污泥浓缩池设计

    1 绪论
污泥浓缩的主要目的是降低污泥含水率、减少污泥体积。浓缩减少的是污泥所含的间隙水,同时能改变其物理状态,减少池容积和处理所需的投药量,缩小用于输送污泥的管道和泵类的尺寸,以便进一步处置利用。污泥浓缩的技术界限大致为:活性污泥含水率可降**97%~98%,初次沉淀污泥可降**85%~90%。浓缩方法分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩,其中重力浓缩应用**广[1]
1.1 重力浓缩
重力浓缩是一种重力沉降过程,属于分层沉降,依靠污泥中的固体物质的重力作用进行沉降与压密。污泥浓缩过程中顺次存在着自由沉降、絮凝沉降、区域沉降和压缩沉降等过程。
重力浓缩的构筑物称为重力浓缩池,按其运转方式可以分为连续式和间歇式两种。连续式主要用于大、中型污水处理厂,间歇式主要用于小型污水处理厂或工业企业的污水处理厂,也包括湿污泥地。连续式重力浓缩池的进泥与出水都是连续的,排泥可以是连续的,也可以是间歇的。当池子较大时采用辐流式浓缩池,当池子较小时采用竖流式浓缩池。竖流式浓缩池采用重力排泥,辐流式浓缩池多采用刮泥机排泥,有时也可以采用重力排泥,但池底应做成多斗。重力浓缩池一般采用水密性钢筋混凝土建设,设有进泥管、排泥管和上清液排出管,平面形式有圆形和矩形两种,一般多采用圆形[2]
重力浓缩法的优点为贮泥能力强,动力消耗小,运行费用低,操作简便,但重力浓缩池占地面积较大,浓缩效果较差,浓缩后污泥含水率高,易发酵产生臭气。此方法主要用于浓缩初沉污泥、初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。
1.2 重力浓缩池的结构特点
间歇式重力浓缩池是间歇进泥,因此,在投入污泥前必须先排除浓缩池已澄清的上清液,腾出池容,故在浓缩池不同高度上应设多个上清液排出管。间歇式操作管理麻烦,且单位处理污泥所需的池体积比连续式的大。
连续式重力浓缩池可采用辐流式、竖流式沉淀池的型式,一般都是直径5~20m圆形或矩形钢筋混凝土构筑物。采用辐流式沉淀池的形式,可分为有刮泥机与污泥搅动装置的浓缩池、不带刮泥机的浓缩池,以及多层浓缩池等三种。
有刮泥机与污泥搅动装置的浓缩池其池底面倾斜度很小,为圆锥形沉淀池。池底坡度为0.01~0.1。进泥口设在池中心,周围有溢流堰。为提高浓缩效果和减少浓缩时间,可在刮泥机上安装搅拌装置,刮泥机与搅拌装置旋转速度应很慢,不**于使污泥受到搅动,其旋转周速度一般为0.02~0.20m/s。搅拌作用可使浓缩时间缩短4~5小时。有些刮泥机上设置有垂直的搅拌栅,当栅条随刮泥机缓慢移动时(其线速度一般为2~20m/s),每条栅条后面可形成小涡流,有助于颗粒间的凝聚,并可造成空穴,可以破坏污泥网状结构和胶着状态,使其中的水分及气泡容易分离,促进固体沉降,可提高浓缩效率20%。
如不用刮泥机,可采用多斗连续式浓缩池,采用重力排泥,污泥斗锥角大于55°,并设置可根据上清液液面位置任意调动的上清液排除管,排泥管将污泥从泥斗底部排除。中小型池多用重力排泥,一般不设搅拌栅条。
对于土地紧缺的地区,可考虑采用多层辐射式浓缩池。
当浓缩池较小时,可采用竖流式浓缩池。污泥由中心进泥管连续进泥,浓缩污泥通过橡皮刮板刮到污泥斗中,并从池底排泥管排出。澄清水由溢流堰溢出。浓缩池沿高程可大致分为三个区域:顶部为澄清区,中部为进泥区,底部为压缩区。进泥区的污泥固体浓度与进泥浓度大致相同;压缩区的浓度则愈往下愈浓,到排泥口达到要求的浓度;澄清区与进泥区之间有一污泥面,其高度由排泥量调节,可调节压缩污泥的压缩程度。
通常,重力浓缩池进泥可用离心泵,排泥则需要活塞式隔膜泵、柱塞泵等压力较高的泥浆泵[3]
1.3 重力浓缩池的运行管理
选用重力浓缩池时要考虑污泥的种类、浓度和含水率等诸多因素条件,经计算设计好浓缩池后,在运行过程中还要加以管理,以延长浓缩池的使用寿命,保持其高效运行。结合实践经验,认为以下方法有助于重力浓缩池的运行管理。
(1)重力浓缩池连续运行时浓缩效果好。运行初期或污泥量少时,可以间歇运行。
(2)当连续排泥不能保证出泥的含水率要求时,采用间歇排泥法,其两次排泥间隔在《给水排水设计手册》中规定为8h。如果排泥间隔大于8h,将造成已浓缩了的污泥团因集中大量排放而导致再次被分散,破坏浓缩效果。此外,污泥在池内停留时间过长,易引起厌氧发酵,造成污泥上浮,特别是夏季,温度较高,这种情况会更加明显。故重力浓缩池排泥间隔时间定为6~8h。
(3)刮泥机长时间停转,不仅会延缓污泥的浓缩过程,而且使浓缩后的污泥得不到及时排除,导致污泥腐败。另外,环境温度低于0℃时,还可能因为长期停机使池内结冰,造成刮泥机不能启动,甚**冻坏池体。如池内有大块异物阻碍刮泥机的运行,或有大批人员同时上机时,易造成刮泥机的超负荷运行,将导致设备的损坏。
(4)浓缩池池面及入口处的浮渣如不及时清除,不仅影响上清液的出流,而且还影响大气的复氧作用,容易产生厌氧情况。另外,池走道上的杂物影响刮泥机的正常运行,不利于操作人员巡视。