曝气沉砂池的设计计算
水污染控制工程计算题归纳
⽔污染控制⼯程计算题归纳第九章1、计划在河边建⼀座⼯⼚，该⼚将以2.83m 3/s 的流量排放污⽔，污⽔中总溶解固体（总可滤残渣和总不可滤残渣）浓度为1300mg/L ，该河流平均流速v 为0.457m/s ，平均河宽W 为13.73m ，平均⽔深h 为0.61m ，总溶解固体浓度c h 为310mg/L ，问该⼯⼚的污⽔排⼊河流完全混合后，总溶解固体的浓度是否超标（设标准为500mg/L ）?解：将河流简化为矩形，则河流横截⾯积为：S=Wh=13.73×0.61=8.38m 2 Q h =vS=8.38×0.457=3.83m 3/sc h =310mg/L c w =1300mg/L Q w =2.83m 3/s 所以：2、向⼀条河流稳定排放污⽔，污⽔排放量Q p =0.2 m 3/s ，BOD 5浓度为30 mg/L ，河流流量Q h =5.8 m 3/s ，河⽔平均流速v =0.3 m/s ，BOD 5本底浓度为0.5 mg/L ，BOD 5降解的速率常数k 1=0.2 d -1，纵向弥散系数D =10 m 2/s ，假定下游⽆⽀流汇⼊，也⽆其他排污⼝，试求排放点下游5 km 处的BOD 5浓度。
解：（1）污⽔排⼊河流后排放⼝所在河流断⾯初始浓度可⽤完全混合模型计算；（2）计算考虑纵向弥散条件下的下游5km 处的浓度；（3）计算忽略纵向弥散条件下的下游5km 处的浓度；由本例，在稳态情况下，忽略弥散的结果与考虑弥散的结果⼗分接近。
3、⼀个改扩⼯程拟向河流排放污⽔，污⽔量Q h =0.15m 3/s ，苯酚浓度为c h =30mg/L ，河流流量Q p =5.5m 3/s ，流速v x =0.3m/s ，苯酚背景浓度c p =0.5mg/L ，苯酚的降解系数k=0.2d -1，纵向弥散系数D x =10m 2/s 。
求排放点下游10km 处的苯酚浓度。
解：完全混合后的初始浓度为L mg c /28.115.05.55.05.53015.00=+?+?=500mg/L 730.68mg/L 3.832.83 3.833102.831300hw h h w w >=+?+?=++=Q Q Q c Q c c考虑纵向弥散条件下，下游10km 处的浓度为：()L mg /19.1100003.010*******.04111023.02=+-?忽略纵向弥散时，下游10km 处的浓度为L mg c /19.1864003.0100002.0exp 28.1=-=由此看来，在稳态条件下，忽略弥散系数与考虑纵向弥散系数时，结果差异很⼩，因此常可以忽略弥散系数.4、某⼯⼚的排污断⾯上，假设废⽔与河⽔瞬间完全混合，此时BOD 5的浓度为65 mg/L ，DO 为7 mg/L ，受纳废⽔的河流平均流速为1.8 km/d ，河⽔的耗氧系数K 1＝0.18 d -1, 复氧系数K 2=2 d -1，河流饱和溶解氧浓度为7 mg/L 求：排污断⾯下游1.5 km 处的BOD 5和DO 的浓度；第⼗章1、格栅的设计计算2、平流式沉砂池的设计计算（7）贮砂⽃尺⼨计算（9）沉砂室⾼度计算设池底坡度i=0.06，坡向砂⽃，则：ml h h mb b L l 66.106.0232.622.0284.129222'33'22=?+==-?-=--=（10）池总⾼度：设沉砂池超⾼h3=0.3m ，则：m h h h H 79.266.183.03.0321=++=++=（11）最⼩流速核算：最⼩流速是只⽤⼀格⼯作，则：满⾜要求272.0)(31贮砂⽃实际容积)8(284.15.05556.02552则贮砂⽃上⼝宽56.0，⽃⾼55⽃壁倾⾓为,5.0设贮砂⽃底宽0132121'311'32'31V V m S S S S h V m tg b tg h b m h m b >∴=+ +==+?=+===符合要求/15.0/3.0498.0115.01498.083.06.0min 1min min 122min s m s m A n Q v n m h b A >=?====?=?=3、曝⽓池沉砂池的设计计算已知某城市污⽔处理⼚平均流量Q=0.5m 3/s,总变化系数K z =1.38。
曝气沉砂池计算书
一设计条件:最大设计流量Q=67008m3/d0.775555556m3/s池子个数N=2座每座池子最大设计流量0.387777778m3/s二设计参数:手册5p290最大设计流量时的流速v=0.045m/s0.06-0.12m/s规范宜为0.1m/s 最大设计流量时的停留时间t=180s1-3min规范最大设计流量时大于2min 每座池子总有效容积V=Q*t=69.8m3每座池子水流断面A=Q/v=8.617283951m2 4.308641975每座池长L=V/A=8.1m池子格数n=2格每格最大设计流量q0.193888889m3/s每格池宽B=2m宽深比1-2规范宽深比宜为1-1.5超高h10.6m有效水深h22m2-3m沉砂斗宽B11m池底坡度i0.2坡度0.1-0.5坡深h3（B-B1）*i0.2m沉砂斗深h40.3m全池总高h1+h2+h3+h4 