污泥濃縮及脫水培訓(xùn)材料

1、污泥的概述污泥的概述污泥污泥：在廢水的處理中，通常要截留相當(dāng)數(shù)量的懸浮物質(zhì)，這些物質(zhì)統(tǒng)稱為污泥固體，與水的混合體叫污泥。污泥的特點：l污泥中含有大量的有毒有害物質(zhì)，如寄生蟲卵、病原微生物、細菌、合成有機物及重金屬離子l；植物營養(yǎng)素（氮、磷、鉀）、有機物及水分等。l另外污泥易于腐化發(fā)臭，顆粒較細，相對密度較?。s為1.02-1.006），含水率高且不易脫水，屬于膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì)。一、污泥的種類與特點一、污泥的種類與特點(一一)污泥的分類及特性污泥的分類及特性l (1)根據(jù)污泥從水中分離過程可分為沉淀污泥及生物處理污泥.現(xiàn)代污水處理廠污泥大部分是沉淀污泥和生物處理污泥的混合污泥。l (2)按污

2、泥成分和性質(zhì)可分為有機污泥和無機污泥。以有機物為主要成分的有機污泥可簡稱為污泥，具主要特性是有機物含量高，容易腐化發(fā)臭，顆粒較細，密度較小，含水率高且不易脫水，是呈膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì)，便于用管道輸送。生活污水污泥或混合污水污泥均屬有機污泥。n以無機物為主要成分的無機污泥常稱為沉渣，沉渣的特性是顆粒較粗，密度較大，含水率較低且易于脫水，但流動性較差，不易用管道輸送。某些工業(yè)廢水物理、化學(xué)處理過程中的沉淀物均屬沉渣，無機污泥一般是疏水性污泥。p(3)更常用的是按污泥在不同處理階段分類命名：生污泥、濃縮污泥、消化污泥、脫水干化污泥，干燥污泥及污泥焚燒灰。二、污泥的性質(zhì)：二、污泥的性質(zhì)：（1）污泥固

3、體l污泥中的總固體包括溶解物質(zhì)和不溶解物質(zhì)兩部分。前者叫溶解固體。總固體、溶解固體和懸浮固體又各分為穩(wěn)定體和揮發(fā)固體。l揮發(fā)固體揮發(fā)固體是指在600下能被氧化，并以氣體產(chǎn)物逸出的那部分固體，它通常用來表示污泥中的有機物含量。污泥固體濃度常用mg/L表示，也有用重量百分?jǐn)?shù)表示的。（2）含水率含水率：污泥中水的百分含量。p固體()水量()100（） 或者：C%p%1 式中： p 為含水率; C為的固體濃度。p污泥的體積、重量及所含固體濃度之間的關(guān)系可用下式表示：12122121100100ppCCWWVV當(dāng)污泥含水率從97.5降至95時，求出污泥的體積的變化。解：11211221951005 .9

4、7100100100VVppVV可見污泥含水率從97.5降低至95，體積減少一半。例題：（3）污泥相對密度l 污泥相對密度指污泥的重量與同體積水重量的比值。污泥相對密度主要取決于污泥的含水率和固體的比重。固體相對密度越大、含水率越低，則污泥的比重就越大。l 生活污泥的相對密度一般接近于1。工業(yè)污泥的相對密度往往較大，例如，鐵皮沉渣的相對密度為56。（4）污泥中重金屬離子含量污泥中重金屬離子含量一般都較高。所以當(dāng)污泥用作肥料時，必須注意污泥中重金屬離子含量是否超標(biāo)。在城市污水處理的總費用中，污水處理和污泥處理的費用基本相等. 三、污泥的處理方法三、污泥的處理方法1. 污泥處理的目的：污泥處理的目

