培材料污水處理基本知識(shí)

1、污水處理基礎(chǔ)知識(shí) 葛洲壩水務(wù)運(yùn)營(yíng)管理部2016年5月1目 錄3 預(yù)處理4 生物處理5 深度處理6 污泥處理與處置1 污水處理工藝流程2 污水處理工藝21 污水處理工藝流程32 污水處理工藝污水收集 一級(jí)處理 （預(yù)處理） 二級(jí)處理 深度處理 出水ph調(diào)節(jié)格柵沉砂池沉淀池 活性污泥法生物轉(zhuǎn)盤生物濾池生物接觸氧化 混凝沉淀過(guò)濾活性碳吸附臭氧氧化消毒膜處理、離子交換 43 預(yù)處理u篩濾截留法-篩網(wǎng)、格柵u重力分離法-沉砂池、沉淀池、隔油池與氣浮池處理對(duì)象：主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)纖維、碎片、毛發(fā)、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等53.1 格柵678格柵設(shè)計(jì)：尺寸、水力、柵渣量93.2 沉砂池

2、10c 旋流沉砂池旋流沉砂池113.3 沉淀池121314u平流式、幅流式、斜管沉淀u幅流式沉淀池的設(shè)計(jì) a=q/q h h沉淀池設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)沉淀池設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)沉淀池類型沉淀時(shí)間表面每人每日污泥固體負(fù)荷(h)水力負(fù)荷污泥量含水率kg/(m2d)m3/(m2h)(g/人d)(%) 初次沉淀池0.52.01.54.516369597二次生物膜法后1.54.01.02.010269698150沉淀池活性污泥法后1.54.00.61.5123299.299.61504 生物處理a 活性污泥法活性污泥法u1914年英國(guó)，100年的歷史。給生活污水曝氣 ，每天保留沉淀物，更換新鮮污水，持續(xù)一段時(shí)間后，污水中形成黃

3、褐色的絮凝體。大量繁殖的微生物群體構(gòu)成，易于與水分離，使污水得到 澄清凈化 。這種絮凝體稱為“活性污泥”。1516凈化污水的第一承擔(dān)者凈化污水的第二承擔(dān)者，判斷水質(zhì)的優(yōu)劣僅在處理水質(zhì)優(yōu)良的完全氧化型的活性污泥系統(tǒng)1718u活性污泥法凈化反應(yīng)過(guò)程活性污泥法凈化反應(yīng)過(guò)程有機(jī)污染物從污水中去除過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是有機(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)物被活性污泥微生物攝取、代謝和利用的過(guò)程。這一過(guò)程使水得到凈化，微生物獲得能量合成新的細(xì)胞，活性污泥得到增長(zhǎng)。（1）初期吸附去除 （2）微生物的代謝微生物對(duì)部分有機(jī)物氧化分解，最終形成co2和水，直接排入環(huán)境。另一部分有機(jī)物用于合成新細(xì)胞，以剩余污泥方式出系統(tǒng)。19u活性污泥法凈

4、化反應(yīng)的影響因素活性污泥法凈化反應(yīng)的影響因素（1）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)平衡： c n p (2) do ：過(guò)高，過(guò)量耗能，不經(jīng)濟(jì)，而且污泥易老化 (3)ph (4)水溫 （5） 有毒物質(zhì)u工藝：aao, 氧化溝 ,sbr,abu需氧量的計(jì)算r=q2 = a*q*(so-se)+b*v*xv+4.57*q*(no-ne)-2.6*q*no32021生物脫氮原理生物脫氮原理u硝化、反硝化硝化、反硝化污水中：有機(jī)氮，如蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、胺類污水中：有機(jī)氮，如蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、胺類 氨態(tài)氮氨態(tài)氮 氨化反應(yīng)、硝化反應(yīng)氨化反應(yīng)、硝化反應(yīng) 、反硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)u硝化反應(yīng)保持硝化反應(yīng)保持 指標(biāo)：指標(biāo)： do,

