污泥處理工藝計(jì)算2概要

1、第三章 污泥處理設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 污泥處理 ( sludge treatmen)t 的目的與處理方法5.1.1 污泥處理的目的 污水廠在處理污水的同時(shí)，每日要產(chǎn)生產(chǎn)生大量的污泥，這些污泥含有大 量的易分解的有機(jī)物質(zhì)， 對(duì)環(huán)境具有潛在的污染能力， 若不進(jìn)行有效處理， 必然 要對(duì)環(huán)境造成二次污染。 同時(shí)，污泥含水率高， 體積龐大，處理和運(yùn)輸均很困難。 因此，在最終處置前必須處理，以降低污泥中的有機(jī)物含量，并減少其水分。使 之在最終處置時(shí)對(duì)環(huán)境的危害減少之限度。1、減量：降低污泥含水率，減小污泥體積；2、穩(wěn)定 ( satabilization) ：去除污泥中的有機(jī)物，使之穩(wěn)定；3、害化：殺滅寄生蟲卵和

2、病原菌；4、污泥綜合利用。 剩余污泥來自氧化溝，活性污泥微生物在降解有機(jī)物的同時(shí)，自身污泥量 也在不斷增長(zhǎng)， 為保持曝氣池內(nèi)污泥量的平衡， 每日增加的污泥量必須排除處理 系統(tǒng)，這一部分污泥被稱作剩余污泥。 剩余污泥含水率較高， 需要進(jìn)行濃縮處理， 然后進(jìn)行脫水處理。5.1.2污泥處理的原則1、城鎮(zhèn)污水污泥，應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件和環(huán)境條件進(jìn)行減量化、穩(wěn)定化和 無害化處理，并逐步提高資源化程度。2、污泥的處置方式包括用作肥料、作建材、作燃料和填埋等，污泥的處理 流程應(yīng)根據(jù)污泥的最終處置方式選定。3、污泥作肥料時(shí)，其有害物質(zhì)含量應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。4、污泥處理構(gòu)筑物個(gè)數(shù)不宜少于 2 個(gè)，按同時(shí)工

3、作設(shè)計(jì)。污泥脫水機(jī)械可 考慮一臺(tái)備用。5、污泥處理過程中產(chǎn)生的污泥水應(yīng)返回污水處理構(gòu)筑物進(jìn)行處理。 污泥處理過程中產(chǎn)生的臭氣，宜收集后進(jìn)行處理。5.1.3 污泥處理方法的選擇 污泥處理的一般方法與流程的選擇、當(dāng)?shù)貤l件、環(huán)境保護(hù)要求、投資情況、 運(yùn)行費(fèi)用及維護(hù)管理等多種因素有關(guān)。5.2 污泥泵房設(shè)計(jì)污泥泵房的設(shè)計(jì)包括回流污泥泵的選擇和剩余污泥泵的選擇計(jì)算。5.2.1 集泥池計(jì)算回流污泥量為： Q1 RQ 0.8 1.50463 1.203704m3 s 4333.3m3 h剩余污泥量為： Qs 524.76 m3 d 21.865m3 h總污泥量為： Q Q1 Qs 4333.3 21.865

4、4355.165m3 h設(shè)計(jì)中選用 5臺(tái)（4用 1備）回流污泥泵， 2臺(tái)（1用 1備）剩余污泥泵。 則 每臺(tái)回流泵的流量為： 4355.165 1088.79 m3 h 302.4 L s4 泵房集泥池有效容積按不小于最大一臺(tái)泵（回流泵） 5 分鐘出水量計(jì)算， 則 V 302.4 5 60 90.72m31000 有效水深設(shè)為 h 2.0m 集泥池的面積為： A V 90.72 45.36m2h2 集泥池尺寸為： L B 8 6m5.2.2回流污泥泵的選擇二沉池水面相對(duì)地面標(biāo)高為 0.513m, 厭氧池前的集配水井水面相對(duì)標(biāo)高為 2.538m，則污泥回流泵所需提升最小高度為： 2.538- （

