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：h m s m RQ Q 3313.4333203704.150463.18.0==⨯== 剩余污泥量为：h m d m Q s 33865.2176.524==总污泥量为：h m Q Q Q s 31165.4355865.213.4333=+=+=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：s L h m 4.30279.10884165.43553==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 372.9060100054.302m V =⨯⨯=有效水深设为m h 0.2=集泥池的面积为：236.45272.90m h V A ===集泥池尺寸为：m B L 68⨯=⨯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1200m 3/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H 0=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=H 0+2+1=17.017m 。

选用50QW24-20-4型的潜水排污泵，单台提升能力为24m 3/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/(m 2·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524.763m d 30.006m s =，设计中选用2座浓缩池，单池流量为：310.003Q m 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1P =97%。

5.3.3竖流浓缩池的设计计算1、中心进泥管面积 1Q A v =04Ad π=式中 A ——浓缩池中心进泥管面积，2m ； 0v ——中心进泥管流速，一般小于0.03m s ；0d ——中心进泥管直径，m 。

设计中取 00.03v =m s 20.0030.10.03A m == 040.10.3573.14d m ⨯==，取0400d mm = 管内的实际流速为：1220440.0030.1240.033.140.4Q v m s m s d π⨯'===<⨯ 2、中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度 1311Q h v d π=式中 3h ——中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度，m ；1v ——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 ；1d ——喇叭口直径，一般采用101.35 1.350.40.54d d m ==⨯=。

设计中取 10.025v m s = 30.0030.0710.025 3.140.54h m ==⨯⨯3、浓缩后分离出来的污水量31199.3970.0030.002310010097P P q Qm s P --==⨯=--4、浓缩池有效面积245.4536000001.036.16m v Q F =⨯==式中 F ——浓缩池水流面积，2m ；v ——污水在浓缩池内上升流速，一般采用0.00005~0.0001v m s =。

20.0023230.0001F m == 5、浓缩池直径()()44230.1 5.423.14A F D m π⨯+⨯+===有效水深：2h vt =式中 2h ——浓缩池有效水深，m ；t ——浓缩时间，不小于12h 。

设计中取12t h =20.0001123600 4.32h m =⨯⨯= 6、浓缩后剩余污泥量3321110010099.30.0030.000760.4810010097P Q Q m s m d P --=⋅=⨯==--7、浓缩池污泥斗容积污泥斗设在浓缩池底部，采用重力排泥 ()521tan h r r α=-⋅ 式中 6h ——污泥斗高度，m ； 2r ——浓缩池半径，m ；1r ——污泥斗底部半径，一般用0.50.5m m ⨯； α——污泥斗倾角，圆形池污泥斗倾角55≥︒。

设计中取污泥斗倾角60α=︒，10.30r m =，2 2.71r m =()()521tan 2.710.30tan60 4.17h r r m α=-⋅=-⨯︒=污泥斗容积为：()()2222351122 3.144.17 2.71 2.710.30.327.033V h r r r r m π=⋅⋅++=⨯⨯+⨯+=8、污泥在泥斗中的停留时间 227.010.7136000.00073600V T h Q ===⨯介于10～16之间，符合要求。

9、浓缩池总高度12345H h h h h h =++++式中 1h ——超高，m ； 4h ——缓冲层高度，m 。

设计中取超高3.01=h m ，缓冲层高度40.4h m =123450.3 4.320.0710.4 4.179.161H h h h h h m =++++=++++=10、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s m q 30023.0=，设出水槽宽m b 15.0=，水深为0.10m ，则水流速为s m 31.0。

溢流堰周长：()()m b D c 51.1515.0224.514.32=⨯-⨯=-=π溢流堰采用单侧︒90三角形出水堰，堰宽m 16.0，深m 08.0。

每格沉淀池有9716.051.15=个三角堰。

三角堰的流量为： s m Q 330000237.0970023.0==三角堰堰水深为：m Q h 010.00000237.07.07.052523=⨯=='三角堰后自由跌落m 10.0，则出水堰水头损失为m 11.001.010.0=+。

11、排泥管浓缩剩余污泥量为s m 30007.0，泥量小，采用间歇排泥方式，污泥斗容积324.30m ，污泥管道选用钢筋混凝土管，管径为200DN mm ，每次排泥时间为h 5.0，每日排泥2次，间隔时间为h 12。

每次排泥量：s m h m q 330168.048.605.01236000007.0==⨯⨯=管内流速：22440.01680.543.140.20q v m s D π⨯===⨯当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料得流速为：0.86v m s =，坡度为： 6.8i =‰。

浓缩池示意图见下图5—1图5-1 竖流浓缩池示意草图5.4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，d m s m Q Q 33296.1200014.02===。

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NQtV 24=式中 t ——贮泥时间，一般采用h 12~8。

设计中取h t 8=332.4024896.120m V =⨯=贮泥池设计容积：()2232231b ab a h h a V +++=()2tan 3b a h +⋅=α式中 V ——贮泥池设计容积，3m ； a ——污泥贮池边长，m ； b ——污泥斗底边长，m ； 2h ——贮泥池有效水深，m ；3h ——污泥斗高度，m ；α——污泥斗倾角，一般采用︒60。