沉淀池课程设计

引言

污水中的悬浮物质可在重力的作用下沉淀去除。这种物理过程简便易行，效果良好，是污水处理的重要技术之一。按照水中悬浮颗粒的浓度、性质及其絮凝性能的不同，沉淀可分为以下几种类型。 1.自由沉淀

悬浮颗粒的浓度低，在沉淀过程中呈离散状态，互不粘合，不改变颗粒的形状、尺寸及密度，各自完成独立的沉淀过程。这种类型多表现在沉砂池、初沉池初期。 2.絮凝沉淀

悬浮颗粒的浓度比较高（50~500mg/L），在沉淀过程中能发生凝聚或絮凝作用，使悬浮颗粒互相碰撞凝结，颗粒质量逐渐增加，沉降速度逐渐加快。经过混凝处理的水中颗粒的沉淀、初沉池后期、生物膜法二沉池、活性污泥法二沉池初期等均属絮凝沉淀。 3.拥挤沉淀

悬浮颗粒的浓度很高（大于500mg/L），在沉降过程中，产生颗粒互相干扰的现象，在清水与浑水之间形成明显的交界面（混液面），并逐渐向下移动，因此又称成层沉淀。活性污泥法二沉池的后期、浓缩池上部等均属这种沉淀类型。 4.压缩沉淀

悬浮颗粒浓度特高（以至于不再称水中颗粒物浓度，而称固体中的含水率），在沉降过程中，颗粒相互接触，靠重力压缩下层颗粒，使下层颗粒间隙中的液体被挤出界面上流，固体颗粒群被浓缩。活性

污泥法二沉池污泥斗中、浓缩池中污泥的浓缩过程属此类型。

按照水的性能不同与所要求的处理程度的不同沉淀法处理工艺可以是水处理过程的某一工序，亦可以作为唯一的处理方法。

第一章 沉淀池的选择 1.1沉淀池的选择

沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。沉淀池在废水处理中广为使用。它的型式很多，按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。

沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物，多为分离颗粒较细的污泥。在生化之前的称为初沉池，沉淀的污泥无机称为较多，污泥含水率相对于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一般称为二沉池，多为有机污泥，污泥含水率较高。

说明：平流式沉淀池有沉淀效果好；对冲击负荷和水温变化的适应能力强；施工简易，造价较低的优点。本设计采用平流式沉淀池。 1.2 设计参数

1. 长宽比以3-5为宜；

2. 长与有效水深比一般采用8-12；

3. 池底纵坡一般采用0.01-0.02，机械刮泥时不小于0.005； 4. 初次沉淀池最大水平流速为7mm/s,二次沉淀池为5mm/s； 5. 进出口处挡板位置

（1） 高出池内水面0.1-0.15m； （2） 进出挡板淹没深度一般为0.5-1.0m； （3） 出口挡板淹没深度一般为0.3-0.4m；

（4） 挡板距进水口0.5-1.0m，距出水口0.25-0.5m； 6. 非机械刮泥时，缓冲层高度0.5m，机械刮泥时，缓冲层上缘宜高

出刮泥板0.3m；

7. 刮泥机行进速度一般为0.6-0.9m/min； 8. 排泥管直径为

9. 入口整流墙的开孔总面积为过水断面的6%-20%； 10. 出水锯齿形三角堰，水面宜位于齿高的1/2处。

第二章 沉淀池结构尺寸计算 2.1平流式沉淀池 2.1.1 构造及工作特点

（1）平流式沉淀池 图2-1 平流式沉淀池的结构

（2）平流式沉淀池出口集水槽形式：

图2-2平流式沉淀池出口集水槽形式

（3） 出水口堰口和潜孔示意图如下：

图2-3出水口堰口和潜孔示意图

出水堰：控制水面高度，影响内水流的均匀分布，整个堰单位溢流量相等。初沉池一般为250m3/m·d.

