课程设计5-污泥处理设施

第4章污泥系统处理工艺设计4.1工艺流程的选择4.1.1概述在污泥处理的过程中，分离和产生出大量的污泥，这些污泥含水率高，容积大，不便于输送于处置；同时还含有大量的有机物，使污泥易腐化发臭，此外污泥还含有一些有毒有害物质，所以必须对其进行有效处理，并达到如下四个目的：（1）稳定化去除污泥中的有机物；（2）减量化降低含水率，减小污泥体积；（3）无害化杀死寄生虫卵和病原微生物；（4）污泥综合利用实现污泥资源化。4.1.2处理工艺流程选择（1）生污泥——浓缩——消化——机械脱水——最终处理（2）生污泥——浓缩——机械脱水——最终处理（3）生污泥——浓缩——消化——机械脱水——焚烧——最终处理由于本工艺采用A/O工艺，而且污泥龄为13天，比较短，因此污泥处理需要消化；所以选择流程（1）为最终污泥处理工艺，操作简单，节省投资，可降低运行管理费用。4.1.3污泥处理流程处理流程见下图4.1剩余污泥浓缩池污泥泵消化池污泥脱水机房初沉池污泥泥饼外运图4.1污泥处理流程图4.2回流污泥泵房4.2.1回流污泥量的计算5958.3%100RQQR=5958.3m3/h=1655L/s其中:QR—回流污泥量Q—二沉池污泥量R—回流比，100%4.2.2污泥提升设备的选择及设计污泥提升设备主要有污泥泵、空气提升器和螺旋泵本设计为减少提升过程中的复氧，使缺氧段DO最低，以利于脱氮除磷。故提升设备采用潜污泵。污泥由二沉池流入集泥井，再由潜污泵打到A/O池前端，污泥的提升高度为8m左右。根据污泥量选用五台400QW1500-10-75污泥泵，四用一备，其型号、规格如下：表4-1400QW1500-10-75污泥泵性能参数型号流量Q（m3/h）扬程H（m）功率（kw）效率（%）生产厂家400QW1500-10-751500107582.07江苏亚太泵业集团公司4.3浓缩池的设计4.3.1设计参数1．污泥浓缩时间采用12～16h2．浓缩前含水率：一沉池污泥含水率为97%二沉池污泥含水率为99.2～99.6%3．浓缩后污泥含水率97%4.3.2污泥量的计算1．一沉池污泥量Q124100011SNQS—每人每日污泥量，0.36～0.83dcapL/，取0.5dcapL/N1—按SS计算的当量人口数,82.5410人2410008250005.01Q=17.2m3/h=412.8m3/d2.二沉池剩余污泥量Q2Q2=31080008360=1045m3/d=43.54m3/h4.3.3浓缩池尺寸的设计设两座浓缩池一沉池的污泥不浓缩，直接重力自流到污泥泵房。只将二沉池的污泥投配到浓缩池进行浓缩，单个浓缩池计算泥量为：254.4322QQ=21.77m3/h1.取浓缩池停留时间T=16hV=QT=21.77×16=348.8m32.取有效泥深h’1=4m由D=m5.10414.38.34844HV取D=11m取=10o,则h2=oDtg1021=0.97m3.污泥斗容积322217.30)211(97.014.331)2(31mDhV322129.379)211(414.3)2(mDhV3218.3486.410mVV4.泥的有效高度mDVQh34.31114.3417.301677.2141162211取超高mh3.03则浓缩池总高mhhhH61.43.097.034.33215.分离污水量hmPPPQq/96.1597100972.9977.211003221式中：Q——进入单个浓缩池的泥量1P——浓缩前污泥浓度，99.2%2P——浓缩后污泥浓度，97%则16小时后分离污水量336.2551696.15mq6.浓缩后剩余污泥量hmPPQq/8.5971002.9910077.21100100321/每天浓缩池剩余污泥量V2=5.8×24=139.2m37.