平流式沉淀池计算例题
平流沉淀池
3.4.1 平流式沉淀池尺寸平流式沉淀池分设2座，每组设计流量：s m h m Q 33429.0=8.1545=74200= ； 沉淀时间T=2.0h ，沉淀池容积：W=QT=1545.8×2=3091.6m 3；考虑絮凝池尺寸，沉淀池池宽B=3.4×3+0.2×2=10.6m ；取沉淀池的有效水深：H=3.5m ，超高0.5m ，则池子总高度为4.0m ；沉淀池长：L=W/Bh=3091.6/(10.6×3.5)=83.3m ,取L=85m ；此时，沉淀池水平流速：v=L/3600T=85/（3600×2）=0.0118m/s=11.8mm/s在10～25mm/s 范围内。
沉淀池长宽比：L/B=85/10.6=8.02＞4，长深比：L/h=85/3.5=24.28＞10满足设计要求。
沉淀池放空时间以2小时计算，则放空管直径为：m T B L Hd 40.0=3600×25.3×85×6.10×7.0=7.0=5.05.0； 采用钢制DN500mm ，排泥管也采用同样的管径。
3.4.2 沉淀池水力条件复核每池中间设两道200mm 的隔墙将沉淀池分成三格，每格宽3.4m 。
水力半径：R=ω/χ=3.5×3.4/(3.5×2+3.4)=1.14m弗劳德数：F r =v 2/2g=0.01182/(2×9.81)=1.24×10-5 (在1×10-5～1×10-4之间)雷诺数：Re=vR/γ=0.0118×1.14/(1.007×10-6)=1.33×104 (在4000～15000之间) 沉淀池示意见下图：图3-3 平流沉淀池示意图3.4.3 沉淀池的进水设计进水采用穿孔墙布置，尽量做到在进水断面上水流的均匀分布，避免已形成的絮体破碎。
计算题
计算题1、混凝：G 值及判断、絮凝动力学常数。
速度梯度、程度、时间，一级反应2、沉淀：平流式沉淀池设计、核算、假设、示意图、描述工作过程、截留沉速、表面负荷3、过滤：滤速、面积，强制滤速4、消毒：反应器理论、求时间，加氯量5、生物滤池设计计算：负荷、容积、表面积、水量、浓度、出水浓度，稀释比6、劳麦方程设计曝气池：水量的设计，要考虑工业污水混合时总水量和平均浓度的计算，主要相关参数为曝气池容积、需氧量、产率系数、负荷、剩余污泥量、衰减系数，混合液浓度1、混凝算G 值，判断是否在范围内G =G G —速度梯度S -1P —单位体积流体所消耗的功率 W/m 3 g —重力加速度 9.8m/s 2 h —絮凝过程中的水头损失 m v —水的运动粘度 m 2/s T —停留时间 s U —水的动力粘度 pa •s 因为uv P=v QT =所以gh pgh =vT u G T= 平均速度梯度：1234=P P P P G uv +++总例题1、隔板絮凝池设计流量75000m 3/d ，絮凝池有效容积1100m 3，絮凝池总水头损失为0.26m ，v=10-6，求絮凝池总的平均速度梯度G 值，和GT 之各为多少？（水厂自用水量按5%计算）解：由题意的：Q=75000m 3/d v=1100m3 h=0.26mghG vT=g=9.8m/s 2 Q 总=75000m 3/d ==0.91m 3/s答：絮凝池总的平均速度梯度为45.9s -1,及54405例题2、若机械搅拌絮凝池设计流量400m 3/h （不考虑自用水），停留时间为20min ，池体分为四格，每格容积均一致，四格中各格搅拌功率分别为195,120,60,30w 。
水温按照15°c 计（u=1.14×10-3pa •S ）。
试计算该絮凝池的速度梯度，并校核。
