3.6向心辐流式二沉池设计计算
3.6.1设计参数
1、二沉池的设计按照以下规范： 6.5.1二沉池的设计满足以下数据
6.5.2 沉淀池的超高不应小于0.3m 。
6.5.3 沉淀池的有效水深宜采用2.0～4.0m 。 6.5.4 当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。污
泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°。
6.5.5 初次沉淀池的污泥区容积，除设机械排泥的宜按4h 的污泥量计算
外，宜按不大于2d 的污泥量计算。活性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大于2h 的污泥量计算，并应有连续排泥措施；生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h 的污泥量计算。
6.5.6 排泥管的直径不应小于200mm 。
6.5.7 当采用静水压力排泥时，初次沉淀池的静水头不应小于1.5m ；二
次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m ，活性污泥法处理池后不应小于0.9m 。
6.5.8 初次沉淀池的出口堰最大负荷不宜大于2.9L/(s·m) ；二次沉淀池
的出水堰最大负荷不宜大于1.7L/(s· m) 。
6.5.9 沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。 6.5.12 辐流沉淀池的设计，应符合下列要求：
1 水池直径(或正方形的一边) 与有效水深之比宜为6～12 ，水池直径不宜大于50m ；
2 宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为1～3r/h，刮泥板的外缘线速度不宜大于3m/min。当水池直径(或正方形的一边) 较小时也可采用多斗排泥；
3 缓冲层高度，非机械排泥时宜为0.5m ；机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m ； 4 坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。
2、设计流量Q=3.0m3/s=10800m3/h
水力表面负荷q=0.9m3/m2.h，沉淀时间2h 3、污泥回流比R=50%，SVI=83.3
106
∴Xr ==12000mg/l
83. 3 R 0. 5
∴X =⨯Xr =12000⨯=4000m /l g
1+R 1. 5
3.6.2设计计算
设计中选择八组向心辐流式二沉池，N=8座，每座设计流量为3.0/8=0.375m3/s，从氧化沟流来的污水进入集配水井，经过集配水井分配流量后流入辐流式沉淀池。 1、沉淀部分有效面积 A =
Q ⨯3600
q
式中 A ——沉淀部分有效面积（m 2）； Q ——设计流量（m 3/s）; q ——表面负荷m 3/（m 2.h ），一般采用0.5—1.5 m3/（m 2.h m3/（m 2.h ） 设计中取q=0.9 m3/（m 2.h ）
0. 375⨯3600
=1500m 2 ∴A =
0. 9
2、沉淀池直径 D =
4A
π
式中D ——沉淀池直径
∴D =
4⨯1500
π
=44m. 取D =45m
3、澄清区高度 h ' 2=q ⨯t
式中 h ' 2——沉淀池澄清区高度（m ） T ——沉淀时间（h ）, 一般采用1.5—3.0h 设计中取t=2h，h ' 2=0.9⨯2=1.8m 4、污泥区高度 h ' 2' =
2T (1+R )⨯Q ⨯X
X +Xr ⨯A
'
式中 h ' 2——污泥区高度（m ）
T ——污泥区停留时间（h ） R ——污泥回流比（%）
X ——氧化沟中污泥浓度（mg/l） Xr ——二沉池排泥浓度（mg/l）
设计中取T=2h，R=50%,X=4000mg/l,Xr=12000mg/l
'
∴h ' 2=
2⨯2⨯(1+0. 5)⨯1350⨯4000
=1. 35m
4000+12000⨯1500
5、池边水深
‘' '
h 2=h 2+h 2
式中 h 2——池边水深（m ）
∴h 2=1.8+1.35=3.15m
