污泥处理系统计算

4.7.5污泥浓缩池污泥浓缩池的对象是颗粒间的孔隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，便于后续污泥处理。常用污泥浓缩池分为竖流浓缩池和辐流浓缩池2种。剩余污泥含水率高，需要进行浓缩处理。设计中一般采用浓缩池处理剩余活性污泥。浓缩前污泥含水率99%，浓缩后污泥含水率97%。本设计作者选用竖流式浓缩池。进入浓缩池的剩余污泥量为0.00164m3/s，采用1个浓缩池，则浓缩池流量为：10.00164Qm3/s。（1）中心进泥管面积f100.001640.0820.02Qfv（m2）式中0v——中心进泥管流速（m/s），一般采用≤0.03(m/s)，本设计取0.02(m/s)0440.0820.3233.14fd（m）取00.35d（m）浓缩池的进泥管采用DN150mm管道，管内流速为122440.001640.09293.140.15QvD(m/s)(2)中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度3h13110.001640.05560.023.140.47Qhvd（m）取0.06（m）式中1v——污泥从中心管喇叭口与反射板间缝隙流出的速度，一般采用0.02~0.03（m/s）1d——喇叭口直径，一般采用101.351.350.350.47dd（m）（3）浓缩后分离出的污水量q01099970.001640.001110010097PPqQP（m3/s）式中P——浓缩前污泥含水率，一般采用99%0P——浓缩后污泥含水率，一般采用97%（4）浓缩池水流部分面积F0.0011220.00005qFv（m2）式中v——污水在浓缩池内上升流速，一般0.00005~0.0001v（m/s），本设计中取0.00005（m/s）（5）浓缩池直径D4()4(220.082)5.30383.14FfD（m）设计中取5.4（m）（6）有效水深2h20.000051236002.16hvt（m）式中t——浓缩时间，一般采用10~16（h），设计中取12（h）（7）浓缩后剩余污泥量1'Q11010010099'0.001640.0005510010097PQQP（m3/s）47.52（m3/d）(8)浓缩池污泥斗容积V采用重力排泥方式，污泥斗设在浓缩池的底部，则污泥斗高5h为5()55(2.70.25)3.5026htgRrtg（m）取3.5(m)式中——污泥斗倾角，圆型池体污泥斗倾角≥55°，本设计取55°R——浓缩池半径，2.72DR（m）r——污泥斗底部半径，本设计取0.5（m）则污泥斗容积V为222253.14()3.5026(2.72.70.250..25)29.42933VhRRrr（m3），取29.43(m3)（9）污泥在污泥斗中停留的时间T129.4314.863600'36000.00055VTQ（h）（10）浓缩池总高度h123450.32.160.05560.33.50266.3182hhhhhh(m)取6.32(m)式中1h——超高，本设计取0.3（m）4h——缓冲层高度，本设计取0.3（m）(11)溢流堰浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量0.0011q（m3/s）设出水槽宽0.15b（m），水深0.05（m），则水流速为0.147（m/s）。溢流堰周长(2)3.14(5.420.15)16.014cDb（m）其中D——浓缩池直径，（m）b——出水槽宽，（m）溢流堰采用双侧90°三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，每格沉淀池有88个三角堰。三角堰流量0q为00.00110.00001258888qq（m3/s）则三角堰堰水深'h为20.450'0.70.70.00001250.0077hq（m）三角堰后自由跌落0.10（m），则出水堰水头损失为0.1077（m）。（12）溢流管溢流水量——0.0011q（m3/s）设溢流管管径——DN150（mm）管内流速——v=0.156（m/s）（13）排泥管浓缩后剩余污泥量1'0.00055Q(m3/s)，泥量很小，采用间歇排泥方式，污泥斗容积为29.43m3，污泥管道选用DN150mm，每次排泥0.5h，每日排泥2次，间隔时间为12h。