3.1m每格沉砂池实际进水断面面积A'B*h2+((B+B1)/2)*h3 4.3m2每格沉砂池沉砂斗容量V0B1*h4*L 2.43m3污水含沙量X30m3/1000000m3一般城市污水X为30排砂间隔2d每格沉砂池沉砂斗实际沉砂量V0'（q*86400*X/1000000）*T 1.00512m3曝气管浸水深2m距池底0.6-0.9m单位池长所需空气量q029m3/mh手册5p289表5-8沉砂池每小时共需空气量Q0q0*L*(1+0.15)*n540.27m3（1+0.15）为考虑到进出口条件增长的池长于2min此处宽深比中宽是指单格池宽还是整座池的宽呢？为考虑到进出口条件增长的池长室外排水规范p46 宜为0.1-0.2空气m3/m3污水。
第三节 沉砂池
曝气沉砂池示意图
曝气沉砂池的工作原理
污水在池中存在着两种运动形式， 其一为水平流动（一般流速0.1m/s）， 同时在池的横断面上产生旋转流动 （旋转流速0.4m/s ），整个池内水流 产生螺旋状前进的流动形式。 由于曝气以及水流的螺旋旋转作用， 污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦，并 受到气泡上升时的冲刷作用，使粘附 在砂粒上的有机污染物得以去除，沉 于池底的砂粒较为纯净，有机物含量 只有5%左右，长期搁置也不至于腐 化。
h h1 h2 h3 Vmin=Q/n1Amin 式中: h1——超高，m； 式中：n1—最小流量 h2——有效水深,m; 2h'3 时工作的沉沙数目： 底设6%坡度坡向砂斗， b2 b1 h3——贮砂斗高度,m。 tg60
◦
则; 贮砂斗的容积V1： H3=h3+0.06*l2 V h' ( S S S S ) 7,池总高度H： 式中:h’3 ——贮砂斗高度，m； S1，S2 H=h1+h2+h3 ——贮砂斗上口和下口 的面积。 式中：h1—超高，m 6.贮砂室的高度h3 8,核算最小流速vmin:i= 设采用重力排砂，池底坡度
平流式沉池砂
平流式沉砂池是早期污水处理系统常用的一种形式， 它具有截留无机颗粒效果较好，构造较简单等优点。
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，当设置除沉砂设备 时，可根据除砂设备的要求，确定池底的形状。
1 1 3 3 1 2 1 2
曝气沉砂池计算书
一设计条件:最大设计流量Q=67008m3/d0.775555556m3/s池子个数N=2座每座池子最大设计流量0.387777778m3/s二设计参数:手册5p290最大设计流量时的流速v=0.045m/s0.06-0.12m/s规范宜为0.1m/s 最大设计流量时的停留时间t=180s1-3min规范最大设计流量时大于2min 每座池子总有效容积V=Q*t=69.8m3每座池子水流断面A=Q/v=8.617283951m2 4.308641975每座池长L=V/A=8.1m池子格数n=2格每格最大设计流量q0.193888889m3/s每格池宽B=2m宽深比1-2规范宽深比宜为1-1.5超高h10.6m有效水深h22m2-3m沉砂斗宽B11m池底坡度i0.2坡度0.1-0.5坡深h3（B-B1）*i0.2m沉砂斗深h40.3m全池总高h1+h2+h3+h4 3.1m每格沉砂池实际进水断面面积A'B*h2+((B+B1)/2)*h3 4.3m2每格沉砂池沉砂斗容量V0B1*h4*L 2.43m3污水含沙量X30m3/1000000m3一般城市污水X为30排砂间隔2d每格沉砂池沉砂斗实际沉砂量V0'（q*86400*X/1000000）*T 1.00512m3曝气管浸水深2m距池底0.6-0.9m单位池长所需空气量q029m3/mh手册5p289表5-8沉砂池每小时共需空气量Q0q0*L*(1+0.15)*n540.27m3（1+0.15）为考虑到进出口条件增长的池长于2min此处宽深比中宽是指单格池宽还是整座池的宽呢？为考虑到进出口条件增长的池长室外排水规范p46 宜为0.1-0.2空气m3/m3污水。
曝气沉砂池设计计算
曝气沉砂池设计计算
气沉砂池是一种常见的污水处理设备，主要用于去除污水中的悬浮颗粒物。
设计气沉砂池涉及到多个参数和计算，以下是气沉砂池设计计算的一般步骤：
1. 确定处理量：根据实际需求确定气沉砂池的处理能力，即每小时处理的污水流量（单位：m³/h）。
2. 确定水平面积：根据处理量和水负荷来计算气沉砂池的水平面积。
一般的计算公式为：水平面积（单位：m²）= 处理量（m³/h）/ 水负荷（m³/m²h）。
水负荷是指单位面积每小时通过的水量。
3. 确定水力停留时间：根据处理流量和沉淀效果，选择合适的水力停留时间。
一般来说，给定的水力停留时间范围为1-3小时。
4. 确定砂池深度：根据水力停留时间和水平面积，计算砂池的理论深度（单位：m）。