6、污泥斗高度
⎛D -D 2⎫
h 5= 1⎪⨯tg α︒
2⎝⎭
式中 D 1——污泥斗上口直径（m ）
D 2——污泥斗下口直径（m ）
α——污泥斗斜壁与水平面的倾角
设计中取D1=4.0m，D2=2.0m，α=60℃
⎛4.0-2.0⎫
∴h 5= ⎪⨯tg60︒=1. 73m
2⎝⎭
7、沉淀池底部圆锥体高度
⎛D -D 1⎫
h 4= ⎪⨯i
⎝2⎭
式中 h 4——沉淀池底部圆锥体高度（m ） D ——沉淀池直径（m ）
D1——沉淀池污泥斗上口直径（m ） i ——沉淀池池底坡度
设计中取D1=4.0m，i=0.05
⎛45-4⎫
∴h 4= 1. 0m ⎪⨯0. 05=1. 02≈5
2⎝⎭
8、沉淀池总高
H =h 1+h 2+h 3+h 4+h 5
式中 H ——沉淀池总高（m ） h 1——二沉池超高（m ）
h 2——池边水深（m ） h 3——沉淀池缓冲层高度（m ）
h 4——沉淀池底部圆锥体高度（m ） h 5——污泥斗高（m ）
设计中取h 1=0.30m，h 2=3.15m，h 3=0.8m，h 4=1.0m，h 5=1.73m
∴H =0. 30+3. 15+0. 8+1. 0+1. 73=6. 98m 9、校核径深比
二沉池有效水深为4.25m ，直径为45m
D 45
=10. 6
H 4.25
为6—12，水池直径不宜大于50m 。 10、进水槽的设计
采用环形平底槽，等距设布水孔，孔径为50mm ，并加100mm 长短管。 ①进水槽
设进水槽宽度B=0.8m，槽中流速取v=1.4m/s
Q ⨯(1+R ) 槽中水深h =
vB
式中 h ——进水槽水深（m ） R ——污泥回流比（%） B ——进水槽宽度（m ） V ——进水槽中流速（m/s）
0. 375(1+0. 5)≈0. 50m ∴h =
1. 4⨯0. 8
②进水槽布水孔数
布水孔平均流速Vn =2t υGm
式中 Vn ——配水孔平均流速，一般取0.3—0.8m/s
t ——导流絮凝区平均停留时间s ，池周有效水深为2—4米时，
取360—720s
υ——污水的运动黏度，与水温有关
Gm ——导流絮凝区的平均速度梯度，一般可取10—30s -1 本设计中取t=700s，Gm=20s -1，水温为20℃时，υ=1.06×10-6m 2/s ∴V n =2⨯700⨯1. 06⨯10-6⨯20=0. 77m /s
Q ⨯(1+R ) Vn ⨯S
式中 S——单个布水孔面积（m 2）
∴布水孔数n=
∴n =
0. 375⨯(1+0. 5)=373个 2
π⨯0. 050. 77⨯
4
③布水孔间距 l =
πD -n
(
)
式中l ——布水孔间距（m ） D ——二沉池直径(m) B ——进水槽宽度（m ） n ——配水孔数（个）
∴l = ④校核Gm
3. 1445-0. 373
(
2
=0. 375m
)
⎛v 1-v 2
Gm = 2t υ
⎝
2
⎫⎪ ⎪⎭
12
式中 V 1——配水孔水流收缩断面的流速m/s，V 1=
Vn
，取ξ=1 ξ
V 2——导流絮凝区平均向下流速m/s，V 2=Q/f f ——导流絮凝区环形面积m 2
设导流絮凝区的宽度与配水槽同宽，则 V 2=Q/f=
Q (1+R )0.75⨯(1+0. 5)==0. 005m/s πD -B ⨯B 3.14⨯45-0.8⨯0. 8
0. 772-0. 0052
∴Gm ==20s -1，在10—20s -1之间，满足要求。 -6
2⨯700⨯1. 06⨯10 12、出水部分设计
①环形集水槽的设计
采用周边集水槽，双侧集水，每池只有一个出口。 集水槽宽度b =0. 9⨯(kq 集)
0. 4
式中 k——安全系数，取1.4 q 集——集水槽流量（m/s） ∴b =0. 9⨯(1. 4⨯0. 375)
0. 4
=0. 695≈0. 70m
集水槽起点水深为h 起=0.75b=0.75×0.70=0.525≈0.50m 集水槽终点水深为h 终=1.25b=1.25×0.70=0.875≈0.90m ②出水堰设计
2. 47
出水采用90°三角堰，单个三角堰流量q 1=1. 343H 1
式中 H 1——堰上水头（m ），设计中取50mm ∴q 1=1. 343⨯0.052.47=1. 343⨯0. 052. 47=0. 00047 三角堰的个数n 1=
