曝气沉砂池的设计计算
沉砂池的计算
- 1 -4.4.2 沉砂池要包括无机性的砂粒、其比重约为2.65。
涡流沉砂池以及斜板式沉砂池。
本设计中采用曝气(aeration)沉砂池。
其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便；且它受流量变化影响小，除砂率稳定。
同时，对污水也起到预曝气作用。
1.沉砂池主体设计： ⑴ 池子中总有效容积：t Q V ⨯⨯=60max式中 max Q ——最大设计流量，取274.1max =Q m 3/s ；t ——最大设计流量时的流行时间，一般为1～3min ，取2min 。
- 2 -由此得153260274.1=⨯⨯=V m3⑵ 水流断面积：1m axv Q A =式中 1v ——水流流速，06.01=v ～0.12m/s ，取0.08m/s 。
得1608.0274.1==A m 2取14m 2。
⑶ 池总宽度：2h A B =式中 2h ——设计有效水深（2～3m ），取2.5m 。
得4.65.216==B m ⑷ 每格池子宽度：设池子格数2=n 格，并按照并联设计。
当污水量较小时，可考虑一个工作，一个备用，得2.324.62===B b m 宽深比28.15.22.32==h b 介于1.0～1.5之间，符合要求。
⑸ 池总长度：9.1014153≈==A V L m 长宽比54.32.39.10<==b L- 3 -符合要求。
⑹ 每小时所需空气量：max 3600Q d q ⨯⨯=式中 d ——每m 3污水所需曝气量（m 3/m 3），d 值为0.1～0.2，取0.15；q ——所需曝气量（m 3/h ）。
得688274.115.03600=⨯⨯=q （m 3）采用压缩空气竖管连接穿孔管，管径2.5～6.0mm ，取3mm 。
⑺ 沉砂室所需容积：城市污水的沉砂量可按15～30m 3/106m 3计算，含水率为60%，容重为1500kg/m 3。
曝气沉砂池的设计计算
曝气沉砂池的设计计算
唐建国 林洁梅
[ 提要 ]本文主要介绍了曝气沉砂池的特点 、设计参数的意义和取值范围 ,对曝气沉砂池 的设计具有一定的参考作用 。
[ 关键词 ]曝气沉砂池 表面负荷 停留时间 供气量 设计 计算
一 、前言 沉砂池是城市污水处理厂不可缺少的处理 工序 ,沉砂池去除的所谓砂子主要包括杂粒 、石 子 、煤渣或其它一些重的固体构成的渣滓 ,其密 度和沉降速度远大于污水中易于腐烂的有机 物 , 其中杂粒还包括蛋壳 、骨屑 、种子以及废弃 食品之类的有机物 。 和其它形式的沉砂池相比 , 曝气沉砂池的 特点是 : 一 , 可通过曝气来实现对水流的调节 , 而其它沉砂池池内流速是通过结构尺寸确定 的 , 在实际运行中几乎不能进行调解 ; 二 , 通过 曝气可以有助于有机物和砂子的分离 。如果沉 砂的最终处置是填埋或者再利用 (制作建筑材 料) , 则要求得到较干净的沉砂 , 此时采用曝气 沉砂池较好 , 而且最好在曝气沉砂池后同时设 置沉砂分选设备 。通过分选一方面可减少有机 物产生的气味 ,另一方面有助于沉砂的脱水 。 二 、曝气沉砂池中的水流及颗粒轨迹特点 通过在曝气沉砂池内一侧鼓入空气 , 会使 水流产生垂直于水平轴的竖向流 , 其与在沉砂 池内的水平流叠加产生螺旋流 ,如图 1 所示 。这 种螺旋流一方面使有机物和砂子得到分离 , 另 一方面将沉入池底的砂子冲入集砂槽内 。 砂子等颗粒物质在曝气沉砂池内由于受不 同水流的影响 , 不同颗粒运动情况也不相同 。 在具有高旋流速度的区域 ,如水面处 ,小颗粒受 水流的影响比大颗粒大 , 所以小颗粒物质比大 颗粒物质更快到达池边 (如图 2 中 a 点轨迹 ①) 。在池边由于水平流速较小 ,所以颗粒水平 运动的距离较短 , 较大的颗粒会较快地沉入池 底 (如图 2 中 a 点轨迹 ③) 。在池横断面的中部
第三节 沉砂池
曝气沉砂池示意图
曝气沉砂池的工作原理
