周进周出二沉池配水渠参数计算方法探讨

周进周出二沉池实际运行负荷探讨刘仲阳;崔丹丹【摘要】在南方城市污水处理厂污泥沉降性能较好的条件下,通过生产试验得出,周进周出二沉池可以承受1.5～1.7m3/(m2·h)的冲击负荷.实际运行情况表明,在冬季低温季节,二沉池表面负荷为1.27～1.39 m3/(m2·h),固体负荷为19～23kg/(m2·h)时,出水SS能稳定达到一级B标准(＜20 mg/L).%Secondary sedimentation tank with peripheral inflow and outflow could withstand the impact load of 1.5 ～1.7 m3/(m2·h)under the conditions that activated sludge had well settleability in southern WWTP.In the actual operation in winter,when the surface load was 1.27 ～1.39 m3/(m2·h) and the solid load was 19～23 kg/(m2·h),SS of effluent could keep stably below 20 mg/L.【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】5页(P91-95)【关键词】二沉池;周进周出;表面负荷;固体负荷;实际运行【作者】刘仲阳;崔丹丹【作者单位】长沙市联泰水质净化有限公司,湖南长沙 410219;长沙市联泰水质净化有限公司,湖南长沙 410219【正文语种】中文【中图分类】TU992.3周进周出辐流式二沉池在大中型污水处理厂广泛应用，其表面负荷高，可达1.0～1.5 m3／（m2·h），池容积较小，投资节省，在国内已有成熟的运行经验。

周进周出辐流式二沉池的工艺设计4.1 配水系统的设计配水系统的设计是周边进水周边出水辐流式二沉池的关键所在。

周进式辐流式二沉池的只有沿圆周各点的进出水量一至，布水均匀，才能发挥其优点。

而常用的配水系统为配水槽和布水孔。

4.1.1配水槽的设计目前的配水槽大多采用环状和同心圆状如图，也有牛角配水槽如图。

布水孔的形状分为圆形和方形。

布水孔间距有等距，也有不等距。

图3.3 环状配水槽图3.4 牛角配水槽由于配水槽是混凝土施工，宽度曲线的施工精度不容易保证，牛角配水槽不易实现，因此本次设计选用环形平底配水槽，布水孔孔径和孔距不变的配水系统。

孔径为800mm，孔距为1040mm，并在槽底设短管，且短管长度为50~100mm。

配水槽宽600mm。

根据构造设计分析，配水槽底厚一般为壁厚度的2倍,分别为0.3m和0.15m。

配水槽和集水槽总宽为(从沉淀池池壁边计算)δ2B(δ为配水槽壁和集水槽堰++b壁厚度)。

4.1.2进水区挡水裙板的设计挡水裙板延伸至水面下1.5m处，以保证良好的澄清絮凝效果。

与池壁的距离与配水槽的宽度相等。

4.2 出水装置的设计出水装置由集水槽和挡板组成。

4.2.1二沉池集水槽的设计二沉池集水槽是污水沉淀过程中泥水、固液别离的最后一道环节和工序, 在实际的工程设计中, 常见有3 种布置形式: 置双侧堰式、置单侧堰式、外置单侧堰式, 见图3.5。

置单侧堰式、外置单侧堰式均为单侧堰进水, 设计堰上负荷根本一致, 从构造和水力条件来看, 两者没有明显的优劣之分。

置双侧堰式的集水槽因堰上负荷小、出水水质好而应用较多。

但在最近几年的工程设计与应用中发现双侧堰进水集水槽主要存在2个现象[27]：(1) 集水槽两侧水质检测时, 侧水质优于外侧。

(2) 因集水槽平衡孔开孔过大使三角堰均匀集水作用降低。

置双侧堰式置单侧堰式外置单侧堰式图3.5二沉池集水槽布置形式在实际运行中, 可常观察到一种现象:靠近池壁的出水溢流堰一侧, 挟带较多的活性污泥絮体杂质, 而侧出水溢流堰的絮体杂质相对较少。

周进周出二沉池设计之探讨沉淀池是水处理工程中常用的构筑物，为提高水处理能力、稳定出水水质、降低运行成本和控制基建投资，各种类型的沉淀池都有了较大的改进和革新。

笔者在某污水处理厂工程的设计中，针对出水水质要求高、用地面积少的情况，二沉池选用了圆形周边进水周边出水幅流式沉淀池。

该工程总设计规模17×104m3／d，近期实施10×104m3／d。

4座周进周出的沉淀池作二沉池，单池处理能力Qd=3.25×104m3／d。

下文对周进周出沉淀池的选择及配水系统的设计谈一些具体做法。

1 周进周出与中进周出沉淀池的比较1.1 沉淀区的流态二次沉淀池进水为活性污泥混合液，悬浮物固体MLSS的质量浓度在3000－4000mg／L 之间，远高于池内的澄清水。