0. 375Q
=792(个) =
0. 00047q 1
外侧出水堰中心距l 1=
L 1πD 1
∴l 1=
n 1n 1
内侧出水堰中心距l 2=
πD 2L 2
∴l 2= n 2n 2
式中 l 1——外侧三角堰中心距（m ） l 2——内侧三角堰中心距（m ）
L 1——外侧三角堰周长（m ） L 2——内侧三角堰周长（m ） n 1——外侧三角堰个数（个） n 2——内侧三角堰个数（个） D 1——外侧三角堰圆周直径（m ） D 2——内侧三角堰圆周直径（m ） 设计中取D 1=41.8m，D 2=40.4m，n 1=410个 ， n 2=396个
∴l 1=
πD 1
n 1
=
3. 14⨯20. 9⨯2
=0. 32m
410
∴l 2=
πD 2
n 2
=
3. 14⨯20. 2⨯2
=0. 32m
396
13、校核堰口负荷 q ' =
Q
3. 6πD 1
式中 q ' ——二沉池堰口负荷（L/s.m）
Q ——单座二沉池设计流量（m 3/s） D 1——出水渠平均直径（m ）
设计中D 1=45-2⨯0. 8-0. 8⨯2-0. 35⨯2=41.1m
1350
=1. 45L /s . m
3. 6⨯3. 14⨯41. 1
满足规范要求。 14、校核固体负荷
24⨯(1+R )QX
G =
A
式中 G ——固体负荷kg/(m2/d) X ——悬浮固体浓度mg/l
A ——二沉池水面面积（m 2）
24⨯(1+0. 5)⨯1350⨯4. 0
=129. 6kg /(m 2. d ) ≤150k g /2(/m d ) 满足要 ∴G =
1500
求。
15、二沉池及出水堰计算简图
外测三角堰出水详图
钢制栏杆
1-1剖面图
1
向心辐流式二沉池
3.6.3向心辐流式二沉池设备选择 1、刮吸泥机
由池径45m ，选择8台ZXG-45型中心传动单管刮吸泥机，刮板外缘线速
度3.5m/min，电机功率为0.75kw ，池深3.5—4.5m ，厂家：佛山市顺德区新泰隆科技有限公司。 2、出水堰板
二沉池出水采用双侧出水三角堰，三角出水堰根据设计堰板的规格选择，
材料为不锈钢制成。
3.6向心辐流式二沉池设计计算
3.6.1设计参数
1、二沉池的设计按照以下规范： 6.5.1二沉池的设计满足以下数据
6.5.2 沉淀池的超高不应小于0.3m 。
6.5.3 沉淀池的有效水深宜采用2.0～4.0m 。 6.5.4 当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。污
泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°。
6.5.5 初次沉淀池的污泥区容积，除设机械排泥的宜按4h 的污泥量计算
外，宜按不大于2d 的污泥量计算。活性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大于2h 的污泥量计算，并应有连续排泥措施；生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h 的污泥量计算。
6.5.6 排泥管的直径不应小于200mm 。
6.5.7 当采用静水压力排泥时，初次沉淀池的静水头不应小于1.5m ；二
次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m ，活性污泥法处理池后不应小于0.9m 。
6.5.8 初次沉淀池的出口堰最大负荷不宜大于2.9L/(s·m) ；二次沉淀池
的出水堰最大负荷不宜大于1.7L/(s· m) 。
6.5.9 沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。 6.5.12 辐流沉淀池的设计，应符合下列要求：
1 水池直径(或正方形的一边) 与有效水深之比宜为6～12 ，水池直径不宜大于50m ；
2 宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为1～3r/h，刮泥板的外缘线速度不宜大于3m/min。当水池直径(或正方形的一边) 较小时也可采用多斗排泥；