理论深度 = 水力停留时间（h）/ 水平面积（m²）。
5. 确定进水速度：进水速度是指单位时间内进入气沉砂池的污水流量（单位：m³/h）。
根据处理量和砂池水平面积，计算进水速度。
6. 确定搅拌能力：搅拌能力是指为了保持悬浮颗粒物在污水中的均匀分布，污水需要进行充分搅拌。
搅拌能力一般通过搅拌
器的功率来确定，根据污水处理量和设备厂家提供的参数，计算搅拌器的功率。
以上是一般气沉砂池设计计算的主要步骤，具体的设计参数和计算方法还需要根据实际情况和设备要求进行调整和确认。
在进行设计计算时，可以参考相关的设计规范和技术手册。
水污染控制工程计算题归纳
第九章1、计划在河边建一座工厂，该厂将以2.83m 3/s 的流量排放污水，污水中总溶解固体（总可滤残渣和总不可滤残渣）浓度为1300mg/L ，该河流平均流速v 为0.457m/s ，平均河宽W 为13.73m ，平均水深h 为0.61m ，总溶解固体浓度c h 为310mg/L ，问该工厂的污水排入河流完全混合后，总溶解固体的浓度是否超标（设标准为500mg/L ）?解：将河流简化为矩形，则河流横截面积为：S=Wh=13.73×0.61=8.38m 2 Q h =vS=8.38×0.457=3.83m 3/sc h =310mg/L c w =1300mg/L Q w =2.83m 3/s 所以：2、 向一条河流稳定排放污水，污水排放量Q p =0.2 m 3/s ，BOD 5浓度为30 mg/L ，河流流量Q h =5.8 m 3/s ，河水平均流速v =0.3 m/s ，BOD 5本底浓度为0.5 mg/L ，BOD 5降解的速率常数k 1=0.2 d -1，纵向弥散系数D =10 m 2/s ，假定下游无支流汇入，也无其他排污口，试求排放点下游5 km 处的BOD 5浓度。
解：（1）污水排入河流后排放口所在河流断面初始浓度可用完全混合模 型计算；（2）计算考虑纵向弥散条件下的下游5km 处的浓度；（3）计算忽略纵向弥散条件下的下游5km 处的浓度；由本例，在稳态情况下，忽略弥散的结果与考虑弥散的结果十分接近。
3、一个改扩工程拟向河流排放污水，污水量Q h =0.15m 3/s ，苯酚浓度为c h =30mg/L ，河流流量Q p =5.5m 3/s ，流速v x =0.3m/s ，苯酚背景浓度c p =0.5mg/L ，苯酚的降解系数k=0.2d -1，纵向弥散系数D x =10m 2/s 。
求排放点下游10km 处的苯酚浓度。
解：完全混合后的初始浓度为L mg c /28.115.05.55.05.53015.00=+⨯+⨯=500mg/L 730.68mg/L 3.832.83 3.833102.831300hw h h w w >=+⨯+⨯=++=Q Q Q c Q c c考虑纵向弥散条件下，下游10km 处的浓度为：()L mg /19.1100003.010*******.04111023.02=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯+-⨯忽略纵向弥散时，下游10km 处的浓度为L mg c /19.1864003.0100002.0exp 28.1=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯-⨯=由此看来，在稳态条件下，忽略弥散系数与考虑纵向弥散系数时，结果差异很小，因此常可以忽略弥散系数.4、某工厂的排污断面上，假设废水与河水瞬间完全混合，此时BOD 5的浓度为65 mg/L ，DO 为7 mg/L ，受纳废水的河流平均流速为1.8 km/d ，河水的耗氧系数K 1＝0.18 d -1, 复氧系数K 2=2 d -1，河流饱和溶解氧浓度为7 mg/L 求：排污断面下游1.5 km 处的BOD 5和DO 的浓度；第十章1、格栅的设计计算2、平流式沉砂池的设计计算（7）贮砂斗尺寸计算（9）沉砂室高度计算设池底坡度i=0.06，坡向砂斗，则：ml h h mb b L l 66.106.0232.622.0284.129222'33'22=∙+==-⨯-=--=（10）池总高度：设沉砂池超高h3=0.3m ，则：m h h h H 79.266.183.03.0321=++=++=（11）最小流速核算： 最小流速是只用一格工作，则：满足要求272.0)(31贮砂斗实际容积)8(284.15.05556.02552则贮砂斗上口宽56.0，斗高55斗壁倾角为,5.0设贮砂斗底宽0132121'311'32'31V V m S S S S h V m tg b tg h b m h m b >∴=++==+⨯=+===符合要求/15.0/3.0498.0115.01498.083.06.0min 1min min 122min s m s m A n Q v n m h b A >=⨯====⨯=∙=3、 曝气池沉砂池的设计计算已知某城市污水处理厂平均流量Q=0.5m 3/s,总变化系数K z =1.38。
