武理工城市污水处理工程讲义06污水厂污泥处理与处置.docx

第六章污水厂污泥处理与处置6.1污泥量的确定与计算6.1.1污泥的来源与特性在城市二级污水处理厂中，污泥的来源主要是初沉池和二沉池。初沉池污泥中固体成分有两部分：有机固体和无机固体，其含水率一般在95%97%t间。二沉池污泥中固体成分主要为有机生物体，其含水率一般在992%996%之间。在常规的二级处理流程中有时将活性污泥回流到初沉池，从中排出混合污泥，其含水率约为98%99%.污泥含水率高，体积大，不便运输；同时，污泥中还会有大量易腐化发臭的有机物，以及毒害物质(如寄生虫卵、病原微生物、重金属离子等)，所以需经过有效的处理。6.1.2污泥量的确定与计算污泥总量为初沉池污泥量加二沉池剩余污泥量。1 .初沉池污泥量匕=3黑?¾m"d)式中：Q为污水流量(d),取污水厂的平均日流量。C为进入初沉池污水中悬浮物浓度(m“L)(SS)E为初沉池沉淀效率，城市污水厂一般取50%：Pl为污泥含水率，一般取95%97%”为初沉池污泥密度，以IOOO(kVmb计。或者按下面公式计算：%二赢(mVd)式中：S为每人每日污泥量L(人d)-(按每人每日产生的初沉污泥量为1427r,初沉污泥含水率以95%97%计，则每人每日产生的初沉污泥垠一般采用0.30.8L(d)1),N为设计人口数，包括城市人口数和设计当量人口数；丁为初沉池两次排泥的间隔时间(d)；应注意匕是计算公式中所取含水率F.时的污泥量。t二沉池污泥量二沉池污泥量(即剩余污泥量)y,(m3d)(1阑余污泥干重X(kd)Xr=竿=(aQLr-bXxV)f式中：AX为挥发性剩余活性污泥量(kVSSd)；Q为平均日流量(r3d),J为分别为污泥产率系数和污泥自身氧化率，以生活污水为主的城市污水，”一般为0.50.65为0050Id-】；G为混合液挥发性悬浮固体浓度(mL)V为曝气池容积(m，)：/一MLVSS/MLSS,城市污水一般,为075.(Z)剩余污泥的体积量(湿泥量)V,(m3d)匕H(1-P)×1000<m，/d：式中：户为剩余污泥含水率，取99.2%99.6%.或者采用剩余污泥浓度计算：匕年S(rn3d)剩余污泥浓度：Xf=翳jr(mgL)(3澜余污泥浓缩后的体积埴Vt(m,d)式中：为浓缩前的污泥量；P、Pl分别为浓缩前后污泥含水率。工总污泥量(1)当初沉池污泥与二沉池污泥混合进入污泥浓缩池时V =V,+V,(m3d)(2)当二沉池污泥浓缩后再与初沉池污泥混合进入污泥消化系统时V =V,4-V,(msd)注意W,的设计含水率应相同。6.2污泥处理工艺流程6. 2.1污泥处理的目的与处理方法1 .污泥处理的目的m减最：降低污泥含水率，减小污泥体积。(2)稳定：去除污泥中的有机物，使之稳定。C)无害化：杀灭寄生虫卵和病原菌。(4)污泥综合利用。2 .污泥处理方法污泥处理方法针对不同目的有以下三种。1造泥浓缩。污泥减量，通常采用的方法为浓缩，当污泥含水率>65%时，污泥浓缩后体积重量与原体积重量含水率之间存在以下关系：V1_W1_IOOPZ_C2匕H%=IOO-BHC1式中：匕、【J、。为污泥含水率为R时的污泥体积、重量与固体浓度；口、叶八C为污泥含水率为H时的污泥体积、重量与固体浓度【例】污泥含水率从97.5%降低到95%时，求污泥体积V=V吐匕_V100-Z_97l5_±v%y,100-P-v,100-95.2匕污泥含水率从97.5%降低到95%时，其体积减少一半。2)污泥消化。污泥稳定采用的工艺为消化工艺，其又分为好氧消化和厌氧消化。从节能和资源再利用两方面考虑，通常采用厌氧消化。污泥在厌氧条件下由兼性菌和专性厌氧菌降解污泥中有机物，生成CO,和CIL,使污泥得到稳定。污泥厌氧消化工艺主要有：中温消化、高温消化，一级消化、二级消化、二相消化等。(31污泥机械脱水。