5、-7.507 ） 10.045m選用 350QW1200-18-90型的潛水排污泵， 單臺(tái)提升能力為 1200m3/h ，提升高 度為 18m,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=990r/min, 功率 N=90kW，效率為 82.5%，出口直徑為 350 mm，重量為 2000kg。5.2.3剩余污泥泵的選擇豎流式濃縮池最高泥位（相對(duì)地面為） 4.96m，剩余污泥泵房最低泥位為 -7.057-2=-9.057m, 則污泥泵靜揚(yáng)程為 H0=4.96+9.057 14.017m，污泥輸送管道壓 力損失為 2.0m，自由水頭為 1.0m，則污泥泵所需揚(yáng)程為 H=H0+2+1=17.017m。選用 50QW24-20

6、-4型的潛水排污泵，單臺(tái)提升能力為 24m3/h ，提升高度為 20m,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1440r/min, 功率 N=4kW，效率為 69.2%，出口直徑為 50mm，重 量為 121kg。5.3 污泥濃縮池 污泥處理的主要目的是去除污泥顆粒中的空隙水， 減少污泥體積， 從而降低 后續(xù)處理構(gòu)筑物和設(shè)備的負(fù)荷，減少處理費(fèi)用。常用的污泥濃縮有重力濃縮法、氣浮濃縮法和離心濃縮法。 本設(shè)計(jì)中采用間歇式重力濃縮池中的豎流濃縮池。5.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)及原則1、濃縮活性污泥時(shí)，重力式污泥濃縮池的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列要求：21）污泥固體負(fù)荷宜采用 3060 kg/（m 2·d）；2）濃縮時(shí)間不宜小于 1

7、2h；3）由生物反應(yīng)池后二次沉淀池進(jìn)入污泥濃縮池的污泥含水率，為 99.2%99.6%時(shí)，濃縮后污泥含水率可為 97%98%；4）有效水深宜為 4m； 采用柵條濃縮機(jī)時(shí)，其外緣線速度一般宜為 12 m/min ，池底坡向泥斗的 坡度不宜小于 0.05 。2、污泥濃縮池一般宜設(shè)置去除浮渣的裝置。3、當(dāng)采用生物除磷工藝進(jìn)行污水處理時(shí)，不應(yīng)采用重力濃縮。4、當(dāng)采用機(jī)械濃縮設(shè)備進(jìn)行污泥濃縮時(shí)，宜根據(jù)試驗(yàn)資料或類似運(yùn)行經(jīng)驗(yàn) 確設(shè)計(jì)參數(shù)。5、污泥濃縮脫水可采用一體化機(jī)械。6、間歇式污泥濃縮池應(yīng)設(shè)置可排出深度不同的污泥水的設(shè)施。5.3.2 豎流濃縮池進(jìn)入豎流濃縮池的剩余污泥量為 524.76 m3 d 0.

8、006m3 s ，設(shè)計(jì)中選用 2座濃縮池，單池流量為： Q1 0.003m3 s。設(shè)計(jì)中濃縮前污泥含水率為 P 99.3% ， 濃縮后污泥含水率為 P1 97% 。5.3.3 豎流濃縮池的設(shè)計(jì)計(jì)算1、中心進(jìn)泥管面積A Q1v0式中 A 濃縮池中心進(jìn)泥管面積， m2；設(shè)計(jì)中取 v0 0.03m sA 0.003 0.1m20.03d043.104.1 0.357m，取 d0 400mm管內(nèi)的實(shí)際流速為：4Q14 0.00322 d02 3.14 0.420.124 m s 0.03m s2 、中心進(jìn)泥管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3Q1v1 d1式中 h3中心進(jìn)泥管喇叭口與反射板之間的縫隙高度

9、， m ；v1污泥從中心進(jìn)泥管喇叭口與反射板之間縫隙流出速度，一般采用0.02 0.03m s ；d1 喇叭口直徑，一般采用 d1 1.35d0 1.35 0.4 0.54m設(shè)計(jì)中取 v1 0.025m sh30.0030.025 3.14 0.540.071m3、濃縮后分離出來的污水量q Q P P1 0.003 99.3 97 0.0023 m3 s100 P1100 974、濃縮池有效面積FQ16.360.0001 360045.45m式中 F 濃縮池水流面積， m2 ；v 污水在濃縮池內(nèi)上升流速，一般采用 v 0.00005 0.0001m s23m20.0023F0.00015、濃縮