5、 ph 8.08.4，srt, 溫度溫度2030u反硝化影響因素反硝化影響因素 u碳源、碳源、ph6.57.5, do, 溫度溫度 22碳源補(bǔ)充量：通常計(jì)算反硝化去除1g n需要2.86g bod，博山污水處理廠進(jìn)水總氮40mg/l左右，本出水總氮小于10 mg/l，則反硝化階段需要（40-10）*2.86=85.8 mg/l，污水廠現(xiàn)狀進(jìn)水bod約80 mg/l，可利用按80%考慮則系統(tǒng)需補(bǔ)充bod為 85.8-64=21.8 mg/l。推薦采用乙酸鈉作為碳源投加劑。乙酸鈉折合成bod為0.52mgbod/mg乙酸鈉，則乙酸鈉投加量為：21.80.52=41.92 mg/l市售乙酸鈉含量為6

6、0%，則藥劑投加量為：41.920.6=70 mg/l 3000元元/噸噸 0.21元元/噸水噸水23堿度的校核：堿度的校核：估算在硝化過(guò)程中所消耗的堿度和在反硝化過(guò)程中產(chǎn)生的堿度，通常系統(tǒng)中應(yīng)保證有大于100mg/l(以caco3)的剩余堿度(即保持ph大于等于7.2）,以保證硝化所需環(huán)境。剩余堿度（出水堿度）=進(jìn)水堿度(以caco3)+3.75*反硝化的量 +0.1*去除bod5-7.14*硝化氮量24生物除磷原理生物除磷原理u利用聚磷菌過(guò)量攝取磷，并將磷以聚合態(tài)的形態(tài)貯藏在體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)外，從而達(dá)到從污水中除磷的效果。 釋放磷（厭氧）原污水曝氣池（吸收磷）沉淀池處理水回流污

7、泥剩余污泥254 . 污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥系統(tǒng)的計(jì)算(1+r)x=rxr r= x/(xr-x) 假設(shè)x=4000mg/l, xr=8000mg/l, 則r=100%污泥齡=反應(yīng)器中污泥總量/每日排放 剩余污泥量 =vx/qr xr宣化：12000*80000/1300 /23000=32 天塘沽：4000*40950/800/10000=20天剩余污泥量計(jì)算剩余污泥量計(jì)算 ：按泥齡 pict （按規(guī)范） v*x/cd按污泥產(chǎn)率系數(shù)、衰減系數(shù)及不可生物降解和惰性懸浮物計(jì)算 （按規(guī)范） y*q*(so-se)+f*q*(sso-sse)-kdvxv y： 污泥產(chǎn)率系數(shù)kg vss/kg bod

8、5,20度時(shí)為0.30.8 kd： 0.03 d-1 污泥內(nèi)源呼吸系數(shù)，衰減系數(shù)，即微生物的自身氧化率，20度時(shí)對(duì)城市污水取0.040.075d-1 f ：ss的污泥轉(zhuǎn)換率，無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)可取0.5g0.7g mlss/g ss kdkde（20)*（t）（t-20）污泥自身氧化率?。ㄋp系數(shù)）1/d t= 10 度 kd(10)= 0.062 1/d 26原理原理生物膜法是使微生物附著在載體生物膜法是使微生物附著在載體表面上，污水在流經(jīng)載體表面過(guò)表面上，污水在流經(jīng)載體表面過(guò)程中，通過(guò)有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物的吸附、程中，通過(guò)有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物的吸附、氧向生物膜內(nèi)部的擴(kuò)散以及在膜氧向生物膜內(nèi)部的擴(kuò)散以及在膜中所發(fā)生的

9、生物氧化等作用，對(duì)中所發(fā)生的生物氧化等作用，對(duì)污染物進(jìn)行分解。污染物進(jìn)行分解。2728294 生物處理4.1 好氧4.2 厭氧、兼氧30314.2 厭氧處理u指利用厭氧微生物的新陳代謝過(guò)程，在無(wú)氧條件下把污水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)污染物和少量細(xì)胞物質(zhì)的沙場(chǎng)水處理方法。u4個(gè)階段： 水解 酸化（發(fā)酵） 產(chǎn)乙酸 產(chǎn)甲烷32淀粉酶 水解水解 纖維素纖維素酶纖維二糖和葡萄糖淀粉麥芽糖和葡萄糖短肽和氨基酸蛋白酶蛋白質(zhì)脂肪脂肪酶丙二醇和脂肪酸33 酸化酸化 34 產(chǎn)乙酸階段產(chǎn)乙酸階段 酸化階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸，h2，碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)。產(chǎn)甲烷階段產(chǎn)甲烷階段 乙酸，h2，碳酸，甲酸、甲醇等被轉(zhuǎn)化