污泥经过二级消化后，从二级消化池排出时污泥含水率为92%左右，应进行机械脱水，使含水率降低到60%80%.常见的污泥脱水机械有折带式真空转鼓过滤机、自动板框压滤机、滚压带式压滤机、离心脱水机。2.2污泥处理的工艺流程污泥处理的工艺流程一般有以下儿种：(1)生污泥一浓缩一消化一机械脱水一蝇终处置(2)生污泥一a浓缩-机械脱水-最终处置(3)生污泥一麻缩一""消化一吨I械脱水一干燥焚烧一嘴终处置(4)生污泥-浓缩-自然干化一堆肥一农田污泥浓缩用于降低污泥中的空隙水，因为空隙水占污泥水分的70%,故浓缩是污泥减容的主要方法。污泥浓缩的方法有重力浓缩和气浮浓缩、机械浓缩三种。以重力浓缩最常用。6.3.1重力浓缩重力浓缩的构筑物称重力浓缩池。根据运行方法的不同分为连续式重力浓缩池和间歇式重力浓缩池两种。I,重力浓缩池的形式C)辐流式：a.带有刮泥机及搅动棚的圆形辐流式浓缩池。如图6.工1所示；h.多斗方形辐流式连续浓缩池，如图£2,所示。C2)竖流式。当浓缩池较小时，可采用竖流式浓缩池，如图£RJ所示。(?滞中心管的间歇式浓缩池，如图£?4所示。2000图6.11圆形辐流连续式浓缩池1中心进泥管；?上消液溢流堰排泥管；4刮泥板；5搅动栅图.1. 5多斗方形辐流式连续浓缩池IS6.3.3竖流式连续式重力浓缩池）一进水槽,2中心管；？一反射板；4一挡板；K排泥管;*一级冲层；7集水槽,8一出水管$9一侨图品工4带中心管间歇式浓缩池污泥入梢z-中心筒t3-Ht4上清液排除管；5-闸门；6污泥泵吸泥管7-2排泥管（心不带中心管间歇式浓缩池（如图6.?.5所示）。7.浓缩原理在重力浓缩池中污泥沉降速度顺次存在着自由沉降、絮凝沉降、区域沉降、压缩沉降的连续过程，所谓重力浓缩，实际上是自重压密的过程。a重力浓缩池的设计31设计规定。1R÷JB清液f9X遇泥图工工?；不带中心管间歇式浓缩池1)进泥为剩余污泥时，进泥含水率一般为99.2%99.6%,浓缩后污泥含水率为97%98%2)进泥为初沉污泥时，进泥含水率一般为95%97%,浓缩后污泥含水率为92%95%幻进泥为混合污泥时，进泥含水率一般为98%99%，浓缩后污泥含水率为94%96%4浓缩时间大于12卜，小于24h.5减缩池有效水深不小于Rrn,一般4m为宜。力污泥室容积，应根据排泥方法和排泥间隔时间确定，排泥间隔定期排泥时一般为7)集泥装置：不设刮吸泥机时，池底设泥斗，泥斗壁与水平面的倾角应小于50J当采用吸泥机时，池底坡度为0.003.当采用刮泥机时，池底坡度不宜小于0.ORX)排泥管内管径15OnIm。9)浓缩池上清液应回到初沉池前进行处理。<2潼力浓缩池设计参数。在无试验资料时可参见表6.21表63.1重力浓缩池设计参数污泥神类进泥含水率(%)出泥含水率(%)水力负荷>V(m,d)固体通量kg(m*d)溢漉TSS(raL)初沉湾污泥95-979295243380720(90744)3007000生物膜969994-982.0-6.035*-50200-1000剜余污泥99299697982.04.010-35(30-60)2007000混合污泥989994964.0-10.025-80300800注：C内值供参考。(3)计算公式。1）浓缩池面积计算。I）浓缩池面积=旧】式中：Q为污泥房（m3d）&C为污泥固体浓度（k/L）jM为污泥固体通量k（mzd）成）浓缩池直径D=（In）式中：4为单池面积，4=46ie为池子个数。2）浓缩池深度计算。浓缩池深度计算有两种方法，分述如下：第一种方法：这种方法比较简单，在缺少实脸数据时常用。该方法是把重力浓缩池的深度划分为四部分，即：浓缩池工作部分有效水深高度A.,TQh.ii1244式中：T为浓缩时间12VTV24（h）：。为污泥量（mVdhN为浓缩池面积（）. 浓缩池超高儿，一般取03m. 