曝气沉砂池的计算实例
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
曝气沉砂池空气管路设计计算方法
曝气沉砂池空气管路设计计算方法说实话曝气沉砂池空气管路设计计算方法这事，我一开始也是瞎摸索。
我就知道曝气沉砂池得通过空气管路来曝气，那这管路到底咋设计计算呢？我一开始想，是不是就简单地根据池子大小来定呢？我就按照池子的面积大概估算了一下需要的曝气量，然后就随便选了个管径。
结果啊，那真的是大错特错。
曝气量根本就不均匀，有些地方气泡多得像开锅了，有些地方又几乎没气泡。
后来啊，我就去看书找资料。
我发现这得考虑好多因素呢，像污水的流量、污水中杂质的性质啥的。
比如说，如果污水里的杂质沉降速度快，可能就需要更大的曝气量。
这就好比在炖一锅很浓稠的汤，你得大火猛炖一样。
在计算曝气量的时候，我去查阅了相关的水质资料，根据里面的悬浮物含量等因素，用公式去仔细计算。
这个公式啊，就像是一把特殊的钥匙，只有用对了才能打开合理曝气量计算这道门。
不过这个公式里有些参数我一开始不是很确定，这时候啊，我就多找一些类似工程的参考案例，看看人家是怎么取值的。
虽然不能直接照搬，但是能给我一个大致的范围。
那管径的计算又要考虑什么呢？这关乎到空气的流速。
如果流速太快，会造成不必要的能量损耗；流速太慢又达不到曝气的效果。
就像我们喝水，用吸管喝得太快或者太慢都不舒服一样。
我根据计算出来的曝气量，再按照合理的流速范围，来反推管径的大小。
我试过好几次不同的流速取值，每次都记录下结果，对比到底哪种流速和管径的搭配效果最好。
还有空气管路的布局也很重要。
我一开始就简单地搞成直线型，后来发现，这样有些地方的曝气盲区很大。
我就改成了有分支、有交叉的布局，这样各个角落都能照顾到。
我还犯过一个错，就是没考虑到空气管路的压力损失。
在实际运行的时候，发现远离空气源的地方曝气效果很差。
后来我就学聪明了，专门学了一下怎么计算空气管路的压力损失，在设计的时候把这个因素考虑进去，根据这个在空气源那边适当增加一些压力，这样就能保证整个曝气沉砂池均匀曝气了。
总的来说，曝气沉砂池空气管路设计计算方法每个环节都得细心对待，多尝试多总结才能做好。
曝气沉砂池计算书
一设计条件:最大设计流量Q=67008m3/d0.775555556m3/s池子个数N=2座每座池子最大设计流量0.387777778m3/s二设计参数:手册5p290最大设计流量时的流速v=0.045m/s0.06-0.12m/s规范宜为0.1m/s 最大设计流量时的停留时间t=180s1-3min规范最大设计流量时大于2min 每座池子总有效容积V=Q*t=69.8m3每座池子水流断面A=Q/v=8.617283951m2 4.308641975每座池长L=V/A=8.1m池子格数n=2格每格最大设计流量q0.193888889m3/s每格池宽B=2m宽深比1-2规范宽深比宜为1-1.5超高h10.6m有效水深h22m2-3m沉砂斗宽B11m池底坡度i0.2坡度0.1-0.5坡深h3（B-B1）*i0.2m沉砂斗深h40.3m全池总高h1+h2+h3+h4 3.1m每格沉砂池实际进水断面面积A'B*h2+((B+B1)/2)*h3 4.3m2每格沉砂池沉砂斗容量V0B1*h4*L 2.43m3污水含沙量X30m3/1000000m3一般城市污水X为30排砂间隔2d每格沉砂池沉砂斗实际沉砂量V0'（q*86400*X/1000000）*T 1.00512m3曝气管浸水深2m距池底0.6-0.9m单位池长所需空气量q029m3/mh手册5p289表5-8沉砂池每小时共需空气量Q0q0*L*(1+0.15)*n540.27m3（1+0.15）为考虑到进出口条件增长的池长于2min此处宽深比中宽是指单格池宽还是整座池的宽呢？为考虑到进出口条件增长的池长室外排水规范p46 宜为0.1-0.2空气m3/m3污水。
水污染控制工程重点计算题示例
《水污染控制工程》（第三版，下册）重点计算题示例Problem 1 沉砂池与沉淀池的设计计算1. 平流式沉淀池计算 Rectangular Sedimentation Tank平流沉淀池设计流量为1800m 3/h 。