10、為co2，ch4和新的細(xì)胞物質(zhì)。3536375 深度處理 對(duì)象與目標(biāo)對(duì)象與目標(biāo) ： ss（包括活性污泥顆粒):,脫色，除臭，使水進(jìn)一步得到澄清bod ,cod ,toc，進(jìn)一步穩(wěn)定 n,p，消除導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的因素 ，2008年太湖消毒殺菌，去除 毒有害物質(zhì)經(jīng)過(guò)深度處理后的水能夠經(jīng)過(guò)深度處理后的水能夠 ：排放至水體，補(bǔ)充 地面水農(nóng)田灌溉，雜用 ：小區(qū)中水回用工業(yè)冷卻水，補(bǔ)充水回灌地下5 深度處理5.1 ss 懸浮物懸浮物 3839u 混合、絮凝混合、絮凝40u 混合、絮凝混合、絮凝 甘布公式甘布公式 g2=g h/u t ：既達(dá)到充分絮凝效果又不使絮凝體破裂：既達(dá)到充分絮凝效果又不使絮凝體破

11、裂的的g值值 41u 混合、絮凝混合、絮凝 水泵混合、管式混合、機(jī)械混合 隔板絮凝池、折板、機(jī)械絮凝42u 沉淀沉淀 斜板、斜管沉淀池斜板、斜管沉淀池 ： q=q/a v=q/asina 雷諾數(shù)雷諾數(shù)re弗勞德數(shù)弗勞德數(shù)fr 43u 過(guò)濾過(guò)濾 普通快濾池 v形濾池 混凝沉淀+濾布濾池 活性砂濾 深床濾池 5.2 溶解性有機(jī)物溶解性有機(jī)物 44 u 經(jīng)過(guò)二級(jí)處理后的溶解性有機(jī)物：丹寧、木質(zhì)素、黑腐酸經(jīng)過(guò)二級(jí)處理后的溶解性有機(jī)物：丹寧、木質(zhì)素、黑腐酸 45u 活性炭吸附活性炭吸附 用木材、煤作原料，經(jīng)高溫碳化和活化而制成的疏水性吸附劑用木材、煤作原料，經(jīng)高溫碳化和活化而制成的疏水性吸附劑有機(jī)物是否

12、能被活性碳吸附，有以下因素：有機(jī)物是否能被活性碳吸附，有以下因素：（1）分子結(jié)構(gòu)：）分子結(jié)構(gòu)： 芳香族芳香族脂肪族脂肪族 (2) 界面張力界面張力 （3）溶解度）溶解度 （4）離子性和極性）離子性和極性 （5）分子大?。┓肿哟笮?yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 處理程度處理程度 高，應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)高，應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng) 46u 臭氧氧化臭氧氧化 強(qiáng)氧化劑，僅次于氟強(qiáng)氧化劑，僅次于氟以空氣以空氣 原料，每生產(chǎn)原料，每生產(chǎn)1kg臭氧，需臭氧，需20kwh 能夠被能夠被 臭氧氧化的有機(jī)物：蛋白質(zhì)、氨基酸、木質(zhì)素、腐殖酸、臭氧氧化的有機(jī)物：蛋白質(zhì)、氨基酸、木質(zhì)素、腐殖酸、鏈?zhǔn)讲伙柡突衔镦準(zhǔn)讲伙柡突衔?，脫色，

13、脫色生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜 ，投資較大，電耗較高，在我國(guó)應(yīng)用不多，投資較大，電耗較高，在我國(guó)應(yīng)用不多47u aop 臭氧催化氧化：產(chǎn)生羥基自由基（ho）中間體，并以（ho）為主要氧化劑與有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，催化劑包括mn2+、h2o2、uv芬頓氧化技術(shù)芬頓氧化技術(shù)采用芬頓試劑氧化污水的一種方式，當(dāng)ph值在3，h2o2在fe2+的催化作用下分解產(chǎn)生oh，其氧化電位達(dá)到2.8v，是強(qiáng)的無(wú)機(jī)氧化劑，它通過(guò)電子轉(zhuǎn)移等途徑將有機(jī)物氧化分解成小分子。同時(shí)，fe2+被氧化成fe3+產(chǎn)生混凝沉淀，ph9，去除部分有機(jī)物。fenton試劑在水處理中具有氧化和混凝兩種作用。運(yùn)行成本相對(duì)較高。 5.3 溶解性無(wú)機(jī)物溶