缓冲层高度限,一般取03m- 刮泥设备所需池底坡度造成的深度儿.Dy.h4=×I式中：i为池底坡度根据排泥设备取仇00?。Ol,常用OO5,0为池子直径m. 泥斗深度Ad另计）根据排泥间隔计算泥斗容积后（正圆台或正棱台）确定高度，泥斗壁与水平面的倾角不小于SO。 浓缩池总深度H=Al+儿+儿+儿有效水深=儿+儿+阳第二种方法：柯伊-克里维什法。该方法将浓缩池的深度分为以下几项之和。压缩区高度H.t 阻滞区与上清液区高度 池底坡度造成的深度（坡降）门” 超高Hi.池总深度H=H,+H.+H+凡（m）阻滞区与上清液区高度一一般取值2m左右；超高取O.Rm；池底坡度造成的深度(坡降)H,和泥斗深度计算同前。关键是压缩区高度H的计算:H,一(m)式中：Qn为污泥H(m3d)&为入流污泥浓度(kjf/n?)植为达到排泥浓度所需浓缩时间(h)m为污泥中固体物密度(km,)jpu,为污泥中清液的密度取IOoO(k"),4为污泥平均密度(k2)4为压缩点时的污泥浓度(kR/m3)»p.为排泥浓度时的污泥浓度(k"m*)M为浓缩池面积(m?】。具体计算方法，详见例题。6.&2设计计算例题L第一种方法【例1】已知：污水厂剩余污泥量Q=1700m7d,含水率99.4,浓缩后污泥含水率要求P,=97%o求：设计重力浓缩池。【解】。计卜算污泥浓度。Pi=99.4%(污泥密度按000km3H-)U(1-P)XIO1-<1-0.994)×103=6km3P，=97%C230kgm,(2)浓缩池面积。污泥固体通量根据表6.3.1取27k8(m2-d),有4=善=IZ=3778?M47采用两个浓缩池G=2),有Al=4=188.9m2(取189m,)L浓缩池直径为D=TW(?)浓缩池高度：取T=Ieh,则h=24,4WX17Q024 X 377. 83.Om(4遍高：,=0.3m(5)缓冲层:A,=0.3mn(6)池底坡度造成的深度儿为=Xj=SX0.01«=0.0775m(7流斗深度：4=1.2m,其算法见沉淀池。(8)有效水深："=A+A,+h=30+0.3+03=3.6m>3m,符合规定。(9)浓缩池总深度H=.+儿+A=3.6+0.078÷l.2=4.88m.图.3.«箱流式浓缩池计算筒图2.第二种算法1例21已知污泥量Qfi=3800m,d,进泥浓度C0-30.76kgmd,含水率约97%(96.92%)。要求浓缩污泥浓度达到55.3m3,浓缩面积已求为A=m2。求：浓缩池总深度。【解】)计算各密度值0,、Al、4、1求A因为密度值与比重值有关干污泥比重=250'一IOO÷1.5匕Po为污泥中有机物含量，取60%。-群0“.1go,IOO+1.5X60"所以A=1320km3P=IOOoklZ3(取水的密度)2)求P.。与A的求法：(A+PDa、A)的求法是借助于污泥沉降曲线来实现的。欲求“4实际上需要先求出与其相对应的污泥浓度C与CKC为污泥压缩点的污泥浓度，C为浓缩出流的污泥浓度)，如图fi.17的污泥沉降试验装置。该试验装置直径为15Omm,高度为1000mm.将已知污泥浓度为=30.7曲/L的污泥，装入沉淀池内，高度为Hn=O6m。搅拌均匀后开始记时，水样会很快形成上清液与污泥层之间的清晰界面。试验结果记录于表6.?.夕中。根据该表在直角坐标纸上以纵坐标为界面高度()，横坐标为沉淀时间(Q,作界面高度与沉淀时间关系曲线，如图6.3.7(a)示。