曝气沉砂池的设计计算
曝气沉砂池的设计计算曝气沉砂池常常被用来作为污水处理厂的第一级处理设备，用于分离和去除污水中的悬浮颗粒和沉淀物。
设计计算是保证设备正常运行的重要步骤。
下面将按照推荐的步骤介绍曝气沉砂池的设计计算过程。
1.污水流量计算首先，需要根据污水处理厂的总处理能力来确定曝气沉砂池的设计容量。
然后，需要计算进入曝气沉砂池的污水流量。
这需要考虑到污水的日变化和季节变化。
根据污水工业标准GB 50014-2006，可以通过以下公式计算污水流量：Q = Qs × K1 × K2 × K3其中Q是进入曝气沉砂池的污水流量，Qs是设计污水量，K1是日变化系数，K2是季节变化系数，K3是容许度系数。
2.曝气系统计算曝气系统是曝气沉砂池中重要的部分，通过曝气系统可以向污水中添加氧气，促进悬浮颗粒的沉淀。
曝气系统的计算需要考虑到曝气器的数量、尺寸、气泡大小、曝气器压力、氧气搅拌能力等因素。
使用经验公式可以计算曝气池的气泡速度和流速，以及池面载荷。
同时，根据使用的曝气器类型和工艺要求选择合适的曝气器布置方式。
3.沉砂池计算沉砂池是曝气沉砂池中去除污水中悬浮颗粒和沉淀物的关键设备。
根据设计要求和载荷要求，通过沉砂池长度、深度、倾角、水力半径等参数的计算确定沉砂池的设计。
通过水力学、泥沙学计算，确定沉砂池的沉淀速度和池淤积率等参数，力求达到最佳的沉淀效果。
4.出水系统计算曝气沉砂池的出水系统需要考虑到对污染物的处理效果，同时还需要考虑到出水口的位置和安装方式，以及出水口处的水流速度和水流动力学特性等因素。
使用合适的出水系统，既可以保证污水的处理效果，还可以降低出水口处的水力损失和水流扰动。
总之，曝气沉砂池的设计计算需要考虑到污水流量、曝气系统、沉砂池和出水系统等多个因素，要根据设计要求和工艺要求，通过客观、科学的设计计算来达到最佳的处理效果。
同时，还需要注意设备的维护保养和更新换代，保证设备的运行效率和效果。
曝气沉砂池设计参数(精)
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库《水污染控制》电子教材
1 曝气沉砂池的设计参数
① 水平流速一般取0.08~0.12m/s ；
② 污水在池内的停留时间为4~6min ；当雨天最大流量时为1~3min 。
如作为预曝气，停留时间为10~30min ；
③ 池的有效水深为2~3m ，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，应考虑设置横向挡板；
④ 曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.5~6.0mm ，距池底约0.6~0.9m ，并应有调节阀门；
⑤ 供气量可参照GB50014或下表。
曝气沉砂池的形状应尽可能不产生偏流和死角，在砂槽上方宜安装纵向挡板，进出口布置挡板，应防止产生短流。
曝气沉砂池的设计计算
曝气沉砂池的设计计算1、池体设计计算⑴ 池的总有效容积V式中 V ——总有效容积(m3)；t ——最大流量时的停留时间(min ，取为2)则：Q 设计=1875m3/h=0.521 m 3/s⑵ 池断面积设污水在池中的水平流速v 为 0.1m/s ，则水流断面面积为：⑶ 池宽度设有效深度 1m ，则沉砂池总宽度 B 为：设沉砂池两座，则每座池宽 b 为： 宽深比3.122.6b ==h ，符合要求(1～1.5 之间)。
⑷ 池长m A V L 1221.552.62=== 长宽比561.42.612L <==b 符合要求。
由以上计算得：共一组曝气池分2格，每格宽2.6m ，水深1m ，池长12m 。
2、沉砂室设计⑴ 排砂量计算对于城市污水，采用曝气沉砂工艺，产生砂量约为X 1=2.0～3.0m 3/105m 3，则每日沉砂量Q 设计为 d m X Q /45.0100.315000Q 351max =⨯⨯=⨯=-设计(含水率 60﹪)设贮砂时间 t=2d则砂槽所需容积为 V= Q 设计×t=0.45×2=0.9 m3折算为含水率 85﹪的沉砂体积为 ⑵ 砂室个部分尺寸设砂坡向沉砂槽，沉砂槽为延池长方向的梯形断面渠道，每池设一个共两个，每个沉砂槽所需容积为308.42m V v == 砂槽容积取值为：a 1=0.5m h 3’=0.5m Þ=60°则沉砂槽体积3332108.45.4125.025.012m m L h a a V >=⨯⨯+=+=符合要求3、提砂泵房与砂水分离器选用直径0.2m 的钢制压力试旋流砂水分离器1台，砂水分离器的外形高度H 1=11.4m ，入水口离地面相对高度11.0m ，则抽砂泵静扬程为H=14.5m ，砂 水分离器入口压力为H 2=0.1mpa=10.0mH 2O则抽砂泵所需扬程为选用螺旋离心泵Q=40.0 m 3/h H=25.0mH 2O电动机功率为 N=11.0kw4、曝气沉砂池总体尺寸沉砂槽尺寸：a 