第六章-污泥處理與處置ppt

1、第六章 污泥的處理與處置 第一節(jié) 污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量 第二節(jié) 污泥的處理工藝 第三節(jié) 污泥濃縮 第四節(jié) 污泥的調(diào)理與脫水 第五節(jié) 污 泥 的 穩(wěn)定 第六節(jié) 最終處置與綜合利用 污泥的處理和處置，就是要通過適當 的技術措施，使污泥得到再利用或以某種 不損害環(huán)境的形式重新返回到自然環(huán)境中。 第一節(jié)第一節(jié) 污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量 一、污泥的來源和性質(zhì) 來源 處理目的 柵渣 沉砂池沉渣 初沉池污泥 二沉池生物污泥 富含有機物，容易 腐化、破壞環(huán)境， 必須妥善處置 降低含水率，使其變流態(tài)為固態(tài)， 同時減少數(shù)量 穩(wěn)定有機物，使其不易腐化，避免 對環(huán)境造成二次污染。 城市污水廠所產(chǎn)

2、生的污泥量約為處理水體積的 1%左右（0.5%1.5%）,含水率99.2%左右。 二沉池污泥 污泥 性質(zhì) 表征 參數(shù) 含水率與含 固率 揮發(fā)性固體 污泥中的有 毒有害物質(zhì) 污泥的脫水 性能 含水率在85以上呈流態(tài),65 85 時呈塑態(tài)，低于60呈固態(tài) 當含水率變化時，可近似地用下式 計算濕污泥的體積： 1 2 1 2 w w s s 2 1 100 100 P P P P V V 含水率是污泥中水含量的百分數(shù)， 含固率則是污泥中固體或干泥含量 的百分數(shù) 污泥 性質(zhì) 表征 參數(shù) 含水率與含 固率 揮發(fā)性固體 污泥中的有 毒有害物質(zhì) 污泥的脫水 性能 重金屬約50%轉(zhuǎn)移到污泥中，污泥 作為肥料，重

3、金屬離子含量應不超 過“農(nóng)用污泥標準”（GB4284-84 ） 用比阻值(r)或毛細吸水時間 (CST)評價 揮發(fā)性固體(用VSS表示)，是 指污泥中在600C的燃燒爐中能被 燃燒，并以氣體逸出的那部分固 體，反映污泥的穩(wěn)定化程度 二、污泥量 計算城市污水廠的污泥量時，一般以下表所列的 經(jīng)驗數(shù)據(jù)為基礎。 污泥種類污泥量/(Lm-3)含水率/%密度/(kgL-1) 沉砂池的沉砂0.03601.5 初次沉淀池污泥14259597.51.0151.02 二沉池(生物膜法)7996981.02 二沉池（活性污泥法）102199.299.6 1.0051.008 公式估算 式中： V初沉污泥量，m3/d

4、； qv污水流量， m3/d； 沉淀池中懸浮物的去除率，%； 0進水中懸浮物濃度，mg/L； P污泥含水率，%； 污泥密度，以1000kg/m3計； S每人每天產(chǎn)生的污泥量,一般采用0.30.8L/（d人）; N設計人口數(shù)，人。 1. 初沉污泥量 )100(10 100 3 V0 P q V 1000 SN V 或 2. 剩余活性污泥量(活性污泥法) (1) 剩余活性污泥量以VSS(揮發(fā)性固體)計: XVSOSed () V PYqK VX (2) 剩余活性污泥量以SS計: f P P X SS (3) 剩余活性污泥量以體積計: P P V )100( 100 SS SS 公式估算 三、污泥中

5、的水分及其對污泥處理的影響 1. 污泥中的水分 (1) 間隙水: 存在于污泥顆粒間隙中的水，稱為 間隙水或游離水，約占污泥水分的70 左右。這部分水一般借助外力可與泥粒 分離。 (2) 毛細水: 存在于污泥顆粒間的毛細管中，稱 為毛細水，約占污泥水分的20左右。 也有可能用物理方法分離出來。 (3) 內(nèi)部水: 黏附于污泥顆粒表面的附著水和存 在于其內(nèi)部(包括生物細胞內(nèi)的水)的內(nèi)部 水，約占污泥中水分的10左右。有干 化才能分離，但也不完全。 污泥處理的方法常取決于污泥的含水率和最終 的處置方式。 第二節(jié)第二節(jié) 污泥的處理工藝污泥的處理工藝 污泥處理處置的原則： 1使污水廠能正常運行； 2使有害