；= O334 iJ.O27 .15040302010IOO 2«) JOO 400 SOO 600700800，冏(nun)OtBtW(mm)图工7沉淀曲线表A.a.2沉降记录表沉淀时间t<miA>界面高度/<m)界的沉速v(mun)th+VJi(m)的体侬度C,(kgmj)00.6030.76250.5420.001740.58630.9500.491aooi7o0.57631.4750.4470.001450.5S632.61000.4110.001280.53933.S1250.383(001100.51535.0ISO0.3640.000900.50037-01750.3400.000700.46538.82000.3270.000620.44840.22250.3170.OOo530.43441.82500.3030.000460.41743.42750.2900.000380.39645.63000.2850.000330.38247.43500.2690.000260.35850.34000.2600.000150.32256.24250.2580.000120.30958.4J85CH-O.24通过曲线Q电一点作曲线的切线，切线的斜率即该点对应的界面沉速。分别作等速沉淀区与压缩区的切线，使两线相交，两线交角的角平分线交沉淀曲线于U点，C点即为等速沉淀区与压缩区的分界点。与伫点相对应的时间即压缩开始时间，C点也称为压缩点。pt即为压缩点的污泥密度，C即为压缩点的污泥浓度，即为压缩点的高度。由肯奇理论得：QC=C(H.+山,)，式为污泥界面起始高度；C为相应与Hc的污泥固体浓度；为A的污泥界面高度；加为E时的界面沉速；匕为沉降时间。HoC0(H+ )mHC的求法：根据沉降曲线，例J如：当A=150mn时，对应与曲线上的点，此时界面高度H=O.364m，经点：做沉淀曲线的切线得截距4=H+g=05m:30.76×0.6,nbz3-二37.0kgm3vUvtitH,H,0.50.364=0.136mA1OV,；W=O.0009mmin=O.O54mh用上述计算方法，得到一系列数据列入表R?.2中，根据表中数据做沉降时间与固体浓度的关系曲线见图6.3.7(b).同理求得：Wf=0.37m,H=047=39.3kgm3相应的含水率P,=96.07%yIOQZ=IOOX132t=P,兀+(IoOP,)=96.07X1.32÷(100-96.07)贝IJP,-OO9km3此时求从，因为浓缩污泥浓度C.=55.3kms,其含水率P.=94.5%(94.47)所以IOOZIOOX132=,n?.，+<100-PJ-945X1.32+(100-94.5)一则p=1013kgr3,有PLyPDn=10nkgm(2)，(达到排泥浓度所需时间)曙X 30. 76 X 6. 6(1320 - 1000)*"4- sn 79m1320 X (1011 - 1000) X 894由图6.3.7(b)查得C.=55.3km3时，-=396mi!E把求得值代入下式，求为ff=QOC”加p)=Lp,(p.-PGA阻滞已与上清液区高度一取2m.超高H：n0.3m,则浓缩池有效水深为厅=凡+H,+H.=0.3+07+2=3.Im(符合要求)求池底坡降Hh已知：4=H94m2,设”=2个4=鬻=447m；池径DI=J4t移?=23.8m,取>j=24mVu1qHl=号Xf=y×O.05=O.6m则浓缩池高度=3.I+0.6=3.7m6.3.3气浮浓缩气浮浓缩适用于活性污泥和生物膜等较轻的污泥。能把含水率为99.5%的活性污泥浓缩到94%96%。其含水率低于采用重力浓缩池能达到的含水率，但运行费用较高。在此不做详细介绍。设计可参考有关设计手册。6.£4工程实例天津东郊污水厂，采用两座污泥浓缩池，具体尺寸见第4章4.2节。6.4污泥厌氧消化污泥在无氧条件下，由兼性菌和专性厌氧菌降解污泥中的有机物，使之产生CO,和CH4气等(又称污泥气、消化气)，使污泥得到稳定，故污泥厌氧消化又称为污泥生物稳定。641工艺原理与设计运行参数L原理及功能厌氧消化的三阶段理论：第一阶段：水解酸化阶段，在水解与发解细菌作用下，使碳水化合物、蛋白质、脂肪，被水解与发醉转化为单糠、氨基酸、脂肪酸、甘油、二氧化碳、氢等。