14、解性無(wú)機(jī)物 485.4 消毒處理消毒處理 49505152u 不會(huì)與水中有機(jī)物生成三鹵甲烷不會(huì)與水中有機(jī)物生成三鹵甲烷u可在管網(wǎng)中保留較長(zhǎng)時(shí)間可在管網(wǎng)中保留較長(zhǎng)時(shí)間53546 污泥處理與處置 1.sludge production and characterization 污泥的分類及特性污泥的分類及特性2. main treatment and disposal methods of sludge 污泥的主要處理、處置方法污泥的主要處理、處置方法 2.1 thickening 濃縮 2.2 stabilization 穩(wěn)定 2.3 disinfection 消毒 2.4 sludge con

15、ditioning 污泥調(diào)理 2.5 dewatering 脫水 2.6 heat drying熱干化 2.7 high temperature process 高溫工藝 2.8 composting 堆肥 2.9 protein extraction 蛋白質(zhì)提取3.國(guó)外污泥處理處置方式國(guó)外污泥處理處置方式 4. 各種污泥處置方式投資與運(yùn)行費(fèi)用 551.sludge production and characterization 污泥的分類及特性污泥的分類及特性1.1 primary sludge初沉污泥1.2 biological sludge生物污泥1.3 chemical sludge化

16、學(xué)污泥1.4 miscellaneous ww solids其它污泥screenings 柵渣grit 沙子scum浮渣septage 沉積的垃圾filter backwash 過(guò)濾反沖洗廢水5657 污泥性質(zhì)的指標(biāo)：污泥性質(zhì)的指標(biāo)：u 含水率：含水率：97.5%-95%，體積減少多少？，體積減少多少？u按發(fā)性固體和灰分：近似等于。按發(fā)性固體和灰分：近似等于。u可消化程度可消化程度u肥分：肥分：n,p,k，微量元素及土壤改良劑（有機(jī)腐殖質(zhì)），微量元素及土壤改良劑（有機(jī)腐殖質(zhì)）u重金屬離子重金屬離子 l大部分污水廠設(shè)有初沉池去除原水中可沉降的顆粒，通常初沉污泥占總懸浮物的50%左右。初沉污泥易通

17、過(guò)重力濃縮，與生物污泥和化學(xué)污泥相比，不需要調(diào)理即可快速脫水。脫水后的泥餅含固更干。1.1 primary sludge生物污泥由活性污泥法，生物膜法等污水處理工藝產(chǎn)生。污泥的數(shù)量和性質(zhì)隨污泥中多種有機(jī)物的新陳代謝和增長(zhǎng)率而變化。 與初沉污泥和化學(xué)污泥相比，生物污泥更難濃縮和脫水。以有機(jī)物為主要成份，顆粒較細(xì)，易于腐化發(fā)臭，比重較小，含水率高且不易脫水，屬于膠狀結(jié)構(gòu)的親水物質(zhì)。1.2 activated sludge1.3 chemical sludge 化學(xué)污泥化學(xué)污泥u磷酸鹽， 磷酸鋁，磷酸鐵，磷酸鈣 氫氧化物沉淀物u惰性物質(zhì),聚合物582. main treatment and disp

18、osal methods of sludge 污泥的主要處理、處置方法污泥的主要處理、處置方法 2.1 thickening 濃縮 2.1.1 gravity thickening 重力濃縮污泥中所含水分見圖：空隙水70以上，毛細(xì)水20，吸附水和顆粒內(nèi)部水10. 濃縮后，含水率從99降至96,體積減少3/4。初沉污泥含水率97%,剩余污泥99%以上。 污泥濃縮主要減縮污泥的間隙水。在濃縮池中,固體顆粒借重力下降,水分從泥中擠出，濃縮污泥從池底排出，污泥水從池面堰口外溢(連續(xù)式)或從池側(cè)出水口流出。經(jīng)濃縮后的污泥近似糊狀，仍保持流動(dòng)性。運(yùn)行方式：連續(xù)式和間歇式構(gòu)造：類似沉淀池,大多采用直徑為52

