周进周出辐流式二沉池平面设计改进水力计算探讨
胡 大 锵
（）华东勘测设计研究院，杭州 ３１００１４
讨论了各主要 摘要 介绍了污水处理厂周进周出辐流式二沉池平面设计的改进水力计算方法，
、、参数如：二沉池进水总变化系数Ｋ表面水力负荷ｑＨ、堰口负荷ｑ′′Ｚ、Ｈ污泥回流比Ｒ二沉池底流浓度以适应目前污水处理厂的进水水质，保证二沉池出水水质达标。ＸＲ等的合理取值范围，
关键词 污水处理厂 周进周出辐流式二沉池 水力计算 表面水力负荷 堰口负荷１ 问题的由来
笔者在２给水排水》杂志上发表的０１１年１月《“周进周出辐流式二沉池布水槽改进水力计算探讨”一文中，曾提出“关于二沉池ＫＺ值的选用、校核堰口负荷的合理性认定、表面水力负荷的假定……固体负荷校核的计算方法等，均有待商榷”的表述，但由于受当时主题及篇幅所限，对上述相关内容的认定，以及包括二沉池进水最大设计流二沉池直径、堰口长度、出水槽宽度等要素在量、
内的二沉池平面设计的改进水力计算方法，均未予涉及。
实际上，要改善二沉池的出水水质，仅仅优化布水槽的水力计算方法是远远不够的，必须同时优化和完善以上要素的正确水力计算方法。
为求论文的连续性及比较讨论的方便，本文仍：《针对上述刊登文章中的“参照本”城市污水厂处理（化学工业出版社，中设施设计计算》２００８年５月）第３例９对相关设计要素的计９６～３９８页，５为例，－
图１ 周进周出二沉池水力计算示意
算方法，逐一展开讨论。
２ 周进周出辐流式二沉池平面尺寸设计要素及参数
（）二沉池进水变化系数Ｋ１′Ｚ及最大进水流量Ｑｍｈ。
（）二沉池表面水力负荷ｑＨ。２（）污泥回流比Ｒ及二沉池底流浓度ＸＲ。３
）出水堰长度Ｌ及堰口水力负荷ｑ（４′Ｈ。（）二沉池表面固体负荷ｑ５Ｓ。）二沉池直径Ｄ１、（出水槽外壁直径Ｄ２及其６
（内壁直径Ｄ３，见图１其中ａ为本文计算所采用示意。图，参照本”例９ｂ为“５示意图）
－
檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿
／沉淀，随砂滤冲洗水而排出。滤砂表面附着的生物砂滤池处理，出水氨氮平均在０．达到５ｍＬ以下，ｇ膜中也可能有部分转化细菌，对铁、锰有一定的去除效果。当然，气提式连续砂滤池对铁、锰的去除是生物脱除还是物理脱除为主还需要进行深入研究探索。
３ 结语
气提式连续砂滤池对氨氮的去除效果明显且／，稳定。试验中保持滤速为１砂层厚度０～１２ｍｈ
３３
／（·ｄ）气水比０．气提量０．３．２ｍ；２～０．３；０４ｍｍ
／条件下，当进水氨氮≤３ｍ经过气提式连续Ｌ时，ｇ
了常规处理水源水标准。当东江排洪水质恶化，进／水氨氮达７．硝化细菌的活性将明显提６ｍＬ时，ｇ高，迅速达到较高的处理效果，氨氮去除率仍可达气提式连续砂滤池对Ｃ浊７０％以上。另外，ＯＤＭｎ、
度、铁、锰也有一定的去除效果，平均去除率分别达到１５％、５０％、４５％和４０％。
：ａｉｌｗｗａｔｅｒｃｈ＠１６３．ｃｏｍ ○Ｅ－ｍ
收稿日期：２０１１０４２
７－－
给水排水 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．１１ ２０１１
４５
在“参照本” 对于上述几项要素及参数的认定，
的相关演算及表述中，可归纳为以下几点：（）按照日平均处理规模，通过公式计算或查１
并将该值作为二沉池的进水总变化表得出ＫＺ值，
，系数（即本文的Ｋ以示区别）推算二沉池最高′Ｚ值，日最大小时流量Ｑｍｈ。
３
）假定二沉池表面水力负荷ｑＨ＝１．／（２４ｍ２（·ｈ），推算二沉池水表面积Ｆ及直径Ｄ取整ｍ′１，
二沉池最大小时进水量，实际上为最高日平均小时流量。即：
／Ｑｍｈ＝Ｋ′Ｑｄ２４Ｚ
３
——二沉池最大小时进水量，／式中Ｑｍｈ—ｍｈ；３——日平均处理水量，／。Ｑｄ—ｍｄ
３．３ 二沉池表面水力负荷取值及其论证
《，给水排水》设计手册（以下简称“手册”２００４
（）４
）年２月第２版第５册表５显示：二沉池（常规）的１３－
３２１］