6、有毒物質(zhì)得到妥善處理或利用； 3使有機物得到穩(wěn)定處理； 4綜合利用，變害為利。 總原則減量、穩(wěn)定、無害化及綜合利用 污泥濃縮是降低污泥含水率、減少污泥體 積的有效方法。 污泥濃縮主要減縮污泥的間隙水。 方法 重力法 氣浮法 離心法 1、污泥濃縮 2、污泥穩(wěn)定化 厭氧消化法 好氧消化法 氯化氧化法 石灰穩(wěn)定法 臭氧穩(wěn)定法 生物穩(wěn)定 化學穩(wěn)定 采取措施降低污泥有機物含量或使其暫時不產(chǎn) 生分解的過程稱為污泥穩(wěn)定。 調(diào)理就是破壞污泥的膠態(tài)結構、減少泥水間的 親和力，改善污泥的脫水性能。 方 法 加藥調(diào)理法 淘洗加藥調(diào)理法 加熱調(diào)理法 冷凍調(diào)理法 加骨粒調(diào)理法 3、污泥調(diào)理 污泥脫水的作用是去除污泥中的

7、毛細水和表面 附著水，從而縮小其體積，減輕其質(zhì)量。 方法 自然脫水 機械脫水 過濾脫水 離心脫水 4、污泥脫水 污泥處理與處置 土地處置處置 污泥的主要處置與利用情況污泥的主要處置與利用情況 國國 別別 各種處理方法所占比例各種處理方法所占比例(%) 填填 埋埋排排 海海焚焚 燒燒農(nóng)農(nóng) 用用其其 它它 美美 國國251921306 英英 國國83074213 日日 本本62.731.95.4 西西 歐歐4518730 中中 國國60-65152-310-152-13 第三節(jié)第三節(jié) 污污 泥泥 濃濃 縮縮 一、重力濃縮 重力濃縮主要用于濃縮初沉污泥及初沉污泥和 剩余活性污泥的混合污泥。 1. 間

8、歇式污泥濃縮池 設計參數(shù)為停留時 間，一般為912h。 濃縮池的上清液， 應回到初沉池前重新處 理。 2. 連續(xù)式污泥濃縮池 連續(xù)運行的濃縮池 可采用沉淀池的形式， 一般為豎流式(或輻流 式)。 設計參數(shù): 濃縮池的固體通量 kg/(m2h)或kg/(m2d) 水力負荷m3/(m2h)或 m3/(m2d) 水力停留時間(h或d) 二、 氣浮濃縮法 氣浮濃縮是依靠微小氣泡與污泥顆粒產(chǎn)生黏附作 用，使污泥顆粒的密度小于水而上浮，并得到濃縮。 1. 氣浮濃縮系統(tǒng)的組成 氣浮濃縮系統(tǒng)主要由加壓溶氣裝置和氣浮分離裝 置兩部分組成。 2. 氣浮濃縮法的主要設計參數(shù) 主要設計參數(shù): 氣固比 水力負荷 回流比

9、 單位時間內(nèi)，通過氣浮池單位斷面的干固 體量，單位為kg/（m2.h）或kg/（m2.d） 00 s Q C N A 污泥負荷 氣浮池污泥負荷: 污泥種類污泥種類負荷負荷/（kg.m-2.d-1) 空氣曝氣的活性污泥空氣曝氣的活性污泥2575 空氣曝氣的活性污泥經(jīng)沉淀后空氣曝氣的活性污泥經(jīng)沉淀后50100 純氧曝氣的活性污泥經(jīng)沉淀后純氧曝氣的活性污泥經(jīng)沉淀后60150 50%的初沉污泥的初沉污泥+50%的活性污泥經(jīng)的活性污泥經(jīng) 沉淀后沉淀后 100200 初次沉淀池污泥初次沉淀池污泥至至260 2. 氣浮濃縮法的主要設計參數(shù) 主要設計參數(shù): 污泥負荷 氣固比 水力負荷 回流比 溶氣水經(jīng)減壓釋放