1＝0.5m a 2=1m h 3’=0.5m沉砂池尺寸：b 1=1.75mI=0.1～0.5 取 0.2m h h h h 05.275.013.0321=++=++= 取2.1m式中 h 1——超高取 0.3mh 2——有效水深 1mh 3——沉砂室高度 0.4m5、曝气系统设计计算采用鼓风曝气系统，穿孔管曝气空气用量max 3600DQ q = （3-7） 式中 q ——所需曝气量， m 3/h ；D ——每 m 3污水所需曝气量，m 3/m 3设 D 为 0.2，代入得：6、管路设计⑴ 泵房出水井设出水井尺寸为1.0×4m 2，出水采用堰跌落，堰宽为1000mm ，堰上水头查手册第一册： 矩形堰2302Q H g b m = （3-8） 式中 Q ——流量，为 0.521m 3/s ；m 0——流量系数；H ——溢流堰上水头高，（m ）；P ——堰高，（m ）；b ——堰宽根据上式可算出 H ＝0.06 max aQ Q = （3-9）式中 a ——安全系数取 1.2出水堰尺寸92.0)2.1521.0(94.09.04.04.0=⨯⨯=⨯=Q Bm B h 16.125.1=⨯= 取1.2m⑵ 沉砂池的进水 水经潜孔进入沉砂池，过孔流速不宜过大，取 V≥0.4m/s 。
曝气沉砂池
目录绪论11 沉砂池11.1 沉砂池的基本定义11.2 污水中的砂粒11.3 沉砂池的作用11.4 沉淀池的分类12 曝气沉砂池12.1 曝气沉砂池的定义12.2 曝气沉砂池的特点22.3 曝气沉砂池的构造及工作原理22.4 曝气沉砂池中的水流及颗粒轨迹特点22.5 曝气沉砂池的沉砂效率32.6 曝气沉砂池的清砂方式43 曝气沉砂池的设计53.1设计参数53.2 注意事项63.3 设计计算63.4 实际设计与计算74 结束语85 参考文献9绪论本文介绍了工业污水处理中常用的曝气沉砂池工艺以及与其的相关理论基础知识，旨在全面了解曝气沉砂池的构造，工作流程，及其优点与不足。
通过学习并根据已知条件，初步设计简单的曝气沉砂池构型，通过数据采集计算，确定其具体参数，完成设计。
从而全面、准确、深刻的了解曝气沉砂池。
1 沉砂池1.1 沉砂池的基本定义城市污水或综合污水的处理一般在预处理段设置沉砂池。
沉砂池的作用是去除水中密度比较大的无机颗粒，如泥沙、煤渣等，一般设在泵站、倒虹管、沉淀池前，来减轻水泵和管道的摩擦，防止后续处理构筑物管道的堵塞，缩小污泥处理构筑物的容积，提高污泥有机物组分的含量，提高污泥作为肥料的价值[1]。
1.2 污水中的砂粒污水中的砂粒是指相对密度较大，易沉淀分离的一些大颗粒物质，主要是污水中的无机性砂粒，砾石和少量较重的有机物颗粒，如树皮、骨头、种粒等。
在颗粒物质的表面还附着一些粘性有机物，这些粘性有机物是极易腐败的污泥，因此，这些颗粒物质都应在沉砂池中被去除。
1.3 沉砂池的作用（1）防止活动的机械设备受到磨损而带来不正常的损耗；（2）减少在管道、渠道和导管中形成重沉积物；（3）减少消化池由于砂过分累积引起的清理频率。
实质上除砂是在离心机，换热器和高压隔膜泵之前[2]。
1.4 沉淀池的分类常选用的沉砂池有平流沉砂池、竖流沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池4种。
平流式矩形沉砂池是常用的型式，具有构造简单、处理效果较好的优点。
水污染控制工程计算题归纳
解： （1）沉淀区表面积 A：
（2）沉淀部分有效水深 h2：
（3）沉淀区有效容积 V
（4）沉淀池长度 L：
（5）沉淀池总宽度 B：
（6）沉淀池个数 n：设每个沉淀池宽度 b=3.86m,则：
（7）校核尺寸比例：
（8）污泥部分所需容积 Vw： 每人每日产生干污泥量为 25g/人 d，含水率为 97%，取排泥时间间隔为 2 天，换算成 湿污泥量 S：
c w Qw ch Qh Qw Qh 1300 2.83 310 3.83 2.83 3.83 730.68mg/L 500mg/L c
2、 向一条河流稳定排放污水，污水排放量 Qp=0.2 m3/s，BOD5 浓度为 30 mg/L，河流流量 Qh=5.8 m3/s，河水平均流速 v=0.3 m/s，BOD5 本底浓度为 0.5 mg/L，BOD5 降解的速率常数 k1=0.2 d-1，纵向弥散系数 D=10 m2/s，假定下游无支流汇入，也无其他排污口，试求排放点 下游 5 km 处的 BOD5 浓度。 解： （1）污水排入河流后排放口所在河流断面初始浓度可用完全混合模 型计算；
计算排除的以 SS 计的污泥量
计算排放的湿污泥量，污泥含水率按 99%计算
5.计算回流污泥比 R
曝气池中 MLSS 浓度＝3500mg/L，回流污泥浓度＝8000mg/L
6.计算曝气池所需的空气量 首先计算曝气池所需的氧量 (1)生化反应中含碳有机物全部氧化所需的氧量:
(2)生化反应所需氧量: 所需氧量 O2＝ 再计算曝气池所需的空气量 =(7744-1.42×1775.2) kg/d ＝5223.2 kg/d