第二阶段：产H,和CH£OOH阶段，在产氢产酸菌和同型乙酸菌的作用下，将第一阶段的产物转化成H,、Co,和CHCOOH(I第三阶段：产甲烷阶段，在产甲烷菌的作用下，将H,和Cd转化成CH,同时也对乙酸脱叛产生甲烷。该阶段是整个厌氧消化的控制阶段。2 一般规定C)温度。按消化温度分为中温消化和高温消化，一般采用中温消化。中温消化：3?？5(,有机物负荷2530。双加5/(11?(1),产气量约ll3m)<m3.d消化时间约为20d.(2)投配率中温消化投配率以5%8%为宜，相应消化时间为20-12.Sd,有机物的降解率大于40%(3澈拌与混合。使消化池内消化菌与有机物充分接触，实践证明，有搅拌比无搅拌产气量增加30%.(4)污泥浓度。污泥固体含量一般采用3%4%,最大可行范围为10%12%。两级消化后的污泥含水率一般可达92%左右。(5)PH与碱度。消化系统中，应保持碱度在2000mL(以CaCO,计)以上，使其具有足够的缓冲能力，可有效地防止PH值的下降。消化液中的脂肪酸是甲烷发醉的底物，其浓度也应保持在2000m”L左右。(6)CN比。要求C/N比以(1020)1为宜。(7)有毒物质。主要是重金属离子、S"、NH"其他物质的毒阀浓度较高。(2污泥的投配方式。污泥的投配方式有间歇投配和连续投配两种。间歇投配一般每天22次，细菌饿饱不均，消化环境不够稳定，可能引起酸性剧变，使运行恶化，但当水力停留时间长时，这种情况影响较小。连续投配有一个均匀和稳定的消化环境，运行良好，但管理水平要求较高。3 .污泥厌氧消化工艺种类污泥厌氧消化工艺主要有一级消化、二级消化、二相消化等工艺。(1) 一级消化工艺的污泥消化为单级消化过程，污泥在单级(单个)消化池内进行搅拌和加热，完成消化目的。目前一级消化工艺很少采用，而普遍采用二级消化工艺。(2)二级消化工艺。二级消化工艺为二个消化池串联运行(见图6.4.1),生污泥首先进入一级消化池中，池内污泥应搅拌与加热,消化温度33-35C,并应有集气设备，不排出上清液。污泥中的有机物分解主要在一级消化池中进行，产气量占总产气量的80%。一级消化池消化的污泥重力排入二级消化池，池内污泥不加热和搅拌，而是利用一级消化池排出的污泥的余热继续消化，其消化温度可保持在20-26(：o二级消化池应设有集气设备并撇除上清液，产气量仅占总产气量的20%O二级消化池还起着污泥浓缩池的作用。二级消化工艺中第一级消化池容积通常按污泥投配率为5%来计算，而第一级与第二级消化池的容积比为11,或2：1或M2,但最常用的是7I1,即第二级消化池的容积按污泥投配率为来计算。二级消化工艺比一级消化工艺总的耗热量少，并减少了搅拌的能耗，熟污泥含水率低，上清液固体含量少。国定项*嬴丁麴生搴Iq水机房一级(分层)不a国二阊),级(完全混合)图K.4.1二级消化工艺流程C二相厌氧消化工艺。二相消化根据消化理论进行设计，目的是使各相消化池具有更适合于消化过程三个阶段各自的菌种群生长繁殖的环境，即把第一、第二阶段与第三阶段分别在两个消化池中进行，使各自都有最佳环境条件，故二相消化具有池容积小、加泥与搅拌能耗少、运行管理方便、消化更彻底等特点(二相消化为新工艺，现处在研究中试阶段)。6.4.2设计计算例题1 .厌氧消化池各部构造与设计参数数据(1)池形。消化池的基本池形有圆柱形和蛋形两种，见图6.4.2.4.5消化池基本池形圆柱形；Q)蛋形I一水射器；»生污泥进泥管；？一蒸气管；4污泥气管1S中位管;K熟污泥排泥管，7水平支架；R一消化池(0池顶。按池顶结构分为固定盖和浮动盖。常用的固定盖池顶，为一弧形弯顶，或为截圆锥形。池顶中部装集气罩，通过管道与沼气贮气柜直接连通，防止产生负压，池顶至少应装有两个直径为O.7m的入孔。工作液位与池子圆柱部分的墙顶之间的超高，可以低到小于O.Hm消化池的投配过量、排泥不及时或沼气产量与用气量不平衡等情况发生时，沼气室内的沼气受压缩，气压增加甚至可能压破池顶盖。