19、0米的圓池，內(nèi)設(shè)攪拌機(jī)械作緩慢攪拌。停留時(shí)間：12小時(shí)左右表面污泥固體負(fù)荷：初沉池污泥100150kg ds/(m2d), 活性污泥為2040kg/(m2d)。59u最大的污泥貯存能力u操作水平要求不高u運(yùn)行費(fèi)用低（特別是電費(fèi)）u占地面積大u臭味u某些污泥固液分離效果不好，濃縮后污泥含固率低60 2.1.2 flotation thickening 氣浮濃縮一定溫度下，空氣在液體中的溶解度與空氣所受到的壓力成正比，即服從亨利定律。壓力恢復(fù)到常壓后，所溶解的空氣即變成微細(xì)氣泡從液體上釋放出。大量微細(xì)氣泡附著在污泥顆粒周圍，可使顆粒比重減少而被強(qiáng)制上浮。對(duì)于氧化溝或消化等大泥齡工藝所產(chǎn)生的剩余活性

20、污泥，或接觸氧化法產(chǎn)生的比重較輕的污泥，氣浮濃縮的優(yōu)勢(shì)將更加突出。 2.1.3 centrifugal thickening 離心濃縮612.2.1 anaerobic digestion厭氧消化厭氧消化污泥在無(wú)氧條件下，由兼性菌和厭氧細(xì)菌將污泥中的可生物降解的有機(jī)物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥得到穩(wěn)定的過(guò)程，是污泥減量化、穩(wěn)定化的常用手段之一。對(duì)于低含量有毒物質(zhì)和揮發(fā)性固體含量大于50% 的污泥，厭氧消化是可行的穩(wěn)定化工藝。厭氧菌對(duì)環(huán)境很敏感，在波動(dòng)的操作環(huán)境下不易生存。因此，在污泥體積較大且污泥種類較多的情況下應(yīng)用厭氧工藝需謹(jǐn)慎。污泥厭氧消化的三個(gè)階段：1在水解和發(fā)酵細(xì)菌的作用下，使

21、碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪水解與發(fā)酵，轉(zhuǎn)化為單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及co2及氫等；2在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，把第一階段的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成氫、co2和乙酸等；3通過(guò)兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌的作用下，一組把氫和co2轉(zhuǎn)化為甲烷，另一組對(duì)乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷。2.2 stabilization 穩(wěn)定62存在問題：存在問題：1)發(fā)酵溫度不能保證；2)長(zhǎng)期運(yùn)行后底部沉渣；3)物料分層，不能充分混合；4)頂部浮渣泡沫結(jié)蓋堵塞；5)有機(jī)質(zhì)降解率低，污泥仍有臭味；6)產(chǎn)氣效率低。2.2.2 aerobic digestion好氧消化好氧消化污泥經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的曝氣，其中一部分有機(jī)物由好氧微生物進(jìn)行降解和穩(wěn)定的過(guò)程。在消

22、化過(guò)程中，有機(jī)污泥經(jīng)氧化可以轉(zhuǎn)化成二氧化碳、氨以及氫等氣體產(chǎn)物。與厭氧消化比，投資較低，相對(duì)容易操作，不產(chǎn)生臭味，上清液bod,ss,nh3-n含量低，減少污泥中油脂或可溶性乙烷的含量,降低病原體含量。632.2.3 lime stabilization 石灰穩(wěn)定石灰穩(wěn)定石灰反應(yīng)在ph1011的范圍內(nèi)完成，當(dāng)ph值下降時(shí)會(huì)有臭味，所以需要投加過(guò)量的石灰保持ph在12時(shí)并維持2小時(shí)。石灰工藝并沒有降解和穩(wěn)定有機(jī)物，當(dāng)石灰工藝并沒有降解和穩(wěn)定有機(jī)物，當(dāng)ph降至低于降至低于11時(shí)，被降解的有機(jī)物重生，產(chǎn)生臭味。同時(shí)，不時(shí)，被降解的有機(jī)物重生，產(chǎn)生臭味。同時(shí)，不象生物穩(wěn)定工藝，加石灰后的污泥量沒有減少

23、反而增加。象生物穩(wěn)定工藝，加石灰后的污泥量沒有減少反而增加。可作為現(xiàn)有穩(wěn)定工藝的備份，污泥處理的過(guò)渡性措施，或?qū)σ延袛U(kuò)建或新建污泥處理設(shè)施去除臭味及控制病原體。64u sludge pasteurization 巴氏消毒 70c for at least 30 minutes.u heat-conditioning, heat drying, high temperature combustion, and composting.熱干化，熱調(diào)理，高溫燃燒，堆肥2.3 disinfection 消毒破壞和鈍化污泥中的微生物，去除病菌傳染的能力。2.3.1 pathogenic organisms

