计算书2A2O生化池污水厂污泥计算.docx
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计算书2A2O生化池污水厂污泥计算
一.a2/o工艺
设计参数
1.设计最大流量
Qmax=l,5000m3/d=625m3/h=0.174m3/s
2.进出水水质要求
表1进出水水质指标及处理程度
CODCr
B0D5
NH3-N
SS
磷酸盐(以Pil)
进水水质(mg/L)
250
100
30
150
5
出水水质(mg/L)
40
20
10
20
0.5
处理程度(%)
84%
80%
67%
87%
90%
3.设计参数计算
©•BOD5污泥负荷
2•回流污泥浓度
3•污泥回流比
N=0.13kgBOD5/(kgMLSS•d)
Xr=9OOOmg/L
R=50%
4
•混合液悬浮固体浓度(污泥浓度)
5•设MLVSS/MLSS=0.75
6•挥发性活性污泥浓度
Xv=0.75X=0.75x3000=2250mg/L
⑦.NH3-N去除率
30_
xl00%=x100%=66.7%
30
⑧.内回流倍数
e
0.667r小HII
R==
=1-0.667=2°^即2°°%
4.A2/O曝气池计算
V=Q1S():
NX
jooooxioo_2564/n3
0.13x3000
①.总有效容积
2.反应水力总停留时间
V2564…
t=—==0.26J=6.15/?
Q10000
各段水力停留时间和容积
厌氧:
缺氧:
好氧=1:
1:
4
厌氧池停留时间如=丄x6.15=1.025A,池容人=1x2564=427.3/?
?
;66
缺氧池停留时间G=-x6.15=1.025/?
池容匕小=-x2564=427.3/?
z3;66
44,
好氧池停留时间b=-x6.15=4.1/7,池容=—x2564=1709.3〃,。
66
4
.反应池有效深度
取超高为1.0m,
5.反应池有效面积
®.生化池廊道设置
设厌氧池1廊道,缺氧池1廊道,好氧池4廊道,共6条廊道。
廊道宽
4.5mo则每条廊道长度为
L=—="=31.7/?
/,取32mbn4.5x6
7.尺寸校核
J昱=7.1,±=^=1.5
h4.5D3
查《污水生物处理新技术》,长比宽在5~10间,宽比高在1~2间
可见长、宽、深皆符合要求
5.反应池进、出水系统计•算
1进水管
进水通过DN500的管道送入厌氧一缺氧一好氧池首端的进水渠道。
反应池进水管设计流量Q}=口空=0.17//s
186400
管道流速v=0.9m/s
管道过水断面面积A=(21/v=0.17/0.90=0.19/n2
取进水管管径DN500mm
校核管道流速v=2l=JHZ_=087w/5t附合
2
2进水井
污水进入进水井后,水流从厌氧段进入
设进水井宽为lm,水深0.8m
井内最大水流速度
亠=业“.2皿bh1x0.8
反应池进水孔尺寸:
取孔口流速V=0.4/77/5
孔口过水断面积
孔口尺寸取0.3X0.3m,
A=©==0.425〃,
v0.4
则孔口数
”亠曲=5
f03x0.3
式中h=4.5/n——堰宽,
H堰上水头咼,m
4出水井
Q=(l+R+b)Q=(l+O.5+2)xO.17=O.595"F/s
设流速v=0.8/7?
/5,则过水断面积
4&0.595门升,
A=——==0.74〃广
v0.8
出水井平面尺寸取为:
1.0mXl.Om
5出水管。
反应池出水管设计流量
0=Q=0.595nr/s
设管道流速v=0.8/7//5
管道过水断面积
V0.8
管径
取出水管管径DN1000mm
校核管道流速
v=—=2?
=0.76/?
?
