计算示例-格栅、沉砂池、沉淀池

1 21
污泥斗容积：设 r1 1.5m，r2 0.75m， 600，则
h6 (r1 - r2 ) tan 600 (1.5 0.75) tan 600 1.3m 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积：设池底径向坡度为 0.01，则
h5 (R r1)0.05 (19 2)0.01 0.2m
Sf-260，Q=5-12L/s XBJ 型，N=7.5KW
数量 2 2
2（备用 1 台）
三、辐流式二沉池
设计中选择 4 组周边进水，周边出水的向心辐流式沉淀池，N=6，每池设计
流量为 Q Qmax 2.558 m3 / s 0.426m3 / s
6
6
从氧化沟流出的混合液进入集配水井，经过集配水井分配流量后流入辐流式沉淀
一、粗格栅
粗格栅设置于污水提升泵之前，最大设计流量为 2.558m³/s，主要的作用是
拦截大的污物，以保护污水提升泵不受损害，减轻后续处理单元的处理负荷，防
止阻塞管道。
1、主要设计参数
栅条宽度 S：10mm；
栅条间隙 b：20mm；(机械清渣：16-25mm)
过栅流速：1.0m/s（0.6-1.0m/s）；
h2
1.4 2.5

3.5m，径深比 D h2

38 3.5
10.86(符合6
~ 12的要求)。
（5）污泥区容积 V：
设计采用单管双侧吸泥机，污泥区容积按贮泥时间 T=2 h 计
V 2T (1 R)QR 2 2 (11) 0.42636001 4090m3
1 2R
0.712 - 0.00782 2 6001.0610-6
19.9s1，在10～30之间，符合要求。
（7）进出水管计算
1）进水管
进水管设计流量 Q1 (1 R)Q （11）0.426 0.852m3 / s
进水管管径取为 D进水 1000mm，v 1.09m / s。 2）出水管 出水管管径取为 D出水 800mm，v 0.85m / s。
Gm ——导流絮凝区的平均速度梯度，一般取10 ~ 30s1，本工程取 20s1 ；
ν ——污水的运动黏度，与水温有关，水温为 20℃时， 1.0610-6 m2 / s ， 水的运动黏度在 10℃～20℃时变化不大，这里以 20℃时ν 值计算。
vn 2t Gm 2 6001.0610-6 20 0.71m / s，符合要求。 布水孔数： n' Q(1 R) 0.426 (11) 152.9个
H1 h h2 1.0 0.4 1.4m
L l1 l 2 0.5(l3) 1.0(l 4) H 1 tan
2 2 0.5 0.5 1.01.0
1.4 tan 750
5.6m
l1 ——栅前配水区长度，取 2m；
l2 ——栅后集水区长度，取 2m；
圆锥体部分容积：
V1

h5 3
(r12

r1R

R2
)

3.14 3
0.2
(1.52
1.519
192 )

82m3
竖直段污泥高度:
h4

V
V1 F

4090 82 1134

3.5m
沉淀池总高度:设计沉淀池超高 h1 0.5m ，缓冲层高度 h3 0.3m ，则
H h1 h2 h3 h4 h5 h6 0.5 3.5 0.3 3.5 0.2 1.3 9.3m
1；
v2
——导流絮凝区平均向下流速， v2

Q（1 f
R）；
f ——导流絮凝区环形面积。
设导流絮凝区的宽度与配水槽同宽，则：
v2

Q(1 f
R)

Q(1 R) (D B)B

0.426 (11) 3.14 (38 0.9) 0.9

0.0078m
/
s
Gm
v12 v22 2t
vn A0 0.71 (0.1/ 2)2
取n' 153个。
式中： A0 ——布水孔截面面积。
孔距: l (D B) (38 0.9) 0.8m
n'
153
校核Gm：Gm
v12 v22 2t
式中
v1 ——配水孔水流收缩断面的流速， v1

vn
，因设有短管
（2）设计计算 1）设计流量 设计中设置 2 座沉砂池，每座设计流量
2）沉砂池的直径
（4.18）
式中： ——设计流量 m3/s； q——表面负荷 m3/（m2•h），计算中取 200 m3/（m2•h）。
在实际工程中取 D=4.8m 3）沉砂池的有效水深 h2
（4.19）
式中： t——水力停留时间，s，计算中取 35s。
校核流速
进水渠道长度：
8）出水渠道 出水渠道和进水渠道建在一起，中间设置闸板，以便在沉砂池检修时超越沉 砂池，两渠道夹角 360°，最大限度的延长沉砂池内的水力停留时间。
。
直线段长度满足 L’ ≤ B2=2.5m 即可，取 L’=2m。 9）排砂装置 沉砂量 按 106m3 污水沉砂 30m3 计算
池径与池深比：D/h2 = 4.6/1.92 = 2.4 （在 2.0~2.5 范围内） 4）沉砂室所需容积
（4.20）
式中：
Qd——平均流量，m3/s；
X——城市污水沉砂量，一般采用 30m3/106m3 污水；
T——清除沉砂的间隔，d，设计中取 1d。
代入数据：
5）沉砂斗容积
（4.21）
式中： d——沉砂斗上口直径，m，设计中取 1.5m； h4——沉砂斗圆柱体的高度，m，设计中取 1.2m； h5——沉砂斗圆台体的高度，m； r——沉砂斗下底直径，m，一般采用 0.4~0.6m，设计中取 0.5m；
重为 1500kg/m3； 6）合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定； 7）砂斗容积不应大于 2d 的沉砂量，采用重力排砂时，砂斗斗壁与水平面
的夹角不应小于 55°； 8）沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。采用人工
排砂时，排砂； 9）管直径不应小于 200mm，排砂管应考虑防堵塞措施。
l3 ——栅前直流段，取 0.5m；
l4 ——栅后直流段，取 1.0m。 （5） 每日栅渣量计算
栅渣量W

