二沉池的设计计算讲解-共11页

二沉池设计计算
本设计采用机械吸泥的向心式圆形辐流沉淀池，进水采用中心进水周边出水。

1.沉淀时间1.5～4.0h ，表面水力负荷)/(5.1~6.023h m m ∙，每人每日污泥量12～32g/人·d ，污泥含水率99.2～99.6%，固体负荷
)/(1502d m kg ∙≤
2.沉淀池超高不应小于0.3m
3.沉淀池有效水深宜采用2.0～
4.0m
4.当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独闸阀和排泥管，污泥斗的斜壁与水平面倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°
5.活性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积宜按不大于2h 的污泥量计算，并应有连续排泥措施
6.排泥管的直径不应小于200mm
7、当采用静水压力排泥时，二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m ，活性污泥法处理池后不应小于0.9m 。

8、二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于1.7L ／(s·m)。

9、沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。

10、水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为6～12，水池直径不宜大于50m 。

11、宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为1～3r ／h ，刮泥板的外缘线速度不宜大于3m ／min 。

当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥。

12、缓冲层高度，非机械排泥时宜为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 。

13、坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。

2.2设计计算
设计中选择2组辐流沉淀池，每组设计流量为0.3253m 。

1、沉淀池表面积
2
'
max 7805.12360065.0m nq
Q F =⨯⨯==
式中 Q ——污水最大时流量，3m s ；
'q ——表面负荷，取321.5m m h ⋅； n ——沉淀池个数，取2组。

池子直径： m F
D 52.3114
.3780
44=⨯==
π 取32m 。

2、实际水面面积
22
2
'
25.8044
324
m D F =⨯=
=
ππ
实际负荷)/(45.132
2360065.0442
32
2max h m m D n Q q ∙=⨯⨯⨯==
ππ，符合要求。

3、沉淀池有效水深
t q h '1=
式中 t ——沉淀时间，取2h 。

m h 0.325.11=⨯=
径深比为：
67.103
321==h D ，在6至12之间。

4、污泥部分所需容积 r X R
R
X +=
1 则 L mg X R X r /900040008.01111=⨯⎪⎭
⎫ ⎝⎛
+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=
采用间歇排泥，设计中取两次排泥的时间间隔为2T h = 3108.923242)90004000(2
12
400020000)8.01()(21)1(m N X X QXT R V r =⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+=++=
5、污泥斗计算 αtan )(15r r h -=
式中 r ——污泥斗上部半径，m ； 1r ——污泥斗下部半径，m ； α——倾角，一般为60C ︒。

设计中取 r =2m ，1r =1m 。

m 73.160tan )12(tan )(15=︒-=-=αr r h 污泥斗体积计算：
322
2221215
57.12)1122(3
83.114.3)(3
m r r r r h V =+⨯+⨯=
++=
π 6、污泥斗以上圆锥体部分污泥容积
设计中采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05 m r D h 7.005.02223205.0224
=⨯⨯-=⨯-=
污泥斗以上圆锥体部分体积：
3
2221124
494.213)443232(12
7
.014.3)(12
m D DD D h V =+⨯+⨯=
++=
π则还需要的圆柱部分的体积：
3541344.6967.1294.21308.923m V V V V =--=--=
高度为：m F V h 87.025.80444
.696'33===
7、沉淀池总高度
设计中取 超高0.3h m =，缓冲层高度 20.3h m =
m
h h h h h h H 9.673.17.087.03.00.33.054321=+++++=+++++=辐流沉淀池示意图见图
4-2
图4-2 二沉池高度示意图
8、排泥装置
二沉池连续刮泥吸泥。

本设计采用周边传动的刮泥机将泥刮至污泥斗。

在二沉池的绗架上设有10=i ‰的污泥流动槽，经渐缩后流出二沉池，采用渐缩是为保证中心管内污泥流速不宜过大，以利于气水分离。

因为池径大于20m,采用周边传动的刮泥机，其传动装置在绗架的缘外，刮泥机旋转速度一般为1～3rad/h 。

外围刮泥板的线速度不超
过3m/min ，一般采用1.5m/min ，则刮泥机为1.5rad/min 。

① 吸泥管流量
二沉池排出的污泥流量按80%的回流比计，则其回流量为：
s m Q R Q /37.046296.08.035=⨯==
本设计中拟用6个吸泥管，每个吸泥管流量为：
s
m Q Q /031.02
637
.02635=⨯=⨯=
规范规定，吸泥管管径一般在150～600mm 之间，拟选用mm d 250=，
s m d Q v /63.025
.014.3031
.0442
2=⨯⨯==π，71.81000=i 。

② 水力损失计算
以最远一根虹吸管为最不利点考虑，这条管路长4m ，4.0=进口ξ，
0.1=出口ξ，局部水头损失为
()m g v h 028.08
.9263.00.14.022
21=⨯⨯+==ξ
沿程水头损失为
m h 0348.04‰71.82=⨯=
中心排泥管
s m Q 35123.03
37
.03== 故中心管选择DN500，s m v 25.1=，100096.4=i
()m g v h 11.08
.9225.10.14.022
23=⨯⨯+==ξ
m iL h 02.00.4‰96.44=⨯==
泥槽内损失
20.02001.05=⨯==iL h m
泥由槽底跌落至泥面（中心筒内）10.06=h m ，槽内泥高10.07=h m 。

