平流式沉淀池计算例题教学文案
沉淀池设计计算(平流式,辐流式,竖流式,斜板)
盛年不重来，一日难再晨。
及时宜自勉，岁月不待人。
沉淀池沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物，是废水处理中应用最广泛的处理单元之一，可用于废水的处理、生物处理的后处理以及深度处理。
在沉砂池应用沉淀原理可以去除水中的无机杂质，在初沉池应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物和其他固体物，在二沉池应用沉淀原理可以去除生物处理出水中的活性污泥，在浓缩池应用沉淀原理分离污泥中的水分、使污泥得到浓缩，在深度处理领域对二沉池出水加絮凝剂混凝反应后应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物。
沉淀池包括进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区五个部分。
进水区和出水区的作用是使水流均匀地流过沉淀池，避免短流和减少紊流对沉淀产生的不利影响，同时减少死水区、提高沉淀池的容积利用率；沉淀区也称澄清区，即沉淀池的工作区，是沉淀颗粒与废水分离的区域；污泥区是污泥贮存、浓缩和排出的区域；缓冲区则是分隔沉淀区和污泥区的水层区域，保证已经沉淀的颗粒不因水流搅动而再行浮起。
沉淀池的原理沉淀池是利用水流中悬浮杂质颗粒向下沉淀速度大于水流向卜流动速度、或向下沉淀时间小于水流流出沉淀池的时间时能与水流分离的原理实现水的净化。
理想沉淀池的处理效率只与表面负荷有关，即与沉淀池的表面积有关，而与沉淀池的深度无关，池深只与污泥贮存的时间和数量及防止污泥受到冲刷等因素有关。
而在实际连续运行的沉淀池中，由于水流从出水堰顶溢流会带来水流的上升流速，因此沉淀速度小于上升流速的颗粒会随水流走，沉淀速度等于卜-升流速的颗粒会悬浮在池中，只有沉淀速度大于上升流速的颗粒才会在池中沉淀下去。
而沉淀颗粒在沉淀池中沉淀到池底的时间与水流在沉淀池的水力停留时间有关，即与池体的深度有关。
理论上讲，池体越浅，颗粒越容易到达池底，这正是斜管或斜板沉淀池等浅层沉淀池的理论依据所在。
为了使沉淀池中略大于上升流速的颗粒沉淀下去和防止已沉淀下去的污泥受到进水水流的扰动而重新浮起，因而在沉淀区和污泥贮存区之间留有缓冲区，使这些沉淀池中略大于上升流速的颗粒或重新浮起的颗粒之间相互接触后，再次沉淀下去。
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。
折板絮凝、平流沉淀计算案例
竖向折板絮凝、平流沉淀池工艺计算案例一、设计依据《室外给水设计规范》（GB50013-2018）《给水排水设计手册》（第三册）二、设计参数竖向折板絮凝、平流沉淀池规模5万m3/d，共设置两组，厂区自用水量按5％计。
单组设计流量：Q =50000m3/d×1.05=2187.5m3/h＝0.6076m3/s。
絮凝形式：多通道竖向折板，絮凝时间21.16min。
排泥采用穿孔管排泥。
沉淀池水平流速11.85mm/s，停留时间1.98h。
沉淀池集水槽溢流率为218.75m3/m.d。
三、絮凝池计算絮凝池设两组，单组设计流量:Q=50000m3/d×1.05=2187.5m3/h＝0.6076m3/s。
1.有效容积V有效＝20min×60×0.6076＝729.12m32.絮凝池高度平均有效水深H有效取3.8m，底部积泥深度0.3m，池超高0.30m。
絮凝池总高度3.8＋0.3＋0.3＝4.4m。
3.平面面积A=729.123.8=191.87m2絮凝池宽度与沉淀池相同，设8个通道，单个通道长1.7m。
单个通道通过流量Q单＝0.6076÷8＝0.07595m3/s。
每组絮凝池内宽1.7×4＋0.25×3＝7.55m，絮凝池净空尺寸1.7×4＝6.8m。
计算絮凝池长L＝191.87/2÷6.8＝14.1m综合本设计中的絮凝池与沉淀池的宽度对应等要求，絮凝池长度L实际取长度为14.99m 。