5、的：降低水分，減少體積，以利于污泥的運輸、儲存及各種處理和處置的工藝的進行。使污泥的衛(wèi)生化、穩(wěn)定化； 污泥常含有大量的有機物，也可能含有多種病原菌，有時還含其他有毒有 害物質(zhì)。必須消除這些會散發(fā)惡臭、導(dǎo)致病害及污染環(huán)境的因素，使污泥衛(wèi)生而穩(wěn)定無害。通過處理可改善污泥的成分和性質(zhì)，以利于應(yīng)用并達到回收能源和資源的目的。2.污泥處理方法污泥處理方法u常用污泥處理方法：濃縮、消化、脫水、干燥、焚燒、固化及最終處置。其中污泥的濃縮、消化及脫水是應(yīng)用最為廣泛的處理方法。常見的處理方案：最終處置自然干化消化濃縮生污泥最終處置堆肥自然干化濃縮生污泥最終處置干燥焚燒機械脫水濃縮生污泥最終處置機械脫水濃縮生污泥

6、最終處置機械脫水消化濃縮生污泥最終處置干燥焚燒機械脫水消化濃縮生污泥3污泥焚燒污泥焚燒l污泥經(jīng)焚燒后，含水率可降為0，使運輸與最后處置大為簡化。污泥在焚燒前應(yīng)有效地脫水干燥。l污泥焚燒工藝適合于以下情況：n當(dāng)污泥不符合衛(wèi)生要求，有毒物質(zhì)含量高，不能作為農(nóng)副業(yè)利用；n衛(wèi)生要求高，用地緊張的大、中城市；n污泥自身的燃燒熱值高，可以自燃并利用燃燒熱量發(fā)電；n與城市垃圾混合焚燒并利用燃燒熱量發(fā)電。p生污泥生污泥：廢水處理過程中所產(chǎn)生的以有機物為主要成分的污泥，稱為新鮮污泥或生污泥。p性質(zhì)：它呈膠狀結(jié)構(gòu)，不易脫水。污泥中所含氮、磷、鉀成分呈有機態(tài)，不易為植物所吸收。污泥中的有機物質(zhì)極不穩(wěn)定，容易腐化發(fā)臭

7、。有的污泥中含有病原菌和寄生蟲卵，容易傳播疾病。p消化目的：污泥消化是借助微生物的代謝作用，使污泥中有機物質(zhì)穩(wěn)定化，去除臭味，殺死大部分病原菌、蛔蟲蟲卵，減少污泥體積并回收利用消化過程中產(chǎn)生的沼氣等能源。p污泥消化是在人工控制下，通過微生物的代謝作用，使污泥中有機物質(zhì)穩(wěn)定化的過程。一般包括好氧消化和厭氧消化兩個過程，它們分別利用好氧微生物和厭氧微生物的代謝作用使污泥穩(wěn)定化。4污泥消化污泥消化四、污泥的資源化四、污泥的資源化p（1）污泥在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用 eg：作為肥料或土壤的改良劑。p（2）污泥作原料生產(chǎn)建筑材料：污泥中含有重金屬或有毒有害物質(zhì)數(shù)量過高，不宜作農(nóng)肥?？捎糜诮ㄖ破贰＠纾何勰嘀拼u：

8、方法：利用干化污泥直接制磚、污泥焚燒灰制磚、污泥與粉煤灰混合制磚等p（3）沼氣：污泥的厭氧分解產(chǎn)生沼氣。p（4）其他用途：污泥制活性炭、污泥制燃料、污泥作為吸附劑等 五、污泥的處置五、污泥的處置污泥無法再利用時，應(yīng)考慮污泥處置。p（1）填埋p（2）焚燒p（3）海洋投棄二二 污泥的濃縮污泥的濃縮按水分在污泥中存在的形式可分為間隙水間隙水、毛細管結(jié)合水毛細管結(jié)合水、表面吸附水表面吸附水和內(nèi)部水內(nèi)部水四種。顆粒間的間隙水：存在污泥顆粒間隙中的水，約占總水分的70；n分離方法：濃縮法顆粒間毛細管內(nèi)的毛細水（毛細管結(jié)合水）：指由于產(chǎn)生毛細現(xiàn)象而密集富集在細小污泥固體顆粒周圍的水，約占總水分的20%；n分