则吸泥管路上总水头损失为
7654321h h h h h h h h ++++++=
10.010.020.002.011.00348.0028.0++++++=
m 5928.0= ③ 吸泥管布置
所以，6根吸泥管延迟经均匀布置。

9、二沉池进水部分计算
二沉池进水部分采用中心进水，中心管采用铸铁管，出水端用渐扩管。

为了配水均匀，岩套管周围设一系列潜孔，并在套管外设稳流罩。

（1）进水管计算
当回流比80%R =时，单池进水管设计流量为
()()s
m Q R Q 31585.0325.08.011=⨯+='⨯+=
进水管管径取为mm D 9001= 则 流速：s m A
Q v 92.09
.014.3585.0421=⨯⨯==
当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料知：流速为
1.43m s 。

（2）进水竖井计算
进水竖孔直径为mm D 20002=
进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸为m m 5.15.0⨯，共设8个沿井
壁均匀分布；
流速为：()2.0~15.013.06
5.15.0585.01<=⨯⨯==s m A Q v ，符合要求 孔距为：m D l 285.06
6
5.014.30.2665.02=⨯-⨯=⨯-=
π 设管壁厚为0.15m ，则
m D 3.2215.00.2=⨯+=外
（3）稳流罩计算
稳流筒过流面积 v
Q f 进
=
式中 v ——稳流筒筒中流速，一般采用s m 02.0~03.0。

设计中取s m v 03.0=
2
5.1903
.0585
.0m f ==
稳流筒直径
m D f
D 37.50.214
.35
.194422
23=+⨯=
+=
π
10、 二沉池出水部分设计 ① 集水槽的设计
本设计考虑集水槽为矩形断面，取底宽=b 0.8m ，集水槽距外缘距池边0.5m ，集水槽壁厚采用0.15m ，则集水槽宽度为：
10.1215.08.0=⨯⨯m 。

设计中采用Q Q α='，其中α——安全系数，取1.5，得
s m Q 3'4875.0325.05.1=⨯=
集水槽内水流速度为：
s m F Q v 87.07
.08.04875.0'=⨯==s m 4.0> 符合要求。

采用双侧集水环形集水槽计算，槽内终点水深为
m vb q h 23.08
.087.02325.02=⨯==
槽内起点水深为
3
2
22
3
32h h h h k += 式中 k h ——槽内临界水深，m ； α——系数，一般采用1.0。

m g gb aq h k 161.08.02325.00.132
2
322=⨯⎪
⎭⎫ ⎝⎛⨯== 3
2223
32h h h h k +=m 65.023.023
.0161.02322=+⨯= 校核如下：
因此，设计取槽内水深为0.7m ，取超高0.3m ，则集水槽总高为
0.13.07.0=+m 。

集水槽水力计算
()()m D l 83.971.23314.38.0215.025.0=-⨯=-⨯-⨯-=π
湿周： m h b X 2.27.028.02=⨯+=+= 水力半径： m X W R 255.02
.28.07.0=⨯== 水流坡度：
%079.0255.0013.087.02
322
32=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=--vnR i 则沿程水头损失为：
m il h 077.083.97%079.01=⨯==
局部按沿程水头损失的30%计，则集水槽内水头损失为：
()m h h 1.0077.03.13.011=⨯=+=
② 出水堰的计算
二沉池是污水处理系统中的主要构筑物，污水在二沉池中得到净化后，出水的水质指标大多已定，故二沉池的设计相当重要。

本设计考虑到薄壁堰不能满足堰上负荷，故采用︒90三角堰出水。

如图5-3所示。

图5-3 三角堰示意图
L
Q q q
h L L L b
L n n Q q =
=+==
=05
2217.0 式中 q ——三角堰单堰流量，s L ； Q ——进水流量，m 3； L ——集水堰总长度，m ； 1L ——集水堰外侧堰长，m ； 2L ——集水堰内侧堰长，m ； n ——三角堰数量，个； b ——三角堰单宽，m ； h ——堰上水头，m ； 0q ——堰上负荷，()m s L ⋅。

设计中取m b 16.0=
()m L 48.10014.325.0331=⨯⨯-= ()m L 456.9514.328.025.0332=⨯⨯-⨯-=
m L L L 936.195456.9548.10021=+=+= 6.122416
.0936.195===b L n 取1225个
s L n Q q 265.01225
1000325.0=⨯==
m q h 027.03.07.07.05
25
2
=⨯==
()m s L L Q q ⋅=⨯==
66.1936
.1951000325.00介于()m s L ⋅9.2~5.1之间，符合要
求。

考虑自由跌水水头损失0.15m ，则出水堰总水头损失为：
m 181.015.0031.0=+
出水槽的接管与消毒接触池的进水渠道相连，出水管管径为mm DN 900，流速为：
244Q v D π==⋅s m 96.09.014.34431.242
=⨯⨯⨯ 当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料知：流速为
1.43m s 。

出水直接流入消毒接触池的进水渠道；集配水井内设有超越闸门，以便超越。