如何进行辐流式沉淀池布水筒的设计计算？

1、设计参数

设计流量Q：3.0m³/s。

水力表面负荷q：0.9m³/(m²·h)。

沉淀时间t：2小时。

污泥回流比R：50%。

初次沉淀池污泥区容积V：按不大于4小时的污泥量计算，并应连续排泥。

排泥管直径：不应小于200mm。

静水头：初次沉淀池的静水头不应小于1.5m；生物膜法处理后的二次沉淀池的静水头不应小于1.2m，活性污泥法处理后的二次沉淀池的静水头不应小于0.9m。

缓冲层高度：非机械排泥时，缓冲层高度宜为0.5m；机械排泥时，应根据刮泥板的外缘线速度确定，其缓冲层上缘宜高出刮泥板外缘0.3m。

坡向泥斗的底坡：不宜小于0.05。

2、设计规范要求

水池直径（或正方形的一边）与有效水深之比宜为6～12。

缓冲层高度宜为0.5m。

机械排泥时，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。

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。

排泥管的直径不应小于200mm。

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，生物膜法处理后的二次沉淀池的静水头不应小于1.2m，活性污泥法处理后的二次沉淀池的静水头不应小于0.9m。

沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施，并应考虑浮渣排除彻底。

沉淀池应设置溢流装置和排空设施。

3、设计计算

沉淀池面积A：根据水力表面负荷q和设计流量Q计算得到，公式为 A = Q / q。

沉淀池直径D：根据沉淀池面积A和设计规范要求的水池直径与有效水深之比计算得到，公式为 D = √(4A / π)。

缓冲层高度H_buffer：根据设计规范要求确定，一般为0.5m。

有效水深H_effective：根据设计规范要求的有效水深范围确定，一般为2.0～4.0m。

排泥管直径D_pipe：根据设计规范要求确定，一般不小于200mm。

静水头H_static：根据设计规范要求确定，初次沉淀池的静水头不应小于1.5m，生物膜法处理后的二次沉淀池的静水头不应小于1.2m，活性污泥法处理后的二次沉淀池的静水头不应小于0.9m。

排泥周期T_sludge：根据污泥回流比R和沉淀时间t计算得到，公式为 T_sludge = t / R。

4、设计实例

沉淀池面积A：根据水力表面负荷q和设计流量Q计算得到，假设q=0.9m³/(m²·h)，Q=3.0m³/s，则 A = Q / q = 3.0 / 0.9 = 3.33㎡。

沉淀池直径D：根据沉淀池面积A和设计规范要求的水池直径与有效水深之比计算得到，假设水池直径与有效水深之比为8，则 D = √(4A / π) = √(4 * 3.33 / π) ≈ 2.07m。

缓冲层高度H_buffer：根据设计规范要求确定，一般为0.5m。

有效水深H_effective：根据设计规范要求的有效水深范围确定，假设为2.5m。

排泥管直径D_pipe：根据设计规范要求确定，一般不小于200mm。

静水头H_static：根据设计规范要求确定，初次沉淀池的静水头不应小于1.5m，生物膜法处理后的二次沉淀池的静水头不应小于1.2m，活性污泥法处理后的二次沉淀池的静水头不应小于0.9m，假设为1.5m。

排泥周期T_sludge：根据污泥回流比R和沉淀时间t计算得到，假设R=50%，t=2小时，则 T_sludge = t / R = 2 / 0.5 = 4小时。

5、FAQs

Q: 为什么需要设置缓冲层？

A: 缓冲层可以防止水流直接冲击池底，减少水流对池底的冲刷，保护池底结构，缓冲层还可以提供一定的容积，以容纳沉积下来的污泥。

Q: 为什么需要设置排泥管？

A: 排泥管用于将沉积在池底的污泥排出池外，保持池内水质清洁，如果不及时排出污泥，会影响沉淀效果，甚至导致水质恶化。

Q: 为什么需要设置静水头？

A: 静水头是指沉淀池水面至出水堰顶之间的垂直距离，设置静水头可以保证出水均匀稳定，避免短流现象的发生，静水头还可以提供一定的水压差，有利于污泥的沉降和排出。

通过以上步骤，可以完成辐流式沉淀池布水筒的设计计算，在实际设计过程中，还需要考虑地形、地质、气候等因素，以确保设计的合理性和经济性。

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