3、流量 200m3/h，曝气池进水 BOD150mg/L, 出水要求为 15mg/L，采用阶段曝气法， 求曝气池容积。 阶段曝气法经验去除率：85%~90％ 污泥负荷：0.2~0.4kgBOD5/kgMLSS· d MLSS:1500~3000mg/L 取污泥负荷为 0.3 kgBOD5/kgMLSS· d，MLSS 为 2400 mg/L,则 曝气池容积： 解：
曝气沉砂池的设计计算
曝气沉砂池的设计计算1、池体设计计算⑴ 池的总有效容积Vt Q 设计60V =式中 V ——总有效容积(m3)；t ——最大流量时的停留时间(min ，取为2)则：Q 设计=1875m3/h=0.521 m 3/s352.622521.060V m =⨯⨯=⑵ 池断面积设污水在池中的水平流速v 为 0.1m/s ，则水流断面面积为：221.51.0521.0m v Q A ===设计 ⑶ 池宽度 设有效深度 1m ，则沉砂池总宽度 B 为：m 21.5121.5H A B === 设沉砂池两座，则每座池宽 b 为： m 6.2221.52B b ===宽深比3.122.6b ==h ，符合要求(1～1.5 之间)。
⑷ 池长m A V L 1221.552.62=== 长宽比561.42.612L <==b 符合要求。
由以上计算得：共一组曝气池分2格，每格宽2.6m ，水深1m ，池长12m 。
2、沉砂室设计⑴ 排砂量计算对于城市污水，采用曝气沉砂工艺，产生砂量约为X 1=2.0～3.0m 3/105m 3，则每日沉砂量Q 设计为 d m X Q /45.0100.315000Q 351max =⨯⨯=⨯=-设计(含水率 60﹪)设贮砂时间 t=2d则砂槽所需容积为 V= Q 设计×t=0.45×2=0.9 m 3折算为含水率 85﹪的沉砂体积为32.185100)60100(45.0m V =--⨯=⑵ 砂室个部分尺寸 设砂坡向沉砂槽，沉砂槽为延池长方向的梯形断面渠道，每池设一个共两个，每个沉砂槽所需容积为308.42m V v == 砂槽容积取值为：a 1=0.5m h 3’=0.5m Þ=60°m a tg h a 15.0732.15.02602132=+⨯=+︒=则沉砂槽体积 3332108.45.4125.025.012m m L h a a V >=⨯⨯+=+=符合要求 3、提砂泵房与砂水分离器选用直径0.2m 的钢制压力试旋流砂水分离器1台，砂水分离器的外形高度H 1=11.4m ，入水口离地面相对高度11.0m ，则抽砂泵静扬程为H=14.5m ，砂 水分离器入口压力为H 2=0.1mpa=10.0mH 2O则抽砂泵所需扬程为O mH H H H 225.240.105.14=+=+='选用螺旋离心泵Q=40.0 m 3/h H=25.0mH 2O电动机功率为 N=11.0kw4、曝气沉砂池总体尺寸沉砂槽尺寸：a 1＝0.5m a 2=1m h 3’=0.5m沉砂池尺寸：b 1=1.75mI=0.1～0.5 取 0.2m h h 75.02.075.14.02.075.133=⨯+=⨯+'=m h h h h 05.275.013.0321=++=++= 取2.1m式中 h 1——超高取 0.3mh 2——有效水深 1mh 3——沉砂室高度 0.4m5、曝气系统设计计算采用鼓风曝气系统，穿孔管曝气空气用量max 3600DQ q = （3-7） 式中 q ——所需曝气量， m 3/h ；D ——每 m 3污水所需曝气量，m 3/m 3设 D 为 0.2，代入得：/m in m 252.6/h m 12.753521.00.23600q 33==⨯⨯=6、管路设计⑴ 泵房出水井设出水井尺寸为1.0×4m 2，出水采用堰跌落，堰宽为1000mm ，堰上水头查手册第一册： 矩形堰2302Q H g b m = （3-8） 式中 Q ——流量，为 0.521m 3/s ；m 0——流量系数；H ——溢流堰上水头高，（m ）；P ——堰高，（m ）；b ——堰宽根据上式可算出 H ＝0.06 max aQ Q = （3-9）式中 a ——安全系数取 1.2出水堰尺寸92.0)2.1521.0(94.09.04.04.0=⨯⨯=⨯=Q Bm B h 16.125.1=⨯= 取1.2m⑵ 沉砂池的进水 水经潜孔进入沉砂池，过孔流速不宜过大，取 V≥0.4m/s 。
曝气池设计计算
此部分公式见三废500至505页
Pb =
1.337×105Pa
Ot＝17.9％
Csb(30)=
8.29mg/L
曝气池设计计算
备注
（5）20℃条件下，脱氧清水充氧量R0
式中R——实际条件下充氧量，O2=216kgO2/h
α——废水液相传质系数KLa的修正系数，取α=0.8
β——废水CS的修正系数，取β=0.9
ρ——压力修正系数，取ρ=1
C——氧实际浓度，取C = 2 mg/L
（6）最大时需氧的充氧量R0max
（7）曝气池平均时供气量GS
（8）最大时供气量GSmax