污水在池中存在着两种运动形式， 其一为水平流动（一般流速0.1m/s）， 同时在池的横断面上产生旋转流动 （旋转流速0.4m/s ），整个池内水流 产生螺旋状前进的流动形式。 由于曝气以及水流的螺旋旋转作用， 污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦，并 受到气泡上升时的冲刷作用，使粘附 在砂粒上的有机污染物得以去除，沉 于池底的砂粒较为纯净，有机物含量 只有5%左右，长期搁置也不至于腐 化。
h h1 h2 h3 Vmin=Q/n1Amin 式中: h1——超高，m； 式中：n1—最小流量 h2——有效水深,m; 2h'3 时工作的沉沙数目： 底设6%坡度坡向砂斗， b2 b1 h3——贮砂斗高度,m。 tg60
◦
则; 贮砂斗的容积V1： H3=h3+0.06*l2 V h' ( S S S S ) 7,池总高度H： 式中:h’3 ——贮砂斗高度，m； S1，S2 H=h1+h2+h3 ——贮砂斗上口和下口 的面积。 式中：h1—超高，m 6.贮砂室的高度h3 8,核算最小流速vmin:i= 设采用重力排砂，池底坡度
平流式沉池砂
平流式沉砂池是早期污水处理系统常用的一种形式， 它具有截留无机颗粒效果较好，构造较简单等优点。
1，污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速应 不小于0.15m/s； 2，最高流量时，污水在池内的停留时间不应小于 30s，一般取30～60s； 3，有效水深不应大于1.2m，一般采用0.25～1.0m, 每格宽度不宜小于0.6m； 4，池底坡度一般为0.01～0.02，当设置除沉砂设备 时，可根据除砂设备的要求，确定池底的形状。
1 1 3 3 1 2 1 2
曝气沉砂池设计计算
曝气沉砂池设计计算
气沉砂池是一种常见的污水处理设备，主要用于去除污水中的悬浮颗粒物。
设计气沉砂池涉及到多个参数和计算，以下是气沉砂池设计计算的一般步骤：
1. 确定处理量：根据实际需求确定气沉砂池的处理能力，即每小时处理的污水流量（单位：m³/h）。
2. 确定水平面积：根据处理量和水负荷来计算气沉砂池的水平面积。
一般的计算公式为：水平面积（单位：m²）= 处理量（m³/h）/ 水负荷（m³/m²h）。
水负荷是指单位面积每小时通过的水量。
3. 确定水力停留时间：根据处理流量和沉淀效果，选择合适的水力停留时间。
一般来说，给定的水力停留时间范围为1-3小时。
4. 确定砂池深度：根据水力停留时间和水平面积，计算砂池的理论深度（单位：m）。
理论深度 = 水力停留时间（h）/ 水平面积（m²）。
5. 确定进水速度：进水速度是指单位时间内进入气沉砂池的污水流量（单位：m³/h）。
根据处理量和砂池水平面积，计算进水速度。
6. 确定搅拌能力：搅拌能力是指为了保持悬浮颗粒物在污水中的均匀分布，污水需要进行充分搅拌。
搅拌能力一般通过搅拌
器的功率来确定，根据污水处理量和设备厂家提供的参数，计算搅拌器的功率。
以上是一般气沉砂池设计计算的主要步骤，具体的设计参数和计算方法还需要根据实际情况和设备要求进行调整和确认。
在进行设计计算时，可以参考相关的设计规范和技术手册。
曝气沉砂池的设计计算
曝气沉砂池的设计计算曝气沉砂池常常被用来作为污水处理厂的第一级处理设备，用于分离和去除污水中的悬浮颗粒和沉淀物。
设计计算是保证设备正常运行的重要步骤。
下面将按照推荐的步骤介绍曝气沉砂池的设计计算过程。
1.污水流量计算首先，需要根据污水处理厂的总处理能力来确定曝气沉砂池的设计容量。
然后，需要计算进入曝气沉砂池的污水流量。
这需要考虑到污水的日变化和季节变化。
根据污水工业标准GB 50014-2006，可以通过以下公式计算污水流量：Q = Qs × K1 × K2 × K3其中Q是进入曝气沉砂池的污水流量，Qs是设计污水量，K1是日变化系数，K2是季节变化系数，K3是容许度系数。
2.曝气系统计算曝气系统是曝气沉砂池中重要的部分，通过曝气系统可以向污水中添加氧气，促进悬浮颗粒的沉淀。
曝气系统的计算需要考虑到曝气器的数量、尺寸、气泡大小、曝气器压力、氧气搅拌能力等因素。