锯齿型三角堰：应用最普遍，水面宜位于齿高1/2处，应有调节装置，使出口尽可能保持水平堰前挡板：水下应0.3—0.4m，距出水口处0.25—0.5m。

2.1.2平流式沉淀池的设计

内容包括：只数，沉淀区尺寸和污泥区尺寸。

根 据：需达到的去除效率，确定表面水利负荷，沉淀时间及污水在池内的平均流速等。 (1)沉淀池的表面积

qmax

A

q （2-1）

式中：

A---池表面积，m2；

qmax---最大设计流量，m3h；

q---表面负荷，初沉池一般1.5---3m3/m2

二沉池一般取1---2m3/m2·h

A450

225m2

2

(2)沉淀区有效高度h

hqt

t---初沉池取1---2h 二沉池取1.5---2.5h h---通常取2---3m h2.01.53.0m （3）沉淀区有效容积V

VAh22253.0675m3

（4）沉淀池长度L

LVt3.6 V不大于5mm/s，取水平流速V=4.5mm/s

L4.51.53.624.3m

(5)沉淀池的总宽度b

bA/L （2-2）2-3）

（2-4） （2-5）

（

b225/24.39.3m

(6)沉淀池的只数n

nb/b （2-6）

b'是每只池的宽度

平流式沉淀池的长度一般为30—50m，池长与宽之比不小于4，以4—5为宜。

设每个池子宽5m： n=10/5=2座

核算宽度：L/b'=24.3/5=4.9 在4~5范围内合理 (7)污泥区的容积

对生活污水污泥区总容积为：

V污qt (2-7)

式中：q：排水含泥量m3/h t：污泥贮存时间

设计中污水进水SS(悬浮固体浓度)c0=100mg/L,去除率为70%

Vw

Qmas24(c0c1)100

T (2-8)

1000(100p0)

式中：c0 ，c1——沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度，mg/L 1000kg/m3

p0——污泥含水率，% t——两次排泥的时间间隔 c1= c0×(1-0.7)=100×(1-0.7)=30mg/L

设污泥含水率为99.2%,排泥间隔为2d,=1000 kg/m3



——污泥容量，kg/m3,含水率在95%以上时，可取

Vw

45024(10030)100

2189m3

10001000(10099.2)

(8)沉淀池的总高度h

h=h1+h2+h3+h4=h1+h2+h3+h4'+h4'' (2-9) 式中：h——沉淀池总高度，m h1——沉淀池高，m，一般取0.3

h2——沉淀区的有效水深，m

h3——缓冲层高度，m，无机械刮泥机设备时为0.5m，有机械刮泥机设备时，其上缘应高出刮板0.3m

h4——污泥区高度，m h4'——贮泥斗高度，m h4''——梯形部分的高度，m

污泥斗设在沉淀池的进水端，采用重力排泥，排泥管伸入污泥斗底部，为防止污泥斗底部积泥，污泥底部尺寸一般小于0.5m，污泥斗倾角大于60°。

h4 

1

tan （2-10） 2

式中：——沉淀池污泥斗上口边长，m

1——沉淀池污泥斗下口边长，m

——污泥斗倾角，°

h4''——污泥斗高度，m

4.50.5h4

2

h4'= 0.01×(L+0.3-5)=0.01×(24.3+0.3-5)=0.2m

h=0.3+3+0.5+0.2+3.5=7.5m （9）贮泥斗的容积V1

V11

3

h4

式中：V1——贮泥斗得容积，m3

S1,S2——贮泥斗得上，下口面积，m2

V11

33.5(4.54.50.50.54.520.5226.5m3（10）贮泥斗以上梯形部分污泥容积V2

V2(

L1L2

2

)h4'b (2-12) 式中：V2——贮泥斗以上梯形部分污泥容积，m3 L1，L2——梯形上，下底边长，m

V2(

24.30.30.50.5

)0.29.323.8m32

(11) 污泥斗和梯形部分污泥容积

V1+V2=28.1+23.8=51.9m3＞40m3

3.1 所设计的工艺结构的工作性能，工作能力，位置说明 本次设计沉淀池只是初沉池，只作为污水处理厂的预处理步骤。 所设计的沉淀池可以处理500m3/h的处理量的污水。