24、致病菌viruses, bacteria, parasites, and fungi 病毒， 細(xì)菌，寄生蟲， 真菌2.3.2 chemical disinfectionlime, chlorine, ozone 石灰 液氯 臭氧2.3.3 heat disinfection processes652.4 conditioning 調(diào)理調(diào)理2.4.1 無(wú)機(jī)物化學(xué)調(diào)理無(wú)機(jī)物化學(xué)調(diào)理lime and ferric chloride, 石灰和三氯化鐵ferric chloride hydrolzes in water, forming positively charged soluble iron c

25、omplexes which neutralize the negatively charge sludge solids, thus causing them to aggregate. 三氯化鐵在水中水解，形成可溶性帶正電荷的離子，中和帶負(fù)電荷的污泥，使污泥形成絮團(tuán)。lime is chosen for conditioning principally because it provides ph control, odor reduction and disinfection. 石灰主要提供ph控制，臭味去除和消毒2.4.2 chemical conditioning with poly

26、electrolytes 聚合物調(diào)理聚合物調(diào)理conditioning for thickening and for dewatering 濃縮和脫水前的調(diào)理2.4.3 thermal conditioning 熱調(diào)理熱調(diào)理 this process involves heating of sludge to temperatures of 350 to 400f (177 to 240c) in a reaction vessel under pressures of 250 to 400 psig (1,723 to 2,758 kn/m2 ) for periods of 15 to 4

27、0 minutes.污泥在1728個(gè)大氣壓，在反應(yīng)器內(nèi)加熱到177 至 240c間15到40分鐘。662.5 dewatering 脫水脫水2.5.1 natural sludge dewatering systems 自然脫水系統(tǒng)udrying beds 干化床udrying lagoons2.5.2 centrifugal dewatering systems 離心脫水系統(tǒng)操作環(huán)境整潔，無(wú)臭味問題，啟動(dòng)和停止操作簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)單，處理能力大，與其它機(jī)械脫水工藝相比，脫水后泥餅含固率較高。不需全天候人工操作。維護(hù)費(fèi)用高，進(jìn)料前需要除砂或粉碎砂子，對(duì)操作工要求較高干化塘2.5.3 filtrat

28、ion dewatering systems 過(guò)濾脫水uvacuum filters 真空過(guò)濾真空過(guò)濾對(duì)操作人員要求不高，維修量低，濾液ss含量低consumes the largest amount of energy per unit of sludge dewatered in most applicationsrequires continuous operator attentionauxiliary equipment (vacuum pumps) are very loud單位污泥耗電量大，需要時(shí)刻關(guān)注運(yùn)行狀況，輔助設(shè)備（真空泵）噪音大67ubelt filter press 帶

29、式過(guò)濾帶式過(guò)濾high pressure machines are capable of producing very dry cakelow power requirements壓力高的帶機(jī)可產(chǎn)出含固率高的泥餅電耗低對(duì)進(jìn)料的特性比較敏感，脫水機(jī)產(chǎn)泥量有限，濾布?jí)勖邢辵recessed plate pressure filters 板框壓濾機(jī)板框壓濾機(jī)highest cake solids concentration 泥餅含固率高投資高，人工費(fèi)高，因設(shè)備重量大需要特殊支撐，占地面積大682.6 heat drying2.6.1 污泥熱干化：污泥熱干化：sludge heat drying 指

30、利用燃燒化石燃料所產(chǎn)生的熱能或工業(yè)余熱、廢熱、或太陽(yáng)能，通過(guò)專門的工藝和設(shè)備，使污泥中水份快速蒸發(fā)的一種工藝。2.6.2 污泥熱干化的意義：污泥熱干化的意義：significance 減量化：含固率20%的污泥脫水至40%含固率，體積減少一半； 資源化：含固率40%的典型市政污泥滿足流化床自持燃燒的要求； 穩(wěn)定化：含固率85%以上的市政污泥可長(zhǎng)期穩(wěn)定儲(chǔ)存；無(wú)害化：含固率85以上的污泥產(chǎn)品可達(dá)美國(guó)epa-503a級(jí)標(biāo)準(zhǔn)； 69對(duì)于典型市政污水污泥，根據(jù)干化后污泥處理方式不同，干化污泥含水率選擇推薦：對(duì)于典型市政污水污泥，根據(jù)干化后污泥處理方式不同，干化污泥含水率選擇推薦：最終處置方案最終處置方案

