曝气沉砂池设计计算

第一章 污水的一级处理构筑物设计计算1.1格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。

被截留的物质称为栅渣。

设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。

格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。

圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。

格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.5～10mm ）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅。

1.1.1格栅的设计城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进水水量为s L Q 63.1504 ，污水进入污水处理厂处的管径为1250mm ，管道水面标高为80.0m 。

本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），采用机械清渣。

其中，中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。

中细两道格栅都设置三组即N=3组，每组的设计流量为0.502s m 3。

1.1.2设计参数1、格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：1) 粗格栅：机械清除时宜为16～25mm ；人工清除时宜为25～40mm 。

特殊情况下，最大间隙可为100mm 。

2) 细格栅：宜为1.5～10mm 。

3) 水泵前，应根据水泵要求确定。

2、 污水过栅流速宜采用0.6～1.Om ／s 。

除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60～90°。

人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°。

3、当格栅间隙为16～25mm 时，栅渣量取0.10～0.0533310m m 污水；当格栅间隙为30～50mm 时，栅渣量取0.03～0.0133310m m 污水。

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1.1.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。

沉砂池一般分为平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池。

平流式沉砂池是常用的沉砂池形式, 具有构造简单、处理效果好、工作稳定的优点。

但沉砂中夹杂一些有机物, 易于腐化散发臭味, 难于处置, 并且对有机物包裹的砂粒处理效果不好。

1.2.曝气沉砂池中曝气的作用是使颗粒之间产生摩擦, 将包裹在颗粒表面的有机物除掉, 产生洁净的沉砂, 提高颗粒的去除效率；同时通过调节曝气量还可以控制污水的旋流速度, 维持稳定的除砂效率, 且对污水还有预曝气作用。

1.3.旋流沉砂池利用机械设备控制污水的流态和流速, 加速砂粒的沉淀, 具有沉砂粒径小、效果好、占地省等优点。

1.4.设计要点1.4.1. 平流沉砂池设计参数: 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Ve(m3)选取沉砂池水力停留时间（HRT）, 一般为20-30min；则:60HRTQKV ze ⋅⋅=HV A e = 式中: Kz ——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1～1.5m ；选取沉砂池的长宽比, L:B 根据经验值一般选取3～6, 则B L B A ⋅=⋅=)6~3()6~3(2设置沉砂池为n 格, 一般取2-3格, 则: 一格的宽度nB b =（2）沉砂斗设计沉砂斗的设计容积以2d 的储砂量设计, 砂斗的坡度为550沉砂斗容积V(m 3))100()0(224ηρ-⨯-⨯⨯⨯⨯=Ce C Q K V z 式中: Q ——废水日平均水量, m3/hC 0 ——进水SS 浓度（mg/L ）C e ——出水SS 浓度（mg/L ）ρ ——沉砂容重, 一般取1500Kg/m3η ——沉砂的含水率, 一般可取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超高 0.5m尺寸 L×B×(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。

目录绪论11 沉砂池11.1 沉砂池的基本定义11.2 污水中的砂粒11.3 沉砂池的作用11.4 沉淀池的分类12 曝气沉砂池12.1 曝气沉砂池的定义12.2 曝气沉砂池的特点22.3 曝气沉砂池的构造及工作原理22.4 曝气沉砂池中的水流及颗粒轨迹特点22.5 曝气沉砂池的沉砂效率32.6 曝气沉砂池的清砂方式43 曝气沉砂池的设计53.1设计参数53.2 注意事项63.3 设计计算63.4 实际设计与计算74 结束语85 参考文献9绪论本文介绍了工业污水处理中常用的曝气沉砂池工艺以及与其的相关理论基础知识，旨在全面了解曝气沉砂池的构造，工作流程，及其优点与不足。