要求沉速等于和大于0.5mm/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=1800m 3/h=0.5m 3/s ，u 0=0.5mm/s ，u i =0.1mm/s（1） 所需沉淀池平面积为2301000105.05.0m u Q A =⨯==- （2） 沉速为0.1mm/s 的颗粒的去除率为2. 辐流式沉淀池设计 Circular Sediementation Tank计划为居住人口45000人的城镇设计一圆形径向流沉淀池。
假定废水的流量为400L/人.d ，平均流量下停留时间为2h 。
确定平均流量下的溢流速率为36m 3/m 2.d ，求深度和直径。
解：332233150024h/d2h /L 0.001m 400L/per.d 45000per 450.d/m 40m /L 0.001m 400L/per.d 45000per m V m A s =⨯⨯⨯==⨯⨯= %2020.05.01.00====u u E iDiameter=m 249.234/450≈=π Depth=m 5.33.324)4/(15002≈=π3. 曝气沉砂池设计计算 Grit Chamber设计一只曝气沉砂池，污水的最大流量为2.0 m 3/s ，有效深度为3m ，宽深比为 1.5:1，最大流量下停留时间为 3.5min ，曝气速率为0.4m 3/min.m 池长，确定沉砂池的尺寸和空气用量。
解：（1） 池尺寸：mA V L mW mD m s s m V Q V 2.315.434205.435.13420min /60/2min 5.3min5.3max /33=⨯===⨯===⨯⨯== （2） 空气量：m in /4.122.31.m in 4.033m m mm Qair =⨯=4. 曝气沉砂池设计 Grit Chamber设计一曝气沉砂池，废水的平均流量为0.3m 3/s ，最大流量为1.0m 3/s 。
沉砂产率计算公式
沉砂产率计算公式
沉砂池沉砂产率:采用聪气沉砂池Q=0.77m'/s
1、设计参数
(1)资流速度控制在0.25--0.30ms
(2)最大流量时的停备时间为1--3min，水平流速为0.1mk:(3)有效水深为2-3日，宽深比为10-1.5.长宽比可达5:
(4)曝气装置可采用用缩空气整式管链接穿孔管(穿孔孔轻为2.5--60mm)每m污水所
雲愿气量为(1-0.2m或母m池表面积3--5m/h。
2、设计计算:
(1)池子总有效容机:设t-2min，v=Qx60-0.77x2x60-924m
(2)水流断面积:设v=0.1m/8.
A= Q.m
0.1
0.77=7.7m'
(3)子总宽度:取池子的有效水深h=2.5m,池威坡度0.5m。
超高0.6m，则池子
B_^_77 h: 2.5
3.08m
(4)池长
92.4 =12m
7.7
(5)沉砂池沉砂斗容量:
V=0.8x1.0x7.7=6.16m
(6)砂池沉砂斗容量:
V.-0.8x1.0x7.7-6.16m
(7)沉砂油实际沉秒量:设含沙量为20m/10m污水，没两天排沙一次
10°20x0.8x36400x2=2.76m’<6.16m
(8)每小时所者空气量:设曝气管侵水深度为2.8m，查表选位长所空气量25m/h q-28xA+15%h-28x7.7x1.15x2-496m。
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 。
沉砂池的计算
目前，城市污水处理厂的沉砂池基本上采用两种类型：一种是应用比较广泛的曝气沉砂池，通过池中一侧的空气管控制曝气，使污水形成具有一定速度的前进旋流(垂直于水流方向)，这种池型具有稳定的除砂效果；另一种是利用水力涡流除砂的旋流沉砂池(其旋流与水流方向基本一致)，具有池型简单、占地省、运行费用低、除砂效果好等优点，已越来越受到人们的重视。
旋流沉砂池的排砂目前采用两种形式，一种是靠砂泵排砂，其优势在于设备少、操作简便，但砂泵的磨损问题也越来越受到用户的关注；另一种是气提排砂，其优势在于系统可靠、耐用，但设备相对较多。
1 概况该工程设旋流沉砂池2座、砂水分离器2台，由奥地利NEVHOLD提供成套设备，其中空压机(2台)采用德国Aerzen的产品。
具体设备参数如下：① 旋流沉砂池直径为5480 mm，池深为4 750 mm，单池处理量为4100m3/h，桨叶直径(可调试)为(1500±150) mm，转速为n=12 r/min。
② 空压机型号为GM3S，Q=109m3/h，H=8 m。
③ 砂水分离器型号为SAK—250，Q=30m3/h，安装闭度为30°，固体负荷为1m3/h。