／（·ｈ）［原手册［推荐值为１～１．６～１ｍｍｑＨ＝０．
３２／（·ｈ）］。不考虑污泥回流量。“参照本”例５ｍｍ３２
／（·ｈ），题中取ｑＨ＝１．相当于常规（即指中４ｍｍ３２
／（·ｈ）（心进水辐流式）二沉池的０．以提高９３ｍｍ３２
，／（·ｈ）恰好在０．范围内。１．５倍计）６～１ｍｍ笔者认为，在进行二沉池的具体设计时，不能认
数值确定设计直径Ｄ１。
（）以Ｄ并只设一侧３′Ｄ′１推算堰口长度Ｌ＝π１，
；即出水槽内壁，见图１按堰口负荷ｑ出水堰（ｂ）′Ｈ＝／（·ｍ）进行校核。ｓ４．３４Ｌ
（）要求二沉池底流浓度ＸＲ达到９／４０００ｍＬ， ｇ／假定Ｍ污泥回流比ＸＲ＝ＬＳＳ为３０００ｍＬ，５０％。 ｇ（）由二沉池进泥量及理论计算的水面积Ｆ５（，。非设计实际面积Ｆ实）推算固体负荷ｑＳ
笔者认为，以上有关设计参数的假定和计算程序，是当前所普遍采用的，关键是对诸如Ｋ′′ｑＨ、ｑＺ、Ｈ等设计参数选用和校核指标的假定，以及ＸＲ与
是否符合基本常识和科学ＭＬＳＳ、Ｒ的关系等方面，实际的问题，也许这种假定和计算方法，与当前部分污水处理厂二沉池出水超标的现象有一定的联系。因此，有理由进一步修正和改进。３ 二沉池平面设计要素改进水力计算
３．１ 二沉池进水总变化系数Ｋ′Ｚ计算
、进水总变化系数ＫＺ值，可通过查表或式（１）
１，２］
）：式（计算［２
．１１
／ＫＺ＝２．７２Ｑ０ｄ
．１０８
／ＫＺ＝２．７２Ｑ０ｄ
为只要采用参数符合“手册”推荐的范围，就是许可对于具体情况要作具体分析：一是要的或是合理的，
根据近期污水处理厂二沉池的运行情况（即经验数；据）二是考虑“手册”推荐的历史背景。
３２
／（·ｈ）如果ｑＨ＝０．系指二沉池的实际９３ｍｍ
／，则其上升流速ｖ上＝０．而活性表面负荷，２６ｍｍｓ／，污泥动态沉降速度ｕ显然，０．２２ｍｍｓｖ上＞ｕ０＝０，
３
／也就是说，周进周出辐流式二沉池取ｑＨ＝１．４ｍ２
（·ｈ）偏大。具体取值，应同时考虑以下因素：ｍ
（）随着城镇污水处理厂工业废水所占比例的１
增大，难降解物质增多；国家对进入天然水体中的氨氮浓度要求趋于严格。两者的共同作用，均将导致早年污泥负荷为生化系统在低负荷工况下运行：
（）１
（）２
／（（延时曝气法及０．２～０．５ｋＢＯＤｋＭＬＳＳ·ｄ）ｇｇ５
；合建式曝气池除外）而近年来，普遍要求污泥负荷／（，污泥沉降性能１ｋＢＯＤｋＭＬＳＳ·ｄ）≤０．ｇｇ５
变差。
）早年普通曝气法的污泥回流比多在２（２０％～二沉池的实际进水量只有旱流污水量的１４０％，．２～而近几年，城镇污水的污泥回流比逐渐接近１．４倍，达到了１即二沉池工业废水处理厂，００％～１５０％，因此表面的实际进水量为旱流污水量的２～２．５倍，水力负荷宜大大低于早年推荐的范围值。
（）表面水力负荷的设计选用，应考虑堰口水３
力负荷的控制条件，除非有其他降低堰口负荷的有效措施
。
为安全计，本文采用式（计算，算得的ＫＺ代２）表了初沉前的最大日最大小时流量的变化状况，但在初沉之后的各水处理单元随人工处理设施ＨＲＴ
的加长，逐渐失去其ＫＺ值的原本自然含义。众所）周知，也可用式（表示：ＫＺ的计算式，３
ＫＺ＝ＫｄＫｈ
——日变化系数；式中Ｋｄ———小时变化系数。Ｋｈ—
的Ｋ应恒小于进水的ＫＺ值，但Ｋ′′１。Ｚ值，Ｚ≠３．２ 二沉池最大小时进水量计算
４６
给水排水 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．１１ ２０１１
（）３
），：由式（知，当Ｋｈ→１时，３Ｋ′Ｚ≈Ｋｄ即二沉池
（）出水悬浮物要求的变化：据Ｇ４Ｂ３０２５—９３
／及Ｇ出水ＳＢ８９７８—８８标准，Ｓ分别小于３０ｍＬ ｇ（／；二极标准）及７一级新扩改标准）而根据０ｍＬ（ｇ要求出水ＳＧＢ１８９１８—２００２一级Ｂ标准，Ｓ≤２０
／分别提高了１．ｍＬ，５和３．５倍。ｇ
３
／鉴于以上理由，取常规二沉池的ｑＨ≤０．５ｍ
３２
——二沉池表面水力负荷，／（·ｈ），取ｍｍｑＨ—
３２／（·ｈ）。０．８ｍｍ