10、池直徑D 4 A F 4 23.3140.1 5.42m 有效水深： h2 vt式中 h2 濃縮池有效水深， m；t 濃縮時(shí)間，不小于 12h。設(shè)計(jì)中取 t 12hh2 0.0001 12 3600 4.32mQ2 Q1100 P100 P16、濃縮后剩余污泥量0.003 100 99.3 0.0007 m3 s 60.48 m3 d100 977、濃縮池污泥斗容積 污泥斗設(shè)在濃縮池底部，采用重力排泥h5 r2 r1 tan式中 h6 污泥斗高度， m；r2 濃縮池半徑， m ；r1 污泥斗底部半徑，一般用 0.5m 0.5m ；污泥斗傾角，圓形池污泥斗傾角 55 。設(shè)計(jì)中取污泥斗傾角60 ，

11、r1 0.30m， r2 2.71mh5 r2 r1 tan 2.71 0.30 tan60 4.17m污泥斗容積為：2 2 3.14 2 2 3 Vh5r12r1r2r224.172.7122.71 0.30.3227.0m3338、污泥在泥斗中的停留時(shí)間V3600Q227.00.0007 360010.71h介于 1016 之間，符合要求。9、濃縮池總高度式中 h1 超高， m ；h4 緩沖層高度， m。設(shè)計(jì)中取超高 h1 0.3 m，緩沖層高度 h4 0.4mH h1 h2 h3 h4 h5 0.3 4.32 0.071 0.4 4.17 9.161m10、濃縮池溢流出水經(jīng)過溢流堰進(jìn)入出

12、水槽， 然后匯入出水管排出。 出水槽 流量q 0.0023m3 s ，設(shè)出水槽寬 b 0.15m ，水深為 0.10 m ，則水流速為 0.31m s。溢流堰周長(zhǎng)： c D 2b 3.14 5.24 2 0.15 15.51m溢流堰采用單側(cè) 90 三角形出水堰，堰寬 0.16m ，深 0.08m 。每格沉淀池有15.510.1697個(gè)三角堰。三角堰的流量為：Q3 0.090723 0.0000237m3 s三角堰堰水深為：22h 0.7Q35 0.7 0.00002375 0.010m三角堰后自由跌落 0.10m ，則出水堰水頭損失為 0.10 0.01 0.11m11、排泥管濃縮剩余污泥量為

13、 0.0007m3 s，泥量小，采用間歇排泥方式，污泥斗容積30.24m3，污泥管道選用鋼筋混凝土管， 管徑為 DN 200mm ，每次排泥時(shí)間為 0.5h ，每日排泥 2 次，間隔時(shí)間為 12h60.48m3 h 0.0168 m3 s管內(nèi)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當(dāng)為非滿流時(shí)，查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)常用資料得流速為： v 0.86m s ， 坡度為： i 6.8 。濃縮池示意圖見下圖 515.4 貯泥池5.4.1 貯泥池的作用剩余污泥經(jīng)濃縮后進(jìn)入貯泥池，主要作用為：1、調(diào)節(jié)污泥量；2、藥劑

14、投加池；3、預(yù)加熱池。5.4.2貯泥池的計(jì)算貯泥池用來貯存來自濃縮池的污泥， Q 2Q2 0.0014m3 s 120.96m3 d 。由于污泥量不大，本設(shè)計(jì)采用 1 座貯泥池，貯泥池采用豎流沉淀池構(gòu)造。1、貯泥池的容積QtV24N式中 t 貯泥時(shí)間，一般采用 812h 。 設(shè)計(jì)中取 t 8h120.96 8 3V 40.32m324貯泥池設(shè)計(jì)容積： V a2h2 1h3 a 2 ab b22 3 3 ab h3 t an 32式中 V 貯泥池設(shè)計(jì)容積， m3 ；a 污泥貯池邊長(zhǎng)， m ；b 污泥斗底邊長(zhǎng)， m ；h2 貯泥池有效水深， m；污泥斗傾角，一般采用 60 。設(shè)計(jì)中取 60 ，a