浓缩后泥位泥位降落量V2－V锥=139.2－30.7=108.5m3mDVVh14.11114.3415.10841222锥8.中心筒直径取中心筒流速V=0.25m/s则直径为18.0360025.014.377.2144VQDm故浓缩池进泥管径取200mm，出泥管径取200mm4.3.3刮泥机的选择手册上没有这个型号的刮泥机，所以将以上参数提供给厂家直接定做。4.4贮泥池及提升污泥泵污泥从浓缩池被排除后，没有压力进入污泥脱水机房，因此应设贮泥池，使污泥由浓缩池排入贮泥池，再由污泥泵将其提升，以便顺利进入消化池。4.4.1贮泥池1．贮泥池的容积贮泥池内贮有8h的泥量3m4.230825.82.17W）（2．贮泥池的尺寸将贮泥池设计为长方形，其L×B×H=10×6×5m4.4.2污泥泵的选择泵的流量按脱水机房处理污泥量计算，则Q=Q/=2Q+Q1=5.8×2+17.2=28.8m3/h选用50WZB30-25型泥浆泵2台，1用1备，其技术参数如下表4-2。表4-250WZB30-25型泥浆泵技术参数型号流量（hm/3）扬程（m）转速（m/min）轴功率（KW）电机功率（KW）效率（%）汽蚀余量（m）生产厂家50WZB30-25302529004.085.5503.7赣州水泵厂4.5污泥消化池4.5.1工艺参数的确定1)厌氧消化的温度，中温消化（适应温度为30-36℃）;高温消化（适应温度为50-53℃）2）中温消化时间约为20d—30d，高温消化约为10d—15d。3）中温消化的投配率以5%—8%为宜。4）池径一般为6m—35m，池总高与池径之比取0.8—1.0.5)池底、池盖倾角一般为15o—20o，池顶集气罩直径取2m—5m，高1m—3m。6）搅拌：新鲜污泥投入消化池后，应及时加以搅拌，使新、熟污泥充分接触。搅拌方法有沼气搅拌，水力提升搅拌和螺旋搅拌。本设计采用沼气搅拌。7）C/N比一般为（10—20）：1。8)酸碱度：甲烷菌的适宜pH值为6.6—7.8，最佳pH值在6.8—7.2之间。4.5.2消化池的计算本设计采用一级厌氧消化工艺。下面为消化池的主要尺寸：（1)消化池的总容积：V1=3/1104010052.1398.412100mnV式中：V—生污泥量（m3/d）n—污泥投配率，本设计取5%，消化时间为20d。用一级消化，采用两个消化池，则每个消化池的容积为V：V=3552021104021mV取5600m3（2）拟采用消化池的尺寸见上图，消化池直径23米，集气罩直径d1=2m，高h1=2m，池底锥底直径d2=2m，锥角15o，h2=4h=2.8m,消化池柱体高度h3应大于2D=11.5m，采用h3=12m消化池总高度H=h1+h2+h3+4h=2+2.8+12+2.8=19.6m。消化池各部分容积：V1=3212128.624214.34mhdV2=32226.3878.242314.331431mhDV3=323249831242314.34mhDV4=V2=387.6m3消化池总容积：V0=V2+V3+V4=387.6+4983+387.6=5758.25600m3（合格）（3）消化池各部分表面积计算：集气罩表面积：F1=2211217.152214.34214.34mhdd池上盖表面积等于池底表面积F2=)22(1dDl=3.14529.423)22223(8.10Fm所以：F1+F2=15.7+423.9=439.6m2地面以上部分F3255.50572314.3mDh地面一下部分F2641.36152314.3mDh4.6污泥控制室4.6.1污泥控制室共设三层，首层为半地下式泵房，设污泥投配循环泵，二层为污泥加热系统，三层为闸阀控制系统及值班室。