）二沉池直径（）：（见图１２ａ
Ｄ′１＝
π
（）７（）８
）（（已考虑污泥回流比１是比较合理的。ｍ·ｈ００％）
２
／Ｆ实＝πＤ２４１
——二沉池理论计算直径，式中Ｄ′ｍ；１—
——二沉池实际设计直径，Ｄ１—ｍ；
２
——二沉池实际设计水表面积，。Ｆ实—ｍ（）堰口长度及堰口负荷（）：见图１３ａ
而周进周出二沉池可比常规二沉池的ｑＨ提高１．５～
当然，最终还须得到堰口负荷及固体负１．７５倍计，荷限值的验证，则本文建议周进周出二沉池ｑＨ≤
３２
／（·ｈ）。０．８ｍｍ实际上，在很多二沉池设计中，已经按照该建议３
／值计算。同时，部分工程实例表明，取ｑＨ≤０．５ｍ２
（·ｈ）（常规辐流式二沉池）时，可同时满足校核ｍ
／堰口负荷及Ｓ否则，出水超标Ｓ≤２０ｍＬ的要求，ｇ
Ｄ２＝Ｄ１－２ｌＤ３＝Ｄ２－２ｂ
———出水槽外壁与布水槽内壁间距，式中ｌｍ；——出水槽底宽，ｂ—ｍ；
——出水槽外壁直径，Ｄ２—ｍ；——出水槽内壁直径，Ｄ３—ｍ。
Ｌ＝（Ｄ２＋Ｄ３）π／′ＱｍｈＬ×３．６ｑＨ＝
——二沉池堰口总长度，式中Ｌ—ｍ；
（）９（）１０
（。还同布水槽设计及进水流速有关）
３．４ 二沉池校核堰口负荷论证及计算
总结城镇污水处理厂（含工业废水）辐流式二沉通常采用９三角堰，由水力池出水溢流堰的设计，０°得出流量计算公式为：模型试验，
／５２
（）４ｈ５ｑ＝１．
３
——９／；式中ｑ—三角堰流量，０°ｍｓ——三角堰口水深，取０．ｈ—ｍ，０２１～０．２ｍ。
（）１１（）１２
——堰口负荷，／（·ｍ），／（·ｍ）。′Ｌｓ′１．７ＬｓｑｑＨ—Ｈ≤
（）二沉池固体负荷校核计算：４
／１＋Ｒ）ＱｍｄＭＬＳＳＦ实ｑＳ＝（
／（ＭＬＳＳ＝ＴＳＲＸＲ１＋Ｒ）０＋
（）１３
（）１４
设９三角堰口上宽为２当ｈ＝０°００ｍｍ，０．０３５８ｍ ／、时，由式（求得：堰口流速Ｖ０＝５）３４Ｌｓｑ＝０．／、／（·ｍ）。ｓ′１．７Ｌｓ０．２６５ｍｑＨ＝
（原《给水排水快速设计手册》１９６６年２月第１／（·ｍ）版）显示：二沉池堰口负荷可在１．５～２．９Ｌｓ
３
／范围内选用。但在同一手册内又显示：′１５０ｍｑＨ≤［２，３］
（·ｍ）。如果选取ｑ／（·ｍ），则同时ｄ′１．７ＬｓＨ＝
４
／（）ＭＬＳＳ＝１０ＳＶ３ＳＶＩ１５０
——二沉池固体负荷，／式中ｑ５０ｋＴＳｇｑＳ—Ｓ≤１
［２２，３］
·ｄ）；（ｍ
——污水进水中悬浮固体浓度，／ＴＳｍＬ；ｇ０—
——二沉池底流浓度，／ＸＲ—ｍＬ；ｇ——曝气池污泥回流比；Ｒ———曝气池混合液沉降３ＳＶ３０ｍｉｎ后污泥体积０—
与混合液体积之比，％；——曝气池混合液经３ＳＶＩ—０ｍｉｎ沉降后，１ｇ干
／。污泥所占污泥层体积，ｍＬｇ４ 改进计算结果比较及讨论
４．１ 改进计算结果比较
为便于对照比较，本文均以“参照本”中例９５－为例，将各自计算结果分别列于表１。４．２ 讨论
“通过上述分析及表１计算结果表
明，参照本”
给水排水 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．１１ ２０１１
符合以上要求。
／（·ｍ）经计算比较，取ｑ为校核控制′１．７ＬｓＨ≤
［２］
指标，同时符合“新手册”推荐值，是比较合理的。
［１～３］
／（·ｍ）。对于初沉池，通常推荐ｑ′２．９ＬｓＨ≤
３．５ 二沉池平面设计计算
））。二沉池其他参数的计算方法见式（６１５～式（（）二沉池水表面积：１
／（Ｆ＝ＱｍｈｎｑＨ）２
——二沉池水表面积，；式中Ｆ—ｍ——二沉池数量，座；ｎ—
（）６
４７
表１ 周进周出二沉池改进计算结果比较
二沉池设计参数
３／污水处理规模／万ｍｄ
参照本６ １．３６ １．３６ ３４００ ２ １７００ １．４ ４０ 无１２１４．２９
０ 无４０ ４０ １２５．６６
本文６１．３４１．１１２７７５ ２１３８７．５ ０．８４７１７３４．９４ １７３４．２０ ０．５１４６４４２８２．７４
／（作为出流控制指标。当堰口型′１．７Ｌｓ·ｍ）ｑＨ≤
