辐流式沉淀池出水堰计算

一、基本概念与设计参数

1 辐流式沉淀池简介

辐流式沉淀池是一种常见的污水处理设施，主要用于初沉池和二沉池，其工作原理基于悬浮颗粒在水流中的重力沉降作用，通过中心进水周边出水的方式实现固液分离。

2 设计参数

1.2.1 池子直径与有效水深之比值

通常取6~12m，池子直径与有效水深的比值应控制在6到12之间。

1.2.2 池子直径

一般大于等于16m，以确保足够的沉淀面积和处理能力。

1.2.3 坡向泥斗的坡度

应≥0.05，以利于污泥的收集和排出。

1.2.4 刮泥机旋转速度

一般为1-3r/h，外周刮泥板的线速≤3m/min，通常采用1.5m/min。

1.2.5 整流板开孔面积

为过水断面面积的6%~20%，用于均匀分布水流。

二、沉淀池部分尺寸计算

1 沉淀部分水面面积F

根据最大设计流量Qmax和表面负荷q′，可以计算出沉淀部分水面面积F：

[ F = frac{Q_{max}}{n cdot q′} ]

Qmax: 最大设计流量（m³/h）

n: 池数

q′: 表面负荷，取2 m³/(m²·h)

假设某城市污水处理厂最大设计流量Qmax=43200m³/d，设计人口N=25万人，采用机械刮泥，设计采用辐流式沉淀池，求沉淀池各部分尺寸。

将Qmax换算成m³/h：

[ Q_{max} = frac{43200}{24} = 1800 m³/h ]

取n=2个池子，q′=2 m³/(m²·h)，则：

[ F = frac{1800}{2 times 2} = 450 m² ]

2 池子直径D

根据水面面积F和池子直径与有效水深之比值，计算池子直径D：

[ D = sqrt{frac{4F}{pi}} ]

代入F=450 m²：

[ D = sqrt{frac{4 times 450}{pi}} approx 24 m ]

3 有效水深h₂

根据沉淀时间t和表面负荷q′，计算有效水深h₂：

[ h₂ = q′ cdot t ]

取沉淀时间t=1.5小时，q′=2 m³/(m²·h)：

[ h₂ = 2 times 1.5 = 3 m ]

4 沉淀池总高度H

沉淀池总高度H由超高h₁、有效水深h₂、缓冲层高度h₃、污泥斗高度h₄、污泥斗以上圆锥体部分高度h₅组成：

[ H = h₁ + h₂ + h₃ + h₄ + h₅ ]

假设：

h₁=0.3m（超高）

h₃=0.5m（缓冲层高度）

h₄=0.51m（污泥斗以上圆锥体部分高度）

h₅=1.73m（污泥斗高度）

[ H = 0.3 + 3 + 0.5 + 0.51 + 1.73 = 6.04 m ]

5 沉淀池周边处的高度

[ h_{周边} = h₁ + h₂ + h₃ = 0.3 + 3.0 + 0.51 = 3.81 m ]

6 径深比校核

[ frac{D}{h₂} = frac{24}{3} = 8 ]

在6~12范围内，满足要求。

三、出水堰计算

1 出水堰类型选择

常见的出水堰类型包括三角堰、梯形堰和矩形堰，本设计中，我们选用三角堰，其构造简单，适用于中小型污水处理设施。

2 三角堰计算公式

3.2.1 单个堰口过堰流量计算公式

当h=0.021~0.200m时：

[ q = 1.4h^{2.5} ]

当h=0.301~0.350m时：

[ q = 1.343h^{2.47} ]

当h=0.201~0.300m时，q采用两个公式的平均值。

3.2.2 堰口数量计算公式

[ n = frac{Q}{q} ]

Q: 设计流量（m³/s）

q: 单个堰口过堰流量（m³/s）

n: 堰口数量（个）

假设设计流量Q=0.5m³/s，过堰水深h=0.25m，则：

[ q = 1.4 times (0.25)^{2.5} approx 0.047 m³/s ]

[ n = frac{0.5}{0.047} approx 10.6 ]

向上取整，得到n=11个堰口。

3 校核出水堰负荷

主要校核参数为堰上负荷q″：

[ q″ = frac{Q}{n cdot h} ]

对于初次沉淀池，q″≤2.9 L/(m·s)；对于二次沉淀池，q″≤1.7 L/(m·s)。

[ q″ = frac{0.5}{11 times 0.25} approx 1.82 L/(m·s) ]

满足要求。

四、设计归纳与注意事项

通过上述计算，我们确定了辐流式沉淀池的主要设计参数和尺寸，包括池子直径、有效水深、沉淀池总高度以及出水堰的类型和数量，这些计算确保了沉淀池能够满足设计流量和处理要求。

2 注意事项

4.2.1 刮泥机的选择与布置

根据池子直径选择合适的刮泥机类型，确保刮泥效果。

刮泥机的旋转速度和外周刮泥板的线速需符合设计规范。

刮泥机应设置在池子中心或周边，驱动装置的位置需便于维护和管理。

4.2.2 出水堰的设计与校核

确保出水堰的设计符合流量要求，避免因过载而导致的溢流问题。

定期检查和维护出水堰，确保其正常运行和排水效果。

在校核过程中，需考虑最不利工况下的流量变化，确保系统的稳定性和安全性。

4.2.3 安全与维护

设计过程中应充分考虑操作人员的安全性，设置必要的防护措施。

定期对沉淀池进行清理和维护，避免污泥积聚影响处理效果。

配备必要的监测设备，实时监控沉淀池的运行状态，及时发现并处理异常情况。

五、相关数据表与图纸

1 数据表汇总

2 图纸索引

图纸1：辐流式沉淀池平面布置图

图纸2：辐流式沉淀池剖面图

图纸3：出水堰布置图及详图

各位小伙伴们，我刚刚为大家分享了有关“辐流式沉淀池出水堰计算”的知识，希望对你们有所帮助。如果您还有其他相关问题需要解决，欢迎随时提出哦！