曝气沉砂池的计算实例
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
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 。
沉砂池计算
沉砂池：采用曝气沉砂池 Q=0.77s /m 3
1、设计参数
（1）旋流速度控制在0.25--0.30m/s ；
（2）最大流量时的停留时间为1--3min ，水平流速为0.1m/s ；
(3)有效水深为2--3m ，宽深比为10--1.5，长宽比可达5；
(4)曝气装置可采用压缩空气竖式管链接穿孔管（穿孔孔径为2.5--60mm ）每3m 污水所需 曝气量为0.1--0.23m 或每2m 池表面积3--5h /m 3。
2、设计计算：
（1）池子总有效容积：设t=2min ， 3max m 4.9260277.060t Q v =⨯⨯=⨯=
（2）水流断面积：设m/s 1.0v 1=，
21max m 7.71
.077.0v Q A === （3）池子总宽度：取池子的有效水深m 5.2h 2=,池底坡度0.5m ，超高0.6m ，则池子的
m 08.35.27.7h A B 2===
（4）池长
m 127
.74.92A ===V L （5）沉砂池沉砂斗容量：
0m 16.67.70.18.0V =⨯⨯=
（6）沉砂池沉砂斗容量：
0m 16.67.70.18.0V =⨯⨯=
（7）沉砂池实际沉砂量：设含沙量为3
63m 10/m 20污水，没两天排沙一次 336'016.676.228640010
8.020V m m <=⨯⨯⨯=
（8）每小时所需空气量：设曝气管侵水深度为 2.8m ，查表选单位池长所需空气量h /m 253
3496215.17.728h %151A 28q m =⨯⨯⨯=+⨯=）（
式中（1+15%）为考虑到进出口条件而增长的池长。
沉砂池设计计算
V e K z Q HRT602.1功能描述沉砂池的作用是从废水中分离相对密度2.65、粒径0.2mm以上的无机颗粒。
它一般设在污水处理站前端，作为预处理的一部分，以保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。
2.2设计要点设计参数：Q 水量（m3/h）;C0 进水SS浓度（mg/L）;C e 出水SS浓度（mg/L ）。
（1）池容V』m3）选取沉砂池水力停留时间（HRT）, —般为20-30min;贝心V eH式中：K z——为水量变化系数，一般取1〜2;H ——为沉砂池的有效高度，一般取11.5m。
沉砂池选取沉砂池的长宽比，L:B根据经验值一般选取3〜6,则设置沉砂池为n格，(2)沉砂斗设计A (3~6) B2L (3~6) B「般取2-3格，则：一格的宽度b -n沉砂斗的设计容积以沉砂斗容积V(m3)2d的储砂量设计，砂斗的坡度为60°V K z Q 24 2 (C0 Ce) P (100 n)式中：Q废水日平均水量，m3/hC o进水SS浓度(mg/L)C e出水SS浓度(mg/L)P-沉沙容重，般取1200Kg/m3n-沉砂的含水率，般可取60%综上即可确定沉砂池的规格材质钢筋混凝土或砖混数量1座(n格)停留时间HRT超咼0.5m尺寸LXBX(H+0.5) m(3)配备设备A.刮泥机刮泥机的选取：尺寸一般依据沉砂池的池宽B和池深h而定; 刮泥机的行走速度为0.6-1.2m/min之间，材质一般为桁架结构为碳钢+防腐，接水部分为不锈钢。
综上即可确定其规格规格XXX材质桁架结构为碳钢+防腐，接水部分为不锈钢数量1套配备功率XXXkwB.污泥泵2天产生的污泥量V d=V（泥斗容积）设计每次污泥泵的工作时间为T,一般8h;则: 泵的流量：QT泵的扬程：一般取13-15m泵的类型：离心泵。
沉砂池的设计计算
水量 Q=0.1791m³/s 【1 】选用平流沉砂池设计数据如下：1) 污水在池内的最大流速为0.3/ms,最小流速为0.15/ms.2) 最大流量时,污水在池内的逗留时光不小于30s,一般为30s-60s.3) 有用水深应不大于1.2m,一般采取0.25~1m;每格子不宜小于0.6m.4) 池底坡度一般为0.01~0.02,当设置除砂装备时,可依据装备请求斟酌池底 外形.1.长度：设流速为v=0.2m/s,t=45sL=vt=0.2*45=9m2.前后睁开出长度m l3.21=3.水断流面积：A=2.023.0max =v Q =1.15㎡4.进出水宽度:2m5.6.有用水深：2h =BA 7.沉沙室所需容积：设T=2d610*z 86400*max K XT Q V =≈0.8m³ 8.每个沉沙斗容积：设每一格内设两个沉沙斗则单个容积为 40V V ==0.2m³ 9.沉沙斗各部分尺寸：设低斗宽1a =0.5m,斗壁倾角（与程度面）为55°,斗高m 35.0`3=h 沉沙斗上口宽：m tg a tg h a 15535.0*255213=︒=+︒= 沉沙斗容积：)5.0*25.0*1*21*2(635.0)222(622211230++=++=a aa a h V 10.沉砂室高度：拟采取重力排沙,设池底坡度为0.06,坡向由室壁到沉沙斗. 该坡程度向投影长度为m 3.32/)2.0*22(2=--=a L l则沉沙室高度m l h h 548.006.02`33=+=11.池总高度：设沉砂池超高为0.3m,则总高m 43.155.058.03.0h 321=++=++=h h H12.验算最小流速：在最小流量时只用一格工作（n=1）s m w n Q v mix mix /195.01*58.0*1113.0*min === 相符工况请求扶植用地LBH=15m×5m×2m。
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。