）三角堰时，宜采用式（计算出流量，并式为组合９０°４核算堰口流速，当设计堰口水深ｈ＝０．０３５８ｍ时， ／（·ｍ），／，若采用ｑ′１．７ＬｓＶ０＝０．２６５ｍｓ′ｑＨ＝Ｈ＝
／（作为控制指标，则堰口流速高达ｓ·ｍ）４．３４Ｌ／，将会导致活性污泥从堰口明显流失。０．３２ｍｓ（）高的二沉池底流浓度ＸＲ，要求有较长的污４泥停留时间及较大的污泥区容积，这不仅导致二沉池工程量增加，还会有利于磷的释放，通常，ＸＲ宜在同时，污泥区容积应包括０．４％～０．８％范围内设计，
污泥缓冲层间的容积池边水深以下整个锥形容积，可不含在污泥区容积计算内。
（）曝气池混合液的ＭＬ５ＳＳ与污泥回流比Ｒ
、
进水悬浮物Ｔ二沉池底流污泥浓度ＸＲ或污泥Ｓ０、指数Ｓ其设定参数，应按式ＶＩ有着密切的关系，（）、（）进行校核，防止各参数间不相称。１４１５
（）在二沉池固体负荷的核算中，应采用设计６）直径所相应的Ｆ实，而不应按由式（的计算面积Ｆ。６如果将本文参数（和“参照本”参数Ｒ＝１００％）
３２
（／、）代入式（Ｑｍｄ＝４０８００ｍｄＦ＝１２１４．２９ｍ１３） ２
／（·ｄ）［核算，则可得ｑ０１．６ｋＴＳｍ５０＞１ｇＳ＝２２
／（·ｄ）］的异常结果。说明“参照本”的设ｋＴＳｍｇ
不能承受１面对当前的污计，００％回流污泥的现实，
原水进水总变化系数ＫＺ二沉池进水总变化系数Ｋ′Ｚ
３／／二沉池设计最大小时流量Ｑｍｈｍｈ
／座二沉池数量ｎ
３／（·座）单座二沉池设计进水量／ｍｈ３２·／／（二沉池表面水力负荷ｑｍｍｈＨ
／二沉池直径Ｄ１ｍ
２二沉池实际表面积Ｆ实／ｍ２ ／二沉池理论计算水面积Ｆｍ
／出水槽与布水槽净距ｌｍ ／出水槽底宽ｂｍ／出水槽外壁直径Ｄ２ｍ ／出水槽内壁直径Ｄ３ｍ ／堰口总长度Ｌｍ ／／（·ｍ）堰口负荷ｑ′ＬｓＨ污泥回流比Ｒ
／／二沉池底流浓度ＸＲｍＬ ｇ／／曝气池混合液ＭＬＳＳｍＬ ｇ／／污泥指数ＳＶＩｍＬｇ／％污泥３０ｍｉｎ沉降比ＳＶ３０
／二沉池最高日进泥量Ｗ／ｋＴＳｄ ｇ
２·）／／（二沉池固体负荷ｑｋＴＳｍｄｇＳ
（１．（）．７６３４３６７＜４．＜１．
０．５ ９０００ ３０００ 无无１８３６００ １５１．２
１６０００ ３０００ １００３０１９９８００ １１５．１６
水性质及处理工艺，发生此种结果是难以接受的。其他异常结果，可参见表１，不再赘述。但有一点必须特别说明的是：若因工艺的需要，二沉池的回流量（含污泥和溢流水）高于１而达到１００％，５０％～甚至达到３应按实际进水量相应修２００％、００％时，正名义表面水力负荷，并进行相应的堰口负荷、固体同样会发生上述的异常结果。负荷的核算。否则，
参考文献
北京：中国建筑工业出版社，１ 给水排水设计手册第５册．１９８６北京：中国建筑工业出版社，２００４２ 给水排水设计手册第５册．
北京：中国计划出版３ ＧＢ５００１４—２００６室外给水排水设计规范．
社，２００６
与本文对二沉池平面设计参数的选用和各设计要素的计算方法及结果，都存有明显的差异。现将本文推荐改进的主要结论意见归纳如下：
（）污水处理厂总变化系数ＫＺ值，应采用ＫＺ１
）值查表或式（推算，其结果不能直接移用于已经人２工调节后二沉池的设计。二沉池的Ｋ′Ｚ应恒小于原水进水的ＫＺ值。
（）周进周出幅流式二沉池的表面水力负荷ｑ２Ｈ，
宜按中进周出幅流式二沉池的１．５～１．７５倍计算，
３２
／（·ｈ）当污泥回流比为１取ｑＨ≤０．００％时，８ｍｍ３２
／（·ｈ）是比较合理的，不宜按１．进行设计。４ｍｍ
前者，全面考虑了二沉池设计带来的误差，以及在名义进流量活性污泥动态水力条件下，颗粒絮体沉降速度的因素。
（）出水堰口长度应以堰口处直径进行推算，３
而不应用二沉池直径替代堰口直径；同时，应以
４８
给水排水 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．１１ ２０１１
：ａｉｌｓｉｚｈｉｘｉａ２６．ｃｏｍ－ｍ＠１ ＆Ｅ
收稿日期：２０１１０７０５－－修回日期：２０１１０９０２－－
