方形竖流式沉淀池设计计算

1、确定设计参数

处理水量：假设为Q（m³/h）。

表面水力负荷率：一般取q = 1.5 3.0 m³/(m²·h)，这里假设取q = 2.0 m³/(m²·h)。

停留时间：通常取T = 1.0 2.0 h，假设取T = 1.5 h。

中心管流速：一般不大于v₀ = 30 mm/s，即0.03 m/s。

缓冲层高度：取h₁ = 0.3 m。

沉淀池超高：取h₂ = 0.3 m。

2、计算沉淀池面积

根据表面水力负荷率公式(A = frac{Q}{q})，可得沉淀池表面积(A=frac{Q}{2.0})（m²）。

3、计算沉淀池边长

设方形沉淀池的边长为a（m），因为方形面积(A = a²)，(a=sqrt{frac{Q}{2.0}})（m）。

4、计算沉淀池有效水深

根据停留时间公式(H = vT)（其中v为水流速度，对于竖流式沉淀池可近似取与中心管流速相同或根据经验取值，这里假设v = 0.03 m/s），则(H = 0.03×1.5×3600 = 162)（m）（此处仅为示例计算，实际取值需综合考虑多种因素并结合经验调整），但一般方形竖流式沉淀池有效水深不宜过深，假设取有效水深(H_{效}=3.0)（m）。

5、计算总高度

沉淀池总高度(H_{总}=H_{效}+h₁ + h₂ = 3.0 + 0.3 + 0.3 = 3.6)（m）。

6、校核长深比

方形竖流式沉淀池的长深比一般不大于3，这里(a : H_{效}=sqrt{frac{Q}{2.0}}:3.0)，需满足该比例关系，若不满足则需重新调整相关参数。

7、计算中心管直径

根据中心管流速公式(d_{中心}=sqrt{frac{4Q}{pi v₀}})，可得中心管直径(d_{中心}=sqrt{frac{4Q}{pi×0.03}})（m）。

8、计算污泥斗容积

污泥斗容积可根据污泥产生量、排泥周期等因素确定，假设污泥含水率为99%，每天排泥一次，每次排泥量为处理水量的一定比例（如1%），则污泥斗容积(V_{泥斗}=Q×1%×24×1.01×10^{-3})（m³）（此处计算仅供参考，实际需更准确计算）。

以下是两个关于方形竖流式沉淀池设计计算的常见问题及解答：

1、方形竖流式沉淀池的长深比有什么要求？

方形竖流式沉淀池的长深比一般不大于3，这是为了保证水流在沉淀池内的流动状态较为合理，避免出现短流等不利于沉淀分离的现象，如果长深比过大，水流在池内的流程过长，可能会导致水流紊乱，影响沉淀效果；如果长深比过小，又可能无法充分利用池体的容积，降低处理效率，在实际设计中，需要根据具体的处理水量、水质等条件进行综合考量和调整，以确保沉淀池能够高效稳定地运行。

2、设计方形竖流式沉淀池时，如何确定中心管的直径？

中心管的直径是根据中心管流速和处理水量来确定的，一般中心管内的流速对悬浮物的去除有一定影响，所以通常不大于30mm/s，具体计算时使用公式(d_{中心}=sqrt{frac{4Q}{pi v₀}})，(Q)是处理水量，(v₀)是中心管流速，通过这个公式可以计算出合适的中心管直径，以保证水流在中心管内的流速符合要求，从而有利于悬浮物的沉淀分离，在实际设计中还需要考虑中心管的材质、安装等因素，确保其能够满足工艺要求和实际使用的需要。