污泥处理工艺计算2概要

1、第三章 污泥处理设计计算5.1 污泥处理 ( sludge treatmen)t 的目的与处理方法5.1.1 污泥处理的目的 污水厂在处理污水的同时，每日要产生产生大量的污泥，这些污泥含有大 量的易分解的有机物质， 对环境具有潜在的污染能力， 若不进行有效处理， 必然 要对环境造成二次污染。 同时，污泥含水率高， 体积庞大，处理和运输均很困难。 因此，在最终处置前必须处理，以降低污泥中的有机物含量，并减少其水分。使 之在最终处置时对环境的危害减少之限度。1、减量：降低污泥含水率，减小污泥体积；2、稳定 ( satabilization) ：去除污泥中的有机物，使之稳定；3、害化：杀灭寄生虫卵和

2、病原菌；4、污泥综合利用。 剩余污泥来自氧化沟，活性污泥微生物在降解有机物的同时，自身污泥量 也在不断增长， 为保持曝气池内污泥量的平衡， 每日增加的污泥量必须排除处理 系统，这一部分污泥被称作剩余污泥。 剩余污泥含水率较高， 需要进行浓缩处理， 然后进行脱水处理。5.1.2污泥处理的原则1、城镇污水污泥，应根据地区经济条件和环境条件进行减量化、稳定化和 无害化处理，并逐步提高资源化程度。2、污泥的处置方式包括用作肥料、作建材、作燃料和填埋等，污泥的处理 流程应根据污泥的最终处置方式选定。3、污泥作肥料时，其有害物质含量应符合国家现行标准的规定。4、污泥处理构筑物个数不宜少于 2 个，按同时工

3、作设计。污泥脱水机械可 考虑一台备用。5、污泥处理过程中产生的污泥水应返回污水处理构筑物进行处理。 污泥处理过程中产生的臭气，宜收集后进行处理。5.1.3 污泥处理方法的选择 污泥处理的一般方法与流程的选择、当地条件、环境保护要求、投资情况、 运行费用及维护管理等多种因素有关。5.2 污泥泵房设计污泥泵房的设计包括回流污泥泵的选择和剩余污泥泵的选择计算。5.2.1 集泥池计算回流污泥量为： Q1 RQ 0.8 1.50463 1.203704m3 s 4333.3m3 h剩余污泥量为： Qs 524.76 m3 d 21.865m3 h总污泥量为： Q Q1 Qs 4333.3 21.865

4、4355.165m3 h设计中选用 5台（4用 1备）回流污泥泵， 2台（1用 1备）剩余污泥泵。 则 每台回流泵的流量为： 4355.165 1088.79 m3 h 302.4 L s4 泵房集泥池有效容积按不小于最大一台泵（回流泵） 5 分钟出水量计算， 则 V 302.4 5 60 90.72m31000 有效水深设为 h 2.0m 集泥池的面积为： A V 90.72 45.36m2h2 集泥池尺寸为： L B 8 6m5.2.2回流污泥泵的选择二沉池水面相对地面标高为 0.513m, 厌氧池前的集配水井水面相对标高为 2.538m，则污泥回流泵所需提升最小高度为： 2.538- （

5、-7.507 ） 10.045m选用 350QW1200-18-90型的潜水排污泵， 单台提升能力为 1200m3/h ，提升高 度为 18m,电动机转速 n=990r/min, 功率 N=90kW，效率为 82.5%，出口直径为 350 mm，重量为 2000kg。5.2.3剩余污泥泵的选择竖流式浓缩池最高泥位（相对地面为） 4.96m，剩余污泥泵房最低泥位为 -7.057-2=-9.057m, 则污泥泵静扬程为 H0=4.96+9.057 14.017m，污泥输送管道压 力损失为 2.0m，自由水头为 1.0m，则污泥泵所需扬程为 H=H0+2+1=17.017m。选用 50QW24-20