周进周出辐流式二沉池平面设计改进水力计算探讨
胡 大 锵
（）华东勘测设计研究院，杭州 ３１００１４
讨论了各主要 摘要 介绍了污水处理厂周进周出辐流式二沉池平面设计的改进水力计算方法，
、、参数如：二沉池进水总变化系数Ｋ表面水力负荷ｑＨ、堰口负荷ｑ′′Ｚ、Ｈ污泥回流比Ｒ二沉池底流浓度以适应目前污水处理厂的进水水质，保证二沉池出水水质达标。ＸＲ等的合理取值范围，
关键词 污水处理厂 周进周出辐流式二沉池 水力计算 表面水力负荷 堰口负荷１ 问题的由来
笔者在２给水排水》杂志上发表的０１１年１月《“周进周出辐流式二沉池布水槽改进水力计算探讨”一文中，曾提出“关于二沉池ＫＺ值的选用、校核堰口负荷的合理性认定、表面水力负荷的假定……固体负荷校核的计算方法等，均有待商榷”的表述，但由于受当时主题及篇幅所限，对上述相关内容的认定，以及包括二沉池进水最大设计流二沉池直径、堰口长度、出水槽宽度等要素在量、
内的二沉池平面设计的改进水力计算方法，均未予涉及。
实际上，要改善二沉池的出水水质，仅仅优化布水槽的水力计算方法是远远不够的，必须同时优化和完善以上要素的正确水力计算方法。
为求论文的连续性及比较讨论的方便，本文仍：《针对上述刊登文章中的“参照本”城市污水厂处理（化学工业出版社，中设施设计计算》２００８年５月）第３例９对相关设计要素的计９６～３９８页，５为例，－
图１ 周进周出二沉池水力计算示意
算方法，逐一展开讨论。
２ 周进周出辐流式二沉池平面尺寸设计要素及参数
（）二沉池进水变化系数Ｋ１′Ｚ及最大进水流量Ｑｍｈ。
（）二沉池表面水力负荷ｑＨ。２（）污泥回流比Ｒ及二沉池底流浓度ＸＲ。３
）出水堰长度Ｌ及堰口水力负荷ｑ（４′Ｈ。（）二沉池表面固体负荷ｑ５Ｓ。）二沉池直径Ｄ１、（出水槽外壁直径Ｄ２及其６
（内壁直径Ｄ３，见图１其中ａ为本文计算所采用示意。图，参照本”例９ｂ为“５示意图）
－
檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿
／沉淀，随砂滤冲洗水而排出。滤砂表面附着的生物砂滤池处理，出水氨氮平均在０．达到５ｍＬ以下，ｇ膜中也可能有部分转化细菌，对铁、锰有一定的去除效果。当然，气提式连续砂滤池对铁、锰的去除是生物脱除还是物理脱除为主还需要进行深入研究探索。
３ 结语
气提式连续砂滤池对氨氮的去除效果明显且／，稳定。试验中保持滤速为１砂层厚度０～１２ｍｈ
３３
／（·ｄ）气水比０．气提量０．３．２ｍ；２～０．３；０４ｍｍ
／条件下，当进水氨氮≤３ｍ经过气提式连续Ｌ时，ｇ
了常规处理水源水标准。当东江排洪水质恶化，进／水氨氮达７．硝化细菌的活性将明显提６ｍＬ时，ｇ高，迅速达到较高的处理效果，氨氮去除率仍可达气提式连续砂滤池对Ｃ浊７０％以上。另外，ＯＤＭｎ、
度、铁、锰也有一定的去除效果，平均去除率分别达到１５％、５０％、４５％和４０％。
：ａｉｌｗｗａｔｅｒｃｈ＠１６３．ｃｏｍ ○Ｅ－ｍ
收稿日期：２０１１０４２
７－－
给水排水 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．１１ ２０１１
４５
在“参照本” 对于上述几项要素及参数的认定，
的相关演算及表述中，可归纳为以下几点：（）按照日平均处理规模，通过公式计算或查１
并将该值作为二沉池的进水总变化表得出ＫＺ值，
，系数（即本文的Ｋ以示区别）推算二沉池最高′Ｚ值，日最大小时流量Ｑｍｈ。
３
）假定二沉池表面水力负荷ｑＨ＝１．／（２４ｍ２（·ｈ），推算二沉池水表面积Ｆ及直径Ｄ取整ｍ′１，
二沉池最大小时进水量，实际上为最高日平均小时流量。即：
／Ｑｍｈ＝Ｋ′Ｑｄ２４Ｚ
３
——二沉池最大小时进水量，／式中Ｑｍｈ—ｍｈ；３——日平均处理水量，／。Ｑｄ—ｍｄ
３．３ 二沉池表面水力负荷取值及其论证
《，给水排水》设计手册（以下简称“手册”２００４
（）４
）年２月第２版第５册表５显示：二沉池（常规）的１３－
３２１］