3 缓冲层高度，非机械排泥时宜为0.5m ；机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m ； 4 坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。
2、设计流量Q=3.0m3/s=10800m3/h
水力表面负荷q=0.9m3/m2.h，沉淀时间2h 3、污泥回流比R=50%，SVI=83.3
106
∴Xr ==12000mg/l
83. 3 R 0. 5
∴X =⨯Xr =12000⨯=4000m /l g
1+R 1. 5
3.6.2设计计算
设计中选择八组向心辐流式二沉池，N=8座，每座设计流量为3.0/8=0.375m3/s，从氧化沟流来的污水进入集配水井，经过集配水井分配流量后流入辐流式沉淀池。 1、沉淀部分有效面积 A =
Q ⨯3600
q
式中 A ——沉淀部分有效面积（m 2）； Q ——设计流量（m 3/s）; q ——表面负荷m 3/（m 2.h ），一般采用0.5—1.5 m3/（m 2.h m3/（m 2.h ） 设计中取q=0.9 m3/（m 2.h ）
0. 375⨯3600
=1500m 2 ∴A =
0. 9
2、沉淀池直径 D =
4A
π
式中D ——沉淀池直径
∴D =
4⨯1500
π
=44m. 取D =45m
3、澄清区高度 h ' 2=q ⨯t
式中 h ' 2——沉淀池澄清区高度（m ） T ——沉淀时间（h ）, 一般采用1.5—3.0h 设计中取t=2h，h ' 2=0.9⨯2=1.8m 4、污泥区高度 h ' 2' =
2T (1+R )⨯Q ⨯X
X +Xr ⨯A
'
式中 h ' 2——污泥区高度（m ）
T ——污泥区停留时间（h ） R ——污泥回流比（%）
X ——氧化沟中污泥浓度（mg/l） Xr ——二沉池排泥浓度（mg/l）
设计中取T=2h，R=50%,X=4000mg/l,Xr=12000mg/l
'
∴h ' 2=
2⨯2⨯(1+0. 5)⨯1350⨯4000
=1. 35m
4000+12000⨯1500
5、池边水深
‘' '
h 2=h 2+h 2
式中 h 2——池边水深（m ）
∴h 2=1.8+1.35=3.15m
6、污泥斗高度
⎛D -D 2⎫
h 5= 1⎪⨯tg α︒
2⎝⎭
式中 D 1——污泥斗上口直径（m ）
D 2——污泥斗下口直径（m ）
α——污泥斗斜壁与水平面的倾角
设计中取D1=4.0m，D2=2.0m，α=60℃
⎛4.0-2.0⎫
∴h 5= ⎪⨯tg60︒=1. 73m
2⎝⎭
7、沉淀池底部圆锥体高度
⎛D -D 1⎫
h 4= ⎪⨯i
⎝2⎭
式中 h 4——沉淀池底部圆锥体高度（m ） D ——沉淀池直径（m ）
D1——沉淀池污泥斗上口直径（m ） i ——沉淀池池底坡度
设计中取D1=4.0m，i=0.05
⎛45-4⎫
∴h 4= 1. 0m ⎪⨯0. 05=1. 02≈5
2⎝⎭
8、沉淀池总高
H =h 1+h 2+h 3+h 4+h 5
式中 H ——沉淀池总高（m ） h 1——二沉池超高（m ）
h 2——池边水深（m ） h 3——沉淀池缓冲层高度（m ）
h 4——沉淀池底部圆锥体高度（m ） h 5——污泥斗高（m ）
设计中取h 1=0.30m，h 2=3.15m，h 3=0.8m，h 4=1.0m，h 5=1.73m
∴H =0. 30+3. 15+0. 8+1. 0+1. 73=6. 98m 9、校核径深比
二沉池有效水深为4.25m ，直径为45m
D 45
=10. 6
H 4.25
为6—12，水池直径不宜大于50m 。 10、进水槽的设计
采用环形平底槽，等距设布水孔，孔径为50mm ，并加100mm 长短管。 ①进水槽
设进水槽宽度B=0.8m，槽中流速取v=1.4m/s
Q ⨯(1+R ) 槽中水深h =
vB
式中 h ——进水槽水深（m ） R ——污泥回流比（%） B ——进水槽宽度（m ） V ——进水槽中流速（m/s）
0. 375(1+0. 5)≈0. 50m ∴h =
1. 4⨯0. 8
②进水槽布水孔数
布水孔平均流速Vn =2t υGm
式中 Vn ——配水孔平均流速，一般取0.3—0.8m/s
t ——导流絮凝区平均停留时间s ，池周有效水深为2—4米时，
取360—720s
υ——污水的运动黏度，与水温有关