15、3.5m，h2 2.5m ，污泥斗底為正方形，邊長(zhǎng)為 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、貯泥池高度計(jì)算H h1 h2 h3式中 h1 貯泥池超高， m。設(shè)計(jì)中取 h1 0.3mH 0.3 2 .5 2.17 m4.貯泥池示意圖如下圖 52圖5-2 貯泥池示意草圖3、管道部分設(shè)計(jì)貯泥池中設(shè) DN 200mm 的吸泥管兩根。5.5 污泥脫水污水處理過程中所產(chǎn)生的污泥，一般是帶水的顆?；蛐鯛钍杷山Y(jié)構(gòu)。污泥 經(jīng)濃縮后

16、，尚有 97%的含水率，體積仍然龐大。 因此，為了綜合利用和最終處置， 需要對(duì)污泥進(jìn)行干化和脫水處理， 使污泥含水率降到 85% 以下，以縮減污泥體積。在污泥脫水前要對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)整，改善污泥的脫水性能。工程上調(diào)整的主要方法為投加絮凝劑，一般采用高分子絮凝劑污泥脫水的方法很多，一般有：真空過濾、板框壓濾、帶式壓濾和離心過濾等。各種脫水機(jī)各有其優(yōu)缺點(diǎn)如表 5-1表 5-1 一些脫水機(jī)的主要特點(diǎn)類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)主要設(shè)計(jì)和選擇參數(shù)適用條件污泥干化場(chǎng)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，耗電少占地面積大， 受 季 節(jié)和 氣 候影響較大， 勞動(dòng)強(qiáng)度大年蒸發(fā)量 - 年降雨量 =污 泥脫水量氣候干燥、 用 地不緊張地 區(qū)的小型污

17、水處理廠機(jī) 械 脫 水板框 壓濾機(jī)泥餅含水率低， 構(gòu)造簡(jiǎn)單，體積 小，節(jié)省后續(xù)處 理的費(fèi)用，污泥 調(diào)節(jié)藥劑的投量 少間歇式操作， 生產(chǎn)效率低， 設(shè)備投資大， 勞動(dòng)強(qiáng)度大， 不 能 連續(xù) 工 作壓力：0.2 0.4MPa 產(chǎn)泥率： 210kg m2 h適用于采用 干燥、焚燒、 填埋處理的 污泥，適用小 型污水處理帶式 壓濾機(jī)連續(xù)生產(chǎn)，效率 高，設(shè)備少，投 資較少，勞動(dòng)強(qiáng) 度少，能耗維護(hù) 費(fèi)用低污 泥 調(diào)節(jié) 藥 劑費(fèi)用大，運(yùn) 行費(fèi)用高，泥 餅 含 水率 較 高產(chǎn)泥率：初沉污泥 +剩余 污泥=120 350kg m2 h 初沉污泥 = 250 500kg m2 h適用于大、 中、小型、污 水處理廠真

18、空 轉(zhuǎn)鼓 過濾機(jī)連續(xù)生產(chǎn)，工作 效率高，運(yùn)行穩(wěn) 定，可自動(dòng)控制附屬設(shè)備多， 工序復(fù)雜，運(yùn) 行費(fèi)用高產(chǎn)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， 目前使用較 少離心 脫水機(jī)效率高，基建費(fèi) 用少，占地少， 環(huán)境好，自動(dòng)化 程度高，運(yùn)行費(fèi) 用低機(jī) 械 設(shè)備 復(fù) 雜，電耗大， 噪聲大根據(jù)離心機(jī)轉(zhuǎn)速和泥餅含水率等參數(shù)計(jì)算發(fā)達(dá)國(guó)家使 用較多，使用 于大、 中、小 型污水處理 廠本設(shè)計(jì)中選用帶式壓濾機(jī)。5.5.1設(shè)計(jì)參數(shù)及原則1、污泥機(jī)械脫水的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1）污泥脫水機(jī)械的類型，應(yīng)按污泥的