絮凝池实际有效容积V ＝14.99×14.1×（3.8+3.5）/2＝771.46m 3絮凝池实际停留时间 V T =Q ×771.46==21.16min 0.6076604. 絮凝区各段计算单一通道内均采用相对折板，流速控制V 1=0.30m/s V 2=0.20 m/s V 3=0.10 m/s单块折板长500mm ，折板夹角120°，折板宽250mm 。
平流式沉淀池设计案例(附图纸)
平流式沉淀池设计案例(附图纸)
设计案例：平流式沉淀池设计
某城市污水处理厂的最大设计流量为Qmax=720m3/h，设
计人口数为N=10万人。
为此，我们试图设计平流式沉淀池。
首先，我们取沉淀时间t=1.5h，表面水力负荷
q=2m3/m2·h，排泥间隔2d，人均干泥量25g/人.d，污泥含水
率95％，水平流速v≤5mm/s，取4.63mm/s。
在沉淀区方面，我们可以计算出面积为360m2，有效水
深为3m，有效体积为1080m3，长度为25m，总宽度为14.4m，池子格数为3格。
此外，我们校核了尺寸比例，长宽比为5.21，长深比为8.33，均满足设计要求。
在污泥区方面，我们计算出污泥所需总容积为100m3，
每格池子污泥量为34m3.然后，我们确定了污泥斗的尺寸和容积，包括泥斗倾角为60度，斗底尺寸为0.5×0.5m，上口为
4.8×4.8m，泥斗高度为3.75m，泥斗容积为32.11m3.此外，我
们还计算了污泥斗以上梯形部分的高度和体积，分别为
0.202m和14.45m3.最后，我们计算出实际存泥体积为
46.56m3，满足要求。
最后，我们确定了沉淀池的总高度，包括超高h1为0.3m，有效水深h2为3m，缓冲层高度h3为0.5m，污泥区高度h4
为3.952m，总高度H为7.752m。
平流式沉淀池的计算
某城市污水处理厂的最大设计流量Q max=0.2m3/s，设计人口N=100000人，沉淀时间t=1.2h，无机械刮泥设备。
要求：（1）画出平流式初沉池的草图；（2）求平流式初沉池的各部分尺寸。
（主要参数：表面水力负荷q=2m3/m2·h，水平流速v=4.6mm/s，每格池宽b=4.5m，贮泥时间T=2d，污泥量为0.5L/人·d；污泥斗为方斗，上口径边长为4500mm，下口径边长为500mm。
）（1）草图（2）[解](1)沉淀池的表面积：A=Q max·3600/q=0.2·3600/2=360m2(2)沉淀区有效水深：h 2=q ·t=2·1.2=2.4m(3)沉淀区有效容积v 1：v 1=Q max ·t ·3600=0.2·1.2·3600=864m 3(4)沉淀池长度L ：L=v ·t ·3.6=4.6·1.2·3.6=19.872≈20m(5)沉淀池的总宽度B ：B=A/L=360/20=18m(6)沉淀池的个数n ：n=B/b=18/4.5=4个校核长宽比、长深比：长宽比：L/b=20/4.5=4.4（4—5，符合要求） 长深比：L/h 2=20/2.4=8.3（8—12，符合要求）(7)污泥区的总容积v ：v=S ·N ·T/1000=0.5·100000·2/1000=100m 3 每格污泥区的的容积v ′：v ′=v/n=100/4=25m 3(8)污泥斗的容积v 1：)('31212141s s s s h V ++=m tg h 46.3602)5.05.4('4=︒-=32222126)5.05.45.05.4(46.331m V =⨯++⨯⨯=(9)污泥斗以上梯形部分容积v 2：校核：V 1＞V ′，26m 3，25m 3，符合要求(10)沉淀池的总高度h ：h =0.3+2.4+0.5+3.62=6.82mb h l l V ''24212+=m h 155.001.0)5.420(''4=⨯-=m l 201=m l 5.42=3254.85.4155.02)5.420(m V =⨯⨯+=4321h h h h h +++=m h h h 62.3155.046.3444=+=''+'=。
水厂平流沉淀池工艺计算样例