Gm ——导流絮凝区的平均速度梯度，一般可取10—30s -1 本设计中取t=700s，Gm=20s -1，水温为20℃时，υ=1.06×10-6m 2/s ∴V n =2⨯700⨯1. 06⨯10-6⨯20=0. 77m /s
Q ⨯(1+R ) Vn ⨯S
式中 S——单个布水孔面积（m 2）
∴布水孔数n=
∴n =
0. 375⨯(1+0. 5)=373个 2
π⨯0. 050. 77⨯
4
③布水孔间距 l =
πD -n
(
)
式中l ——布水孔间距（m ） D ——二沉池直径(m) B ——进水槽宽度（m ） n ——配水孔数（个）
∴l = ④校核Gm
3. 1445-0. 373
(
2
=0. 375m
)
⎛v 1-v 2
Gm = 2t υ
⎝
2
⎫⎪ ⎪⎭
12
式中 V 1——配水孔水流收缩断面的流速m/s，V 1=
Vn
，取ξ=1 ξ
V 2——导流絮凝区平均向下流速m/s，V 2=Q/f f ——导流絮凝区环形面积m 2
设导流絮凝区的宽度与配水槽同宽，则 V 2=Q/f=
Q (1+R )0.75⨯(1+0. 5)==0. 005m/s πD -B ⨯B 3.14⨯45-0.8⨯0. 8
0. 772-0. 0052
∴Gm ==20s -1，在10—20s -1之间，满足要求。 -6
2⨯700⨯1. 06⨯10 12、出水部分设计
①环形集水槽的设计
采用周边集水槽，双侧集水，每池只有一个出口。 集水槽宽度b =0. 9⨯(kq 集)
0. 4
式中 k——安全系数，取1.4 q 集——集水槽流量（m/s） ∴b =0. 9⨯(1. 4⨯0. 375)
0. 4
=0. 695≈0. 70m
集水槽起点水深为h 起=0.75b=0.75×0.70=0.525≈0.50m 集水槽终点水深为h 终=1.25b=1.25×0.70=0.875≈0.90m ②出水堰设计
2. 47
出水采用90°三角堰，单个三角堰流量q 1=1. 343H 1
式中 H 1——堰上水头（m ），设计中取50mm ∴q 1=1. 343⨯0.052.47=1. 343⨯0. 052. 47=0. 00047 三角堰的个数n 1=
0. 375Q
=792(个) =
0. 00047q 1
外侧出水堰中心距l 1=
L 1πD 1
∴l 1=
n 1n 1
内侧出水堰中心距l 2=
πD 2L 2
∴l 2= n 2n 2
式中 l 1——外侧三角堰中心距（m ） l 2——内侧三角堰中心距（m ）
L 1——外侧三角堰周长（m ） L 2——内侧三角堰周长（m ） n 1——外侧三角堰个数（个） n 2——内侧三角堰个数（个） D 1——外侧三角堰圆周直径（m ） D 2——内侧三角堰圆周直径（m ） 设计中取D 1=41.8m，D 2=40.4m，n 1=410个 ， n 2=396个
∴l 1=
πD 1
n 1
=
3. 14⨯20. 9⨯2
=0. 32m
410
∴l 2=
πD 2
n 2
=
3. 14⨯20. 2⨯2
=0. 32m
396
13、校核堰口负荷 q ' =
Q
3. 6πD 1
式中 q ' ——二沉池堰口负荷（L/s.m）
Q ——单座二沉池设计流量（m 3/s） D 1——出水渠平均直径（m ）
设计中D 1=45-2⨯0. 8-0. 8⨯2-0. 35⨯2=41.1m
1350
=1. 45L /s . m
3. 6⨯3. 14⨯41. 1
满足规范要求。 14、校核固体负荷
24⨯(1+R )QX
G =
A
式中 G ——固体负荷kg/(m2/d) X ——悬浮固体浓度mg/l
A ——二沉池水面面积（m 2）
24⨯(1+0. 5)⨯1350⨯4. 0
=129. 6kg /(m 2. d ) ≤150k g /2(/m d ) 满足要 ∴G =
1500
求。
15、二沉池及出水堰计算简图
外测三角堰出水详图
钢制栏杆
1-1剖面图
1
向心辐流式二沉池
3.6.3向心辐流式二沉池设备选择 1、刮吸泥机
由池径45m ，选择8台ZXG-45型中心传动单管刮吸泥机，刮板外缘线速
度3.5m/min，电机功率为0.75kw ，池深3.5—4.5m ，厂家：佛山市顺德区新泰隆科技有限公司。 2、出水堰板
二沉池出水采用双侧出水三角堰，三角出水堰根据设计堰板的规格选择，
材料为不锈钢制成。