二沉池几何尺寸确定方法

二沉池几何尺寸确定方法

二沉池是配合生化系统的重要工艺单元，其沉淀效果的好坏，直接影响到生化系统污泥浓度、微生物生长繁殖的稳定性。我国的设计标准、规范中对二沉池几何尺寸的确定方法仅给出了较为模糊的取值范围，并没有科学计算的方法，例如GB50014-2021《室外排水设计标准》中给出“沉淀池的有效水深宜采用2.0～4.0m、非机械排泥时的缓冲层高度宜为0.5m、机械排泥时的缓冲层高度应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m、直径（或正方形的一边）和有效水深之比宜为6～12，《给水排水设计手册·城镇排水》中给出的方法也与此类似。本文分享通过科学计算确定二沉池几何尺寸的方法，供水处理人士参考。一、池体直径计算方法

表面负荷是计算二沉池沉淀区面积和池体直径的基本参数，GB50014-2021《室外排水设计标准》和《给水排水设计手册·城镇排水》中给出“活性污泥法后二沉池表面负荷0.6~1.5 m?/(㎡·h)、生物膜法后二沉池表面负荷1.0~2.0m?/(㎡·h)（《给水排水设计手册·城镇排水》中为1.0~1.5）。可见标准和手册中给出的取值范围有所差异，且范围过宽。二沉池的最大允许表面负荷可以基于污泥指数SVI和污泥浓度X进行计算，如下式所示。式中：f 为修正系数，可取f = 0.8；QSV 为允许的最大污泥体积流量，L/(㎡·h)，对于平流式和辐流式沉淀池，可取QSV = 500 L/(㎡·h)，对于竖流式沉淀池，可取QSV = 650 L/(㎡·h)；X 为污泥浓度，g/L；SVI 是污泥指数，mL/g。对于常用的辐流式沉淀池，将不同的SVI 和X 代入上式，可以得到下表。从表中可见，当SVI 和X 都很高时，二沉池允许的最大表面负荷很低，这将导致二沉池很大。在实际工程中，当SVI 高时，应避免采用高X。在计算求得二沉池最大允许表面负荷后，可以通过下式计算二沉池直径。式中：Q 为二沉池进水量，m?/h。二、水深计算

在二沉池水深方向，从下至上有四个功能分区，分别为：污泥浓缩区、缓冲区、分离区、清水区，另外，还有池体的超高部分。污泥浓缩区是为了将沉淀的污泥进一步浓缩，提高污泥回流浓度，减少污泥回流量，以缩减配套机泵尺寸，该分区高度可按下式计算。式中：R 为污泥回流比，设计规范中取值也过于宽泛，可参照本公众号文章《生化系统污泥与混合液回流比确定方法》进行计算；t 为浓缩时间，h，t 越长，浓缩效果越好，回流污泥浓度越高，但t 增加，会导致浓缩区增大，建设投资增加，对于不同的生化工艺，t 取值不同：对于脱碳的生化系统，可取1.5~2.0 h；对于脱碳、并只脱氨氮的生化系统，可取1.0~1.5 h；对于脱碳、且脱总氮的生化系统，可取2.0 h；对于脱碳、且深度脱总氮的生化系统，可取2.0~2.5 h。设置缓冲区的目的是将分离区和污泥浓缩区分开，以免互相干扰，缓冲区可统一设计为h2 = 0.5 m。分离区是为了实现泥水分离，混合液从该分区进入二沉池，在该区内发生沉淀，污泥向下沉，上清液向上流，分离区的高度可按下式计算。清水区是出水水质的保障区，其避免下层的污泥絮体混入出水中，减轻了出水堰口处旋流的影响，缓冲风、水温、水力负荷变化等因素的影响，清水区高度h1 ≥ 0.5 m，可在0.5~0.8 m之间取值。

总结二沉池是生化系统重要的配套工艺单元，传统的按照取值范围的设计方法具有随意性，无底层的理论做支撑，按照生化系统SVI 和X 计算二沉池几何尺寸，使二沉池尺寸与生化系统的工艺参数相结合，二沉池设计将更加科学。