因此消化池池顶下沿应装有溢流管，及时溢流，以保持沼气室内压力恒定。(3)消化池的数目与大小。考虑到检修等因素，消化池的数量不应少于两座。消化池的有效容积按照每天加入污泥量及污泥投配率进行计算：V=yX100(m3)式中：。为新鲜污泥量(mVd)：尸为污泥投配率(.每座消化池的有效容积V0(m3)n式中：”为消化池数量。每座池的容积小型为250OTTr以下，中型为5000m：左右，大型为1Qcnnn以上。(4)管道布置。消化池附设的管道有污泥管、排上清液管、溢流管、取样管等；污泥管包括进泥管、出泥管、循环搅拌管。一般消化池的进泥口布置在泥位上层，其进泥点及进泥口的形式应有利于搅拌均匀，破碎浮渣。小型池一般应为一根进泥管，大型池需要两根以上的进泥管。出泥口布置在池底中央或在池底分散数处，依靠消化池内的静水压力将熟污泥排至污泥的后续处理装置，大型池子在池底以上不同高度再设12处。排空管可与出泥管合并使用，也可单独设立O当用泵循环搅拌污泥，或进行池外加热时，进泥口及山泥口的位置应考虑有利于混合均匀。污泥管的最小直径为150mm,为了能在最适当的高度除去上清液，可在池子的不同高度设置若干个排出口，最小管径为74mm。溢流管的溢流高度，必须考虑是在池内受压状态下工作。在非溢流工作状态时或泥位下降时，溢流管仍需保持泥封状态，以避免消化池气室与大气连通。溢流管最小管径为20Omm(消化池的溢流装置见图6.4.3)图札4.3消化池的溢流装置心)倒虹管式；a)大气压式；水封式取样管一般设置在池顶，最少为两个，一个在池子中部，一个在池边。取样管的长度最少应伸入最低泥位以下。.5m,最小管径为IOOmm.一般应备有清洗水或蒸气的进口及清理污泥管道的设备。排出的上清液及溢流出泥，应重新导入初次沉淀池进行处理。设计沉淀池时，应计入此项污染物。(S搅拌设备。常用的搅拌方法有沼气搅拌，泵加水射器搅拌及联合搅拌等。搅拌设备至少应在2Sh内将全池污泥搅拌一次。一般当池内各处污泥浓度变化范围不超过10%时，即可认为符合混合要求。1)泵加水射器搅拌。图6.4.2G)是泵加水射器搅拌示意图。生污泥用污泥泵加压后，射入水射器。水射器顶端浸没在污泥面以下0Z0.3m,污泥泵压力应大于0.2MPa,生污泥量与吸入水射器的污泥量之比为1，31，5o消化池池径大于IOm时，可设9个或2个以上水射器。根据需要，加压后的污泥也可从中位管压入消化池进行补充搅拌。这种方法搅拌可靠，但效率较低。2雌合搅拌法。联合搅拌法的特点是把生污泥加温、沼气搅拌联合在一个装置内完成，见图S4.夕(b)。经空气压缩机加压后的沼气以及经污泥泵加压后的污泥分别从热交换器(兼作生、熟污泥与沼气的混合器)的下端射入，并把消化池内的熟污泥抽吸出来，共同在热交换器中加热混合，然后从消化池的上部污泥面下喷入，完成加温搅拌过程。热交换器通过热量计算决定，如池径大于IOm,可设两个或两个以上热交换器。这种搅拌方法被普遍推荐使用。3)沼气搅拌。沼气搅拌的优点是没有机械磨损，故障少，搅拌力大，不受液面变化的影响，并可促进厌氧分解，缩短消化时间。沼气搅拌装置见图6.42(c)o用消化池产生的沼气经空气机压缩后通过消化池顶盖上面的配气环管，进入每根立管，立管数埴根据搅拌气量及立管内的气流速度决定。搅拌气量按每IoOOm3池容57rn3min计，气流速度按715ms计。立管末端在同一平面上，距池底12m,或在池壁与池底连接面上。其他搅拌方法如螺旋桨式搅拌，现已不常用。(fi)消化池的加热设备及计算。消化池加热宜采用池外热交换，也可采用喷射设备将蒸气直接加到池内或投配泵的吸泥井内，也可利用投配污泥泵的吸泥管将蒸气吸入。1：污泥消化池的耗热量计算。