④ 空气提升泵(Q=50m3/h)2台。
2 工作原理通过细格栅的进水以切线方向流入沉砂池，出水则沿径向流出，桨叶以12 r/min的速度均匀转动以保持池体内水流具有0.3～0.4 m/s的平均流速。
由于水力原因将使砂粒沉入沉砂池的料斗底部，经气提排出并进入砂水分离器，进一步固液分离后的污水将进入厂区污水管道。
3 运行控制沉砂池的系统控制可以分成手动和自动，自动控制由现场的控制箱和PLC进行。
沉砂池搅拌系统基本上为24h连续自动操作，若需要保养或手动操作时，系统可以切换。
沉砂池的空气提升泵、空气冲洗装置及砂水分离器的操作由电控柜自动执行，必要时自动控制可以由操作人员解除而完全以人工控制方式运作。
空气提升泵操作前必须确认鼓风机操作正常、气压达到预设值。
沉砂池的计算2
平流式沉砂池Qｍｉｎ=7000ｍ3/h=1.94ｍ3/sQmax=2.28ｍ3/ｓ1.设废水在池内流速为v=0.3ｍ/s，最大流量时停留时间为t=45s所以池长度为：L=vt=0.3*45=13.5ｍ2.水流断面面积：A=Qmaxｍ23.池内总宽度B：设分格数n=4,每格宽1.0ｍ4.有效水深h2ｍ5.沉砂斗所需容积V:V=86400*X*T/KZ*1066=8.60m³（其中X为城市污水沉砂量，取30；T为清除沉砂的间隔时间，取2d.）6.沉砂斗各部分尺寸设斗底宽b1=0.6mxxxxb2=2.5m斗壁与斜面倾角为60°故沉砂斗高度h 3´= b2- b1/2*tan60°°=1.65m沉砂斗下口面积S1= b1²沉砂斗xx面积S²=b2²沉砂斗容积V13´(S1+ S²+√S1S²√0.15*O.625)=0.6m³7.沉砂室高度（h3）采用重力排沙，设池底坡度为0.02，沉砂池按去除的相对密度为2.65。
h3=h3´+O.O2*l2=l.65+O.O2*2.65=l.70m8.沉砂池总高度H：H=hl+h2+h³=0.3+1.9+1.7=3.99.核算最小流速Vmin：Vmin=Qｍｉｎ/nw=1.94/（2*1.9*2）=0.26ｍ/s设最小流量时只有两格工作即n=2。
10．核对：a. Vmin≥0.15ｍ/sVmin=0.26>O.15ｍ/sb. V1≥V/n（n为砂斗个数）V1=0.6m³＜³故沉砂斗容积没有在校核范围内。
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某城镇污水包括生活水和工业生产废水，其平均水量如下，
（1）生活污水量 Q1=78000m3/d
（2）工业废水量 Q2=64000m3/d
请计算曝气沉砂池的各部分尺寸。
曝气沉砂池的计算工程
查表的变化系为1.47
（1）池子总有效容积（V ） 设最大设计流量时流行时间t=2min ，
则 ()3max 60 2.1260252V Q t m =⨯=⨯⨯=
（2）水流断面面积（A ） 设最大设计流量时水平流速 10.1/v m s =，
则()2max 1 2.1210.1
Q A m v === （3）池总宽度（B ） 设设计有效水深 2 2.5h m =， 则()2218.42.5
A B m h === （4）每格池子宽度（b ） 沉砂池设3格
()8.4 2.83
B b m n === 宽深比
2 1.12b h = 符合要求 （5）池长（L ）
()2521221
v L m A ===
（6）每小时所需空气量 设 320.2/d m m =每m 3污水的空气量 ()3max 36000.2 2.136001512/q dQ m h =⨯=⨯⨯=
（7）沉砂槽几何尺寸确定
设沉砂槽底宽0.5m ，沉砂槽斜壁与水平面的夹角为 60，沉砂槽高度 30.4h m =，沉砂槽槽口宽为：()120.4600.50.96b ctg m =⨯+= 沉砂槽容积为：()310.50.960.412 3.52
V m +=⨯⨯= （8）沉砂槽所需容积 设贮砂时间T=2d ， 沉砂槽所需容积为：()3max 6864009.1510
z Q T V m K ⨯=
=⨯ 每个沉砂槽所需容积 ()330 3.05 3.53
V V m m ==< （9）池子总高
设池底坡度为0.06，坡向沉砂槽，池底斜坡部分的高度为： ()4 2.80.960.060.05520.062
h m -=⨯=≈ 设超高10.3h m =
池子总高 ()12340.3 2.50.40.06 3.26H h h h h m =+++=+++=
（10）排砂方法
采用吸砂机排砂。