某污水處理廠二期工程的曝氣沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算案例1.1沉砂池的作用沉砂池的作用是從污水中去除比例較大的沙子、殘?jiān)阮w粒，以保護(hù)管道、閥門等設(shè)施免受磨損和堵塞，并減少沙子和污泥處理結(jié)構(gòu)的體積，增加污泥中有機(jī)成分的含量。顆粒在重力作用下沉淀，有機(jī)懸浮顆粒隨水流帶走。1.1.2沉砂池的選擇沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和旋流式四種形式。平流式沉砂池具有構(gòu)造簡單、處理效果好的優(yōu)點(diǎn)；豎流式沉砂池污水由中心管進(jìn)入池后自下而上流動(dòng)，無機(jī)顆粒通過重力作用沉于池底，處理效果一般較差；普通平流沉砂池結(jié)構(gòu)簡單，缺點(diǎn)是沉砂中含有15%有機(jī)物，沉砂后續(xù)處理難度增加。曝氣沉砂池可通入空氣，使污水旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，通過砂粒間的摩擦作用，使砂粒上的懸浮性有機(jī)物得到有效分離，便于后續(xù)處理。經(jīng)比較，本設(shè)計(jì)采用曝氣沉砂池，設(shè)置兩組同時(shí)工作。通過調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率穩(wěn)定，流量的變化小，同時(shí)可以發(fā)揮預(yù)曝氣的作用。經(jīng)潛水泵提升后，污水進(jìn)入曝氣沉砂池，處理后進(jìn)入出水口。兩組池塘共用一個(gè)進(jìn)水口和出水口，并配有砂水分離器。1.1.3曝氣沉砂池設(shè)計(jì)原則1）空氣擴(kuò)散裝置位于水池的一側(cè)，距水池底部0.6~0.9m，供氣管應(yīng)設(shè)置用于調(diào)節(jié)風(fēng)量的閥門；2）池的形狀應(yīng)盡可能不受偏流或死角的影響。池寬與池深之比為1~1.5，池長與寬之比可達(dá)5。當(dāng)水池長度與寬度之比大于5時(shí)，應(yīng)考慮橫向擋板；3)水池的進(jìn)出口布置應(yīng)防止短路，進(jìn)水方向應(yīng)與水池中的曝氣方向一致;出口方向應(yīng)與入口方向垂直，并應(yīng)考慮擋板。4）曝氣沉砂池采用孔徑為2.5~6.0毫米，距罐底距離0.6~0.9m的穿孔管進(jìn)行充氣。1.1.4曝氣沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算（1）設(shè)計(jì)參數(shù)水平流速v污水停留時(shí)間T=2.5min池的有效水深?2清除沉砂間隔時(shí)間T=2d每m3d=558.72m城市污水沉砂量池個(gè)數(shù)（2）曝氣沉砂池有效容積V(m3)V=（3）過水?dāng)嗝婷娣eA(mA=式中v1—最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，取v（4）斷面尺寸（m）池子寬度BB=式中?2—設(shè)計(jì)有效水深，取?每個(gè)池子分兩格，每格寬b=2.43m尺寸校核b/（5）池長LL=（6）參數(shù)校核實(shí)際體積V實(shí)際=117.12按最大設(shè)計(jì)流量運(yùn)行時(shí)，校核其是否符合要求：校核水平流速：v=QA實(shí)際實(shí)際停留時(shí)間：T=V實(shí)際Q（7）曝氣系統(tǒng)計(jì)算每小時(shí)所需空氣量q=d式中：d—每立方米污水所需空氣量，取m3/?曝氣系統(tǒng)的選擇:鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)供氣，穿孔管曝氣，穿孔孔徑設(shè)置為6.0毫米。兩個(gè)曝氣池的每個(gè)曝氣池均設(shè)有主管DN100，每個(gè)主管上設(shè)有6根配氣垂直管DN50，全曝氣池內(nèi)設(shè)有12根配氣垂直管。管道是聚氯乙烯硬管。每根豎管供氣量q’q為保證曝氣系統(tǒng)正常運(yùn)行，選用2臺(tái)（1用1備）RB11-100羅茨鼓風(fēng)機(jī)，則單臺(tái)流量為Q=10.5m3查《常用設(shè)備手冊》，所選風(fēng)機(jī)型號(hào)參數(shù)如下圖所示：型號(hào)口徑（r/min）軸功率（KW）電機(jī)功率（KW)壓力（KPa）RB11-1001005.47.519.6（8）沉砂室設(shè)計(jì)計(jì)算1)沉砂槽容積V：V=2)沉砂室坡向沉砂槽的坡度i=0.1~0.5，取i=0.2。每個(gè)分格設(shè)一個(gè)沉砂槽，共有2個(gè)，每個(gè)沉砂槽容積V0沉砂槽各部分尺寸：設(shè)槽底寬a1=0.5m,槽壁與水平面的傾角為60°，槽高h(yuǎn)V3）沉砂室高度?3?曝氣沉砂池總高HH=式中?1—曝氣沉砂池超高，m，取??2—設(shè)計(jì)有效水深，m，取??3—曝氣器沉砂池底部高度，m，圖3-4曝氣式沉砂池計(jì)算草圖（9）管路設(shè)計(jì)1)沉砂池進(jìn)水水通過細(xì)格柵后經(jīng)潛孔進(jìn)入沉砂池，過孔流速不宜過大，取v≥0.4m/s。每個(gè)孔的流量為Q=取孔口尺寸為1350mm×600mm，則流速：v=進(jìn)水損失：?=ξ式中ξ－局部損失系數(shù)，查手冊可知為0.92代入得：?=ξ跌水取0.3m2)沉砂池出水采用非淹沒式矩形薄壁堰，取堰寬2.0m，則可列方程：Q=mb式中b——堰寬（m）；H——堰上水頭（m）；g——重力加速度為9.8（m/sm——流量系數(shù)。可求得H=0.20m堰后跌落0.3m，安全系數(shù)a取1.2，則出水渠寬：B=0.9×(0.776×1.2出水渠深?=1.25×0.88=1.1m，渠內(nèi)流速v=Q/B?=0.776÷0.88÷1.1=0.80m/s。3）管道設(shè)計(jì)出水管管徑DN800，各設(shè)管徑DN300mm的放空管于沉砂池末端。（10）提沙泵房與沙水分離器沉砂池底采用沉砂斗集砂，采用選擇BX-5000型泵吸砂機(jī)2臺(tái)，泵功率3kw，行走功