污泥消化池的耗热量，主要考虑使新鲜污泥温度提高到要求的耗热量，补充消化池池盖、池壁、池底管道的热损失，以及热源到池子及其他构筑物的热损失，其他热损失由于很小，一般不予考虑。各部分耗热量计算公式列于表6.4.L表41耗热计算表公式杆号IA喟rQt-内0的“计M9!I化的赏的胧Qi-而G-r,i<W)ft(W)/一日!入IH化It的断NCfl("d)Te-M1taJt(C)T,-新9衿曜度：与金年平均用木af.itWR*Q»鱼平均便3v0平均低的伶木魔时计JI所。QlatIt停登梏Qr-FA<T-T>X1<14-i÷÷iQffRFt(W)T汴介空气士)度(C).*许介质力大气trt,殳.i犊金平均气计翼Att1.1tt*MftAKttW(mtK).6府化内n豳府，泰敦行Ie冷理，士电为WOW.K)lfl/健剜4Nt上1«为-7.10第化外倒最.4l蓑介力Q敷IB介力大气9.ZfW/('K.介*为±ftf-OH-1.75W/<a>K)蚱6/分，震仲11。9新0痕tMC9t*bssW<a.K).KMritt上ftwt<*w*itr*>BS3.*0、！灾健等国直的热*Qi-<>F>X(T.-T4)X1.2Qt>D.*n.AtftvwaBtt(W).A-%0,气、焦交等的伸焦fW<wt-K)A通,唐气交14H9拿1)T.MFttfM9¾4cffr»)(1.««伊$口物值人口”宣的平均.<c>D池外加热法。池外加热法多采用套管式泥水热交换器，见图5.4.4°污泥在管内流动，流速一般采用)520m9；热水在内外两层套管中与内管污泥向相反的方向流动，热水流速一般采用1.0-1.5mCWW)/D,I5O©c£Z热水 二一T<zj5zr>1热水加热后污费图冬&4套管式泥水热交换器池外加热计算公式见表64ZJ表池外加热计算公式«»公X行号MMftKCr-lfex,2管的皂长亶£)一一内曾的”税(m3仪电物皆,微r_-1<MlbS-0*a,rtW<ff*.AXtRr1，J.«L以.A,力at.-44fdlftZFjkffB<e.nW-8W(at*>>叫加热修曳量的町A3344WsK)ZF+S与修惮的念晕教可通用M52W(1K>r-.IdS*-ff*<<tn)的水，事宜(m)&一曾子的。衲“0*”K>.。为“Qw(T.-X1.1'ZM5B.依用均«1%水恁的96新。W<.K».-««N|2.12-3.4B.*UN)可不计4f式日0.6聂行与此丁.一It均熊的KekC)i焦文人口第行rsr(T)*比<*st<n>z*an-伯文出口的行Ie友”人口的M<flK()Z*(C).g-ac<r.-n)-MH!IovQ«M=t(m>h)Jfl<tMlR*hW)*jK(m,h)3)热水锅炉选择。锅炉的加热面积为:F=(1.J-1.2)式中：产为锅炉的加热面积();E为锅炉加热面的发热强度，kj(m2h),根据锅炉样本采用；1.11<为热水供应系统的热损失系数；Qj为最大耗热量(Id/h),所有耗热痼最大值之和。(7)消化池的保温。凡是导热系数小，容重较小，具有一定的机械强度和耐热性能力，而且吸水性差的材料一般均可作为保温材料。常用的有泡沫混土、膨胀珍珠岩、聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料等。消化池的保温结构的传热系数应按表642所列公式÷f÷i进行计算。保温结构的总厚度，应使热损失不超过允许数值。当KCL163W(m2K)Ht,说明保温良好。在计算消化池保温层厚度时，应对不同的部分分别进行计算。各部分传热系数允许值如下：池盖：K0.81W(maK)池壁：KO.70W(mzK)池花K<052W(nK)固定盖消化池池体为钢筋混凝土结构时，各部分保温材料的厚度也可按下式简化计式中：芯为保温材料的厚度(mh船为消化池结构部分钢筋混凝土的导热系数W(mK)1,K为各部分传热系数允许值W(m2K)1,凡为各部钢筋混凝土结构厚度(m)：，为保温材料导热系数W(mK)L在设计保温层时，要充分考虑到各种不利因素，留有一定的余地。