31、 the final disposal proposal推薦干化污泥含水率推薦干化污泥含水率 recommended water content流化床焚化爐焚燒流化床焚化爐焚燒fluid bed incineration50-65% （半干化（半干化half-dried）與生活垃圾混合填埋與生活垃圾混合填埋land filling with domestic waste 60%（半干化（半干化 half-dried）與垃圾、燃煤混合焚燒與垃圾、燃煤混合焚燒回轉(zhuǎn)窯焚燒回轉(zhuǎn)窯焚燒incineration with solid waste and coal, incineration with ro

32、tary kiln30-35%（半干化（半干化 half-dried）農(nóng)用化肥、土壤改良農(nóng)用化肥、土壤改良 fertilizer and soil modifier固體燃料用于水泥窯和火力電廠固體燃料用于水泥窯和火力電廠高溫分解、氣化高溫分解、氣化.the solid fuel is used in cement kiln and thermal power plant15%以下（全干化以下（全干化 totally dried）2.6.3 污泥熱干化后干度的選擇污泥熱干化后干度的選擇solid content after drying702.6.4 污泥熱干化工藝分類污泥熱干化工藝分類proc

33、essing classification of sludge drying分類分類 classificationclassification工作原理工作原理principleprinciple典型工藝典型工藝processingprocessing直接干化機(jī)直接干化機(jī)convection dryer帶式干化機(jī)；帶式干化機(jī)；belt dryerbelt dryer間接干化機(jī)間接干化機(jī)conduction dryer槳葉干化機(jī)；槳葉干化機(jī)；paddle drierpaddle drier碟式干化機(jī)；碟式干化機(jī)；disc dryerdisc dryer薄層干化機(jī)；薄層干化機(jī)；thin layer

34、dryerthin layer dryer流化床干化機(jī)流化床干化機(jī) fluid bed dryerfluid bed dryer混合干化機(jī)混合干化機(jī)hybrid dryer + +innodry 2e71帶式干化機(jī)帶式干化機(jī) belt dryer72槳葉式干化機(jī)槳葉式干化機(jī) paddle dryerpaddle dryer73臥式轉(zhuǎn)碟干化機(jī)臥式轉(zhuǎn)碟干化機(jī) horizontal rotary disc dryerhorizontal rotary disc dryerscrapersteam emissionsteam injectioncondensed water dischargeeffl

35、uentmixer74臥式薄層干化機(jī)臥式薄層干化機(jī) horizontal thin layer dryerhorizontal thin layer dryer752.7 high temperature processes 高溫工藝高溫工藝maximum volume reduction detoxificationenergy recovery污泥最大減量化，破壞毒性，能量可回收costoperating problemsstaffingenvironmental impacts成本高，操作不穩(wěn)定，對(duì)人員要求高，環(huán)境影響2.7.1 incineration 焚燒焚燒 u可全部殺死污泥中的病

36、毒、細(xì)菌和微生物，消除臭氣污染u容積減少（最大程度的減少）u最徹底的污泥處理方法之一，它能使有機(jī)物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積，降低運(yùn)輸成本降低處置成本， 但是其缺點(diǎn)在于處理設(shè)施投資大，處理費(fèi)用高，設(shè)備維護(hù)成本高，而且產(chǎn)生強(qiáng)致癌物質(zhì)二惡英76煙氣凈化裝置 gas cleaning device低溫?zé)煔鈒ow-temperature gas高溫?zé)煔?high temperature gas污泥干燥機(jī)sludge drier余熱鍋爐余熱鍋爐 residual heat residual heat boilerboiler熱載體（導(dǎo)熱油或蒸汽）heat carrier (heat

37、conductive oil or steam煙囪 chimney焚燒爐焚燒爐incineratorincinerator熱載體（導(dǎo)熱油或蒸汽）heat carrier (heat conductive oil or steam脫水污泥dewatered sludge干污泥 dry sludge灰 ash污泥干化焚燒工藝流程示意污泥干化焚燒工藝流程示意 process flow of sludge drying and incineration 772.8 compost 堆肥堆肥composting is a process in which organic material undergo