解：由题意的：Q=400m 3/h P 1=195w P 2=120w P 3=60w P 4=30w T=20min U=1.14×10-3pa•s v=Q•T=400÷60×20=133.4m 3校核：1G s-=52因为前者在20—70s-1之间，后者在1×104—1×105之间，故符合要求。
水质工程计算题
水质工程学（上） 考试试卷一1、平流沉淀池设计流量为720m 3/h 。
要求沉速等于和大于0.4mm/s 的颗粒全部去除。
试按理想沉淀条件，求：（1）所需沉淀池平面积为多少m 2？（2）沉速为0.1mm/s 的颗粒，可去除百分之几？(10’) 解：已知 Q=720m 3/h=0.2m 3/s u 0=0.4mm/s u i =0.1mm/s1) 所需沉淀池平面积为23050104.02.0m u Q A =⨯==- 2) 沉速为0.1mm/s 的颗粒的去除率为25.04.01.00===u u E i 2、原水泥砂沉降试验数据见下表。
取样口在水面180cm 处。
平流沉淀池设计流量为900m 3/h ，表面积为500m 2，试按理想沉淀池条件，求该池可去除泥砂颗粒约百分之几？（0C 表示泥砂初始浓度，C 表示取样浓度）。
（20’）解：已知 h=180cm Q=900m 3/h A=500m 2 沉速计算沉速分布见下图。
沉降速度（cm/min ）小于该沉速的颗粒组成分数截留沉速u 0=A Q =60500100900⨯⨯=3cm/min 从图上查得u 0=3cm/min 时，小于该沉速的颗粒组成部分等于p 0=0.30。
从图上，相当于积分式⎰p u dp 的面积为 0.506。
因此得到总去除百分数为：P=(1-0.30)+31(0.506)=86.9% 水质工程学(上)考试试卷二1、河水总碱度0.1mmol/L （按CaO 计）。
硫酸铝（含Al 2O 3为16℅）投加量为25mg/L ，问是否需要投加石灰以保证硫酸铝顺利水解？设水厂日生产水量50000m 3，试问水厂每天约需要多少千克石灰（石灰纯度按50℅计）。
（处理水剩余碱度要求不得低于0.47 mmol/L （按CaO 计））解：投入药剂量折合Al 2O 3 为25mg/l ×16%=4mg ， Al 2O 3 的分子量为102 。
故投入药剂量相当于4/102=0.039mmol/l ，剩余碱度取0.37mmol/l ，则得[CaO]=3×0.039+1×0.37=0.487(mmol/l)， CaO 的分子量为56，则石灰投量为0.487×56×50000/0.5=2.3×106(g)=2.3×103(kg)2、(2)设初沉池为平流式，澄清部分高为H ，长为L ，进水量为Q ，试按理想沉淀理论对比：①出水渠设在池末端 ②如图所示，设三条出水渠时，两种情况下可完全分离掉的最小颗粒沉速u o 。
水质工程学计算题题型及相关计算公式
《水质工程学》计算题题型、相关计算公式及习题一、化学反应动力学 1、反应器水力停留时间计算完全混合间歇式反应器CMB)ln(10iC C k t =完全混合连续式反应器 CSTRnt T kt C C t Q V C C k t nn i⨯=+=⨯=-=)11()1(100活塞流式反应器（推流式反应器） PF)ln(10iC C k t =【题型举例】1、已知化学反应符合一级反应动力学，要求经过反应后某污染物质浓度下降90%，反应速率k =0.45min -1，若采用理想CSTR 型反应器，需要多少反应时间？若采用PF 反应器需要多少反应时间？2、已知化学反应符合一级反应动力学，要求经过反应后某污染物质浓度下降99%，反应速率k =0.45min -1，若采用恒流搅拌串联型反应器，已知串联级数是3级，求污水在该串联型反应器系统中的水力停留时间。