/s,附合
A/1\2”
(尹
6剩余污泥量
降解BOD所产生的污泥量
=y(2|Sr=0.6x10000x(100-20)xl0'3=480kg/〃
内源呼吸分解泥量
VV2=KdVXv=0.06X2564x2250x10」=346.\4kg1d
不可生物降解及惰性悬浮物(NVSS)
W.=厶厂Q平X50%=(150一20)XIO'3x10000x50%=650kg/d
剩余污泥量
w=叫+%+足=480—346」4+650=783・86如〃
6.反应池回流系统讣算
1•污泥回流
污泥回流比为50%,从二沉池回流过来的污泥通过1根DN200mm的回流
管道分别进入首端的厌氧段。
反应池回流污泥渠道设计流量
2•混合液回流
混合液回流比倚=200%
混合液回流量
qr=^Q=2x\5000=30005,/〃=1255,/h=O.35〃F/s
混合液山2条回流管回流到厌氧池
单管流量
0,=—2R=—x0.35m3/s=0.175加'/s=630m'Hi
22
泵房进水管设计流速采用V=0.9z7//5
管道过水断面积
管径
4x0.194
取泵房进水管管径DN500mm
7.厌氧缺氧池设备选择
1.厌氧池、缺氧池搅拌设备
查《实用环境工程手册》,选取JBG-3型立式环流搅拌机,该机的性能参
数及外形参数分别列于下表2中:
表2JBG-3型立式环流搅拌机性能参数
配用电动机
/(kW/P)
单机服务范圉
最大插入水深
/m
重量
/kg
最大面积/m?
最大宽度/m
最大深度/m
3/8
200
14
2~6m可调
广4・5m可调
410
®.污泥回流泵
反应池回流污泥渠道设计流量
(2,=/?
x(2=0.5x=0.09/n3Is=324〃Jth
-86400
回流泵房内设2台潜污泵(1用1备),水泵扬程根据竖向流程确定。
选泵:
查《实用环境工程手册》,选取200QW400-10型潜水排污泵,该泵
的性能参数表3中:
表3200QW400-10型潜水排污泵性能参数
流量/(m3•h)
扬程
/m
转速/
(r•min"1)
功率/kW
效率/%
/kg
轴功率
配用功率
400
10
1470
13.09
18.5
81.2
660
3.混合液回流泵
混合液回流量
Qr=^Q=2x\5000=30005,/d=1255,/h=0.35〃F/s
混合液山2条回流管回流到厌氧池
单管流量
°卩=1=1X0.35m3/s=0.115m3/s=630m3/h
22
在好氧池与缺氧池之间设3台潜污泵(2用1备)
选泵:
查《实用环境工程手册》,选取250WL675-10.1型潜水排污泵,该
泵的性能参数表4中:
表4250WL675-10.1型潜水排污泵性能参数
流量/(m3•h)
扬程
/m
转速/
(r•min'1)
功率/kW
效率
/%
NPSHr
/m
重量
/kg
轴功率
配用功率
675
10.1
735
24.2
30
77
3.4
1200
8.需氧量计算
1.平均时需氧量
设二0.5,b'=0.15
O2=aQ.Sr+b'VXv
=0.5x10000x80/1000+0.15x2564x2250/1000=1265.35&gQ/d=52.7&gQ//?
2.最大时需氧量
=0.5x15000x80/1000+0.15x2564x2250/1000=1465.35£gQ/d=61.lkgQ/h
3.最大时需氧量与平均时需氧量之比
146^35=116
O21265.35
9.供气量
采用HWB-2型微孔空气曝气器,每个扩散器的服务面积为0.35/2,敷设于
池底0.2m处,淹没深度为H=2.8m,计算温度定为30°C。
查表得20。
(7和30。
€*时,水中饱和溶解氧值为:
C5(2o)=9・17〃?
g/厶;Cg)=7.63mg/厶
①.空气扩散器出口处的绝对压力
=1.013x10’+9800H=1.013x10’+9800x3.8=1.385x10%
设空气扩散器的氧转移效率£,=12%,空气离开曝气池池面时,氧的白分比
O,=21(1_E..Jx100%=21x(1_0.12)“00%=19%
79+21(1-Ea)79+21x(1-0.12)
②.曝气池混合液中平均氣饱和度
o
Cg=G呎pg;]。
/右尸7皿
p.385xl0;+19L
(2.066x10、42丿
换算为在2(rc条件下,脱氧清水的充氧量
设计中取a=0・82,P=0.95,q=1・0,C=2.0
平均时需氧量为
RC“2叽
Q・5-c]・1.0245
52.7x9.17
5(20)
0.82x[0.95x1x8.6-2]x1.02450-20
=15.3kg/h
最大时需氧量为
KjmaxpZ77
61.6x9.17
^max^S(20)
-c]・1・0245
0.82x[0.95x1x8.6-2]x1.02430_20
=88.1^//?
曝气池供气量
曝气池平均时供气量为
Gi=db;%.Zo.i2=2241J"?
//7
曝气池最大时供气量为
%』聽訂册^2&22.0心
10・所需空气压力
p=(hl+h2+力3+h4+A/?
