沉砂池课程设计

沉砂池设计说明书

院系：地球与环境学院

专业班级：环境工程10-1班

学号： *******

学生姓名：

指导教师：***

2013年 12 月 7 日

沉砂池

1 设计任务

污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道，其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走，初步处理水中大颗粒悬浮固体。

2 沉砂池选取

沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建费用低的优点；竖流式沉砂池污水由中心管进入池后自下而上流动，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差；区旗沉砂池则是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流。砂粒之间产生摩擦作用，可使沙粒上悬浮性有机物得以有效分离，且不使细小悬浮物沉淀，便于沉砂和有机物的分别处理和处置。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。本设计采用平流式沉砂池。

3设计原则

1)城市污水处理厂沉砂池的分格数应不小于2，并按并联工作运行设计。

2)当污水自流进入沉砂池时，应按最大流量设计；当污水为提升进入时，应按

工作水泵的最大组合流量设计；在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。

3)贮砂斗的容积按2日沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角不应小于55 。排砂管直

径不应小于200mm

4)沉砂池的超高不宜小于0.3m

5)除砂一般采用机械方法，并设置贮砂池或晒砂场。当采用重力排砂时，沉砂

池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。

6）沉砂池前应设格栅。沉砂池下游设堰板，以便保持沉砂池内需要的水位。

4 设计参数

1）沉砂池表面负荷200m3(m2h),水力停留时间40s；

2）进水渠道直段长度为渠道宽度的7倍，并不小于4.5 米，以创造平稳的进水条件；

3）进水渠道流速，在最大流量的40%-80%的情况下为0.6-0.9m/s，在最小流量时大于0.15m/s；但最大流量时不大于1.2m/s；

4）出水渠道与进水渠道的夹角大于270 度，以最大限度的延长水流在沉砂池中的停留时间，达到有效除砂的目的。两种渠道均设在沉砂池的上部

以防止扰动砂子。

5）出水渠道宽度为进水渠道的两倍。出水渠道的直线段要相当于出水渠道的宽度。

5尺寸计算

设计流量：Q=25000m 3/d ，系数 1.4，最大设计流量为

Q max =25000×1.4=35000m 3/d=289.35L/s 设计流速：v=0.18m/s 水力停留时间：t=45s

式中：v —最大设计流量时的水平流速，/m s ；

t —最大设计流量时的停留时间，s

池体设计计算

（1）沉砂池长度：L=vt=0.18×45=8.1m （2）水流断面面积：

2A Q /v 289.35/0.18 1.6m ===

（3）沉砂池总宽度：

每组宽取B=2m>0.6m ，采用 2个分格 （4）有效水深：

h 2=A/B=1.6/2=0.8m （介于0.25～1m 之间）

（5）贮泥区所需容积：设计T=2d ，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积

3

max 16

6

350002300.525410

410

Q TX V m ⨯⨯=

=

=⨯⨯

（每组沉砂池设两个沉砂斗，两组共有4个沉砂斗） 其中城市污水沉砂量：X=30m 3/105m 3. （6）沉砂斗各部分尺寸及容积：

设计斗底宽a 1=0.50m ，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高h d =1.0m ，则沉砂斗上口宽：

122 1.00.50 1.65tan 60tan 60d h a a m ⨯=

+=

+=︒︒

沉砂斗容积：

2

2

2

2

11 1.0()(1.65 1.650.500.50)3

3

d h V a aa a =

++=

+⨯+

= 1.27m 3 （7）沉砂池高度：

采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度：

22102 1.65

3.352

2

L a L m --⨯=

=

=

则沉泥区高度为

h 3=h d +0.06L 2 =1.0+0.06×3.35=1.20m

池总高度H ：设超高h 1=0.3m ，

H=h 1+h 2+h 3=0.3+0.8+1.20=2.3m

（8）进水渐宽部分长度:

112 1.27 1.02tan 202tan 20B B L m --=

==⨯︒

⨯︒

（9）出水渐窄部分长度:

L 3=L 1=1.0m

（10）校核最小流量时的流速：

min min 1min

Q n A ν=

最小流量一般采用即为0.5Q max ，则

min min 1min

0.50.3

0.5/0.15/1

0.62

Q m s m s n A ν⨯=

=

=>⨯，符合要求. (11) 进水渠道

格栅的出水通过DN1200mm 的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两 侧配水进入进水渠道,污水在渠道内的流速为: 111

0.2890.385/1.50.5

Q v m s B H =

==⋅⨯

式中： B 1——进水渠道宽度（m ），本设计取1.5m ； H 1——进水渠道水深（m ），本设计取0.5m 。 (12) 出水管道

出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为：

223

3

0.18H m ===

式中： m ——流量系数，一般采用0.4-0.5；本设计取0.4； （13） 排砂管道

本设计采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm 。

5 设计总结

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了各方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

6 参考文献

[1]高俊发，王社平， 污水处理厂工艺设计手册.[M].化学工业出版社，2003 [2]高廷耀 顾国维等主编.水污染控制工程.高等教育出版社,2007 [3] 罗固源.，水污染控制工程.[M]，高等教育出版社，2006