6、-4型的潜水排污泵，单台提升能力为 24m3/h ，提升高度为 20m,电动机转速 n=1440r/min, 功率 N=4kW，效率为 69.2%，出口直径为 50mm，重 量为 121kg。5.3 污泥浓缩池 污泥处理的主要目的是去除污泥颗粒中的空隙水， 减少污泥体积， 从而降低 后续处理构筑物和设备的负荷，减少处理费用。常用的污泥浓缩有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。 本设计中采用间歇式重力浓缩池中的竖流浓缩池。5.3.1设计参数及原则1、浓缩活性污泥时，重力式污泥浓缩池的设计，应符合下列要求：21）污泥固体负荷宜采用 3060 kg/（m 2·d）；2）浓缩时间不宜小于 1

7、2h；3）由生物反应池后二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥含水率，为 99.2%99.6%时，浓缩后污泥含水率可为 97%98%；4）有效水深宜为 4m； 采用栅条浓缩机时，其外缘线速度一般宜为 12 m/min ，池底坡向泥斗的 坡度不宜小于 0.05 。2、污泥浓缩池一般宜设置去除浮渣的装置。3、当采用生物除磷工艺进行污水处理时，不应采用重力浓缩。4、当采用机械浓缩设备进行污泥浓缩时，宜根据试验资料或类似运行经验 确设计参数。5、污泥浓缩脱水可采用一体化机械。6、间歇式污泥浓缩池应设置可排出深度不同的污泥水的设施。5.3.2 竖流浓缩池进入竖流浓缩池的剩余污泥量为 524.76 m3 d 0.

8、006m3 s ，设计中选用 2座浓缩池，单池流量为： Q1 0.003m3 s。设计中浓缩前污泥含水率为 P 99.3% ， 浓缩后污泥含水率为 P1 97% 。5.3.3 竖流浓缩池的设计计算1、中心进泥管面积A Q1v0式中 A 浓缩池中心进泥管面积， m2；设计中取 v0 0.03m sA 0.003 0.1m20.03d043.104.1 0.357m，取 d0 400mm管内的实际流速为：4Q14 0.00322 d02 3.14 0.420.124 m s 0.03m s2 、中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度h3Q1v1 d1式中 h3中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度

9、， m ；v1污泥从中心进泥管喇叭口与反射板之间缝隙流出速度，一般采用0.02 0.03m s ；d1 喇叭口直径，一般采用 d1 1.35d0 1.35 0.4 0.54m设计中取 v1 0.025m sh30.0030.025 3.14 0.540.071m3、浓缩后分离出来的污水量q Q P P1 0.003 99.3 97 0.0023 m3 s100 P1100 974、浓缩池有效面积FQ16.360.0001 360045.45m式中 F 浓缩池水流面积， m2 ；v 污水在浓缩池内上升流速，一般采用 v 0.00005 0.0001m s23m20.0023F0.00015、浓缩

10、池直径D 4 A F 4 23.3140.1 5.42m 有效水深： h2 vt式中 h2 浓缩池有效水深， m；t 浓缩时间，不小于 12h。设计中取 t 12hh2 0.0001 12 3600 4.32mQ2 Q1100 P100 P16、浓缩后剩余污泥量0.003 100 99.3 0.0007 m3 s 60.48 m3 d100 977、浓缩池污泥斗容积 污泥斗设在浓缩池底部，采用重力排泥h5 r2 r1 tan式中 h6 污泥斗高度， m；r2 浓缩池半径， m ；r1 污泥斗底部半径，一般用 0.5m 0.5m ；污泥斗倾角，圆形池污泥斗倾角 55 。设计中取污泥斗倾角60 ，

11、r1 0.30m， r2 2.71mh5 r2 r1 tan 2.71 0.30 tan60 4.17m污泥斗容积为：2 2 3.14 2 2 3 Vh5r12r1r2r224.172.7122.71 0.30.3227.0m3338、污泥在泥斗中的停留时间V3600Q227.00.0007 360010.71h介于 1016 之间，符合要求。9、浓缩池总高度式中 h1 超高， m ；h4 缓冲层高度， m。设计中取超高 h1 0.3 m，缓冲层高度 h4 0.4mH h1 h2 h3 h4 h5 0.3 4.32 0.071 0.4 4.17 9.161m10、浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出