3、已知进入反应器的废水量为Q=4000m 3/d ，进水浓度为C 0=100mg/L ，要求经处理后的出水浓度C e ≤20mg/L 。
假定反应器中的反应为一级反应，反应速率常数K=0.8d-1。
试比较下列四种系统所需的反应器总容积。
（1）单级完全混合反应器（CSTR ）（2）两级串联完全混合反应器（CSTR ）（3）四级串联完全混合反应器（CSTR ） （4）推流式反应器（PF ） 4、（1）设物料i 分别通过CSTR 型和PF 型反应器进行反应，进水和出水中I 浓度之比为C 0/C e =10，且属于一级反应，k=2h -1。
水流在CSTR 型和PF 型反应器内各需多少停留时间？（注：C 0—进水中i 初始浓度；C e —出水中i 浓度） （2）若采用4只CSTR 型反应器串联，其余条件同上。
求串联后水流总停留时间为多少？5、液体中物料i 浓度为200mg/L ，经过2个串联的CSTR 型反应器后，i 的浓度降至20mg/L 。
液体流量为5000m 3/h ；反应级数为1；速率常数为0.8h -1。
标准答案
一、填空题（每空0.5分，共15分）1、按作用原理不同，废水处理方法可分成生物法、化学法、物理法、物化法四大类。
2、调节池的主要作用是调节水量和均和水质。
3、胶体的稳定性包括：动力学稳定性和聚集稳定性。
混凝处理关键是要破坏胶体的聚集稳定性。
4、根据废水中可沉物的浓度和特性不同，沉淀可分为__自由沉淀___、_絮凝沉淀_、_拥挤沉淀(成层沉淀、区域沉淀)__、_压缩沉淀_四种基本类型。
5、今有一理想平流式沉淀池，体积为V，深度为H，若颗粒沉速为u0，则Q= Vu0/H。
若将其分隔为n层浅池，整个沉淀池进水量保持不变，则每个浅池的表面负荷q0′= u0 /n 。
6、一般规律，对于疏水性颗粒易与气泡粘附，而亲水性颗粒难以与气泡粘附。
7、穿孔管配水系统属于大阻力配水系统，穿孔板配水系统属于小阻力配水系统。
8、根据作用机理不同，吸附可分为物理吸附、化学吸附、离子交换吸附三种形式。
9、在常温、稀溶液中，离子交换树脂对Ca2+、Cr3+、Ba2+、Na+的离子交换势高低顺序依次为Cr3+ > 、Ba2+ > Ca2+ > Na+。
在离子交换过程中，上述离子最先泄露的是Na+。
10、电渗析膜是_离子交换_膜，电渗析的推动力是___电位差___，电渗析去除的污染物是阴、阳离子。
反渗透膜是_分子扩散（半透）_膜，反渗透的推动力是_压力差__，反渗透膜透过的物质是水或溶剂。
11、油在废水中存在的三种状态①悬浮状态②溶解状态③乳化状态。
12、混凝的四大机理：双电层压缩机理、吸附电中和机理、吸附架桥机理、沉淀物网捕机理二、名词解释（每小题3分，共15分）1、K80：滤料的不均匀系数，K80=d80/d10，K80越大，滤料越不均匀。
2、自由沉淀：指水中悬浮物浓度不高，颗粒在沉淀过程中呈离散状态，而且不具有凝聚性能。
固体颗粒在下沉过程中不改变形状、尺寸、密度、互不干扰，各自完成沉淀过程。
（指水中的悬浮物浓度不高时的一种沉淀类型，在沉淀过程中，悬浮颗粒之间互不干扰，各自独立完成沉淀过程。
平流式沉淀池计算例题
平流沉淀池的设计：已知设计水量Q=300000m 3/d 。
设计平流式沉淀池。
2.设计计算（1）池容积W（2）单池容积W（3）单池池面积 F（4）池深H（5）池长L（6）池宽B1.Q=300000m 3/d=12500m 3/h=3.472 m 3/s，沉淀时间t=2h ，面积负荷u 0‘=40m 3/（m 2.d ），沉淀池个数 n=6个。