10、出的空氣量與需濃 縮的固體量之質(zhì)量比，常用As表示； 用于污泥濃縮一般取0.010.04 0 aa s ) 1( fpRS S A A 2. 氣浮濃縮法的主要設計參數(shù) 主要設計參數(shù): 污泥負荷 氣固比 水力負荷 回流比 單位時間內(nèi)，通過氣浮池斷面的處理 污泥流量，單位為m3/（m2.h）或 m3/（m2.d），一般4080m3/（m2.d） 或 23.5 m3/（m2.h)。 2. 氣浮濃縮法的主要設計參數(shù) 主要設計參數(shù): 污泥負荷 氣固比 水力負荷 回流比 加壓溶氣水量與需要濃縮的污泥量的 體積比，通常以R表示，用于污泥濃 縮需計算確定 例：某廢水處理廠的剩余活性污泥量為240m3/d， 含

11、水率為99.3%，泥溫20C?，F(xiàn)采用回流加壓溶氣氣 浮法濃縮污泥，要求含固率達到4%，壓力容器罐的表 壓p為3105Pa。試計算氣浮濃縮池的面積A和回流比 R。 解： 設計一座矩形的平流氣浮濃縮池設計一座矩形的平流氣浮濃縮池 污泥流量污泥流量qv=240m3/d=10m3/h 1. 氣浮濃縮池面積氣浮濃縮池面積A 污泥負荷取污泥負荷取75kg/(m2.d)，污泥密度為，污泥密度為1000kg/m3,則 )m(4 .22 75 %)3 .991 (1000240 2 A 2. 回流比回流比R 據(jù)經(jīng)驗，氣固比據(jù)經(jīng)驗，氣固比As取取0.02。 采用裝設填料的壓力罐，溶解效率采用裝設填料的壓力罐，溶解

12、效率f=0.9。 溶氣罐壓力為溶氣罐壓力為0.3Mpa=3kg/cm2 20時，空氣飽和溶解度：時，空氣飽和溶解度： 入流污泥濃度入流污泥濃度0為為7000g/m3 代入公式：代入公式： 回流水量：回流水量： mg/L8 .21g/L0218. 0g/L164. 10187. 0 a S /hm38/hm10%380 33 qv R %38078. 3 7000 ) 139 . 0(8 .21 02. 0 ) 1( 0 aa S R R fpRS S A A 溶氣罐凈體積（不包括填料）按溶氣水停留溶氣罐凈體積（不包括填料）按溶氣水停留3min計計 算，則：算，則： 以水力負荷校核氣浮池面積：以

13、水力負荷校核氣浮池面積： 在在1.03.6之間，符合要求。之間，符合要求。 v323232 1380% 1240 m /(md)51.4m /(md)=2.14m /(mh) 22.4 Rq A 33 N m9 . 1m 60 3 38V 重力濃縮與氣浮濃縮的比較 優(yōu) 點缺 點 重力濃縮 運行費用低，系 統(tǒng)簡單，管理簡 單 停留時間長、池 容大，污泥可能 腐化發(fā)臭和脫N上 浮 氣浮濃縮 停留時間短，池 容小，污泥不會 腐化發(fā)臭和脫N上 浮 運行費用高，系 統(tǒng)復雜，管理麻 煩 三、離心濃縮法 原 理 利用污泥中固、液相的密度不同，在 高速旋轉(zhuǎn)的離心機中受到不同的離心 力而使兩者分離，達到濃縮的目

14、的 效果指標 出泥含固率，3min停留時間，含固率 可達到4 固體回收率 濃縮后污泥的固體總 量與入流污泥中的固 體總量的比值 污泥種類污泥種類入流污泥入流污泥 含固率含固率/% 濃縮后污泥濃縮后污泥 含固率含固率/% 高分子聚合物需要量高分子聚合物需要量/ （g.kg-1污泥干固體）污泥干固體） 固體物質(zhì)固體物質(zhì) 回收率回收率/% 剩余活性污泥剩余活性污泥0.51.581008590 0.51.59095 厭氧消化污泥厭氧消化污泥1381008090 0.51.59095 普通生物濾池污泥普通生物濾池污泥238909095 9110.751.59597 轉(zhuǎn)筒式離心機用于污泥濃縮的運行參數(shù) 剩

15、余污泥機械濃縮 第四節(jié)第四節(jié) 污泥的調(diào)理與脫水污泥的調(diào)理與脫水 一、污泥調(diào)理 消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥與初 沉污泥的混合污泥等在脫水之前應進行調(diào)理，以改 善污泥的脫水性能。 調(diào)理就是破壞污泥的膠態(tài)結構、減少泥水間的 親和力，改善污泥的脫水性能。 方 法 加藥調(diào)理法 淘洗加藥調(diào)理法 加熱調(diào)理法 冷凍調(diào)理法 加骨粒調(diào)理法 （一）污泥脫水性能的評價指標 1. 比阻抗值r )(d d mc 2 ARVr pA t V 當p為常數(shù)值時，可積分并整理成為下式： pA R V pA r V t m ) 2 ( 2 由此： c 2 2 bpA r 比阻抗值的物理意義是單位干重濾餅的阻力，比 阻抗值