（9）去除每公斤BOD5的供气量
R0=38.75kg/h
R0max=
46.49kg/h
GS=
717.59m3/h
GSmax=
860.93m3/h
5.5
220.2
8.00
100
三通1个
4.65
14.08
0.968
13.36
9~8
5.5
440.4
15.58
100
四通1个
2.10
7.6
3.582
26.68
8~7
5.5
660.6
10.34
150
四通1个异形管1个
3.99
9.49
1.150
10.69
7~6
5.5
880.8
13.85
150
四通1个
3.42
平均时：GST=3Gs=3×6609.3=19827.9m3/h=330.5 m3/min
（2）风压确定
曝气器安装在距池底0.2m
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曝气沉砂池的设计计算
唐建国 林洁梅
[ 提要 ]本文主要介绍了曝气沉砂池的特点 、设计参数的意义和取值范围 ,对曝气沉砂池 的设计具有一定的参考作用 。
[ 关键词 ]曝气沉砂池 表面负荷 停留时间 供气量 设计 计算
一 、前言 沉砂池是城市污水处理厂不可缺少的处理 工序 ,沉砂池去除的所谓砂子主要包括杂粒 、石 子 、煤渣或其它一些重的固体构成的渣滓 ,其密 度和沉降速度远大于污水中易于腐烂的有机 物 , 其中杂粒还包括蛋壳 、骨屑 、种子以及废弃 食品之类的有机物 。 和其它形式的沉砂池相比 , 曝气沉砂池的 特点是 : 一 , 可通过曝气来实现对水流的调节 , 而其它沉砂池池内流速是通过结构尺寸确定 的 , 在实际运行中几乎不能进行调解 ; 二 , 通过 曝气可以有助于有机物和砂子的分离 。如果沉 砂的最终处置是填埋或者再利用 (制作建筑材 料) , 则要求得到较干净的沉砂 , 此时采用曝气 沉砂池较好 , 而且最好在曝气沉砂池后同时设 置沉砂分选设备 。通过分选一方面可减少有机 物产生的气味 ,另一方面有助于沉砂的脱水 。 二 、曝气沉砂池中的水流及颗粒轨迹特点 通过在曝气沉砂池内一侧鼓入空气 , 会使 水流产生垂直于水平轴的竖向流 , 其与在沉砂 池内的水平流叠加产生螺旋流 ,如图 1 所示 。这 种螺旋流一方面使有机物和砂子得到分离 , 另 一方面将沉入池底的砂子冲入集砂槽内 。 砂子等颗粒物质在曝气沉砂池内由于受不 同水流的影响 , 不同颗粒运动情况也不相同 。 在具有高旋流速度的区域 ,如水面处 ,小颗粒受 水流的影响比大颗粒大 , 所以小颗粒物质比大 颗粒物质更快到达池边 (如图 2 中 a 点轨迹 ①) 。在池边由于水平流速较小 ,所以颗粒水平 运动的距离较短 , 较大的颗粒会较快地沉入池 底 (如图 2 中 a 点轨迹 ③) 。在池横断面的中部
qA = Q / A
( 1)
式中 A ———沉砂池表面积 ( m2) ;
Q ———进水水量 ( m3 / h) ;
qA ———允许表面水力负荷 (m3/ (m2 ·h) ) 。
允许表面水力负荷与不同粒径砂子的分离
效率情况如表 2 所示 , 水力停留时间在最大流
·16 ·
图 4 曝气沉砂池可沉砂量与水力停留时间关系图
池的关键是池内水的旋流速度 , 尽管水平流速 受水量变化影响很大 , 但一般只要旋流速度保 持在 0125～0130m/ s 的范围内 , 就可获得较好 的除砂效果 , 水 平 流 速 一 般 控 制 在 0106～ 0112m/ s 范围内 。
曝气沉砂池的横断面应和进水量相适应 , 横断面近似于圆形的曝气沉砂池最好 。实际中
砂效率 。
四 、曝气沉砂池的设计计算
沉砂池一般按去除粒径为 012mm 以上、密
度为 2165g/ cm3 的砂子和无机物质设计 ,不同粒 径砂子的沉速 (与水温有关) 情况详见图3 。
允许表面水力负荷和砂子的分离效率的关系
分离效
qA
率
( m3 / m2 ·h) ) ( %) 100
90
表2
85
d (mm) 01125
给水排水 Vol 123 No. 10 1997
各国规定的供气量情况一览表
表3
国家
单位池长的供气量
资料来源及说明
美国 0115～0145m3 / ( min ·m)
《废水工程》
日本
5～13L / (s ·m)
《下水道设施设计指南 与解说》
德国
微气泡曝气器 : ( 0163 + 0152l n TE ) - 0162
设计曝气沉砂池需要注意的是 : 11 曝气沉砂池的横截面面积一般为 1～ 15m2 , 其宽度和设计流量时的水深比一般为 018～019 ; 21 曝气沉砂池长度不宜小于池宽的 10 倍 ,最大一般不宜大于 60m ; 31 如果设有除渣池 , 除渣池长度必须小于 曝气沉砂池的长度 , 以保证沉砂池的最佳除砂 效果 , 两池之间的挡水墙底至少为除渣池深度 的 30 % (在最小流量时也应淹没于水中) , 除渣 池宽度一般为全池宽度的 1/ 3 ; 41 曝气器距曝气沉砂池集砂槽上沿的距 离一般为 30cm ,曝气器一侧以下的池底倾角一 般为 70°, 相对侧池底一般为 45°, 如果设有除 渣池时一般为 30°～40°; 51 集砂槽底宽度一般为 30cm , 其距曝气 器一侧池壁的距离一般为曝气沉砂池宽度的