2.设计计算（1）池容积WW=Qt=125002=25000m 3（2）单池容积WW 1=7.4166625000n W m 3（3）单池池面积 FF=12504050000'0u Q m 2（4）池深H33.312507.41661F W H m（5）池长L水平流速取v=10mm/s ，则池长L=3.6vt=3.6102=72m（6）池宽BB 1=4.17721250L F m （7）校核长宽比（8）校核长深比（9）进水穿孔花墙设计（10）出水渠（11）排泥设施（12）水力条件复核采用17.8m 。
沉淀池的池壁厚采用300mm ，则沉淀池宽度为18.4m,与絮凝池吻合。
（7）校核长宽比4045.48.1772B L（8）校核长深比106.2133.372H L（9）进水穿孔花墙设计①沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长17.8m ，超高取0.3m ，积泥高度取0.1m ，则墙高3.73m.②穿孔花墙孔洞总面积 A孔洞处流速采用v 0=0.24m/s ，则A=41.224.036003.208336000v Qm 2③孔洞个数N孔洞采用矩形，尺寸为15cm 18cm ，则N=903.8918.015.041.218.015.0A个。
则孔洞实际流速为：238.018.015.09036003.208318.015.0'0N Qv m/s④孔洞布置1.孔孔布置成6排，每排孔洞数为906=15个2.水平方向孔洞间净距取1m,即4块砖的长度，则所占的宽度为：0.1815+115=17.7m ，剩余宽度17.8-17.6=0.2m ，均分在各灰缝中。
(完整版)平流沉淀池设计计算
(完整版)平流沉淀池设计计算-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1平流式沉淀池设计说明1构筑物设计说明1.1工程概况废水排放量为0.2m3/s，人数为80000人，悬浮物为350mg/l1.2设计依据及原则《污水综合排放标准》（GB8978-1996）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）1.3平流式沉淀池简述平流式沉淀池的池型呈长方形，由进水装置、出水装置、沉淀区、缓冲层、污泥区及排泥装置等组成。
污水在池内按水平方向流动，从池一端流入，从另一端流出。
污水中悬浮物在重力作用下沉淀，在进水处的底部设贮泥斗。
平流式沉淀池的主要优点是：有效沉淀区大，沉淀效果好，造价较低，对污水流量的适应性强。
缺点是：占地面积大，排泥较困难[1]。
2平流式初沉池的设计计算[2]2.1设计参数（1）沉淀池的个数或分格数应至少设置2个，按同时运行计算。
（2）初沉池沉淀时间取1-2h，表面负荷取1.5-2.5 m3/（m2·h），沉淀效率为40%-60% 。
（3）设计有效水深不大于3.0m，多介于2.5-3.0之间。
（4）池（或分格）的长宽比不小于4，长深比采用8-12。
（5）池的超高不宜小于0.3m 。
（6）池底坡度一般为0.01-0.02。
（7）泥斗坡度约为45°-60°。
（8）进口需设挡板，一般高出水面0.1-0.15m ，浸没深度≥0.25m ，一般取0.5-1.0m ，距离进水口0.5-1.0m ；出口也需设挡板，距离出水口0.25-0.5m ，浸没深度0.3-0.4m ，高出水面0.1-0.15m 。
2.2设计计算设计采用2座沉淀池，计算尺寸如下：（1）悬浮物的去除率 η=94%%10035020350=⨯- （2）沉淀区总面积设计处理污水量 Q max =0.2 (m 3/s)=0.2⨯3600=720 (m 3/h)设表面负荷q=1.5m 3/（m 2·h ），沉淀时间t=2h A=5.1720q 3600Qmax ==480(m 2) （3）沉淀池有效水深h 2=qt=2⨯1.5=3(m)（4）沉淀区有效容积v 。