)x9.81=(0.2+3.8+0.4+0.5)x9.81=48kPa
式中/?
+h2=0.2/h——风管到沿程与局部阻力之和
h3=3.Sm——曝气器淹没水头
h4=OAm曝气器阻力
A/z=0.5m富裕水头
11.风机选型
选离心风机3台,2用1备,则每台风机流量G为:
G=2^=2^=1311〃,/“
722
曝气器出口压力取为5.OmH:
O,根据供气量和出口圧力,选TSE-200型罗茨鼓
风机,风机有关性能参数列于表5中:
表5TSE-200型罗茨鼓风机性能参数
转速
/--1/r•min
升压/kPa
流量/m3•h"1
电动机
机组最大重量/kg
主机重量/kg
型号
功率/kW
800
53.9
1314
Y225L-4
37
1120
1320
12•曝气器数量计算
①.曝气器个数
加=§=229=1620个
/0.352
式中ID曝气器数量,个;
S好氧池平面面积,1709.3+3=570〃,
1每个曝气头的服务面积,取1=0.352/n2
2.空气管路设置
设置主管道1条;在相邻的两个廊道上设置1条干管,共2条;每根干管上设置15组曝气管,共15x12=180^1;每组曝气管上设置9个微孔曝气器,共15x12x9=1620个。
3.每个曝气器的配气量
G526223人、
=•“竺==1.6/7?
/(/?
•个)
m1620
4.微孔曝气器选型
表6HWB-2型微孔曝气器规格及性能参数
直径D/mm
厚度/mm
微孔平均直径
/um
孔隙率/%
曝气量/n)3
(h*个)
服务面积/1112*个-1
200
20
150
40-50
1.6
0.352
氧利用率/%
充氧动力效率/kg*(kW*h)
-1
阻力/Pa
材料
曝气板
托盘
20-25
4~6
1471-3432
陶瓷
ABS
13.空气管路计算
①供气主管道
主管道流量
0==2622・0〃rth=0・73〃rIs
JJin
设流速v=10/77/5
管径
②供气次管道(双侧供气,共2条)
单管道流量
2单WXGg==131曲/"0.36伽3Is
设流速v=\Om/s
管径
取支管管径为DN200mm
污水厂污泥计算
污泥是水处理过程的副产物,包括筛余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。
污泥体积约占处理水量的0・3%~0・5%左右,如水进行深度处理,污泥呈还可能增加0・5~1倍。
是使污泥减量、稳左、无害化及综合利用。
(1)确保水处理的效果,防止二次污染:
(2)使容易腐化发臭的有机物稳左化:
(3)使有毒有害物质得到妥善处理或利用;
(4)使有用物质得到综合利用,变害为利,
(1)按成分不同分:
污泥:
以有机物为主要成分。
苴主要性质是易于腐化发臭,颗粒较细,比重较小(约为1.02-1.006),含水率髙且不易脱水,属于胶状结构的亲水性物质。
初次沉淀池与二次沉淀池的沉淀物均属污泥。
沉渣:
以无机物为主要成分。
其主要是颗粒较粗,比重较大(约为2左右),含水率较低且易于脱水,流动性差。
沉砂池与某些工业废水处理沉淀池的沉淀物属沉渣。
(2)按来源不同分:
初次沉淀污泥(也称生污泥或新鲜污泥):
来自初次沉淀池。
剩余活性污泥(也称生污泥或新鲜污泥):
来自活性污泥法后的二次沉淀池。
腐殖污泥(也称生污泥或新鲜污泥):
来自生物膜法后的二次沉淀池。
消化污泥(也称熟污泥):
生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后的污泥。
化学污泥(也称化学沉渣):
用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物。
例如,用混凝沉淀法去除污水中的磷:
投加硫化物去除污水中的重金属离子:
投加石灰中和酸性污水产生的沉渣以及酸.碱污水中和处理产生的沉渣等均称为化学污泥。
(3)城市污水厂污泥的特性见表8・1
表8・1城市废水厂污泥的性质和数量
污泥种类
污泥量g/(L.d)
含水率%
相对密度
比阻s2/g
沉砂池沉渣
0.03(L/m3)
60
1.5
初沉池污泥