此沉淀池应位于污水处理厂的最初污水进入位置，后连接其他设备。

符号说明

b …… 沉淀池的总宽度 m

h1 …… 池超高一般取 0.3m

h2 …… 有效深度（沉淀区）m

h3 …… 缓冲层高度 m，无机械 0.5; 有机械高出0.3m

h4 …… 污泥区高，h4’泥斗高，h4’’梯形高度。

n ……沉淀池的只数 座

qmax……最大设计流量 ㎡／h

q’……表面负荷 m³/㎡·h

q …… 排水含泥量 m³/h

t …… 初沉池取 1-2h

A …… 沉淀池的表面积 ㎡

L …… 沉淀池长度 m

L1、L2…梯形上下底边长 m

V …… 沉淀区有效容积 m³

V污…… 污泥区的容积 m³

V1 …… 污泥斗的容积 m³

V2 …… 污泥斗以上梯形部污泥容积 m³

结束语 这次的课程设计是在我的指导老师崔晓民老师亲切关怀和悉心指导下完成的。崔老师有严肃的科学态度，严谨的治学精神和精益求精的工作作风，这些都是我所需要学习的。在此次课程设计中，我掌握了沉淀池的结构，工作原理及性能等。通过这次课程设计，使我的设计质量水平有了很大的提升，为毕业设计打下了一定的基础。 在此谨向崔老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意.

参考文献

1. 高俊发，王社平.污水处理厂工艺设计.北京:化学化工社,2003.10

2. 缪应琪主编.水污染控制工程.南京:东南大学出版社,2002.12

3. 陶俊杰等编.城市污水处理技术及工程实例2版.北京:化学工业出版社，2005.5

4. 廷辉，顾国维，周琪主编

版社，2007.7

.水污染控制工程.下册.北京:高等教育出

引言

污水中的悬浮物质可在重力的作用下沉淀去除。这种物理过程简便易行，效果良好，是污水处理的重要技术之一。按照水中悬浮颗粒的浓度、性质及其絮凝性能的不同，沉淀可分为以下几种类型。 1.自由沉淀

悬浮颗粒的浓度低，在沉淀过程中呈离散状态，互不粘合，不改变颗粒的形状、尺寸及密度，各自完成独立的沉淀过程。这种类型多表现在沉砂池、初沉池初期。 2.絮凝沉淀

悬浮颗粒的浓度比较高（50~500mg/L），在沉淀过程中能发生凝聚或絮凝作用，使悬浮颗粒互相碰撞凝结，颗粒质量逐渐增加，沉降速度逐渐加快。经过混凝处理的水中颗粒的沉淀、初沉池后期、生物膜法二沉池、活性污泥法二沉池初期等均属絮凝沉淀。 3.拥挤沉淀

悬浮颗粒的浓度很高（大于500mg/L），在沉降过程中，产生颗粒互相干扰的现象，在清水与浑水之间形成明显的交界面（混液面），并逐渐向下移动，因此又称成层沉淀。活性污泥法二沉池的后期、浓缩池上部等均属这种沉淀类型。 4.压缩沉淀

悬浮颗粒浓度特高（以至于不再称水中颗粒物浓度，而称固体中的含水率），在沉降过程中，颗粒相互接触，靠重力压缩下层颗粒，使下层颗粒间隙中的液体被挤出界面上流，固体颗粒群被浓缩。活性

污泥法二沉池污泥斗中、浓缩池中污泥的浓缩过程属此类型。

按照水的性能不同与所要求的处理程度的不同沉淀法处理工艺可以是水处理过程的某一工序，亦可以作为唯一的处理方法。

第一章 沉淀池的选择 1.1沉淀池的选择

沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。沉淀池在废水处理中广为使用。它的型式很多，按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。

沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物，多为分离颗粒较细的污泥。在生化之前的称为初沉池，沉淀的污泥无机称为较多，污泥含水率相对于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一般称为二沉池，多为有机污泥，污泥含水率较高。

说明：平流式沉淀池有沉淀效果好；对冲击负荷和水温变化的适应能力强；施工简易，造价较低的优点。本设计采用平流式沉淀池。 1.2 设计参数

1. 长宽比以3-5为宜；

2. 长与有效水深比一般采用8-12；

3. 池底纵坡一般采用0.01-0.02，机械刮泥时不小于0.005； 4. 初次沉淀池最大水平流速为7mm/s,二次沉淀池为5mm/s； 5. 进出口处挡板位置

（1） 高出池内水面0.1-0.15m； （2） 进出挡板淹没深度一般为0.5-1.0m； （3） 出口挡板淹没深度一般为0.3-0.4m；

（4） 挡板距进水口0.5-1.0m，距出水口0.25-0.5m； 6. 非机械刮泥时，缓冲层高度0.5m，机械刮泥时，缓冲层上缘宜高

出刮泥板0.3m；

7. 刮泥机行进速度一般为0.6-0.9m/min； 8. 排泥管直径为

9. 入口整流墙的开孔总面积为过水断面的6%-20%； 10. 出水锯齿形三角堰，水面宜位于齿高的1/2处。

第二章 沉淀池结构尺寸计算 2.1平流式沉淀池 2.1.1 构造及工作特点

（1）平流式沉淀池 图2-1 平流式沉淀池的结构

（2）平流式沉淀池出口集水槽形式：

图2-2平流式沉淀池出口集水槽形式

（3） 出水口堰口和潜孔示意图如下：

图2-3出水口堰口和潜孔示意图

出水堰：控制水面高度，影响内水流的均匀分布，整个堰单位溢流量相等。初沉池一般为250m3/m·d.

锯齿型三角堰：应用最普遍，水面宜位于齿高1/2处，应有调节装置，使出口尽可能保持水平堰前挡板：水下应0.3—0.4m，距出水口处0.25—0.5m。

2.1.2平流式沉淀池的设计

内容包括：只数，沉淀区尺寸和污泥区尺寸。

根 据：需达到的去除效率，确定表面水利负荷，沉淀时间及污水在池内的平均流速等。 (1)沉淀池的表面积

qmax

A

q （2-1）

式中：

A---池表面积，m2；

qmax---最大设计流量，m3h；

q---表面负荷，初沉池一般1.5---3m3/m2

二沉池一般取1---2m3/m2·h

A450

225m2

2

(2)沉淀区有效高度h

hqt

t---初沉池取1---2h 二沉池取1.5---2.5h h---通常取2---3m h2.01.53.0m （3）沉淀区有效容积V

VAh22253.0675m3

（4）沉淀池长度L

LVt3.6 V不大于5mm/s，取水平流速V=4.5mm/s

L4.51.53.624.3m

(5)沉淀池的总宽度b

bA/L （2-2）2-3）

（2-4） （2-5）

（

b225/24.39.3m

(6)沉淀池的只数n

nb/b （2-6）

b'是每只池的宽度

平流式沉淀池的长度一般为30—50m，池长与宽之比不小于4，以4—5为宜。

设每个池子宽5m： n=10/5=2座

核算宽度：L/b'=24.3/5=4.9 在4~5范围内合理 (7)污泥区的容积

对生活污水污泥区总容积为：

V污qt (2-7)

式中：q：排水含泥量m3/h t：污泥贮存时间

设计中污水进水SS(悬浮固体浓度)c0=100mg/L,去除率为70%

Vw

Qmas24(c0c1)100

T (2-8)

1000(100p0)

式中：c0 ，c1——沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度，mg/L 1000kg/m3

p0——污泥含水率，% t——两次排泥的时间间隔 c1= c0×(1-0.7)=100×(1-0.7)=30mg/L

设污泥含水率为99.2%,排泥间隔为2d,=1000 kg/m3



——污泥容量，kg/m3,含水率在95%以上时，可取

Vw

45024(10030)100

2189m3

10001000(10099.2)