环境工程学题(计算)详解
计算题1、平流沉淀池设计流量为720m 3/h 。
要求沉速等于和大于0.4mm/s 的颗粒全部去除。
试按理想沉淀条件，求：（1）所需沉淀池平面积为多少m 2？（2）沉速为0.1mm/s 的颗粒，可去除百分之几？解：已知 Q=720m 3/h=0.2m 3/s u 0=0.4mm/s u i =0.1mm/s1) 所需沉淀池平面积为23050104.02.0m u Q A =⨯==- 2) 沉速为0.1mm/s 的颗粒的去除率为25.04.01.00===u u E i2、斜板沉淀池尺寸计算（p97）2、有三种不同类型的工业废水，在200C 下的BOD 5均为250mg/L ，其k 值分别为0.12 d -1、0.16 d -1、0.20d -1（均以10为底），若将这三种废水体积混合，求混合样的BOD u 。
3、取500ml 曝气池混合液于1000ml 量筒中，沉淀半小时后，其污泥体积为200ml ，求污泥的沉降比和污泥体积指数SVI 。
解：污泥沉降比SV=500200100⨯%=40% SVI=4、某普通曝气池混合液的污泥浓度MLSS 为4000mg/L ，曝气池有效容积V=3000m 3，若污泥龄θc =10天，求每日的干污泥增长量。
解：因为每日的干污泥增长量＝每日排出的剩余干污泥量，即：Q w X r 又θc =QwXrVX 且X=MLSS=4000mg/l=4kg/m 3 V=3000m 3 θc =10d 即：Q w X r ＝c θVX ＝1043000⨯＝1.2⨯103kg 所以每日的干污泥增长量为1.2⨯103kg5、曝气池有效容积为4000m 3，混合液浓度2000mg/L （其中挥发性污泥浓度为1500mg/L ），半小时沉降比为30%，当进水BOD 5为220mg/L ，每日处理1000m 3/d 生活污水时，处理后水的溶解性BOD 5为20mg/L ，试验测得污泥产率系数为0.65g/g ，自身氧化率为0.05d -1。
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平流沉淀池的设计：
已知设计水量Q=300000m 3/d 。
设计平流式沉淀池。
2.设计计算
（1）池容积W
（2）单池容积W
（3）单池池面积F
（4）池深H
（5）池长L
（6）池宽B
1.Q=300000m 3/d=12500m 3/h=3.472 m 3/s ，沉淀时间t=2h ，面积负荷u 0‘=40m 3/
（m 2.d ），沉淀池个数 n=6个。
2.设计计算
（1）池容积W
W=Qt=12500⨯2=25000m 3
（2）单池容积W
W 1=7.41666
25000==n W m 3 （3）单池池面积F F=12504050000'0
==u Q m 2 （4）池深H
33.31250
7.41661===F W H m （5）池长L
水平流速取v=10mm/s ，则池长
L=3.6vt=3.6⨯10⨯2=72m
（6）池宽B
（7）校核长宽比 （8）校核长深比 （9）进水穿孔花墙设计 （10）出水渠 （11）排泥设施
B 1=4.1772
1250==L F m 采用17.8m 。
沉淀池的池壁厚采用300mm ，则沉淀池宽度为18.4m,与絮凝池吻合。
（7）校核长宽比
4045.48
.1772>==B L （8）校核长深比
106.2133
.372>==H L （9）进水穿孔花墙设计
①沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长17.8m ，超高取0.3m ，积泥高度取0.1m ，则墙高3.73m.