／（·ｈ）［原手册［推荐值为１～１．６～１ｍｍｑＨ＝０．
３２／（·ｈ）］。不考虑污泥回流量。“参照本”例５ｍｍ３２
／（·ｈ），题中取ｑＨ＝１．相当于常规（即指中４ｍｍ３２
／（·ｈ）（心进水辐流式）二沉池的０．以提高９３ｍｍ３２
，／（·ｈ）恰好在０．范围内。１．５倍计）６～１ｍｍ笔者认为，在进行二沉池的具体设计时，不能认
数值确定设计直径Ｄ１。
（）以Ｄ并只设一侧３′Ｄ′１推算堰口长度Ｌ＝π１，
；即出水槽内壁，见图１按堰口负荷ｑ出水堰（ｂ）′Ｈ＝／（·ｍ）进行校核。ｓ４．３４Ｌ
（）要求二沉池底流浓度ＸＲ达到９／４０００ｍＬ， ｇ／假定Ｍ污泥回流比ＸＲ＝ＬＳＳ为３０００ｍＬ，５０％。 ｇ（）由二沉池进泥量及理论计算的水面积Ｆ５（，。非设计实际面积Ｆ实）推算固体负荷ｑＳ
笔者认为，以上有关设计参数的假定和计算程序，是当前所普遍采用的，关键是对诸如Ｋ′′ｑＨ、ｑＺ、Ｈ等设计参数选用和校核指标的假定，以及ＸＲ与
是否符合基本常识和科学ＭＬＳＳ、Ｒ的关系等方面，实际的问题，也许这种假定和计算方法，与当前部分污水处理厂二沉池出水超标的现象有一定的联系。因此，有理由进一步修正和改进。３ 二沉池平面设计要素改进水力计算
３．１ 二沉池进水总变化系数Ｋ′Ｚ计算
、进水总变化系数ＫＺ值，可通过查表或式（１）
１，２］
）：式（计算［２
．１１
／ＫＺ＝２．７２Ｑ０ｄ
．１０８
／ＫＺ＝２．７２Ｑ０ｄ
为只要采用参数符合“手册”推荐的范围，就是许可对于具体情况要作具体分析：一是要的或是合理的，
根据近期污水处理厂二沉池的运行情况（即经验数；据）二是考虑“手册”推荐的历史背景。
３２
／（·ｈ）如果ｑＨ＝０．系指二沉池的实际９３ｍｍ
／，则其上升流速ｖ上＝０．而活性表面负荷，２６ｍｍｓ／，污泥动态沉降速度ｕ显然，０．２２ｍｍｓｖ上＞ｕ０＝０，
３
／也就是说，周进周出辐流式二沉池取ｑＨ＝１．４ｍ２
（·ｈ）偏大。具体取值，应同时考虑以下因素：ｍ
（）随着城镇污水处理厂工业废水所占比例的１
增大，难降解物质增多；国家对进入天然水体中的氨氮浓度要求趋于严格。两者的共同作用，均将导致早年污泥负荷为生化系统在低负荷工况下运行：
（）１
（）２
／（（延时曝气法及０．２～０．５ｋＢＯＤｋＭＬＳＳ·ｄ）ｇｇ５
；合建式曝气池除外）而近年来，普遍要求污泥负荷／（，污泥沉降性能１ｋＢＯＤｋＭＬＳＳ·ｄ）≤０．ｇｇ５
变差。
）早年普通曝气法的污泥回流比多在２（２０％～二沉池的实际进水量只有旱流污水量的１４０％，．２～而近几年，城镇污水的污泥回流比逐渐接近１．４倍，达到了１即二沉池工业废水处理厂，００％～１５０％，因此表面的实际进水量为旱流污水量的２～２．５倍，水力负荷宜大大低于早年推荐的范围值。
（）表面水力负荷的设计选用，应考虑堰口水３
力负荷的控制条件，除非有其他降低堰口负荷的有效措施
。
为安全计，本文采用式（计算，算得的ＫＺ代２）表了初沉前的最大日最大小时流量的变化状况，但在初沉之后的各水处理单元随人工处理设施ＨＲＴ
的加长，逐渐失去其ＫＺ值的原本自然含义。众所）周知，也可用式（表示：ＫＺ的计算式，３
ＫＺ＝ＫｄＫｈ
——日变化系数；式中Ｋｄ———小时变化系数。Ｋｈ—
的Ｋ应恒小于进水的ＫＺ值，但Ｋ′′１。Ｚ值，Ｚ≠３．２ 二沉池最大小时进水量计算
４６
给水排水 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．１１ ２０１１
（）３
），：由式（知，当Ｋｈ→１时，３Ｋ′Ｚ≈Ｋｄ即二沉池
（）出水悬浮物要求的变化：据Ｇ４Ｂ３０２５—９３
／及Ｇ出水ＳＢ８９７８—８８标准，Ｓ分别小于３０ｍＬ ｇ（／；二极标准）及７一级新扩改标准）而根据０ｍＬ（ｇ要求出水ＳＧＢ１８９１８—２００２一级Ｂ标准，Ｓ≤２０
／分别提高了１．ｍＬ，５和３．５倍。ｇ
３
／鉴于以上理由，取常规二沉池的ｑＨ≤０．５ｍ
３２
——二沉池表面水力负荷，／（·ｈ），取ｍｍｑＨ—
３２／（·ｈ）。０．８ｍｍ