14-25
95-97.5
1.015-1.02
(1・31~2・11)X1O10
活性污泥法污泥
7-19
96-98
1.02
2.80X1010
生物膜法污泥
10-21
99.2-99.6
1.005-1.008
(1)污泥含水率:
污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。
1污泥中水的存在形式有:
空隙水,颗粒间隙中的游离水,约70%,可通过重力沉淀(浓缩压密)而分离:
毛细水,是在髙度密集的细小污泥颗粒周用的水,由毛细管现彖而形成的,约20%,可通过施加离心力、负压力等外力,破坏毛细管表面张力和凝聚力的作用力而分离;
颗粒表而吸附水和内部结合水,约10%o表面吸附水是在污泥颗粒表而附着的水分,起附着力较强,常在胶体状颗粒,生物污泥等固体表而上岀现,采用混凝方法,通过胶体颗粒相互絮凝,排除附着表面的水分:
内部结合水.是污泥颗粒内部结合的水分,如生物污泥中细胞内部水分,无机污泥中金属化合物所带的结晶水等,可通过生物分离或热力方法去除。
通常含水率在85%以上时,污泥呈流态:
65%~85%时呈塑态:
低于60%时则呈固态。
2污泥体积、重量及所含固体物浓度之间的关系:
V1/V2=W|/W2=(100-P2)/(100-P1)=C2/C](8-1)
式中:
PhVhWhG——污泥含水率为以时的污泥体积、重量与固体物浓度;P2、5、W2.C2一一污泥含水率为以时的污泥体积、重量与固体物浓度:
说明:
式(&1)适用于含水率大于65%的污泥。
因含水率低于65%以后,体积内出现很多气泡,体积与重量不在符合式(&1)的关系。
例题匕1:
污泥含水率从97.5%降低至95%时,求污泥体积。
解:
由式(8・1)
V2=V1(100.pi)/(100-P2)=V1(100-97.5)/(100-95)=(1/2)V】
可见污泥含水率从97.5%降低至95%时,污泥体积减少一半。
(2)挥发性固体(或称灼烧减重)和灰分(或称灼烧残渣):
挥发性固体近似地等于有机物含量:
灰分表示无机物含量。
(3)可消化程度:
表示污泥中可被消化降解的有机物数量。
消化对象:
污泥中的有机物。
一部分是可被消化降解的(或称可被气化,无机化):
另一部分是不易或不能被消化降解的,如脂肪、合成有机物等。
消化程度的计算公式:
Rd=[l-(pvzpsi)/(pvipsz)]X100(8-2)
式中:
Rd一一可消化程度,%;
Psi、PS2——分别表示生污泥及消化污泥的无机物含量,%:
PV1.Pvi分别表示生污泥及消化污泥的有机物含量,%。
消化污泥量的计算公式:
Vd=V1(100-pi)/(100-pd)[(l-pvi/100)+pvi/100(1-Rd/100)](8-3)
式中:
Vd——消化污泥m3/d;
Pd一一消化污泥含水率,%,取周平均值:
V,——生污泥量,nPd;
Pi一一生污泥含水率,取周平均值:
pvi一一生污泥有机物含量,%:
Rd——可消化程度,%,取周平均值;
(4)湿污泥比重与干污泥比重:
湿污泥重量等于污泥所含水分重量与干固体重量之和。
湿污泥比重等于湿污泥重量与同体积的水重量之比值。
干固体物质包括有机物(即挥发性固体)和无机物(即灰分)。
确左湿污泥比重和干污泥比重,对于浓缩池的设计、污泥运输及后续处理,都有实用价值。
经综合简化后,湿污泥比重(Y)和干污泥比重(YJ的计算公式分别为:
丫=(lOOYs)/[ysp+(100-p)](8-4)
或y=25000/[250p+(100-p)(100+1.5pv)](8-8)
ys=250/(100+1.5pv)(8-7)
式中:
Y—一湿污泥比重:
Ys一一污泥中干固体物质平均比重,即干污泥比重;
p——湿污泥含水率,%:
pv一一污泥中有机物含量,%:
(5)污泥肥分:
污泥中含有大量植物生长所必需的肥分(N、P、K).微量元素及上壤改良
剂(有机腐殖质)。
我国城市污水处理厂齐种污泥所含肥分见表8・2。
表乩2我国城市污水处理厂污泥肥分表
污泥类别
总氮%
磷(以P2O5计)%
钾(以K2Oit)%
有机物%
