曝气沉砂池的设计计算

- 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。

曝气沉砂池设计计算
气沉砂池是一种常见的污水处理设备，主要用于去除污水中的悬浮颗粒物。

设计气沉砂池涉及到多个参数和计算，以下是气沉砂池设计计算的一般步骤：
1. 确定处理量：根据实际需求确定气沉砂池的处理能力，即每小时处理的污水流量（单位：m³/h）。

2. 确定水平面积：根据处理量和水负荷来计算气沉砂池的水平面积。

一般的计算公式为：水平面积（单位：m²）= 处理量（m³/h）/ 水负荷（m³/m²h）。

水负荷是指单位面积每小时通过的水量。

3. 确定水力停留时间：根据处理流量和沉淀效果，选择合适的水力停留时间。

一般来说，给定的水力停留时间范围为1-3小时。

4. 确定砂池深度：根据水力停留时间和水平面积，计算砂池的理论深度（单位：m）。

理论深度 = 水力停留时间（h）/ 水平面积（m²）。

5. 确定进水速度：进水速度是指单位时间内进入气沉砂池的污水流量（单位：m³/h）。

根据处理量和砂池水平面积，计算进水速度。

6. 确定搅拌能力：搅拌能力是指为了保持悬浮颗粒物在污水中的均匀分布，污水需要进行充分搅拌。

搅拌能力一般通过搅拌
器的功率来确定，根据污水处理量和设备厂家提供的参数，计算搅拌器的功率。

以上是一般气沉砂池设计计算的主要步骤，具体的设计参数和计算方法还需要根据实际情况和设备要求进行调整和确认。

在进行设计计算时，可以参考相关的设计规范和技术手册。

设计流量Q 20000m 3/d 总变化系数K z 1.50设计最大流量Q max 30000m 3/d 0.35池子总有效容积V=Q max *t45.83m 3最大设计流量时的流行时间t 2.20min 1~3水流断面面积A=Q max /v 14.34m 2最大设计流量时的水平流速v 10.08m/s 0.06~0.12B=A/h 2 2.17m 最终取 2.20m 设计有效水深h 2 2.00m 2~3m 每格池子宽度b=B/n 2.20m 池子宽深比b/h 2 1.101~1.5池子格数n 1.00格L=V/A 10.56m 最终取11.00m长宽比L:b 5.00建议长宽比5：1池子总有效容积V 45.83m 3水流断面面积A4.34m 2沉砂槽槽口宽b 1=2*h 3*ctga+b 20.32m 沉砂槽高度h 30.10m 沉砂槽斜壁与水平面的夹角a 60.0度设沉砂槽底宽b 20.2m 每个沉砂槽容积V 1=(b 1+b 2)/2*h 3*L 0.27m 3沉砂槽所需总容积V=(Q max *x*T*3600)/（K z *106) 1.20m 3沉砂量x 30.00m 3/m 3污水贮砂时间T 48.00h ≤48h每个沉砂槽所需容积V`=V/n1.20m 3池底斜坡部分的高度h 4=i*[(b-b 1)/2]0.06m超高h 10.30m 池底坡度i0.06池子总高H=h 1+h 2+h 3+h 4 2.46m 每小时所需要空气量q=d*Q max *3600250.0m 3/h 4.21m 3污水所需要空气量d0.2m 3/m 3设计参数计算结果池子长度池总宽度m3/s m3/min。

职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库《水污染控制》电子教材
1 曝气沉砂池的设计参数
① 水平流速一般取0.08~0.12m/s ；
② 污水在池内的停留时间为4~6min ；当雨天最大流量时为1~3min 。

如作为预曝气，停留时间为10~30min ；
③ 池的有效水深为2~3m ，池宽与池深比为1~1.5，池的长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横向挡板；
④ 曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.5~6.0mm ，距池底约0.6~0.9m ，并应有调节阀门；
⑤ 供气量可参照GB50014或下表。

曝气沉砂池的形状应尽可能不产生偏流和死角，在砂槽上方宜安装纵向挡板，进出口布置挡板，应防止产生短流。

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。