使用经验公式可以计算曝气池的气泡速度和流速，以及池面载荷。
同时，根据使用的曝气器类型和工艺要求选择合适的曝气器布置方式。
3.沉砂池计算沉砂池是曝气沉砂池中去除污水中悬浮颗粒和沉淀物的关键设备。
根据设计要求和载荷要求，通过沉砂池长度、深度、倾角、水力半径等参数的计算确定沉砂池的设计。
通过水力学、泥沙学计算，确定沉砂池的沉淀速度和池淤积率等参数，力求达到最佳的沉淀效果。
4.出水系统计算曝气沉砂池的出水系统需要考虑到对污染物的处理效果，同时还需要考虑到出水口的位置和安装方式，以及出水口处的水流速度和水流动力学特性等因素。
使用合适的出水系统，既可以保证污水的处理效果，还可以降低出水口处的水力损失和水流扰动。
总之，曝气沉砂池的设计计算需要考虑到污水流量、曝气系统、沉砂池和出水系统等多个因素，要根据设计要求和工艺要求，通过客观、科学的设计计算来达到最佳的处理效果。
同时，还需要注意设备的维护保养和更新换代，保证设备的运行效率和效果。
曝气沉砂池计算书
设计流量Q 20000m 3/d 总变化系数K z 1.50设计最大流量Q max 30000m 3/d 0.35池子总有效容积V=Q max *t45.83m 3最大设计流量时的流行时间t 2.20min 1~3水流断面面积A=Q max /v 14.34m 2最大设计流量时的水平流速v 10.08m/s 0.06~0.12B=A/h 2 2.17m 最终取 2.20m 设计有效水深h 2 2.00m 2~3m 每格池子宽度b=B/n 2.20m 池子宽深比b/h 2 1.101~1.5池子格数n 1.00格L=V/A 10.56m 最终取11.00m长宽比L:b 5.00建议长宽比5：1池子总有效容积V 45.83m 3水流断面面积A4.34m 2沉砂槽槽口宽b 1=2*h 3*ctga+b 20.32m 沉砂槽高度h 30.10m 沉砂槽斜壁与水平面的夹角a 60.0度设沉砂槽底宽b 20.2m 每个沉砂槽容积V 1=(b 1+b 2)/2*h 3*L 0.27m 3沉砂槽所需总容积V=(Q max *x*T*3600)/（K z *106) 1.20m 3沉砂量x 30.00m 3/m 3污水贮砂时间T 48.00h ≤48h每个沉砂槽所需容积V`=V/n1.20m 3池底斜坡部分的高度h 4=i*[(b-b 1)/2]0.06m超高h 10.30m 池底坡度i0.06池子总高H=h 1+h 2+h 3+h 4 2.46m 每小时所需要空气量q=d*Q max *3600250.0m 3/h 4.21m 3污水所需要空气量d0.2m 3/m 3设计参数计算结果池子长度池总宽度m3/s m3/min。
曝气沉砂池设计参数(精)
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库《水污染控制》电子教材
1 曝气沉砂池的设计参数
① 水平流速一般取0.08~0.12m/s ；
② 污水在池内的停留时间为4~6min ；当雨天最大流量时为1~3min 。
如作为预曝气，停留时间为10~30min ；
③ 池的有效水深为2~3m ，池宽与池深比为1~1.5，池的长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横向挡板；
④ 曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.5~6.0mm ，距池底约0.6~0.9m ，并应有调节阀门；
⑤ 供气量可参照GB50014或下表。
曝气沉砂池的形状应尽可能不产生偏流和死角，在砂槽上方宜安装纵向挡板，进出口布置挡板，应防止产生短流。
曝气沉砂池的设计计算
曝气沉砂池的设计计算1、池体设计计算⑴ 池的总有效容积V式中 V ——总有效容积(m3)；t ——最大流量时的停留时间(min ，取为2)则：Q 设计=1875m3/h=0.521 m 3/s⑵ 池断面积设污水在池中的水平流速v 为 0.1m/s ，则水流断面面积为：⑶ 池宽度设有效深度 1m ，则沉砂池总宽度 B 为：设沉砂池两座，则每座池宽 b 为： 宽深比3.122.6b ==h ，符合要求(1～1.5 之间)。