由于二者间的密度差、温度差而存在二次流和异重流现象。

中进周出和周进周出两种不同池型内的混合液流态各不相同，详见图1与图2：在中进式沉淀池中，活性污泥混合液从池中心进水管以相对较高的流速进入池内，形成涡流，经布水筒逐渐下降到污泥层上，再沿沉淀区中部向池壁方向流动并壅起环流。

分离出的澄清水部分溢流入出水槽，部分在上面从池边向池中心回流；密度大的混合液则在下面从池边向池中心流动，形成了反向流动的环流。

这种环流不利于沉淀，限制了池子的水力负荷。

而在周边进水周边出水的沉淀池中，密度流的方向与中心进水式相反。

混合液经进水槽配水孔管流入导流区后经孔管挡板折流，下降到池底污泥面上并沿泥面向中心流动，汇集后呈一个平面上升，在向池中心汇流和上升过程中分离出澄清水，并反向流到池边的出水槽，形成大环形密度流，污泥则沉降到池底部。

因此，周进周出沉淀池的异重流流态改变了沉淀区的流态，有利于固液分离。

1．2 容积利用率异重流现象在中进式沉淀池中会形成短流，部分容积没有得到有效利用，池子的实际负荷比设计负荷大得多。

而周进式由于大环形密度流的形成，容积利用率要高得多。

二沉池设计计算本设计采用机械吸泥的向心式圆形辐流沉淀池，进水采用中心进水周边出水。

1•沉淀时间1.5~4.0h，表面水力负荷0.6〜1. 5m3/( m2 ? h)，每人每日污泥量12〜32g/人d,污泥含水率99.2〜99.6%，固体负荷1 50kg /( m2?d)2. 沉淀池超高不应小于0.3m3. 沉淀池有效水深宜采用2.0〜4.0m4. 当采用污泥斗排泥时,每个污泥斗均应设单独闸阀和排泥管, 污泥斗的斜壁与水平面倾角,方斗宜为60°,园斗宜为55°5. 活性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积宜按不大于2h 的污泥量计算,并应有连续排泥措施6. 排泥管的直径不应小于200mm7. 当采用静水压力排泥时,二次沉淀池的静水头,生物膜法处理后不应小于1.2m,活性污泥法处理池后不应小于0.9m。

&二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于1.7L / (sm)。

9、沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。

10、水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为6〜12,水池直径不宜大于50m。

11、宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为1〜3r/h,刮泥板的外缘线速度不宜大于3m/ min。

当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥。

12、缓冲层高度，非机械排泥时宜为0.5m ;机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m 。

13、坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。

2.2设计计算（1）沉淀池表面积Q max 0. 65 3600 nq '21.5式中 Q —污水最大时流量，m 3 s ；q '—表面负荷，取1.5m 3/ m 2 h ；n —沉淀池个数，取2组。

池子直径:3、沉淀池有效水深 h 1 q 't式中t ——沉淀时间，取2h h 1 1.5 2 3.0m径深比为：D 32 10.67，在6至12之间 h 1 34、污泥部分所需容积780 m 22、 4F 4 780 —” 3.1431.52m 取32m。

周边进（出）水型二沉池的设计才振刚众所周知，城市污水中含有大量的有毒、有害物质，如不加以处理控制，直接排入水体和土壤中，将会对环境造成污染，不仅损害人民的身体健康，还严重制约着工农业生产和城市的发展。

