沉淀池面积（含中心管面积）。

其余各部分设计与平流沉淀池相似。

三、辐流式沉淀池设计计算
辐流沉淀池是一种大型沉淀池，池径最大可达100m ，池州水深1.5~3.0m 。

（1）每座沉淀池的表面积A 1和池径D ：
π
140max 1A D nq Q A =
=
式中：n —池数；
0q —表面水力负荷。

（2）沉淀池有效水深2h ：
t q h •=02
式中：t —沉淀时间，h 。

（3）沉淀池总高度H ：
54321h h h h h H ++++=
式中：1h —沉淀池超高，一般取0.3m ； 2h —有效水深； 3h —缓冲层高度； 4h —沉淀池底坡落差； 5h —污泥斗高度。

四、斜板（管）沉淀池设计计算 （1）沉淀池表面积A ：
max
91.0nq Q A =
（2）池内停留时间t ：
3
2q h h t += 式中：2h —斜板（管）上部清水区高度，一般取0.7~1.0m ；
3h —斜板（管）自身垂直高度，一般为0.866~1.0m 。

1、生物接触氧化池的有效容积（即填料体积）（V ）
)
(v
e
L S S Q V -0=
式中：Q —设计污水处理量，d m /3。

e S S 、0—进水、出水BOD 5，mg/L 。

L v —填料容积负荷，KgBOD 5/[m 3(填料)· d]。

无试验资料时，城镇污水碳氧化处理一般取2.0~5.0KgBOD 5/（m 3· d ），碳氧化/硝化一般取0.2~2.0KgBOD 5/（m 3· d ）。

2、生物接触氧化池的总面积（A ）和池数（N ）
1
0A A N h V
A =
=
式中：0h —填料高度，一般采用3.0m 。

3、池深h ：
3210h h h h h +++=
式中：1h —超高，0.5~0.6m ；
2h —填料层上水深，0.4~0.5m ；
3h —填料至池底的高度，一般采用0.5m 。

生物接触氧化池池数一般不少于2个，并联运行，每池由二级或二级以上氧化池组成。

4、有效停留时间（t ）
Q
V t = 5、供气量（D ）和空气管道系统计算
Q D D 0=
式中：0D —13m 污水需气量，33/m m 。

0D 值宜大于10，一般取15~20。