9、離方法：高速離心機、負壓或正壓過濾機脫水。表面吸附水：吸附在污泥顆粒表面的水。約占污泥水分的7左右。n分離方法：加熱脫除內(nèi)部水：存在污泥顆粒內(nèi)部或微生物細胞內(nèi)的水。約占污泥水分的3%。n分離方法：高溫加熱法、冷凍法或生物法。污泥中水分與污泥顆粒結(jié)合的強度由大到小的順序內(nèi)部水表面吸附水毛細管結(jié)合水間隙水。該順序也是污泥脫水的難易順序。污泥濃縮污泥濃縮p污泥濃縮目的：主要是用來降低污泥顆粒間的間隙水，縮小污泥體積。p污泥的濃縮方法：重力濃縮、氣浮濃縮、離心濃縮等。其中重力濃縮應(yīng)用較為廣泛。p濃縮方法選擇依據(jù)：在選擇濃縮方法時，除了各種方法本身的特點外，還應(yīng)考慮污泥的性質(zhì)、來源、整個污泥處理流程及最

10、終處置方式等。n如重力濃縮用于濃縮初沉淀污泥和剩余活性污泥的混合污泥時效果較好；n單純的剩余活性污泥一般用氣浮法濃縮，近年來離心法濃縮在有些工藝中得到采用。( (一）重力濃縮法（常用）一）重力濃縮法（常用）p原理：自然的重力沉降分離污泥p適用范圍：重力濃縮主要用于濃縮初沉淀污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。按運行方式可分為間歇式（小型處理廠）和連續(xù)式（大中型處理廠） 1間歇式污泥濃縮池污泥是間歇給入，在給入污泥前需先放空上清液。為此，在濃縮池的不同高度設(shè)有上清液排放管。2連續(xù)式污泥濃縮池連續(xù)式濃縮池一般設(shè)有中心管，稀污泥漿從中心管給入池內(nèi)，進行擁擠沉降與濃縮，澄清水由池表面周邊溢流堰溢出

11、。濃縮污泥從池底排出。當(dāng)需要處理大量污泥時，可選用帶刮泥機的連續(xù)式輻射濃縮池。連續(xù)式污泥濃縮池結(jié)構(gòu)類似于輻流式沉淀池的形式。一般直徑為520m，圓形或矩形鋼筋混凝土構(gòu)筑物。出泥/放空上清液進泥刮泥機垂直柵條圖2-3 重力濃縮池平面示意圖連續(xù)式（二）氣浮濃縮法（二）氣浮濃縮法p氣浮濃縮的原理 污泥氣浮濃縮是依靠大量微小氣泡附著在污泥顆粒上，形成污泥顆粒-氣泡結(jié)合體，進而產(chǎn)生浮力把污泥顆粒帶到水表面達到濃縮的目的。p適用范圍：氣浮法較適用于污泥顆粒相對密度接近于1且疏水的污泥，對于易發(fā)生污泥膨脹的、易發(fā)酵的剩余活性污泥效果尤為顯著。p污泥離心濃縮是利用污泥中固體顆粒和水的密度差異，在高速旋轉(zhuǎn)的離心

12、機中，固體顆粒和水分別受到大小不同的離心力而使其固液分離，達到污泥濃縮的目的。p種類：倒錐分離板型離心機和螺旋卸料離心機p螺旋卸料離心機也是連續(xù)運轉(zhuǎn)的。這種離心機由一個長的轉(zhuǎn)筒和一個同心的螺旋軸構(gòu)成。通常轉(zhuǎn)筒是水平安裝，而且一端是逐漸縮小的。污泥由中心管進入，經(jīng)螺旋上噴口進入轉(zhuǎn)筒，在離心力作用下進行固液分離，污泥甩向轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁濃縮，借螺旋與轉(zhuǎn)筒的相對運動，移向漸縮端進一步濃縮脫水從漸縮端排出，而離心澄清液從溢流口排出。p筒體和螺旋軸有一定的速度差。三、離心濃縮法三、離心濃縮法圖9.12 轉(zhuǎn)筒式離心機污泥分離液泥餅41237651變速箱；2轉(zhuǎn)筒；3罩蓋；4螺旋輸送器；5軸承；6空心軸；7驅(qū)動輪螺旋