1 设计参数水厂设两座网格絮凝平流沉淀池，每座池设计处理能力8万吨/天； 单座絮凝沉淀池设计流量：s m d m Q /9815.0/1048.8806.1334=⨯=⨯=;网格絮凝池反应时间：min 20=T ；网格絮凝池容积V=883.4m 3； 长20.0m ，平均水深3.95m, 宽11.2m 。
沉淀池液面负荷：23./2.7m h m q s =。
流速=1.5mm/s网格絮凝池采用斗底结构，由液动二位四通阀驱动池底阀排泥。
平流沉淀池采用泵吸式排泥机排泥。
2 絮凝池 2.1 池型布置236.2436.26.236m F =⨯⨯=； 絮凝池容积：3957605.1322685.1m QT V =⨯⨯==；絮凝池水深：m F V H 08.436.243/75.993/2===；设计H 2取4.10m 。
2.2 排泥絮凝池排泥采用小斗排泥，小斗下底平面尺寸m 40.040.0⨯；m tg H 3.15024.06.201=⨯-=；（见图2-2）排泥选用DN200液动底阀，排泥管直径DN200。
2.3 机械混合第一格池作为混合池；设计水深4.2m ，容积3392.2820.460.260.2W m =⨯⨯=混合时间s T 2322685.1392.28==混合池壁设4块固定挡板，每块宽度300mm ，约为池宽度的1/10。
挡板高度700mm ，为池深的1/6。
池上部为DN1300进水口，淹没深度500mm ，池下部为高度700mm 的出口。
采用的推进式搅拌器为2叶，叶轮直径为池宽的1/3～2/3，本设计取D o =1200mm 。
叶轮外缘线速度1.5～3m/s ，设计为V=3m/s 。
搅拌器转速秒转/482.11416.336060=⨯⨯==o o D V n π 旋转角速度秒弧度/52.1322=⨯==o D V ω 计算轴功率秒弧度/52.132408432=⨯==gZeBR CN oγω Kw 4.081.94086.01.012510005.043=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=式中 C ─阻力系数，0.2～0.5γ─水的容重，1000Kg/m 3 Z ─搅拌器叶数 e ─搅拌器层数 B ─搅拌器宽度(m) R o ─搅拌器半径(m)G ─设计速度梯度，500～1000（秒-1）需要轴功率Kw WG N 8102500392.28102.1161022621=⨯⨯⨯==-μ需要轴功率与计算轴功率相差甚大，因此采用产品样本中的适合该容积的定型产品，功率为3Kw ，并采用变频调速装置。
平流式沉淀池
平流式初沉池设计计算一、设计要点及有关参数1.初次沉淀池设计中应遵守的准则初次沉淀池设计中应遵循下列一般准则：(1)沉淀池的个数或分格数应不少于2个，并按并联工作考虑。
(2)沉淀池的设计流量应按具体情况决定：①当污水由泵提升后进入沉淀池时，应按水泵的最大设计出水量计算；②当污水直接自流入沉淀池时。
应按入流管道最大设计流量计算；③当沉淀池为合流制排水系统服务时，应按降水时的设计流量计算，沉淀时间应不小于30min。
(3) 一般沉淀时间不小于1.0h，有效水深多采用2～4m。
(4) 沉淀池的缓冲层高度，一般采用0.3～0.5m。
(5) 污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗不宜小于60°，圆斗不宜小于55°。
(6) 初次沉淀池的污泥区容积，一般按不小于2d的污泥量计算，采用机械排泥时，可按4h污泥量计算；二次沉淀池的污泥区容积按不小于2h贮泥量考虑，泥斗中污泥浓度按混合液浓度及底流浓度底平均浓度计算。
(7) 沉淀池的污泥一般采用静水压力排除，初次沉淀池的静水头不应小于1.5m；二次沉淀池的静水头，生物膜法后不应小于1.2m，曝气池后不应小于0.9m。