m3 / ( h ·m3 ) * 粗气泡曝气器 : ( 0107 + 0176l n TE ) - 1133 m3 / ( h ·m3 ) *
TE ———曝气器距水面 距离 (m) 。《污水处理 手册》
015～110m3 / ( h ·m3 ) * 《城市排水和污水处
理手册》
* :单位池容的供气量 。
91 曝气沉砂池内应考虑消泡措施 。
图 5 曝气沉砂除渣池简图 给水排水 Vol . 23 No. 10 1997
★作者通讯处 :314001 嘉兴市吉安路 23 号 中国市政工程西北设计研究院嘉兴分院
电话 : ( 0573) 2087649 收稿日期 :199725221
·17 ·
Vol. 23 No. 10 October 1997
3160
6112
7192
01160
5176
9136
11188
01200
1018
17128
21124
01250
19180
29152
36100
01315
31168
44128
52192
图 3 砂子 (ρ= 2165g/ cm3 ) 粒径与沉速的关系图
曝气沉砂池的主要设计参数是允许表面水 力负荷 (由于在实际情况中存在有水流的紊动 , 所以实际采用的允许表面水力负荷 qA 低于理 想情况下的沉速 , 允许表现水力负荷与沉砂池 表面积之间的关系详见公式 (1) ) 、水力停留时 间 、供气量 、旋流速度 。
曝气沉砂池经常和去除浮渣 、油脂结合起来 ,即
在曝气沉砂池的一侧设置除渣池 , 两池之间用 设有整流栅条的挡水墙隔开 。污水中的浮渣 、 油脂在空气泡的作用下 ,在除渣池中浮至水面 , 达到从污水中分离的目的 (如图 5 所示) , 起到 一举两得的作用 。
沉砂通常采用带有刮刀或者砂泵或者空气 提升器的除砂设备去除 , 浮渣则通过设在除砂 机上的浮渣刮板刮至池子一端的集渣槽内 。
gallery design . Based o n it , several general p ro blems co ncer ning how to raise t he yield , how to keep t he infilt ratio n gallery operatio n fo r a lo ng time and how to keep t he yields ro ughly stable are expo unded in detail . Then so me desi gn p rinciples are offered as refer2 ence fo r design .
·15 ·
曝气沉砂池的截流效率与截流效率 ( %)
颗粒粒径 d ( mm)
截流效率 ( %)
> 0130
> 95
0120
85
0115
75
0110
50
< 0107
< 10
时 , 沉砂池的沉砂效率可以通过测定初次沉淀
池污泥中砂子的含量来确定 。如果沉砂效率不
高时 , 应根据实际情况调整运行参数来提高沉
1/ 3 ; 61 曝气砂池进口和出口的布置 , 应防止
发生短路 ,进水方向应和池内水旋流方向一致 , 出水方向应和进水方向垂直 ;
71 曝气器固定安装时宜采用穿孔管 (粗气 泡曝气器) , 若采用微气泡曝气器时 , 由于易堵 塞 ,故应采用易检修 、拆卸的安装方式 ;
81 供气量应能够进行调解 , 沿池长从前至 后宜按 2 :1 分配 ,最后 2～3m 池长不曝气 ;
量时一般应大于 1～3min (如果设有除渣池时 水力停留时间应大于 5min) ,德国有资料要求 在最大流量时应大于 10min , 除砂要求较高时 应大于 20min , 要求较低时应大于 5min 。图 4 是水力停留时间和砂子去除率的关系图 。
曝气沉砂池与其它沉砂池相比优点之一就 是污水中的有机物和无机物可以得到较好的分 离 。一般供气量越大 ,这种分离效果越好 ;但是 供气量过大 ,会影响曝气沉砂池的沉砂效果 ,特 别是对细颗粒砂子的截流效果 。按我国规范规 定气水流量比一般为 011～012 ; 国外对此规定 也不尽相同 , 表 3 是各国对供气量的规定情况 一览表 。德国有人通过对 30 座曝气沉砂池的调 查 ,发现供气量普遍超过实际需要量 ,尽管这些 曝气沉砂池大小尺寸均满足要求 , 但供气量过 大并没有得到良好的沉砂效果 , 后续处理构筑 物中仍然有许多应由沉砂池截留的砂子沉淀 。 相反通过减少供气量后 , 曝气沉砂池的工作状 况却得以改善 。通过试验按能量密度确定了供 气量的计算公式 (公式 (2) ) ,并认为用此公式进
行设计可以保证和改善曝气沉砂池的工作效
果。
Qa = 314 F015
( 2)
式中 F ———沉砂池横截面积 ( m2) ;
Qa ———单位池长需要的空气流量