12、水槽， 然后汇入出水管排出。 出水槽 流量q 0.0023m3 s ，设出水槽宽 b 0.15m ，水深为 0.10 m ，则水流速为 0.31m s。溢流堰周长： c D 2b 3.14 5.24 2 0.15 15.51m溢流堰采用单侧 90 三角形出水堰，堰宽 0.16m ，深 0.08m 。每格沉淀池有15.510.1697个三角堰。三角堰的流量为：Q3 0.090723 0.0000237m3 s三角堰堰水深为：22h 0.7Q35 0.7 0.00002375 0.010m三角堰后自由跌落 0.10m ，则出水堰水头损失为 0.10 0.01 0.11m11、排泥管浓缩剩余污泥量为

13、 0.0007m3 s，泥量小，采用间歇排泥方式，污泥斗容积30.24m3，污泥管道选用钢筋混凝土管， 管径为 DN 200mm ，每次排泥时间为 0.5h ，每日排泥 2 次，间隔时间为 12h60.48m3 h 0.0168 m3 s管内流速：4q 4 0.0168v 2 2 0.54m s D 2 3.14 0.202每次排泥量：q0.0007 3600 120.5当为非满流时，查给水排水设计手册常用资料得流速为： v 0.86m s ， 坡度为： i 6.8 。浓缩池示意图见下图 515.4 贮泥池5.4.1 贮泥池的作用剩余污泥经浓缩后进入贮泥池，主要作用为：1、调节污泥量；2、药剂

14、投加池；3、预加热池。5.4.2贮泥池的计算贮泥池用来贮存来自浓缩池的污泥， Q 2Q2 0.0014m3 s 120.96m3 d 。由于污泥量不大，本设计采用 1 座贮泥池，贮泥池采用竖流沉淀池构造。1、贮泥池的容积QtV24N式中 t 贮泥时间，一般采用 812h 。 设计中取 t 8h120.96 8 3V 40.32m324贮泥池设计容积： V a2h2 1h3 a 2 ab b22 3 3 ab h3 t an 32式中 V 贮泥池设计容积， m3 ；a 污泥贮池边长， m ；b 污泥斗底边长， m ；h2 贮泥池有效水深， m；污泥斗倾角，一般采用 60 。设计中取 60 ，a

15、3.5m，h2 2.5m ，污泥斗底为正方形，边长为 b 1.0m3. 5 1. 0h3 t an 6 0 2.m1 7 322 1 2 2 3 3 V 3.52 2.5 2.17 3.52 3.5 1.0 1.02 31.24 12.11 43.35m3 40.32m32、贮泥池高度计算H h1 h2 h3式中 h1 贮泥池超高， m。设计中取 h1 0.3mH 0.3 2 .5 2.17 m4.贮泥池示意图如下图 52图5-2 贮泥池示意草图3、管道部分设计贮泥池中设 DN 200mm 的吸泥管两根。5.5 污泥脱水污水处理过程中所产生的污泥，一般是带水的颗粒或絮状疏松结构。污泥 经浓缩后

16、，尚有 97%的含水率，体积仍然庞大。 因此，为了综合利用和最终处置， 需要对污泥进行干化和脱水处理， 使污泥含水率降到 85% 以下，以缩减污泥体积。在污泥脱水前要对污泥进行调整，改善污泥的脱水性能。工程上调整的主要方法为投加絮凝剂，一般采用高分子絮凝剂污泥脱水的方法很多，一般有：真空过滤、板框压滤、带式压滤和离心过滤等。各种脱水机各有其优缺点如表 5-1表 5-1 一些脱水机的主要特点类型优点缺点主要设计和选择参数适用条件污泥干化场设备简单，操作方便，耗电少占地面积大， 受 季 节和 气 候影响较大， 劳动强度大年蒸发量 - 年降雨量 =污 泥脱水量气候干燥、 用 地不紧张地 区的小型污

17、水处理厂机 械 脱 水板框 压滤机泥饼含水率低， 构造简单，体积 小，节省后续处 理的费用，污泥 调节药剂的投量 少间歇式操作， 生产效率低， 设备投资大， 劳动强度大， 不 能 连续 工 作压力：0.2 0.4MPa 产泥率： 210kg m2 h适用于采用 干燥、焚烧、 填埋处理的 污泥，适用小 型污水处理带式 压滤机连续生产，效率 高，设备少，投 资较少，劳动强 度少，能耗维护 费用低污 泥 调节 药 剂费用大，运 行费用高，泥 饼 含 水率 较 高产泥率：初沉污泥 +剩余 污泥=120 350kg m2 h 初沉污泥 = 250 500kg m2 h适用于大、 中、小型、污 水处理厂真

