二沉池的设计计算 辐流式二沉池设计计算
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 0 . 6
~ 1 . 5 m /( m
3 2
h ) ，每人
每日污泥量 12～32g/人· d，污泥含水率 99.2～99.6%，固体负荷
150 kg /( m
2
d)
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° ，园斗宜为 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 0.325 m 1、沉淀池表面积
F Q max nq
"
3
s
。
0 . 65 3600 2 1 .5
3
780 m
2
式中
Q
——污水最大时流量， m ——表面负荷，取 1 .5 m
3
s
2
； ；
q
"
m h
n
——沉淀池个数，取 2 组。
池子直径：
D 4F 4 780 3 . 14 31 . 52 m
取 32 m 。
2、实际水面面积
F
"
D
4
2
32
4
2
804 . 25 m
2
实际负荷 q
4 Q max nD
2
4 0 . 65 3600 2 32
2
1 . 45 m /( m
3
2
h ) ，符合要求。
3、沉淀池有效水深
h1 q t
"
式中
t
——沉淀时间，取 2 h 。
h1 1 . 5 2 3 . 0 m
径深比为：
D h1
32 3
10 . 67
，在 6 至 12 之间。
4、污泥部分所需容积
X R 1 R X
r
则
X
r
1 1 1 X 1 4000 9000 mg / L R 0 .8
2h
采用间歇排泥，设计中取两次排泥的时间间隔为 T
V1 (1 R ) QXT 1 2 (X X r )N (1 0 . 8 ) 20000 4000 2 1 2 ( 4000 9000 ) 2 24
923 . 08 m
3
5、污泥斗计算
h 5 ( r r1 ) tan
式中
r
——污泥斗上部半径， m ； ；
r1 ——污泥斗下部半径， m
——倾角，一般为 6 0 C 。
r
设计中取
= 2 m ， r =1m 。
1
h 5 ( r r1 ) tan
( 2 1) tan 60 1 . 73 m
污泥斗体积计算：
V5
h5
3
( r1 r1 r2 r2 )
2
2
3 . 14 1 . 83 3
(2
2
2 1 1 ) 12 . 7 m
2
3
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
h4 D 2r 2 0 . 05 32 2 2 2 0 . 05 0 . 7 m
污泥斗以上圆锥体部分体积：
V4
h4
12
(D
2
DD 1 D 1 )
2
3 . 14 0 . 7 12
( 32
2
32 4 4 ) 213 . 94 m
2
3
则还需要的圆柱部分的体积：
V 3 V 1 V 4 V 5 923 . 08 213 . 94 12 . 7 696 . 44 m
3
高度为： h 3
V3 F
"
696 . 44 804 . 25
0 . 87 m
7、沉淀池总高度 设计中取 超高 h 0 .3 m ，缓冲层高度
h 2 0 .3 m
H h h1 h 2 h 3 h 4 h 5 0 . 3 3 . 0 0 . 3 0 . 87 0 . 7 1 . 73 6 . 9 m
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 i 10 ‰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：
Q 5 R Q 0 . 8 0 . 46296 0 . 37 m / s
3
本设计中拟用 6 个吸泥管，每个吸泥管流量为：
Q Q5 62 0 . 37 62 0 . 031 m / s
3
规范规定，吸泥管管径一般在 150～600mm 之间，拟选用 d
v 4Q
250 mm
，
d
2
4 0 . 031 3 . 14 0 . 25
2
0 . 63 m / s ，1000 i 8 . 71
。
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， 进口
出口 1 . 0 ，局部水头损失为
h1 v
2
0 .4 ，
0 .4 1 .0
0 . 63
2
2g
2 9 .8
0 . 028 m
沿程水头损失为
h 2 8 . 71 ‰ 4 0 . 0348 m
中心排泥管
Q5 3 0 . 37 3 0 . 123 m
3
s
故中心管选择 DN500， v
h3 v
1 . 25 m s
2
，1000 i
1 . 25
2
4 . 96
0 . 4 1 . 0
2g
2 9 .8
0 . 11 m
h 4 iL 4 . 96 ‰ 4 . 0 0 . 02 m
泥槽内损失
h 5 iL 0 . 01 20 0 . 20
h 泥由槽底跌落至泥面 （中心筒内）
m m， 槽内泥高 h
7
6
0 . 10
0 . 10
m。
则吸泥管路上总水头损失为
h h1 h 2 h 3 h 4 h 5 h 6 h 7
0 . 028 0 . 0348 0 . 11 0 . 02 0 . 20 0 . 10 0 . 10
0 . 5928 m
