第三章 污泥处理设计计算
5.1污泥处理(sludge treatment)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?1.203704m3s?4333.3m3h 剩余污泥量为：Qs?524.76m3d?21.865m3h
总污泥量为：Q?Q1?Qs?4333.3?21.865?4355.165m3h
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。
4355.165则 每台回流泵的流量为：?1088.79m3h?302.4Ls
4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，
302.4?5则 V??60?90.72m3
1000有效水深设为h?2.0m
V90.72集泥池的面积为：A???45.36m2
h2集泥池尺寸为：L?B?8?6m
5.2.2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-（-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350mm，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50QW24-20-4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： 1）污泥固体负荷宜采用30～60 kg/(m2·d)； 2）浓缩时间不宜小于12h；
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1～2 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524.76m3d?0.006m3s，设计中选用2
Q1?0.003m3s。座浓缩池，单池流量为：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?Q1 v0d0?4A?
式中 A——浓缩池中心进泥管面积，m2； v0——中心进泥管流速，一般小于0.03ms；
d0——中心进泥管直径，m。 设计中取 v0?0.03ms A? d0?0.003?0.1m2 0.034?0.1?0.357m，取d0?400mm 3.14 管内的实际流速为：v??4Q14?0.003??0.124ms?0.03ms ?d023.14?0.42 2、中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度 h3?Q1 v1?d1式中 h3——中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度，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0.02~0.03ms；
d1——喇叭口直径，一般采用d1?1.35d0?1.35?0.4?0.54m。 设计中取 v1?0.025ms h3?0.003?0.071m
0.025?3.14?0.543、浓缩后分离出来的污水量
q?QP?P99.3?971?0.003??0.0023m3s
100?P100?9714、浓缩池有效面积
F?Q16.36
??45.45m2v0.0001?3600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?0.00005~0.0001ms。 F?5、浓缩池直径
0.0023?23m2 0.0001D?4??A?F???4??23?0.1?3.14?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?12h
h2?0.0001?12?3600?4.32m 6、浓缩后剩余污泥量
Q2?Q1?100?P100?99.3?0.003??0.0007m3s?60.48m3d
100?P100?9717、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?，r1?0.30m，r2?2.71m
h5??r2?r1??tan???2.71?0.30??tan60??4.17m
污泥斗容积为：
3.14?4.17??2.712?2.71?0.3?0.32??27.0m3
338、污泥在泥斗中的停留时间 V??h5??r12?r1r2?r22??T?V27.0??10.71h
3600Q20.0007?3600? 介于10～16之间，符合要求。 9、浓缩池总高度
H?h1?h2?h3?h4?h5