18、空 转鼓 过滤机连续生产，工作 效率高，运行稳 定，可自动控制附属设备多， 工序复杂，运 行费用高产泥率：初沉污泥 = 10 50kg m2 h 初沉污泥 +腐殖 = 20 40kg m2 h 剩余：10 15 kg m2 h大、中、小型 污水均可用， 目前使用较 少离心 脱水机效率高，基建费 用少，占地少， 环境好，自动化 程度高，运行费 用低机 械 设备 复 杂，电耗大， 噪声大根据离心机转速和泥饼含水率等参数计算发达国家使 用较多，使用 于大、 中、小 型污水处理 厂本设计中选用带式压滤机。5.5.1设计参数及原则1、污泥机械脱水的设计，应符合下列规定：1）污泥脱水机械的类型，应按污泥的

19、脱水性质和脱水要求，经技术经济比较后选用；2）污泥进入脱水机前的含水率一般不应大于 98%；3）消化后的污泥，可根据污水性质和经济效益，考虑在脱水前淘洗。4）机械脱水间的布置，应按本规范第 5 章泵房中的有关规定执行，并应考 虑泥饼运输设施和通道；5）脱水后的污泥应设置污泥堆场或污泥料仓贮存，污泥堆场或污泥料仓的 容量应根据污泥出路和运输条件等确定；6）污泥机械脱水间应设置通风设施。每小时换气次数不应小于6 次。2、污泥在脱水前，应加药调理。污泥加药应符合下列要求：1）药剂种类应根据污泥的性质和出路等选用，投加量宜根据试验资料或类 似运行经验确定；2）污泥加药后，应立即混合反应，并进入脱水机。

20、3、泥饼含水率一般可为 75 80%。4、压滤机的设计，应符合下列要求： 1）污泥脱水负荷应根据试验资料或类似运行经验确定，污水污泥可按本规 范表 5-2 取值表 5-2 泥脱水负荷污泥类别初沉原污泥初沉消化污泥混合原污泥混合消化污泥污泥脱水负荷 kg/（m ·h）2503001502002）应按带式压滤机的要求配置空气压缩机，并至少应有1 台备用；3）应配置冲洗泵，其压力宜采用 0.40.6MPa，其流量可按5.5 11m3/m （带宽）·h计算，至少应有一台备用。5.5.2污泥设计计算1、脱水后污泥量100 P1 qQ100 P2式中 P2 脱水后污泥含水率。设计中 P

21、2 75%q 120.96 100 97 72.576 m3 d100 95脱水后干污泥重量为：2、加药量计算 本设计中用带式压滤机脱水的污泥， 采用聚丙烯酰胺絮凝剂， 对于混合污水 污泥投加量按干污泥重的 0.15% 0.5% 计算，设计中取 0.4% 计算。则 W 0.4%M 0.004 18144 72.576kg d3、脱水机型号的选择设计中选用 3台DY 3000型带式压滤机， 2用1备，带式压滤机的主要技 术指标为 800kg h，泥饼含水率 75% 。工作周期定为 12小时。则每次处理的泥量为： m 800 12 2 19200kg d5.5.3附属设施计算1、污泥贮池V V0

22、qT353.76m3式中 V 污泥贮池容积， m3 ；污泥贮池所需容积：3V 120.96 6.72 2 107.52 m3T 排泥时间， h 。设计中采用间歇排泥，排泥时间 T 2h，带式压滤机工作周期 t 18h ， 脱水污泥量： q Q 120.96 6.72 m3 h18 18设计中取 2 座污泥贮池，每座污泥贮池所需的容积为：V 107.5222污泥贮池采用圆形池体，体积计算如下：D2h2 1D24hdDdh3 tan32h h h3h tan d2式中 V 污泥贮池的容积， m3 ； D 污泥贮池的直径， m ；m；d 污泥斗的直径， m ； h2 污泥贮池有效水深，h3 污泥斗高度， m；污泥斗倾角，一般采用 60 。设计中 D 4.0m d 1.0m h2 3.2m 6041h