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 R 8 0 % 时，单池进水管设计流量为
Q 1 1 R Q 1 0 . 8 0 . 325 0 . 585 m
3
s
进水管管径取为 D 则 流速： v
Q1 A
1
900 mm
4 0 . 585 3 . 14 0 . 9
2
0 . 92 m s
当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料知：流速为
1 .4 3 m s 。
（2）进水竖井计算 进水竖孔直径为 D
2
2000 mm
进水竖井采用多孔配水， 配水口尺寸为 0 . 5 m 1 . 5 m ， 共设 8 个沿井
壁均匀分布； 流速为： v 孔距为： l
Q1 A 0 . 585 0 .5 1 .5 6 0 . 13 m s 0 . 15 ~ 0 . 2 ，符合要求
D 2 0 .5 6 6
2 . 0 3 . 14 0 . 5 6 6
0 . 285 m
设管壁厚为 0.15m，则
D 外 2 . 0 0 . 15 2 2 . 3 m
（3）稳流罩计算 稳流筒过流面积
f Q进 v
式中
v
——稳流筒筒中流速，一般采用 0 . 03
0 . 03 m s
f 0 . 585 0 . 03 19 . 5 m
2
~ 0 . 02 m s
。
设计中取 v
稳流筒直径
D3 4f D2
2
4 19 . 5 3 . 14
2 .0
2
5 . 37 m
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 ：
0 . 8 0 . 15 2 1 . 10
m。 ，其中 ——安全系数，取 1.5，得
Q 1 . 5 0 . 325 0 . 4875 m
" 3
设计中采用 Q
"
Q
s
集水槽内水流速度为：
v Q F
"
0 . 4875 0 .8 0 .7
0 . 87 m s 0 . 4 m s
符合要求。
采用双侧集水环形集水槽计算，槽内终点水深为
h2 q vb 0 . 325 2 0 . 87 0 . 8 0 . 23 m
槽内起点水深为
h3
3
2hk h2
3
h2
2
式中
hk
——槽内临界水深， m ； ——系数，一般采用 1.0。
2 2
hk
aq
3
3
0 . 325 1 .0 2 g 0 .8
2
2
0 . 161 m
gb
3
h3
3
2hk h2
h2
2
3
2 0 . 161 0 . 23
2
0 . 23
2
0 . 65 m
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 .7 0 .3 1 .0
m。
集水槽水力计算
l D 0 . 5 2 0 . 15 2 0 . 8 3 . 14 33 2 . 1 97 . 83 m
湿周：
X b 2 h 0 .8 2 0 .7 2 .2 m
水力半径： 水流坡度：
R
W X
0 .7 0 .8 2 .2
2 3
0 . 255 m
2
i vnR
2
2 0 . 87 0 . 0 1 3 0 . 2 5 5 3
0 .0 7 9 %
则沿程水头损失为：
h1 il 0 . 079 % 97 . 8
3 0 . 077 m
局部按沿程水头损失的 30%计，则集水槽内水头损失为：
h 1 0 . 3 h1 1 . 3 0 . 077 0 . 1 m
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
q n
Q n L b
L L1 L 2
2
h 0 .7 q q0 Q L
5
式中
q
Q
——三角堰单堰流量， L s ； ——进水流量， m
3
s
；
L
——集水堰总长度， m ； ； ；
L 1 ——集水堰外侧堰长， m L 2 ——集水堰内侧堰长， m
n
b h
——三角堰数量，个； ——三角堰单宽， m ； ——堰上水头， m ；
s m 。
q 0 ——堰上负荷， L
设计中取 b 0 . 16 m
L1 33 0 . 5 2 3 . 14 100 . 48 m L 2 33 0 . 5 2 0 . 8 2 3 . 14 95 . 456 m L L1 L 2 100 . 48 95 . 456 195 . 936 m
n L b q Q n
h 0 .7 q
195 . 936 0 . 16
1 2 2 46 .
取 1225 个
0 . 3 2 5 1 0 0 0 0 . 2 6 5L s 1225
2 5 2
0 . 7 0 . 3 5 0 . 027 m
q0
Q L
0 . 325 1000 195 . 936
1 . 66 L
s m 介于 1 . 5
~ 2 .9 L
s m 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：
0 . 031 0 . 15 0 . 181 m
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
DN 900 mm
，流速为：
v 4Q 4 D
2
4 2 . 431 4 3 . 14 0 . 9
2
0 . 96 m s
当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料知：流速为
1 .4 3 m 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。