通过学习并根据已知条件，初步设计简单的曝气沉砂池构型，通过数据采集计算，确定其具体参数，完成设计。

从而全面、准确、深刻的了解曝气沉砂池。

1 沉砂池1.1 沉砂池的基本定义城市污水或综合污水的处理一般在预处理段设置沉砂池。

沉砂池的作用是去除水中密度比较大的无机颗粒，如泥沙、煤渣等，一般设在泵站、倒虹管、沉淀池前，来减轻水泵和管道的摩擦，防止后续处理构筑物管道的堵塞，缩小污泥处理构筑物的容积，提高污泥有机物组分的含量，提高污泥作为肥料的价值[1]。

1.2 污水中的砂粒污水中的砂粒是指相对密度较大，易沉淀分离的一些大颗粒物质，主要是污水中的无机性砂粒，砾石和少量较重的有机物颗粒，如树皮、骨头、种粒等。

在颗粒物质的表面还附着一些粘性有机物，这些粘性有机物是极易腐败的污泥，因此，这些颗粒物质都应在沉砂池中被去除。

1.3 沉砂池的作用（1）防止活动的机械设备受到磨损而带来不正常的损耗；（2）减少在管道、渠道和导管中形成重沉积物；（3）减少消化池由于砂过分累积引起的清理频率。

实质上除砂是在离心机，换热器和高压隔膜泵之前[2]。

1.4 沉淀池的分类常选用的沉砂池有平流沉砂池、竖流沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池4种。

平流式矩形沉砂池是常用的型式，具有构造简单、处理效果较好的优点。

污水处理厂初步的设计计算1概述1。

1 设计的依据本设计采用的主要规范及标准:《城市污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》二级排放标准《室外排水设计规范》（1997年版） (GBJ 14-87）《给水排水工程概预算与经济评价手册》2原水水量与水质和处理要求2.1 原水水量与水质要求指标Q=60000m3/dBOD5=190mg/L COD=360mg/L SS=200mg/LNH3—N=45mg/L TP=5mg/L2。

2处理要求污水排放的要求执行《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918—2002）》二级排放标准：BOD5≤30mg/L COD≤100mg/L SS≤30mg/LNH3—N≤25（30)mg/L TP≤3mg/L3污水处理工艺的选择本污水处理厂水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918—2002）》二级排放标准，其污染物的最高允许排放浓度为:BOD5≤30mg/L；COD≤100mg/L；SS≤30mg/L；NH3-N≤25（30)mg/L；TP≤3mg/L.城市污水中主要污染物质为易生物降解的有机污染物，因此常采用二级生物处理的方法来进行处理。

二级生物处理的方法很多，主要分两类：一类是活性污泥法，主要包括传统活性污泥法、吸附—再生活性污泥法、完全混合活性污泥法、延时活性污泥法（氧化沟)、AB 工艺、A/O工艺、A2/O工艺、SBR工艺等。

另一类是生物膜法，主要包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法等工艺.任何工艺都有其各自的特点和使用条件。

活性污泥法是当前使用比较普遍并且有比较实际的参考数据。

在该工艺中微生物在处理单元内以悬浮状态存在，因此与污水充分混合接触，不会产生阻塞，对进水有机物浓度的适应范围较大,一般认为BOD5在150—400 mg/L之间时，都具有良好的处理效果。

但是传统活性污泥处理工艺在处理的多功能性、高效稳定性和经济合理性方面已经难以满足不断提高的要求,特别是进入90年代以来,随着水体富营养化的加剧，我国明确制定了严格的氨氮和硝酸盐氮的排放标准,从而各种具有除磷、脱氮功能的污水处理工艺:如 A/O工艺、A2/O工艺、SBR工艺、氧化沟等污水处理工艺得到了深入的研究、开发和广泛的应用，成为当今污水处理工艺的主流。

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Vt 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/s352.622521.060V 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 21.5121.5H A B === 设沉砂池两座，则每座池宽 b 为： m 6.2221.52B b ===宽深比3.122.6b ==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 m 3折算为含水率 85﹪的沉砂体积为32.185100)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308.42m 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 3332108.45.4125.025.012m 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=11.0kw4、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 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 0.3mh 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：/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 。