4.6.2选泵每次投配泵的新鲜污泥量：3412.8139.2552/wQmd扬程估算：消化池最高泥位取地面上10m，浓缩池最低泥位取地面以下4.5m，则污泥投配泵的几何扬程为：0104.514.5Hm取水头损失1.5m,H=0H+1.5=16m每隔12小时投配污泥一次，设5台污泥投配泵，每次工作一小时，4用1备。则每台泵的一次流量为：3552138/4mh下面为污泥投配泵的参数见下表：型号流量（3/mh）扬程（m）转速（r/min）功率（KW）效率（%）出口直径（mm）重量（Kg）生产厂家150QW140-18-151401814601573150360江苏亚太泵业集团公司4.6.3沼气压缩机的选择1）搅拌用气量3220.561.12/QQms总2）设两台压缩机，则每台压缩机流量为：300.56/2QQms总3）功率计算沼气压缩机的功率按每立方米池容功率为5—8W，按6W计算，每台对应一座消化池，则单台功率为：P=VQ=65600=33600W4.6.4沼气相关的计算1、沼气产气量的计算（1）产气量计算，按新鲜污泥产气量103m3沼气/m污泥（2）每天污泥量为：412.8+139.2=5523dm/（3）故产气量为：10552=55203dm/2、贮气柜容积计算（1）利用单级低压浮盖式湿式贮气柜，贮气柜的有效容积采用平均日产气量的50%计：3552050%2760/Vmd设2座贮气柜，则每个贮气柜的容积为：3276013802vm贮气柜平均直径取15m，则贮气柜的部分高度为：2213807.80.7850.78515vHmD取8m.4.6污泥脱水机房4.6.1概述（1）污泥有泥泵打到压滤机，加药时药剂在溶解池内搅拌加入清水溶解，经加药泵打入压滤机与污泥反应脱水，泥饼经皮带输送外运。（2）压滤机的选择本工艺采用带式压滤机，其优点有：①运行可连续运转，生产效率高，噪音小；②耗电少，仅为真空过滤机的十分之一；③低速运转时，维护管理简单，运行稳定可靠；④运行费用低，附件设备较少。4.6.2设计1.脱水污泥量经消化池浓缩的污泥含水率按P=95%计，消化后污泥按减量30%计，则消化后的污泥体积为：31n10010097(130%)55270%231.8/10010095PQQmdP2.脱水工艺采用带式压滤机脱水机房内设有加药和溶药设备，投加药剂为聚丙烯酰胺，投加量为污泥量的3%，则脱水剂的用量为：M=231.8（1-95%）3%=0.348t/d=348kg/d3、压滤机的选择:带式压滤机的带宽：B=KPQ=0.140.97231.8/24=1.31m取2.0m压滤机型号:采用DY—2000带式压滤机2台，1用1备，其规格如下表4-3。表4-3DY—2000带式压滤机规格型号过滤带产泥量Kg/h泥饼含水率（%）电动机重量（kg）宽度(mm)速度（m/s）型号功率（Kw）转速（r/min）DY—200020000.4-4.050-50070-80YCT-32-42.211000-12505500脱水机安装尺寸4970×2725×1875(高)4.脱水机房内设2台计量泵(用于加药)，2台反冲洗水泵，它们各自对应一台压滤机，加药间同脱水机房合建。反冲洗水泵型号：DA-509,参数流量：183/mh，扬程：85.5m，电动机功率7.5Kw，转速：2950r/min.5.计量泵的选择选用J-Z16/25.0型柱塞计量泵,性能参数如下表4-4。表4-4J-Z16/25.0型柱塞计量泵性能参数型号流量(L/s)排出压力(MPa)泵速(次/min)电动机功率(Kw)进出水直径(mm)重量(Kg)J-Z16/25.01610—251260.758230重庆水泵厂,外型尺寸如下:790×715×575mm4.6.3脱水机房的布置图4.2脱水机房平面布置图4.7事故干化场污泥干化场用于在脱水机房发生事故时，用于浓缩池的设施。1.按贮存5天的浓缩池泥量计算Q=228.6×5=11433m2.设干化场