19、脫水性質(zhì)和脫水要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選用；2）污泥進(jìn)入脫水機(jī)前的含水率一般不應(yīng)大于 98%；3）消化后的污泥，可根據(jù)污水性質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益，考慮在脫水前淘洗。4）機(jī)械脫水間的布置，應(yīng)按本規(guī)范第 5 章泵房中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，并應(yīng)考 慮泥餅運(yùn)輸設(shè)施和通道；5）脫水后的污泥應(yīng)設(shè)置污泥堆場(chǎng)或污泥料倉貯存，污泥堆場(chǎng)或污泥料倉的 容量應(yīng)根據(jù)污泥出路和運(yùn)輸條件等確定；6）污泥機(jī)械脫水間應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)施。每小時(shí)換氣次數(shù)不應(yīng)小于6 次。2、污泥在脫水前，應(yīng)加藥調(diào)理。污泥加藥應(yīng)符合下列要求：1）藥劑種類應(yīng)根據(jù)污泥的性質(zhì)和出路等選用，投加量宜根據(jù)試驗(yàn)資料或類 似運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定；2）污泥加藥后，應(yīng)立即混合反應(yīng)，并進(jìn)入脫水機(jī)。

20、3、泥餅含水率一般可為 75 80%。4、壓濾機(jī)的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列要求： 1）污泥脫水負(fù)荷應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)資料或類似運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定，污水污泥可按本規(guī) 范表 5-2 取值表 5-2 泥脫水負(fù)荷污泥類別初沉原污泥初沉消化污泥混合原污泥混合消化污泥污泥脫水負(fù)荷 kg/（m ·h）2503001502002）應(yīng)按帶式壓濾機(jī)的要求配置空氣壓縮機(jī)，并至少應(yīng)有1 臺(tái)備用；3）應(yīng)配置沖洗泵，其壓力宜采用 0.40.6MPa，其流量可按5.5 11m3/m （帶寬）·h計(jì)算，至少應(yīng)有一臺(tái)備用。5.5.2污泥設(shè)計(jì)計(jì)算1、脫水后污泥量100 P1 qQ100 P2式中 P2 脫水后污泥含水率。設(shè)計(jì)中 P

21、2 75%q 120.96 100 97 72.576 m3 d100 95脫水后干污泥重量為：2、加藥量計(jì)算 本設(shè)計(jì)中用帶式壓濾機(jī)脫水的污泥， 采用聚丙烯酰胺絮凝劑， 對(duì)于混合污水 污泥投加量按干污泥重的 0.15% 0.5% 計(jì)算，設(shè)計(jì)中取 0.4% 計(jì)算。則 W 0.4%M 0.004 18144 72.576kg d3、脫水機(jī)型號(hào)的選擇設(shè)計(jì)中選用 3臺(tái)DY 3000型帶式壓濾機(jī)， 2用1備，帶式壓濾機(jī)的主要技 術(shù)指標(biāo)為 800kg h，泥餅含水率 75% 。工作周期定為 12小時(shí)。則每次處理的泥量為： m 800 12 2 19200kg d5.5.3附屬設(shè)施計(jì)算1、污泥貯池V V0

22、qT353.76m3式中 V 污泥貯池容積， m3 ；污泥貯池所需容積：3V 120.96 6.72 2 107.52 m3T 排泥時(shí)間， h 。設(shè)計(jì)中采用間歇排泥，排泥時(shí)間 T 2h，帶式壓濾機(jī)工作周期 t 18h ， 脫水污泥量： q Q 120.96 6.72 m3 h18 18設(shè)計(jì)中取 2 座污泥貯池，每座污泥貯池所需的容積為：V 107.5222污泥貯池采用圓形池體，體積計(jì)算如下：D2h2 1D24hdDdh3 tan32h h h3h tan d2式中 V 污泥貯池的容積， m3 ； D 污泥貯池的直徑， m ；m；d 污泥斗的直徑， m ； h2 污泥貯池有效水深，h3 污泥斗高度， m；污泥斗傾角，一般采用 60 。設(shè)計(jì)中 D 4.0m d 1.0m h2 3.2m 6041h