）二沉池直径（）：（见图１２ａ
Ｄ′１＝
π
（）７（）８
）（（已考虑污泥回流比１是比较合理的。ｍ·ｈ００％）
２
／Ｆ实＝πＤ２４１
——二沉池理论计算直径，式中Ｄ′ｍ；１—
——二沉池实际设计直径，Ｄ１—ｍ；
２
——二沉池实际设计水表面积，。Ｆ实—ｍ（）堰口长度及堰口负荷（）：见图１３ａ
而周进周出二沉池可比常规二沉池的ｑＨ提高１．５～
当然，最终还须得到堰口负荷及固体负１．７５倍计，荷限值的验证，则本文建议周进周出二沉池ｑＨ≤
３２
／（·ｈ）。０．８ｍｍ实际上，在很多二沉池设计中，已经按照该建议３
／值计算。同时，部分工程实例表明，取ｑＨ≤０．５ｍ２
（·ｈ）（常规辐流式二沉池）时，可同时满足校核ｍ
／堰口负荷及Ｓ否则，出水超标Ｓ≤２０ｍＬ的要求，ｇ
Ｄ２＝Ｄ１－２ｌＤ３＝Ｄ２－２ｂ
———出水槽外壁与布水槽内壁间距，式中ｌｍ；——出水槽底宽，ｂ—ｍ；
——出水槽外壁直径，Ｄ２—ｍ；——出水槽内壁直径，Ｄ３—ｍ。
Ｌ＝（Ｄ２＋Ｄ３）π／′ＱｍｈＬ×３．６ｑＨ＝
——二沉池堰口总长度，式中Ｌ—ｍ；
（）９（）１０
（。还同布水槽设计及进水流速有关）
３．４ 二沉池校核堰口负荷论证及计算
总结城镇污水处理厂（含工业废水）辐流式二沉通常采用９三角堰，由水力池出水溢流堰的设计，０°得出流量计算公式为：模型试验，
／５２
（）４ｈ５ｑ＝１．
３
——９／；式中ｑ—三角堰流量，０°ｍｓ——三角堰口水深，取０．ｈ—ｍ，０２１～０．２ｍ。
（）１１（）１２
——堰口负荷，／（·ｍ），／（·ｍ）。′Ｌｓ′１．７ＬｓｑｑＨ—Ｈ≤
（）二沉池固体负荷校核计算：４
／１＋Ｒ）ＱｍｄＭＬＳＳＦ实ｑＳ＝（
／（ＭＬＳＳ＝ＴＳＲＸＲ１＋Ｒ）０＋
（）１３
（）１４
设９三角堰口上宽为２当ｈ＝０°００ｍｍ，０．０３５８ｍ ／、时，由式（求得：堰口流速Ｖ０＝５）３４Ｌｓｑ＝０．／、／（·ｍ）。ｓ′１．７Ｌｓ０．２６５ｍｑＨ＝
（原《给水排水快速设计手册》１９６６年２月第１／（·ｍ）版）显示：二沉池堰口负荷可在１．５～２．９Ｌｓ
３
／范围内选用。但在同一手册内又显示：′１５０ｍｑＨ≤［２，３］
（·ｍ）。如果选取ｑ／（·ｍ），则同时ｄ′１．７ＬｓＨ＝
４
／（）ＭＬＳＳ＝１０ＳＶ３ＳＶＩ１５０
——二沉池固体负荷，／式中ｑ５０ｋＴＳｇｑＳ—Ｓ≤１
［２２，３］
·ｄ）；（ｍ
——污水进水中悬浮固体浓度，／ＴＳｍＬ；ｇ０—
——二沉池底流浓度，／ＸＲ—ｍＬ；ｇ——曝气池污泥回流比；Ｒ———曝气池混合液沉降３ＳＶ３０ｍｉｎ后污泥体积０—
与混合液体积之比，％；——曝气池混合液经３ＳＶＩ—０ｍｉｎ沉降后，１ｇ干
／。污泥所占污泥层体积，ｍＬｇ４ 改进计算结果比较及讨论
４．１ 改进计算结果比较
为便于对照比较，本文均以“参照本”中例９５－为例，将各自计算结果分别列于表１。４．２ 讨论
“通过上述分析及表１计算结果表
明，参照本”
给水排水 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．１１ ２０１１
符合以上要求。
／（·ｍ）经计算比较，取ｑ为校核控制′１．７ＬｓＨ≤
［２］
指标，同时符合“新手册”推荐值，是比较合理的。
［１～３］
／（·ｍ）。对于初沉池，通常推荐ｑ′２．９ＬｓＨ≤
３．５ 二沉池平面设计计算
））。二沉池其他参数的计算方法见式（６１５～式（（）二沉池水表面积：１
／（Ｆ＝ＱｍｈｎｑＨ）２
——二沉池水表面积，；式中Ｆ—ｍ——二沉池数量，座；ｎ—
（）６
４７
表１ 周进周出二沉池改进计算结果比较
二沉池设计参数
３／污水处理规模／万ｍｄ
参照本６ １．３６ １．３６ ３４００ ２ １７００ １．４ ４０ 无１２１４．２９
０ 无４０ ４０ １２５．６６
本文６１．３４１．１１２７７５ ２１３８７．５ ０．８４７１７３４．９４ １７３４．２０ ０．５１４６４４２８２．７４
／（作为出流控制指标。当堰口型′１．７Ｌｓ·ｍ）ｑＨ≤