初沉污泥
2~3
1~3
0.1-0.5
50-60
活性污泥
33-7.7
0.78-4.3
0.22-0.44
60-70
消化污泥
1.6-3.4
0.6-0.8
25-30
(6)污泥重金属离子含量:
污泥中重金属离子含虽:
,决左于城市污水中工业废水所占比例及工业性质。
污水经二级处理后,污水中重金属离子约有50%以上转移到污泥中。
若污泥作为肥料使用时,要注意重金属是否超过我国农林业部规泄的《农用污泥标准》
(GB4284-84)o表8-3列举我国北京、上海、天津、西安、兰州、沈阳、黄石等几个城市
污水处理厂污泥中重金属含量的范用。
表8・3我国城市污水处理厂污泥中重金属成分及含量
重金属离子名称
Hg汞
Cd镉
Cr洛
Pb铅
As碎
Zn锌
Cu铜
Ni镰
含量范围
4.63-
138
3.6-
24.1
9.2-
540
85-
2400
12.4-
560
300-
1119
55~
460
30~
47.5
农林业部农用污泥
标准(GB4284-84)
酸性土壤PH
<6.5
5
5
600
300
75
500
250
100
中性和碱性土壤PH鼻6.5
15
20
1000
1000
75
1000
500
200
(1)污泥量计算
1初次沉淀污泥量和二次沉淀污泥量的计算公式:
V=100C()nQ/1000(100-p)p(8-9)
式中:
V—一初次沉淀污泥m3/d:
Q污水流量,m'/d:
n一一去除率,%:
(二次沉淀池n以80%
Co——进水悬浮物浓度,mg/L:
P—一污泥含水率,%;
P沉淀污泥密度,以1000kg/m3ilo
2剩余活性污泥量的计算公式:
Qs=AX/fXr(4-113)
式中:
Qs——每日从系统中排除的剩余污泥量,nWd;
AX——挥发性剩余污泥量(干重),kg/d:
f=MLVSS/MLSS,生活污水约为0.75,城市污水也可同此:
Xr——回流污泥浓度,g/L.
3消化污泥量的计算公式:
见公式(8・3)。
(2)污水处理厂干固体物质平衡:
污水处理厂内部存在着固体物质的平衡问题,通过固体物质的平衡计算,有助于污泥处理系统的设汁与管理。
污水处理厂固体物质平衡的典型计算,可根据图8・1进行。
(见P332图84)
设原污水悬浮物X。
为100,初次沉淀池悬浮物去除率以50%汁,二次沉淀池去除率以80%计,悬浮物总去除率总去除率为90%。
各处理构筑物固体回收率为:
浓缩池为ri=90%:
消化池为r2=8O%;悬浮物减量为r严30%:
机械脱水为r3=95%(预处理所加混凝剂的固体量略去不计)。
因此其平衡式为:
进入污泥浓缩池的悬浮物量:
Xi=AX+Xr(8-10)
Xr=X"2+X'3+X‘4(8-11)
式中:
Xi——进入浓缩池的固体物量:
AX——初次沉淀池排泥的悬浮物量加二次沉淀池剩余污泥中的悬浮物捲;
Xr——等于浓缩池上淸液含有的悬浮物量X'2,消化池上活液悬浮物量X'3,机械
脱水上淸液悬浮物量X“4的总和。
进入消化池的悬浮物疑:
X2=Xin(8-12)
浓缩池上淸液悬浮物虽:
Xz2=Xj(1-ri)(8-13)
消化池悬浮物减量:
G=X2rg=X!
rirg(8-14)
进入机械脱水设备的悬浮物量:
X3=(X2-Or2(8-15)
消化池上淸液悬浮物量:
Xz3=(X2-G)(l-r2)(8-16)
脱水泥饼固体物量:
X4=X3『3
机械脱水上淸液含有的悬浮物量:
Xx4=X3(l-r3)(8-17)
回流至沉砂池前的上淸液中所含悬浮物总量:
Xr=X"2+X"3+X"4=Xi(1-门広门「2「3+1*]门口$)
(XrXr)/X]=门$+门卯3』工2吋尸AX/X1
Xi=AX/ri[rg+r2n(1)污泥输送的方法:
管道输送(重力管道和压力管道);卡车;驳船等。
管道输送:
适用于污泥输送的U的地相当稳定;污泥的流动性能较好,含水率较高;污泥所含油脂分成较少,不会粘附于管壁缩小管径增加阻力;污泥的腐蚀性低,不会对管材造成腐蚀或磨损;污泥的流量较大,一般应超过30m7ho优点,卫生条件好,没有气味与污泥外溢,操作方便并利于实现自动化控制,运行管