2.平流式沉淀池设计要点平流式沉淀池常用如下的设计数据和措施，其基本出发点是力求使进出水流平稳，池内水流均匀分布，提高容积利用率，改善沉降效果和排泥方便：（1） 池子长宽比不小于4，常采用4～5； （2） 池子长深比常用8～12；（3） 池子底坡一般为0.01～0.02，机械刮泥时不小于0.005； （4） 水平流速不大于5mm/s ；3. 平流式沉淀池设计计算 （1）沉淀池的表面积Aqq A V 3600max ⨯=式中：q Vmax ：最大设计流量，m 3/s ；q ：表面水力负荷，m 3/m 2·h ；A=1.27×3600/40=114.3m 2表 5-2 池深与表面负荷及水力停留时间的关系表面负荷/ 沉淀时间/ h（m 3·m -2·h -1）H=2 .0 mH=2 .5 m H=3 .0 m H=3 .5 m H=4 .0 m 3 .01 .01 .17 1 .332 .51 .01 .2 1 .4 1 .6 2 .0 1 .0 1 .25 1 .5 1 .75 2 .0 1 .5 1 .33 1 .67 2 .0 2 .33 2 .67 1 .02 .02 .53 .03 .54 .0（2）沉淀区有效水深h2t q h ⋅=2t ：沉淀时间，h ，一般采用 1.0～2 . 0h 。
沉淀池设计计算(平流式
沉淀池沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物，是废水处理中应用最广泛的处理单元之一，可用于废水的处理、生物处理的后处理以及深度处理。
在初沉池应用沉淀原理可以去除水中的悬在沉砂池应用沉淀原理可以去除水中的无机杂质，在浓缩池浮物和其他固体物，在二沉池应用沉淀原理可以去除生物处理出水中的活性污泥，在深度处理领域对二沉池出水加絮凝剂应用沉淀原理分离污泥中的水分、使污泥得到浓缩，混凝反应后应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物。
进水区和出水区的作沉淀池包括进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区五个部分。
同时减少死水用是使水流均匀地流过沉淀池，避免短流和减少紊流对沉淀产生的不利影响，沉淀区也称澄清区，即沉淀池的工作区，是沉淀颗粒与废水区、提高沉淀池的容积利用率；缓冲区则是分隔沉淀区和污泥区的水污泥区是污泥贮存、浓缩和排出的区域；分离的区域；层区域，保证已经沉淀的颗粒不因水流搅动而再行浮起。
沉淀池的原理或向下沉淀时沉淀池是利用水流中悬浮杂质颗粒向下沉淀速度大于水流向卜流动速度、间小于水流流出沉淀池的时间时能与水流分离的原理实现水的净化。
而与沉淀池的深理想沉淀池的处理效率只与表面负荷有关，即与沉淀池的表面积有关，而在实际连续运度无关，池深只与污泥贮存的时间和数量及防止污泥受到冲刷等因素有关。
因此沉淀速度小于上升流行的沉淀池中，由于水流从出水堰顶溢流会带来水流的上升流速，升流速的颗粒会悬浮在池中，只有沉淀速度大于上速的颗粒会随水流走，沉淀速度等于卜-而沉淀颗粒在沉淀池中沉淀到池底的时间与水流在沉淀升流速的颗粒才会在池中沉淀下去。
池的水力停留时间有关，即与池体的深度有关。
这正是斜管或斜板沉淀池等浅层沉淀池的颗粒越容易到达池底，理论上讲，池体越浅，为了使沉淀池中略大于上升流速的颗粒沉淀下去和防止已沉淀下去的污泥受理论依据所在。
使这些沉淀池因而在沉淀区和污泥贮存区之间留有缓冲区，到进水水流的扰动而重新浮起，中略大于上升流速的颗粒或重新浮起的颗粒之间相互接触后，再次沉淀下去。
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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
B 1=4.1772
1250==L 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
.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
q=DQ max t=0.2*1.0*3600=720 m 3/h
(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。