）三角堰时，宜采用式（计算出流量，并式为组合９０°４核算堰口流速，当设计堰口水深ｈ＝０．０３５８ｍ时， ／（·ｍ），／，若采用ｑ′１．７ＬｓＶ０＝０．２６５ｍｓ′ｑＨ＝Ｈ＝
／（作为控制指标，则堰口流速高达ｓ·ｍ）４．３４Ｌ／，将会导致活性污泥从堰口明显流失。０．３２ｍｓ（）高的二沉池底流浓度ＸＲ，要求有较长的污４泥停留时间及较大的污泥区容积，这不仅导致二沉池工程量增加，还会有利于磷的释放，通常，ＸＲ宜在同时，污泥区容积应包括０．４％～０．８％范围内设计，
污泥缓冲层间的容积池边水深以下整个锥形容积，可不含在污泥区容积计算内。
（）曝气池混合液的ＭＬ５ＳＳ与污泥回流比Ｒ
、
进水悬浮物Ｔ二沉池底流污泥浓度ＸＲ或污泥Ｓ０、指数Ｓ其设定参数，应按式ＶＩ有着密切的关系，（）、（）进行校核，防止各参数间不相称。１４１５
（）在二沉池固体负荷的核算中，应采用设计６）直径所相应的Ｆ实，而不应按由式（的计算面积Ｆ。６如果将本文参数（和“参照本”参数Ｒ＝１００％）
３２
（／、）代入式（Ｑｍｄ＝４０８００ｍｄＦ＝１２１４．２９ｍ１３） ２
／（·ｄ）［核算，则可得ｑ０１．６ｋＴＳｍ５０＞１ｇＳ＝２２
／（·ｄ）］的异常结果。说明“参照本”的设ｋＴＳｍｇ
不能承受１面对当前的污计，００％回流污泥的现实，
原水进水总变化系数ＫＺ二沉池进水总变化系数Ｋ′Ｚ
３／／二沉池设计最大小时流量Ｑｍｈｍｈ
／座二沉池数量ｎ
３／（·座）单座二沉池设计进水量／ｍｈ３２·／／（二沉池表面水力负荷ｑｍｍｈＨ
／二沉池直径Ｄ１ｍ
２二沉池实际表面积Ｆ实／ｍ２ ／二沉池理论计算水面积Ｆｍ
／出水槽与布水槽净距ｌｍ ／出水槽底宽ｂｍ／出水槽外壁直径Ｄ２ｍ ／出水槽内壁直径Ｄ３ｍ ／堰口总长度Ｌｍ ／／（·ｍ）堰口负荷ｑ′ＬｓＨ污泥回流比Ｒ
／／二沉池底流浓度ＸＲｍＬ ｇ／／曝气池混合液ＭＬＳＳｍＬ ｇ／／污泥指数ＳＶＩｍＬｇ／％污泥３０ｍｉｎ沉降比ＳＶ３０
／二沉池最高日进泥量Ｗ／ｋＴＳｄ ｇ
２·）／／（二沉池固体负荷ｑｋＴＳｍｄｇＳ
（１．（）．７６３４３６７＜４．＜１．
０．５ ９０００ ３０００ 无无１８３６００ １５１．２
１６０００ ３０００ １００３０１９９８００ １１５．１６
水性质及处理工艺，发生此种结果是难以接受的。其他异常结果，可参见表１，不再赘述。但有一点必须特别说明的是：若因工艺的需要，二沉池的回流量（含污泥和溢流水）高于１而达到１００％，５０％～甚至达到３应按实际进水量相应修２００％、００％时，正名义表面水力负荷，并进行相应的堰口负荷、固体同样会发生上述的异常结果。负荷的核算。否则，
参考文献
北京：中国建筑工业出版社，１ 给水排水设计手册第５册．１９８６北京：中国建筑工业出版社，２００４２ 给水排水设计手册第５册．
北京：中国计划出版３ ＧＢ５００１４—２００６室外给水排水设计规范．
社，２００６
与本文对二沉池平面设计参数的选用和各设计要素的计算方法及结果，都存有明显的差异。现将本文推荐改进的主要结论意见归纳如下：
（）污水处理厂总变化系数ＫＺ值，应采用ＫＺ１
）值查表或式（推算，其结果不能直接移用于已经人２工调节后二沉池的设计。二沉池的Ｋ′Ｚ应恒小于原水进水的ＫＺ值。
（）周进周出幅流式二沉池的表面水力负荷ｑ２Ｈ，
宜按中进周出幅流式二沉池的１．５～１．７５倍计算，
３２
／（·ｈ）当污泥回流比为１取ｑＨ≤０．００％时，８ｍｍ３２
／（·ｈ）是比较合理的，不宜按１．进行设计。４ｍｍ
前者，全面考虑了二沉池设计带来的误差，以及在名义进流量活性污泥动态水力条件下，颗粒絮体沉降速度的因素。
（）出水堰口长度应以堰口处直径进行推算，３
而不应用二沉池直径替代堰口直径；同时，应以
４８
给水排水 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．１１ ２０１１
：ａｉｌｓｉｚｈｉｘｉａ２６．ｃｏｍ－ｍ＠１ ＆Ｅ
收稿日期：２０１１０７０５－－修回日期：２０１１０９０２－－