我国的城市污水处理率很低，长年徘徊在10%以下，一些城市的水环境已经恶化，修建大量的城市污水处理厂已迫在眉睫。

在各类城市污水处理工艺中，最具代表性的就是活性污泥法，而在活性污泥法处理系统中，二次沉淀池是保证出水水质的关键构筑物之一。

下面，我结合实际工程，就二沉池的选型、计算探讨如下：一、适用条件沉淀池主要是去除悬浮于水中的可以沉淀的固体悬浮物。

初次沉淀池主要是对污水中以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。

而二次沉淀池是对污水中以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行沉淀分离。

一般来说，二次沉淀池多采用竖流式和辐流式，前者比较适用处理水量不大的小型污水处理厂；后者则适用大、中型污水处理厂。

二、不同类型二沉池设计、运行参数比较一般辐流式和竖流式沉淀池，原污水从池中心进入，在池周边出流，进口处流速很大，程紊流现象，影响了沉淀池的分离效果。

而周边进水型辐流式和竖流式沉淀池与此恰恰相反，原污水从池周边流向池中心，澄清水则从池中心返回到池周边流出，在一定程度上克服了上述缺点。

原污水流入位于池周边的进水槽中，在进水槽底部设有进水孔，再从进水孔均匀地进入池内进行悬浮颗粒的沉淀，从而提高沉淀效率。

根据国外资料介绍，这种沉淀池的处理能力比一般辐流式沉淀池要高出一倍。

沉淀池设计计算时一般以水力负荷来计算有效面积，用固体负荷做较核，在二沉池中尤为重要。

根据国外资料，国外所采用周边进水中心出水和周边进水周边出水的二次沉淀池的水力负荷最大为2.72m3/(m2.h)，最小为1.0m3/(m2.h)，而我国较有代表性的城市污水处理厂中二沉池所采用的水力负荷值，最大为1.19m3/(m2.h)，最小为0.73m3/(m2.h)，由此可以看出，周边进水型二沉池的水利负荷要比普通型二沉池水力负荷平均高出1.72倍。

周进周出二沉池配水槽配水均匀性的设计计算设计计算以提高周进周出二沉池配水槽配水的均匀性。

我们将讨论如何在设计中考虑水流分布的均匀性，并介绍相关的计算方法和步骤。

首先，要了解二沉池配水槽的基本结构和功能。

二沉池是一种用于污水处理的设备，主要用于分离固体颗粒和液体。

其中配水槽是二沉池的重要组成部分之一，其主要功能是将进入二沉池的污水均匀分布到沉淀池各处。

在设计中，我们应该考虑以下因素来保证配水的均匀性：1.进水口的数量和位置：根据二沉池的尺寸和处理能力，确定进水口的数量和位置。

进水口应均匀分布在配水槽的一侧，以确保水流均匀地进入沉淀池。

2.进水口的直径和流量：根据设计需求和污水处理量，确定进水口的直径和流量。

水流的速度和流量应均匀分布，以避免水流过大或过小的现象。

3.水流的方向和速度：配水槽内部应设计合适的结构，以引导水流均匀地流动并分布到沉淀池各处。

可以使用引流设备和隔板来帮助水流的均匀分布。

4.隔板和引流设备的数量和位置：根据设计需求和配水槽的尺寸，确定隔板和引流设备的数量和位置。

这些设备应合理布局，以确保水流沿着合适的路径流动，从而实现均匀分布。

为了计算配水槽的均匀性，我们可以使用以下步骤：1.确定配水槽的尺寸和容积。

这些参数将根据污水处理量和二沉池的尺寸来确定。

2.考虑水流的路径和方向。

设计配水槽内部的结构，如隔板和引流设备。

这些设备应根据水流的路径和方向来确定。

3.使用计算公式和模拟软件来计算水流的流速和流量分布。

可以使用计算公式来估算水流的速度和流量，或使用模拟软件来模拟水流的分布情况。

4.根据计算结果调整设计参数。

根据计算结果调整进水口的数量、直径和流量，以及隔板和引流设备的数量和位置。

通过不断优化设计，来提高水流的均匀性。

在设计计算中，我们还应该考虑其他因素，如水流的湍流情况、污水的浓度和粘度等。

这些因素将对水流的分布和均匀性产生影响，因此需要在设计中予以考虑。

在实际操作中，可以通过试验来验证设计计算的结果。

周进周出二沉池配水渠计算
要计算周进周出二沉池配水渠的流量，首先需要知道以下几个参数：
1. 设计流量（单位：m³/h）：根据具体的使用需求和设计标准
确定；
2. 周进周出二沉池的尺寸（单位：m）：包括长度（L）、宽
度（W）和深度（H）；
3. 水渠的尺寸（单位：m）：包括长度（L1 、L2）、宽度
（W1、W2）和深度（H1、H2）；
根据这些参数，可以进行如下计算步骤：
1. 计算周进周出二沉池的体积（单位：m³）：V = L * W * H；
2. 通过计算周进周出二沉池的体积和设计流量，可以确定水渠的流量（单位：m³/s）：Q = V / 3600；
3. 根据水渠的尺寸和流量，可以计算水渠的平均流速（单位：m/s）：V = Q / (L1 * W1)；
4. 根据水渠的平均流速和尺寸，可以计算水渠的平均流速（单位：m/s）：V = Q / (L2 * W2)。