13、卸料離心機5.3污泥調(diào)理污泥調(diào)理p污泥調(diào)理是污泥濃縮或機械脫水前的預(yù)處理，其目的是改善污泥濃縮和脫水的性能，提高機械脫水設(shè)備的處理能力。p污泥調(diào)理方法主要有化學(xué)調(diào)理、淘洗、加熱加壓調(diào)理、冷凍融化調(diào)理等。p調(diào)理工藝選擇依據(jù)：污泥性狀、脫水工藝、處理處置系統(tǒng)等。p化學(xué)調(diào)理是在污泥中加入適量的混凝劑、助凝劑等化學(xué)藥劑，使污泥顆粒絮凝，改善污泥脫水性能。p常用的無機混凝劑有鋁鹽（硫酸鋁、明礬、三氯化鋁、聚合氯化鋁等）、鐵鹽（三氯化鐵、硫酸鐵、綠礬等）；p有機高分子混凝劑是聚丙烯酰胺。p助凝劑是石灰，用來調(diào)節(jié)污泥的 pH值。不起混凝作用。一、化學(xué)調(diào)理一、化學(xué)調(diào)理二、淘洗二、淘洗p污泥淘洗是將污泥與3-4

14、倍污泥量的水混合而進行沉降分離的一種方法。p污泥淘洗的過程是泥水混合淘洗沉淀。三者可以分開進行，也可在合建的同一池內(nèi)進行。一般用廢水處理后的出水來洗滌污泥。輔以空氣攪拌或機械攪拌，可以提高淘洗效果。p污泥淘洗的目的：是降低污泥中的堿度和粘度，以節(jié)省混凝劑的用量，提高濃縮效果，縮短濃縮時間。p應(yīng)用：污泥淘洗僅適用于消化污泥。淘洗原因：由于污泥在消化過程中產(chǎn)生大量的重碳酸鹽，其堿度可達生污泥的30倍以上。若直接進行化學(xué)調(diào)理，將消耗大量的混凝劑。經(jīng)過淘洗的污泥，其堿度可從20002500mgL降至400-500mg/L，可節(jié)省50-80的混凝劑。所以，消化污泥不宜直接進行化學(xué)調(diào)理。三、加熱加壓調(diào)理三

15、、加熱加壓調(diào)理p原理：對污泥進行加熱加壓調(diào)理，可使部分有機物分解，破壞親水膠體顆粒穩(wěn)定性，污泥內(nèi)部水與吸附水被釋放，大大改善脫水性能。寄生蟲卵、致病菌及病毒可被殺死。因此污泥熱處理兼有污泥穩(wěn)定性、消毒和除臭等功能。p適用范圍：初沉污泥、消化污泥、活化污泥、腐殖污泥及其混合污泥等。p分類：按加熱溫度不同，可分為高溫加壓調(diào)理和低溫加壓調(diào)理兩種。（一）高溫加壓調(diào)理（一）高溫加壓調(diào)理p控制條件：反應(yīng)溫度低于150（可在6080運行）,使有機物的水解受到控制。壓力為1.01.5MPa，反應(yīng)時間、處理流程與高溫加壓調(diào)理基本相同。 p優(yōu)點：有機物的水解受到控制與高溫加壓調(diào)理相比，分離液BOD5含量下降（約低

16、40-50）。p控制條件：是把污泥升溫到170200，加壓壓力為1.01.5MPa，反應(yīng)時間為40120min。調(diào)理后污泥，再經(jīng)濃縮，含水率可降至8087，此時的污泥與水易于沉淀分離。再經(jīng)機械脫水后，濾餅的含水率可降至4060。p缺點：耗能較多，運行費用較高；設(shè)備容易產(chǎn)生結(jié)垢，從而降低熱交換效率。分離液中溶解性物質(zhì)增多，分離液中的BOD5/COD較高，致使分離液處理困難。（二）低溫加壓調(diào)理（二）低溫加壓調(diào)理四、冷凍融化調(diào)理四、冷凍融化調(diào)理p冷凍融化調(diào)理是將污泥交替進行冷凍與融化，通過改變污泥的物理結(jié)構(gòu)，使污泥易于濃縮脫水。由于冷凍時的脫水作用以及形成冰凍結(jié)構(gòu)時對污泥顆粒施加了擠壓力，調(diào)理后的污