16、越大的污泥，越難過濾，其脫水性能也差。 b pA r 2 c 2 t/V與V呈直線關系，其斜率為： 2. 毛細吸水時間(CST) 其值等于污泥與濾紙接觸時，在毛細管的作用 下，水分在濾紙上滲透1cm長度的時間，以秒計。 CST值測定裝置示意圖 （二） 加藥調(diào)理法 原理 用化學藥品破壞泥水間的親和力，通過調(diào) 理使污泥的比阻值 (或CST)降低 1. 調(diào)理劑種類 無機調(diào)理劑 有機調(diào)理劑 助凝劑 （1）無機藥劑：鋁鹽，鐵鹽及其高分子聚合物 （PAC），經(jīng)常投加石灰，調(diào)節(jié)pH、硬度。 （2）有機藥劑：高分子量的水解性的聚合物，人工合 成的效果好(PAM) （3）助凝劑：一般不起混凝效果，調(diào)節(jié)污泥的pH

17、值， 供給污泥網(wǎng)格結構，改變污泥顆粒結構，增強絮體強度。 2. 調(diào)理劑投加量的確定 作比阻抗r及CST與調(diào)理劑用量的關系曲線圖確 定最佳調(diào)理劑用量和品種。 3. 影響污泥調(diào)理效果的因素 污泥性質(zhì) 調(diào)理劑品種 污泥調(diào)理條件 溫度 pH 調(diào)理劑配制濃度 混合條件 （三） 物理調(diào)理法 物理調(diào)理有加熱、冷凍、添加惰性助濾劑和淘 洗等方法。 污泥經(jīng)過高溫加熱和高壓處理后，可破壞膠體 結構，提高脫水性能。 污泥反復冷凍后能破壞污泥中的固體與水的聯(lián) 系，提高過濾能力。 淘洗（也稱水力調(diào)理）是最常用的方法。 投加無機助濾劑，可以形成孔隙粗大的骨架， 減小污泥比阻，如灰燼、鋸末等。 二、污泥脫水 污泥脫水的作用

18、是去除污泥中的毛細水和表面 附著水，從而縮小其體積，減輕其質(zhì)量。 （一） 污泥的自然脫水 1. 污泥干化場的構造 圍堤和隔墻 輸泥槽濾水層 排水系統(tǒng)不透水底層 支柱和透明頂蓋輕便鐵軌 污泥干化床 2. 污泥干化場脫水效果的影響因素 氣候條件污泥性質(zhì)污泥調(diào)理 3. 污泥干化場的設計 決定面積劃分塊數(shù) 干化場面積 V S （二） 污泥的機械脫水及其設備 脫水機械 轉(zhuǎn)筒離心機 板框壓濾機 帶式壓濾機 真空過濾機 1. 帶式壓濾機 帶式壓濾機工藝的開發(fā)成功的關鍵是濾帶的 開發(fā)，是合成有機聚合物發(fā)展的結果。 (1) 帶式壓濾機的構造: (2) 帶式壓濾機的選用: 通常根據(jù)帶式壓濾機生產(chǎn)能力、污泥量來確

19、定所需濾機寬度和臺數(shù)(一般不少于2臺)，并需繪 制脫水車間設備布置圖。 2. 污泥離心脫水和轉(zhuǎn)筒式離心機 污泥離心脫水的原理與離心分離、離心濃縮 相同，即利用轉(zhuǎn)動使污泥中的固體和液體分離。 (1) 轉(zhuǎn)筒式離心機的構造和脫水過程: 轉(zhuǎn)筒式離心機構造圖 進泥螺桿泵 脫水用高分子絮凝劑 溶藥與投加裝置 加藥螺桿泵 藥液后稀釋裝置 脫水機加藥裝置 臥螺離心脫水機 脫水后的干泥 (2) 轉(zhuǎn)筒離心機的選擇: 根據(jù)離心機的處理能力，即每臺機每小時處理 濕污泥立方米數(shù)，或每臺機每小時處理干污泥千克 數(shù)來決定的。 3. 板框壓濾機 (1) 板框壓濾機的選用 根據(jù)污泥量、過濾機的過濾能力來確定所需過 濾面積和壓濾