(8)沉淀池的总高度h

h=h1+h2+h3+h4=h1+h2+h3+h4'+h4'' (2-9) 式中：h——沉淀池总高度，m h1——沉淀池高，m，一般取0.3

h2——沉淀区的有效水深，m

h3——缓冲层高度，m，无机械刮泥机设备时为0.5m，有机械刮泥机设备时，其上缘应高出刮板0.3m

h4——污泥区高度，m h4'——贮泥斗高度，m h4''——梯形部分的高度，m

污泥斗设在沉淀池的进水端，采用重力排泥，排泥管伸入污泥斗底部，为防止污泥斗底部积泥，污泥底部尺寸一般小于0.5m，污泥斗倾角大于60°。

h4 

1

tan （2-10） 2

式中：——沉淀池污泥斗上口边长，m

1——沉淀池污泥斗下口边长，m

——污泥斗倾角，°

h4''——污泥斗高度，m

4.50.5h4

2

h4'= 0.01×(L+0.3-5)=0.01×(24.3+0.3-5)=0.2m

h=0.3+3+0.5+0.2+3.5=7.5m （9）贮泥斗的容积V1

V11

3

h4

式中：V1——贮泥斗得容积，m3

S1,S2——贮泥斗得上，下口面积，m2

V11

33.5(4.54.50.50.54.520.5226.5m3（10）贮泥斗以上梯形部分污泥容积V2

V2(

L1L2

2

)h4'b (2-12) 式中：V2——贮泥斗以上梯形部分污泥容积，m3 L1，L2——梯形上，下底边长，m

V2(

24.30.30.50.5

)0.29.323.8m32

(11) 污泥斗和梯形部分污泥容积

V1+V2=28.1+23.8=51.9m3＞40m3

3.1 所设计的工艺结构的工作性能，工作能力，位置说明 本次设计沉淀池只是初沉池，只作为污水处理厂的预处理步骤。 所设计的沉淀池可以处理500m3/h的处理量的污水。

此沉淀池应位于污水处理厂的最初污水进入位置，后连接其他设备。

符号说明

b …… 沉淀池的总宽度 m

h1 …… 池超高一般取 0.3m

h2 …… 有效深度（沉淀区）m

h3 …… 缓冲层高度 m，无机械 0.5; 有机械高出0.3m

h4 …… 污泥区高，h4’泥斗高，h4’’梯形高度。

n ……沉淀池的只数 座

qmax……最大设计流量 ㎡／h

q’……表面负荷 m³/㎡·h

q …… 排水含泥量 m³/h

t …… 初沉池取 1-2h

A …… 沉淀池的表面积 ㎡

L …… 沉淀池长度 m

L1、L2…梯形上下底边长 m

V …… 沉淀区有效容积 m³

V污…… 污泥区的容积 m³

V1 …… 污泥斗的容积 m³

V2 …… 污泥斗以上梯形部污泥容积 m³

结束语 这次的课程设计是在我的指导老师崔晓民老师亲切关怀和悉心指导下完成的。崔老师有严肃的科学态度，严谨的治学精神和精益求精的工作作风，这些都是我所需要学习的。在此次课程设计中，我掌握了沉淀池的结构，工作原理及性能等。通过这次课程设计，使我的设计质量水平有了很大的提升，为毕业设计打下了一定的基础。 在此谨向崔老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意.

参考文献

1. 高俊发，王社平.污水处理厂工艺设计.北京:化学化工社,2003.10

2. 缪应琪主编.水污染控制工程.南京:东南大学出版社,2002.12

3. 陶俊杰等编.城市污水处理技术及工程实例2版.北京:化学工业出版社，2005.5

4. 廷辉，顾国维，周琪主编

版社，2007.7

.水污染控制工程.下册.北京:高等教育出