QmaxW1 Kz

1700001.3 0.1 1.3 103
17m3
/
d
二、 机械旋流式沉砂池设计计算
（1）机械旋流式沉砂池的设计参数 1）最高时流量的停留时间不应小于 30s； 2）设计水力表面负荷宜为 150~200m3/（m2h）； 3）有效水深宜为 1.0~2.0m，池径与池深比宜为 2.0~2.5； 4）池中应设立式桨叶分离机； 5）污水的沉砂量可按 106m3 污水沉砂 30m3 计算，其含水率为 60%，容
沉淀池池边高度: H ' h1 h2 h3 h4 0.5 3.5 0.3 3.5 7.8m
污泥区高度: H '' h4 h5 h6 3.5 0.2 1.3 5m （6）二沉池进水槽设计
采用环行平底槽，等距设布水孔，孔径 100mm，并加 300mm 长短管（进水 槽采用混凝土结构，壁厚为 300 mm）。 流入槽: 设计进水槽宽 B＝0.9 m，槽深 1.3 m，超高 0.3 m，则槽中水深 h=1 m。 槽中过水断面面积 A B h 0.91 0.9m2
槽中流速：V （1 R）Q （11） 0.426m3 / s 0.95m / s
A
0.9m2
布水孔平均流速： vn 2t Gm 式中： vn ——配水孔平均流速，0.3～0.8 m/s；
t ——导流絮凝区平均停留时间，池周有效水深为 2-4 m 时，取 360~720s， 本工程取 600 s；
/
s

426L / s 239m
1.8L
/
s
m
平均时堰口负荷： q1''

Qav L

0.426m3 / s 1.3 239m
426L / s 1.3 239m
1.4L / s m
（5）沉淀池有效水深
h2 q't
式中： h2 —沉淀池有效水深（m）； t—沉淀时间（h），一般采用 1.5-2.5h，设计中取 t=2.5h。
代入数据：
6）沉砂池总高 H
（4.22） 式中： h1——沉砂池超高，取 0.5m；
h3——沉砂池缓冲层高度，m，取 1m。 代入数据：
7）进水渠道
进水渠与沉砂池呈切线方向进水，以提供涡流的切速度。
（4.23） 式中： B1——进水渠道宽度，m；
v1——进水流速，一般采用 1.2～1.6m/s，设计中取 =1.0m/s； h1——进水渠道水深，m，设计中取 h1=0.8m。
S b
3
v2 2g
sin
k

2.42
0.01 3
0.02

0.852 sin 750 2 9.8
3

0.1m
取栅前渠道超高 h2 为 0.4m。 栅后槽总高：
H h h1 h2 1.0 0.1 0.4 1.5m （4）格栅渠道总长度
池。下面是单座二沉池的尺寸计算过程：
（1）沉淀部分水面面积
Q F q'
式中：F—沉淀部分有效面积（㎡）； Q—设计流量（m³/s）；
q ' --表面负荷，一般采用 0.5-1.5 m3 / m2 h 。
设计中取
1.4，则
F

Q q'

0.426 3600 1.4
1095m2
（2）沉淀池直径
采用空气提升器排砂，排砂时间每日一次，每次 1~2 小时，排砂经砂水分离 器，水排至提升泵站，砂晒干填埋。
所需空气量为排砂量的 15~20 倍，（空气密度 ρ=1.21）
10）设备Baidu Nhomakorabea型表格
设备名称 沉砂池空气提砂机
砂水分离器 罗茨鼓风机
空气提砂机参数
参数或型号 n=12-20r/min，N=1.5KW
栅条间隙数：
取 n 为 31 个；
n Q1 sin 0.6395 sin 75 30.7
bhv
0.02 1.0 1.0
栅槽宽度 B： B = Sn -1 bn = 0.01311 0.0231 0.92m
（2）格栅选择
查规范《给水排水设计手册》第 09 册，选择 GH-1400 型链条回转式多耙平
面格栅除污机（格栅宽度 1400mm，有效栅宽 1100mm）。
校核： n 37 ，实际流速 v 0.85m / s 1m / s （符合设计要求）。
（3）过栅水头损失及格栅渠道总高度
格栅断面形状为锐边矩形断面（β=2.42），k 一般取 3，通过格栅的水头损失
4
4
h1 ：
h1


D 4F 41095 37.35m

3.14
设计中取D 38m。 式中：D—沉淀池直径（m）。
校核：1）实际沉淀部分水面面积： F D2 3.14382 1134m2
4
4
2）实际表面负荷：
q'

Q F

0.426 3600m3 1134m2
/
s
1.4m3
/
栅前水深 h：1.0m
栅前渠道内流速：0.6m/s（0.4-0.9m/s）； 格栅倾角 α：75°；（45°-75°）
数量：4 座； 栅渣量：W1 取 0.1m3 栅渣/1000m³污水（机械清渣时为 0.10-0.05）
2、格栅设计计算
（1）格栅尺寸
过栅流量：
Q1

Qmax 4

2.558 m3 / s 0.6395m3 / s 4
m2

h
3）平均时表面负荷： q'' Qav 0.4263600m3 / s 1.04m3 / m2 h
F
1.31134m2
（3）堰口负荷计算：
采用出水堰双边出水，堰长为： L 2D 23.1438 239m
最大时堰口负荷：
q1 '

Q L

0.426m3 239m