此外，在保温层之外，还应设置保护层。常用的保护层材料有石棉砂浆抹面、砖墙、铁皮、铝片、铝合金板等，应根据实际情况适当选用。(8诩气的收集与贮存设备。由于产气量与用气量常常不平衡，所以必须设贮气柜进行调节。沼气从集气罩通过沼气管输送到贮气柜。贮气柜有低压浮盖式与高压球形罐两种。2.计算例题【例】城市污水处理厂，初次污泥量为313mj7d,剩余活性污泥量经浓缩后为Igom7乩其含水率均为96%,采用中温两级消化处理。消化池的停留天数为30d,其中一级消化为，Od,二级消化为IOd,消化池控制温度为乂骷¢,计算温度为3r。新鲜污泥年平均温度为17.3,日平均最低温度为12。池外介质为空气时，全年平均气温为11.6C,冬季室外计算气温，采用历年平均每年不保证5d的日平均温度-9CO池外介质为土壤时,全年平均气温为12.UC,冬季计算温度为4,2'C。一级消化池进行加热、搅拌，二级消化池不加热，不搅拌，均为固定盖形式。要求计算消化池的各部分尺寸。【例】设计计算(1)消化池容积。一级消化池总容积：V=喑胪J采用4座一级消化池，则每座池子的有效容积为V0=出普=2465m"取2500m3)44消化池直径D采用IRm(参见图6.4.5)图6.4.3消化池集气罩直径4,采用2mI池底下锥底直径力，采用2m集气罩高度儿，采用2m上锥体高度儿，采用3m：消化池柱体高度h%,应大于=9m.采用IonB下锥体高度儿，采用1m：则消化池总高度为Hhi+A,+儿+儿=16m消化池各部分容积的计算：集气罩容积为V1=卑%二×2=6.28m544弓形部分容积为（按球台体积公式计算）匕=+3相+Aj-4OO.4e'圆柱部分容积为zvz.314X18"C9L/m3V1×A3=;X102543.4m*44下锥体部分容积为匕TM9'+孝义与+囹=-JX3.14×1（92÷9×1+P）=95.3m3则消化池的有效容积为VftV34-V4=2543.4÷95.3=2638.7>2465m3二级消化池总容积为TaS吗产=493OmJ100采用两座二级消化池，每座一级消化池串联一座二级消化池，则每座二级消化池的有效容积V04.Qs=2465m'（取2500m'）二级消化池各部分尺寸同一级消化池。（Z消化池各部分表面积计算。池盖表面积：集气罩表面积为FI=+艮述=¥X22÷3.UX2X2=15-7m24池顶表面积为（按球台侧面积公式计算）H=2rh1=2X3】4X9.83X3=185.2m*其中=9.83m；则池盖总表面积为F1+F.=15.7÷185.2=200.9m池壁表面积为Fi=D5=314X18X6h339.Im2(地面以上部分)F4=JtDht=3.14X18X4=226.Im2(地面以下部分)池底表面积为(按圆台公式)*z(f÷fBMW÷(t)lsto1m消化池热工计算。1遍高新鲜污泥温度的耗热量。中温消化温度Tn=35新鲜污泥年平均温度为T.=17.3C日平均低气温为Tt=12t每座一级消化池投配的最大生污泥量为V*=2500X5%=125m7d则全年平均耗热量为V,12SQi=z(T1>-Tl)X4184一X(35-17.3)X418404UUo04UU=107.2kW最大耗热量为Qa=7X(3512)X4184=139.2(kW)XKd.1IlI2)消化池池体的耗热量。消化池各部传热系数采用：幄：K=0.81W(m2K)：池壁在地面以上部分为：K=0.7W(fn2K)«池壁在地面以下部分及池底为：K=0.52W(mjK):池外介质为大气时，全年平均气温为：7=11.6Ci冬季室外计算温度为：7=-9V池外介质为土壤时，全年平均温度为7=12.6匕，冬季计算温度为7;|=4.2匕则池盖部分全年平均耗热量为Q.