20、機臺數(shù)及設備布置。 濾板、濾框和濾布 (2)板框壓濾機的構造 板框壓濾機板框壓濾機 箱式板框壓濾機箱式板框壓濾機 工作原理：工作原理：利用過濾介質(zhì)（常用為滌綸布）利用過濾介質(zhì)（常用為滌綸布） 二面壓力差為推動力，水被強制通過介質(zhì)，污泥二面壓力差為推動力，水被強制通過介質(zhì)，污泥 截留在介質(zhì)表面。截留在介質(zhì)表面。 第五節(jié)第五節(jié) 污泥的穩(wěn)定污泥的穩(wěn)定 污泥穩(wěn)定化的處理方法: 厭氧消化法 好氧消化法 氯化氧化法 石灰穩(wěn)定法 臭氧穩(wěn)定法 生物穩(wěn)定 化學穩(wěn)定 常用方法 厭氧消化 目 的 污泥中的揮發(fā)性固體的量降低 40左右 過 程 水解、產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷 優(yōu) 點 產(chǎn)生能量 使污泥固體總量減少 作土壤調(diào)節(jié)劑殺

21、死致病菌 缺 點 投資大 運行易受環(huán)境條件的影響 消化污泥不易沉淀消化反應時間長 兩級高負荷率厭氧消化系統(tǒng) 二、 影響污泥消化的主要因素 1. pH和堿度 最佳為 7.07.3 厭氧消化 產(chǎn)生有機酸 pH 甲烷菌分解有機酸時產(chǎn)生的重碳酸鹽不斷增加 2. 溫度 中溫：3335C 高溫：5055C 3. 負荷 厭氧消化池的容積決定于厭氧消化的負荷率。 表 達 方 式 容積負荷參數(shù)為投配率 日進入的污泥量與池子容積之比，在一定程 度上反映了污泥在消化池中的停留時間 有機物負荷參數(shù)為有機負荷率 每日進入的干泥量與池子容積之比 消化時間進行復核 4. 消化池的攪拌 在有機物的厭氧發(fā)酵過程中，讓反應器中的

22、微 生物和營養(yǎng)物質(zhì)(有機物)攪拌混合，充分接觸，將 使得整個反應器中的物質(zhì)傳遞、轉(zhuǎn)化過程加快。 作用 使池內(nèi)污泥濃度分布均勻，利于 微生物生長繁殖 釋放有害氣體 使環(huán)境因素在反應器內(nèi)保持均勻 沼氣風機攪拌 三、 消化池的構造 主 要 設 備 攪拌螺旋漿 鼓風機 射流器抽吸污泥氣 破渣用自來水或污泥上清液噴淋 將循環(huán)污泥或污泥液送到浮渣層上 用鼓風機或用射流器抽吸污泥氣進 行攪拌 集氣 排液 溢流 監(jiān)測防護裝置 加料，排料附屬設備 消化池浮動式頂蓋固定式頂蓋 加熱池外加熱池內(nèi)加熱 浮動式蓋消化池 固定式蓋消化池 螺旋漿攪拌的消化池 污泥消化池 大型厭氧生物處理 沼氣攪拌壓縮機 熱交換器 貯氣罐

23、四、消化池的設計計算 內(nèi)容 池體設計 加熱保溫系統(tǒng)設計 攪拌設備設計 池體選型 確定池的數(shù)目和單 池容積 確定池體各部尺寸 布置消化池的各種 管道 消化池有效容積按每天處理污泥量及污泥投配 率進行計算： 100 p V V 消化池座數(shù)n： 0 V V n 消化池有效容積按有機負荷(Ns)計算： s s N G V 式中：V消化池有效容積，m3； V每天要處理的污泥量，m3/d； p污泥投配率，城市污水廠高負荷率消化池，當消化溫 度為3035時，p可取6%18%； n消化池的座數(shù)； Gs每日要處理的污泥干固體量， kg VSS/d ； Ns單位容積消化池污泥（VSS）負荷率， kg VSS/ （m3/d）。 消化池的結構尺寸 在確定了所需的消化池的有效容積后，就可計算 消化池各部的結構尺寸，其一般要求如下： 圓柱形池體的直徑一般為635m； 柱體高徑之比為1：2； 池總高與直徑之比為0.81.0； 池底坡度一般為0.08； 池頂部的集氣罩，高度和直徑相同，一般為 2.0