需要注意的是，在实际工程中，还需要考虑其他因素，例如水渠的局部阻力、水流的稳定性等，这些因素可能会对计算结果产生影响。

因此，在进行实际工程设计时，建议咨询专业的工程师进行具体计算和确定。

周边进水周边出水辐流式二沉池表面积及直径二沉池面积Fq n Q F ⋅=max式中 Q max —— 二沉池设计数量250m 3/h ；N ——二沉池座数，此次为1；q —— 表面水力负荷，此次取(m 2·h)·故 27.4166.0250m F ≈=池子直径D ： m FD 03.234≈=π，取D=24m校核固体负荷G()F XQ R G ⋅⋅+⨯=max 124故 ())/(79.647.4163250%501242d m kg G ⋅≈⨯⨯+⨯=<150kg/(m 2·d)满足要求高度计算（1）沉淀区高度h 2’《停留时间t 取，故m F tQ h 5.1'max 2≈⋅=（2）污泥区高度h 2’’取污泥停留时间：T=1h ，故()()()()m F X X X QR T h r 45.07.4169332505.011212''max 2≈⨯+⨯⨯+⨯⨯=⋅+⋅⋅+⋅⨯=（3）池边水深h 2m h h h 25.23.0'''222=++=（式中为缓冲层高度）<4m ，满足要求（4）污泥斗高度、污泥斗上直径D 1=，下直径D 2=，斗壁与水平夹角为55°故污泥斗高度h 4为：m 71.055tan 22214≈︒⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-=D D h （5）池总高H二沉池采用单管吸泥机排泥，池底坡度取，故污泥斗边缘与二沉池外边缘底端的高差h 3为：m h 11.001.023.2243≈⨯-=取超高为，所以池总高H ： m h h h H 57.35.0432=+++=！出、入流槽设计采用渐变式的出、入流槽设计，在槽宽不足300mm 时，槽宽采用300mm ，出水槽与入流槽合建。

取入流槽起始端流速为V=s.设计流量为Q s =s.采用经验公式可得起始端水深H 0，并且设槽宽与水深相同，则m VQ H B s 48.000≈==，取 出水槽与入流槽合建，故渠道总宽度为。

周进周出辐流式沉淀池设计探讨周边进水周边出水辐流式沉淀池是一种沉淀效率较高的新池型，与传统幅流式沉淀池相比，它具有耐冲击能力强、水力负荷高、沉降历时短、沉淀区容积利用率高、单位水量处理造价低等特点。

所以在水处理工程中的应用越来越广泛。

从流态上观察可知，中心进水时，水流集中于水表面部分，下部的水基本不参与流动，近似于驻流区，有效流动截而仅为上部不大的一个区域。

而周边进水时，水的流动截面增加，流速较中心进水时变慢，流体质团从进水到出水之间在池中停留的时间变长，故从其中沉淀出的固体物质较多，所以提高了沉淀效率，其容积利用率高。

此外由于周进周出沉淀池配水较均匀，使污水进入沉淀区的流速较中心进水小得多，所以有利于悬浮颗粒的沉淀，提高了沉降效率。

周边进水沉淀池与幅流式沉淀池相比，表面负荷提高了1倍(2.45m3/m2·h)，停留时间缩短了30～50%(<1 h)，基建投资降低了30%。

周进周出沉淀池的设计主要有以下几点：1、配水槽与集水槽的设计配水槽与集水槽沿池周布置，两槽合建，共底共壁。

水流由总入口进入外圈配水槽，在配水槽内环槽流动，同时从槽底布水孔沿程配水。

澄清水经内圈集水三角堰进入集水槽，沿集水槽汇入总出口流出。

配水槽与集水槽工艺设计基本要求如下:①要求沿程配水基本均匀，配水均匀性受流量变化以及设计与施工正常误差的影响较小，具有较强的均匀稳定性。

目前一般采用变孔距法，均匀配水也要求各布水孔沿池周同心分布。

②要求周边集水基本均匀，集水堰环应与池周处于同心圆(由于配水槽与集水槽合建，故配水槽净宽B与集水槽净宽B‘之和B＋B'为常数)。

③为了便于施工，槽底宜采用平底(J＝0);布水孔孔径d采用同一规格(一般取d＝100mm )，孔深与底厚相同，沿程不变；槽宽不宜＜0. 3m，即要求B≥0. 3m，B' ≥0. 3m。

④混合液不应在配水槽内发生沉淀，环槽流速V不宜低于0. 3m/s(末端环槽流量Q→0, V＜O. 3m/s不可避免，减小末端槽宽有利于发挥槽底布水孔泄流对沉降的扰动阻碍作用)。