竖流浓缩池计算简图见图6。图6竖流浓缩池计算简图4.7.6污泥消化池污泥消化分为好氧消化和厌氧消化两种方式。厌氧消化是传统的消化方法，其原理是通过厌氧微生物的作用将污泥中的有机物、贮存在微生物体内的有机物以及部分生物体转化为甲烷，从而达到污泥稳定；好氧消化则是通过供氧在好氧条件下对污泥进行稳定。从可持续发展的角度，本设计选用厌氧消化。①消化池有效容积VV=Q=47.525%=950.4(m3)式中Q——污泥量，剩余污泥量经浓缩后为47.52（m3/d）——污泥投配率，取5%采用2座消化池，则单池容积VO=V/2=475.2(m3)②消化池尺寸[25]本设计采用圆柱形消化池。柱体部分直径取D为10m，集气罩直径d1取4m，池低下锥底直径d2采用4m。集气罩高度h1取1.5m，上锥体高度h2取2m，消化池柱体高度h3取5m（D/2），下锥体高度h4取2m。则消化池总高度H=h1＋h2＋h3＋h4=1.5＋2＋5＋2=10.5(m)③消化池容积集气罩容积V1=421dh1=441432.×1.5=18.84(m3)弓形部分容积V2=24h2(3D2＋4h22)=24143.×(3×102＋4×22)=41.34(m3)圆柱部分容积V3=42Dh3=23.14104×5=392.5(m3)下锥体部分容积V4=31h4[(2D)2＋2D×22d＋(22d)2]=31×3.14×2×(52＋5×2＋22)=81.64(m3)则消化池有效容积V0=V3＋V4=392.5＋81.64=474.14(m3)④消化池表面积集气罩表面积F1=214d＋11hd=4143.×42＋3.14×4×1.5=12.56＋18.84=31.4(m2)池顶表面积F2=2244h(＋D)=4143.×(4×22＋10)=20.41(m2)则池盖总表面积F=F1＋F2=51.81(m2)消化池全部在地面以上，则池壁表面积F3=3.14Dh3=3.14×10×5=157(m2)池底表面积F5=L(222dD)其中L=24222hdD)(=22104()22=3.61(m)则F5=3.14×3.61×(5＋2)=79.35(m2)4.7.7污泥脱水从污泥消化池排出的污泥含水率约95%左右，体积很大。因此，为了便于综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理，使其含水率降至60%~80%，从而大大缩小污泥的体积。①脱水污泥量计算脱水后污泥量1021001009747.525.702410010075PQQP(m3/d)式中0Q——脱水前污泥量，本设计中为47.52（m3/d）1P——脱水前污泥含水率，本设计中为97%2P——脱水后污泥含水率，本设计中取75%脱水后干污泥重量2(1)10005.7024(175%)10001425.6MQP(kg/d)污泥脱水后形成泥饼，用小车运走，分离液返回处理系统前端进行处理。②脱水机的选择机械脱水方法有真空吸滤法、压滤法和离心法。目前常用的脱水机械主要有：真空转鼓过滤机、板框压滤机、带式压滤机、离心机。各种脱水机的主要特点是：真空转鼓过滤机：能够连续生产，可以自动控制，构造复杂，附属设备多，运行费用高，适用于工矿企业；板框压滤机：构造简单，劳动强度大，不能连续工作，适用于小型污泥处理装置；带式压滤机：可以连续工作，脱水效率高、噪音小、能耗低、操作管理方便，应用范围广，适合大中小型污泥处理装置；离心机：构造简单、脱水效果好，动力消耗大，噪声较大，应用广泛，适用大中小型污泥处理装置。过滤流量47.52m3/d，设置2台压滤机，1用1备，每台每天工作8h。则每台压滤机处理量Q=47.528=5.94(m3/h)加药量计算：设计流量——47.52（m3/d）絮凝剂——(PAM)聚丙烯酰胺投加量以干固体的0.4%计W=0.4%×(47.52×3%＋125×5%)×60%=0.0184(t)设计中选取DYⅠ-1000型带式压滤机2台，1用1备。滤带有效宽度为1000mm，滤带运行速度为0.8~9m/min，重力过滤面积为3.1m2，压榨过滤面积为4.6m2，清洗水压力为≥0.5MPa，电动机功率为3kW，外形尺寸为5750mm×1856mm×2683mm。