17、泥顆?？赡Y(jié)成相當(dāng)大的凝聚物。p污泥經(jīng)冷凍、融化后，其沉淀性能與過濾速度比冷凍前可提高幾倍到幾十倍，而且不需用混凝劑。p適用范圍：可以調(diào)理各種污泥。p主要缺點：動力費用高，但比加熱加壓調(diào)理經(jīng)濟。目前冷凍融化調(diào)理尚處于試驗研究階段。 污泥脫水污泥脫水p污泥的機械脫水方法：真空吸濾法、壓濾法和離心法等p基本原理：以過濾介質(zhì)兩面的的壓力差作為推動力，使污泥水分被強制通過過濾介質(zhì)，形成濾液；而固體顆粒被截留在介質(zhì)上，形成濾餅。從而達到脫水的目的。工業(yè)上常用的過濾介質(zhì)：(1)織物介質(zhì) 又稱濾布，包括由棉、毛，絲、麻等天然纖維及由各種合成纖維制成的織物，以及用玻璃絲，金屬絲等織成的網(wǎng)狀物，織物介質(zhì)在工業(yè)上

18、應(yīng)用最廣；(2)粒狀介質(zhì) 包括細砂，木炭、石棉、硅藻土等細小堅硬的顆粒狀物質(zhì)，多用于深層過濾；(3)多孔固體介質(zhì) 是具有很多微細孔道的固體材料，如多孔陶瓷，多孔塑料叢多孔金屬制成的管或板。此類介質(zhì)多耐腐蝕，且孔道細微，適用于處理只含少量細小顆粒的腐蝕性懸浮液及其他特殊場合。一、真空過濾脫水一、真空過濾脫水p目前普遍使用的真空過濾脫水設(shè)備是轉(zhuǎn)鼓式真空過濾機。p適用范圍：各種污泥脫水。p結(jié)構(gòu)：該機由空心轉(zhuǎn)筒、分配頭、污泥貯槽、真空系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)組成。圖5-4轉(zhuǎn)鼓真空過濾機.濾餅形成區(qū)；.吸干區(qū)；.反吹區(qū)；.休止區(qū)1.空心轉(zhuǎn)筒；2.污泥槽；3.扇形格；4.分配頭；5.轉(zhuǎn)動部件；6.固定部件；7.

19、與真空泵通的縫；8.與空壓機通的孔；9.與各扇形格相通的孔；10.刮刀；11.泥餅；12.皮帶輸送器；13.真空管路；14.壓縮空氣管路二、壓濾脫水二、壓濾脫水自動板框壓濾機p結(jié)構(gòu)：自動板框壓濾機由主梁、濾布、固定壓板、濾板、濾框、活動壓板、壓緊機構(gòu)、洗刷槽等組成。兩根主梁把固定壓板與壓緊機構(gòu)連在一起構(gòu)成機架。在固定壓板和活動壓板之間依次交替排列著濾板和濾框。p工作原理：壓緊機構(gòu)驅(qū)使活動板帶動濾板和濾框在主梁上行走，用以壓緊和拉開板框。在濾板和濾框四周均有耳孔，板框壓緊后形成暗通道，分別為進泥口、高壓水進口、濾液出口以及壓干、正吹、反吹和壓縮空氣通道。濾布在驅(qū)動裝置下行走，通過洗刷槽進行清洗，使濾布得以再生p壓濾機工作時，先啟動壓緊機構(gòu)，壓緊板框，污泥通過進料口均勻進入濾框兩側(cè)，形成兩塊濾餅。然后用壓縮空氣通過濾框內(nèi)腔，吹鼓橡膠膜，擠出水分，壓干濾餅。使壓緊電動板反轉(zhuǎn)，自動拉開板框，此時橡膠膜回復(fù)原裝，將濾餅彈出濾腔，濾餅自動卸料。圖圖8-10 濾框、濾板和濾布濾框、濾板和濾布板框壓濾機濾板濾框濾布圖9.11 濾板、濾框和濾布組合后的工作狀況濾