周进周出辐流式二沉池的工艺设计4.1 配水系统的设计配水系统的设计是周边进水周边出水辐流式二沉池的关键所在。

周进式辐流式二沉池的只有沿圆周各点的进出水量一至，布水均匀，才能发挥其优点。

而常用的配水系统为配水槽和布水孔。

4.1.1 配水槽的设计目前的配水槽大多采用环状和同心圆状如图，也有牛角配水槽如图。

布水孔的形状分为圆形和方形。

布水孔间距有等距，也有不等距。

图3.3 环状配水槽图3.4 牛角配水槽由于配水槽是混凝土施工，宽度曲线的施工精度不容易保证，牛角配水槽不易实现，因此本次设计选用环形平底配水槽，布水孔孔径和孔距不变的配水系统。

孔径为800mm，孔距为1040mm，并在槽底设短管，且短管长度为50~100mm。

配水槽宽600mm。

根据结构设计分析，配水槽底厚一般为内壁厚度的2倍,分别为0.3m和0.15m。

配水槽和集水槽总宽为(从沉淀池池壁内边计算)δ2B(δ为配水槽内壁和++b集水槽堰壁厚度)。

4.1.2 进水区挡水裙板的设计挡水裙板延伸至水面下1.5m处，以保证良好的澄清絮凝效果。

与池壁的距离与配水槽的宽度相等。

4.2 出水装置的设计出水装置由集水槽和挡板组成。

4.2.1 二沉池集水槽的设计二沉池集水槽是污水沉淀过程中泥水、固液分离的最后一道环节和工序, 在实际的工程设计中, 常见有3 种布置形式: 内置双侧堰式、内置单侧堰式、外置单侧堰式, 见图3.5。

内置单侧堰式、外置单侧堰式均为单侧堰进水, 设计堰上负荷基本一致, 从构造和水力条件来看, 两者没有明显的优劣之分。

内置双侧堰式的集水槽因堰上负荷小、出水水质好而应用较多。

但在最近几年的工程设计与应用中发现双侧堰进水集水槽主要存在2个现象[27]：(1) 集水槽两侧水质检测时, 内侧水质优于外侧。

(2) 因集水槽内平衡孔开孔过大使三角堰均匀集水作用降低。

内置双侧堰式内置单侧堰式外置单侧堰式图3.5 二沉池集水槽布置形式在实际运行中, 可常观察到一种现象:靠近池壁的出水溢流堰一侧, 挟带较多的活性污泥絮体杂质, 而内侧出水溢流堰的絮体杂质相对较少。

周进周出二沉池配水渠计算周进周出二沉池配水渠计算，是一种常用的水利工程设计方法，用于计算地表水在配水渠中的流量分配。

本文将从二沉池和配水渠的基本原理、计算方法、设计要点以及应用案例等方面进行阐述。

一、二沉池1.基本原理二沉池是一种通过重力沉淀将悬浮物从水中分离的设施，通常由进水管道、沉淀池和出水管道组成。

水流通过进水管道进入沉淀池，在沉淀池内由于重力作用，悬浮物沉降到底部形成淤泥，清水上升到出水管道，最后从出水口排出。

2.计算方法(1)沉砂池设计：沉砂池的设计应考虑到有效沉降时间和沉降速度。

沉降速度可按照经验公式进行计算，常见的公式有斯托克斯公式、恩肯公式等。

(2)搅拌设备：为了提高沉淀效果，可在沉淀池内设置搅拌设备，常见的有机械搅拌和气体搅拌两种方式。

搅拌设备的选型应根据池体尺寸、水流速度和悬浮物浓度等因素进行合理选择。

(3)沉淀池尺寸：沉淀池的尺寸应根据进水流量和泥沙的输沙能力进行计算，以确保在规定的时间内达到预期的沉淀效果。

一般应按照不小于24小时的沉淀时间进行设计。

二、配水渠1.基本原理配水渠是一种用于输送和分配水资源的人工渠道，通常由进水口、渠道、分水口和取水口等部分组成。

进水口将水引入配水渠，渠道中水流经过分水口，按照不同的需求进行流量分配，最后从取水口供应给不同的用途。

2.计算方法(1)配水流量计算：配水流量的计算应根据供水需求和水源条件进行，一般有两种方法：基本单位法和供需平衡法。

基本单位法是以单位面积水需量为基础，根据不同区域的用水需求确定流量；供需平衡法是根据供水量和需水量的平衡关系计算配水流量。

(2)分水计算：分水口的设计要考虑到各支路的水力坡降，使每支路流量合理分配。

常用的方法有滑油实验法、流速比法和流量比例法等。

(3)渠道流速计算：渠道的流速计算应根据渠道几何形状和水位流量关系进行，常用的方法有曼宁公式、电子计算机模型等。

三、设计要点1.二沉池的设计要考虑到悬浮物的浓度、颗粒大小和流量等因素，以保证有效的沉降效果。