⑷ 池长m A V L 1221.552.62=== 长宽比561.42.612L <==b 符合要求。
由以上计算得：共一组曝气池分2格，每格宽2.6m ，水深1m ，池长12m 。
2、沉砂室设计⑴ 排砂量计算对于城市污水，采用曝气沉砂工艺，产生砂量约为X 1=2.0～3.0m 3/105m 3，则每日沉砂量Q 设计为 d m X Q /45.0100.315000Q 351max =⨯⨯=⨯=-设计(含水率 60﹪)设贮砂时间 t=2d则砂槽所需容积为 V= Q 设计×t=0.45×2=0.9 m3折算为含水率 85﹪的沉砂体积为 ⑵ 砂室个部分尺寸设砂坡向沉砂槽，沉砂槽为延池长方向的梯形断面渠道，每池设一个共两个，每个沉砂槽所需容积为308.42m V v == 砂槽容积取值为：a 1=0.5m h 3’=0.5m Þ=60°则沉砂槽体积3332108.45.4125.025.012m m L h a a V >=⨯⨯+=+=符合要求3、提砂泵房与砂水分离器选用直径0.2m 的钢制压力试旋流砂水分离器1台，砂水分离器的外形高度H 1=11.4m ，入水口离地面相对高度11.0m ，则抽砂泵静扬程为H=14.5m ，砂 水分离器入口压力为H 2=0.1mpa=10.0mH 2O则抽砂泵所需扬程为选用螺旋离心泵Q=40.0 m 3/h H=25.0mH 2O电动机功率为 N=11.0kw4、曝气沉砂池总体尺寸沉砂槽尺寸：a 1＝0.5m a 2=1m h 3’=0.5m沉砂池尺寸：b 1=1.75mI=0.1～0.5 取 0.2m h h h h 05.275.013.0321=++=++= 取2.1m式中 h 1——超高取 0.3mh 2——有效水深 1mh 3——沉砂室高度 0.4m5、曝气系统设计计算采用鼓风曝气系统，穿孔管曝气空气用量max 3600DQ q = （3-7） 式中 q ——所需曝气量， m 3/h ；D ——每 m 3污水所需曝气量，m 3/m 3设 D 为 0.2，代入得：6、管路设计⑴ 泵房出水井设出水井尺寸为1.0×4m 2，出水采用堰跌落，堰宽为1000mm ，堰上水头查手册第一册： 矩形堰2302Q H g b m = （3-8） 式中 Q ——流量，为 0.521m 3/s ；m 0——流量系数；H ——溢流堰上水头高，（m ）；P ——堰高，（m ）；b ——堰宽根据上式可算出 H ＝0.06 max aQ Q = （3-9）式中 a ——安全系数取 1.2出水堰尺寸92.0)2.1521.0(94.09.04.04.0=⨯⨯=⨯=Q Bm B h 16.125.1=⨯= 取1.2m⑵ 沉砂池的进水 水经潜孔进入沉砂池，过孔流速不宜过大，取 V≥0.4m/s 。
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曝气沉砂池的设计计算
1、池体设计计算
⑴ 池的总有效容积V
t Q 设计60V =
式中 V ——总有效容积(m3)；
t ——最大流量时的停留时间(min ，取为2)
则：
Q 设计=1875m3/h=0.521 m 3/s
352.622521.060V m =⨯⨯=
⑵ 池断面积
设污水在池中的水平流速v 为 0.1m/s ，则水流断面面积为：
221.51
.0521.0m v Q A ===
设计 ⑶ 池宽度 设有效深度 1m ，则沉砂池总宽度 B 为：
m 21.51
21.5H A B === 设沉砂池两座，则每座池宽 b 为： m 6.2221.52B b ===
宽深比3.12
2.6b ==h ，符合要求(1～1.5 之间)。
⑷ 池长m A V L 1221
.552.62=== 长宽比561.42.6
12L <==b 符合要求。
由以上计算得：共一组曝气池分2格，每格宽2.6m ，水深1m ，池长12m 。
2、沉砂室设计
⑴ 排砂量计算