②穿孔花墙孔洞总面积A
孔洞处流速采用v 0=0.24m/s ，则 A=41.224
.036003.208336000=⨯=v Q m 2
③孔洞个数N
孔洞采用矩形，尺寸为15cm ⨯18cm ，则 N=903.8918
.015.041.218.015.0≈=⨯=⨯A 个。
则孔洞实际流速为： 238.018.015.09036003.208318.015.0'0=⨯⨯⨯=⨯⨯=
N Q v m/s ④孔洞布置
1.孔孔布置成6排，每排孔洞数为90÷6=15个
2.水平方向孔洞间净距取1m,即4块砖的长度，则所占的宽度为：
0.18⨯15+1⨯15=17.7m ，剩余宽度17.8-17.6=0.2m ，均分在各灰缝中。
3.垂直方向孔洞净距取0.378m ，即6块砖厚。
最上一排孔洞的淹没水深为162mm ，则孔洞的分布高度为：
H=6⨯0.15+6⨯0.378+162=3.33mm
（10）出水渠
①采用矩形薄壁堰出水
②堰上溢流负荷q 0=4003m /d.m
则溢流长度 l=02.1q Q =400
500002.1⨯=150m 出水支渠采用20条，则Q 1=035.020
579.02.12.1=⨯=n Q m/s 则渠宽为B 1=0.94.01Q =0.235m
每条出水渠长度l 0=
3.32028.171502=⨯-=⨯-n B l m 每条出水渠间距B 0=1B n 1B 17.8210.2350.64n 20
-+-⨯==（）m 出水总渠宽为B 2 =0.94.0Q =1.48m
出水渠起端水深为：
2.0235
.0235.08.91)2036003.2083(73.11)3600(73.132322=⨯⨯⨯==gb n Q h m 保护高取0.3m ，渠道高度为0.5m 。
（11）排泥设施
根据排泥方式计算，选取。
采用机械排泥。
排泥设施采用SXH 型多口虹吸式吸泥机。
排泥水位差3.3m.轨距l=18400mm.
管间距采用1.5m ，虹吸管管径取d=75mm 。
扁口吸泥口采用200⨯20。
则吸泥管根数n=9.115
.18.17=，取12根，每边各分布6根。
吸泥口之间采用八字形刮泥板。
积泥高度为0.1m ，池底坡度为1.5‰，坡向末端集泥坑，坑的尺寸采用50 cm ⨯50 cm ⨯50cm 。
排泥管直径为：
391.03600
34.3728.177.0360037.05
.05.00=⨯⨯⨯⨯=⨯=BLH d m ，采用DN400mm 。
H 0—池内平均水深，为3.3+0.1=3.4m
t —放空时间，取3h 。
（12）水力条件复核
①水力半径R
m B H BH R 89.12
.10632.102=+⨯=+==ρω=189cm ②弗洛德常数F r
52
2109.1980
1896.0-⨯=⨯==Rg v F r 在规定范围内.
曝气沉砂池设计计算：
已知某城市污水处理厂的最大设计流量Qmax=1.0m3/s ，日设计流量Qp=70000m3/d 。
要求：（1）画出曝气沉砂池的草图；
（2）求曝气沉砂池的各部分尺寸。
（主要参数：最大设计流量时的流动时间t=2min ，水平流速v=0.1m/s ；有效水深h2=2m ；每立方米污水所需空气量D=0.2m3空气/m3污水；沉砂槽底宽b1=0.5m ，沉砂槽侧壁的倾角为60°，沉砂槽高度h3=0.4m ；池底坡度为0.3；池子分为2格）（已知：除砂间隔T=2d 、含沙量X=30m3/106m3污水、超高h1=0.3m ）
解：
1、画出草图
2、设计计算：
首先，参数选取：
其次：设计计算：
（1）池容积W
W=Qt=1.0⨯2⨯60=120m 3
（2）单池容积W 1
W 1=602
120==n W m 3 （3）过水断面面积A A=101
.00.1'1max ==v Q m 2 （4）池宽B
52
102===h A B m （5）池长L
L=W/A=120/10=12m
(6)每小时所需空气量
t=0.2*1.0*3600=720 m3/h q=DQ
max
(7)沉沙槽的总容积：V
V=Xt=30*70000*2/1000000=4.2m3
=2.1m3
每个沉沙槽的容积V
1。