对于城市污水，采用曝气沉砂工艺，产生砂量约为X 1=2.0～3.0m 3/105m 3
，则每日沉砂量Q 设计为 d m X Q /45.0100.315000Q 351max =⨯⨯=⨯=-设计(含水率 60﹪)
设贮砂时间 t=2d
则砂槽所需容积为 V= Q 设计×t=0.45×2=0.9 m
3
折算为含水率 85﹪的沉砂体积为 32.185
100)60100(45.0m V =--⨯=
⑵ 砂室个部分尺寸 设砂坡向沉砂槽，沉砂槽为延池长方向的梯形断面渠道，每池设一个共两个，每个沉砂槽所需容积为308.42
m V v == 砂槽容积取值为：a 1=0.5m h 3’=0.5m Þ=60°
m a tg h a 15.0732
.15.02602132=+⨯=+︒=
则沉砂槽体积 3332108.45.4125.02
5.012m m L h a a V >=⨯⨯+=+=符合要求 3、提砂泵房与砂水分离器
选用直径0.2m 的钢制压力试旋流砂水分离器1台，砂水分离器的外形高度
H 1=11.4m ，入水口离地面相对高度11.0m ，则抽砂泵静扬程为H=14.5m ，砂 水分离器入口压力为H 2=0.1mpa=10.0mH 2O
则抽砂泵所需扬程为
O mH H H H 225.240.105.14=+=+='
选用螺旋离心泵Q=40.0 m 3/h H=25.0mH 2O
电动机功率为 N=11.0kw
4、曝气沉砂池总体尺寸
沉砂槽尺寸：a 1＝0.5m a 2=1m h 3’=0.5m
沉砂池尺寸：b 1=1.75m
I=0.1～0.5 取 0.2
m h h 75.02.075.14.02.075.133=⨯+=⨯+'=
m h h h h 05.275.013.0321=++=++= 取2.1m
式中 h 1——超高取 0.3m
h 2——有效水深 1m
h 3——沉砂室高度 0.4m
5、曝气系统设计计算
采用鼓风曝气系统，穿孔管曝气
空气用量max 3600DQ q = （3-7） 式中 q ——所需曝气量， m 3/h ；
D ——每 m 3污水所需曝气量，m 3/m 3
设 D 为 0.2，代入得：
/m in m 252.6/h m 12.753521.00.23600q 33==⨯⨯=
6、管路设计
⑴ 泵房出水井
设出水井尺寸为1.0×4m 2，出水采用堰跌落，堰宽为1000mm ，堰上水头查手册第一册： 矩形堰
2
302Q H g b m = （3-8） 式中 Q ——流量，为 0.521m 3/s ；
m 0——流量系数；
H ——溢流堰上水头高，（m ）；
P ——堰高，（m ）；
b ——堰宽
根据上式可算出 H ＝0.06 max aQ Q = （3-9）
式中 a ——安全系数取 1.2
出水堰尺寸92.0)2.1521.0(94.09.04.04.0=⨯⨯=⨯=Q B
m B h 16.125.1=⨯= 取1.2m
⑵ 沉砂池的进水 水经潜孔进入沉砂池，过孔流速不宜过大，取 V≥0.4m/s 。
每个孔的流量为：
取孔口尺寸800mm×1000mm ，则流速： s m s m v /4.0/41.064
.02521.0>=⨯=符合要求 进水损失：
αξsin 22
1g
v h = （3-10） 式中 ζ——局部损失系数，查手册可知为 0.92
代入得：
m h 008.08
.9241.092.02
1=⨯⨯=
⑶ 沉砂池出水
采用非淹没式矩形薄壁堰，取堰宽 2.0m ，则可列方程：
2302Q H g b m = （3-11）
式中 Q ——流量，为 0.521m 3/s ；
m 0——流量系数；
H ——溢流堰上水头高，（m ）；
P ——堰高，（m ）；
b ——堰宽，为 2m 。
可求得 H=0.18m
堰后跌落0.15m ，a ——安全系数取 1.2
出水槽尺寸m Q 89.0)2.1(9.0B 4.0=⨯⨯=
m B h 11.125.1=⨯=
式中 Q ——集水槽设计流量
B ——集水槽宽度
H 1——集水槽起端水深
7、放空管
各设管径300mm 的放空管于沉砂池末端。