38、es biological degradation to a stable end product. 堆肥工藝過(guò)程中有機(jī)物生物降解后生成穩(wěn)定的副產(chǎn)品using the natural process of decay to change organic wastes into a valuable humus-like material called compost. approximately 20 to 30 percent of the volatile solids are converted to carbon dioxide and water. 自然工藝轉(zhuǎn)換有機(jī)物為一種有價(jià)值的象

39、腐殖土一樣的肥料 。約2030%的揮發(fā)性固體可被轉(zhuǎn)換為二氧化碳和水a(chǎn)s the organic material in the sludge decomposes, the compost heats to temperatures in the pasteurization range of 50 to 70c ，and enteric pathogenic organisms are destroyed. 污泥中的有機(jī)物分解時(shí)，溫度可達(dá)到50 to 70c ，properly composted biosolids may be used as soil conditioners in a

40、gricultural or horticultural applications, subject to any limitations based on the constituents in the composed biosolids。腐殖土可作為農(nóng)業(yè)或園藝用的土壤改良劑。2.8.1 definition 定義定義 782.8.2 process steps ubulking agents for porosity and moisture control ( recycled compost, wood chips, etc.)or feed amendments for a sou

41、rce of limiting nutrients such as carbon (for example, sawdust, rice hulls, etc.) are added to provide a mixture suitable for composting. 堆肥過(guò)程中需添加木屑等增加多孔性和溫度控制，或添加鋸屑，稻殼。ua temperature in the range of 55 to 65c is attained to ensure destruction of pathogenic organisms and provide the driving force fo

42、r evaporation, which reduces the moisture content. 保持溫度在55至65c 確保病菌破壞和提供蒸發(fā)所需動(dòng)力，減少污泥中水份。uthe compost is stored for extended periods after the primary composting operation to further stabilize the mixture at lower temperatures. 堆肥反應(yīng)后肥料需貯存一段時(shí)間以進(jìn)一步穩(wěn)定低溫下的混合效果uadditional air drying(windrowing) may be requ

43、ired if the cured compost is too wet for further processing. 如果熟化后的肥料太濕，需要投加干草以保證進(jìn)一步的反應(yīng)。main factors influence on process:影響堆肥的因素影響堆肥的因素umoisture: 50 to 60 percent 濕度 5060%utemperature: 55 to 65c but not above 80c 溫度: 55 to 65c不超過(guò)80cuph: for growth of most bacteria is between 6 and 7.5 and between 5

44、.5 and 8.0 for fungi.unutrient concentration: c/n ratios between 25 and 35 營(yíng)養(yǎng)物含量c/n比25%到35%uoxygen supply: 5 and 15 percent by volume 供氧量，體積比5 15 %792.9 protein extraction 蛋白質(zhì)提取蛋白質(zhì)提取該技術(shù)以城鎮(zhèn)污水處理廠和工業(yè)廢水處理設(shè)施的生化污泥為處理對(duì)象，通過(guò)理化作用破壞污泥細(xì)菌細(xì)胞壁，釋放其中的蛋白質(zhì)和水分，通過(guò)固液分離得到含蛋白液體和污泥殘?jiān)?。含蛋白液體可根據(jù)用戶需求濃縮成不同蛋白含量的蛋白發(fā)泡劑產(chǎn)品。污泥殘?jiān)蚣?xì)胞內(nèi)水分

45、和蛋白的釋放，含水率可降低到50%以下并且具有穩(wěn)定性，可直接作為綠化土、建材填充料或加工成土壤改良劑、有機(jī)肥進(jìn)行利用。802.9.2 process diagram 工藝流程工藝流程 微生物蛋白提取方式的污泥處理及資源化工藝主要包括污泥進(jìn)料系統(tǒng)、污泥調(diào)理系統(tǒng)、理化作用反應(yīng)系統(tǒng)、閃蒸系統(tǒng)、濾液收集和蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)、殘?jiān)占斔拖到y(tǒng)、廢氣收集處理系統(tǒng)和輔助車間等。該工藝每處理污泥1萬(wàn)噸，可回收30%蛋白濃度的污泥蛋白溶液產(chǎn)品750噸，同時(shí)得到4000噸綠化土。81國(guó)內(nèi)外污泥處理處置現(xiàn)狀對(duì)比 表1圖1國(guó)內(nèi)污泥處理處置：技術(shù)所占的比例如圖1所示 。3. 國(guó)外污泥處理處置方式國(guó)外污泥處理處置方式 現(xiàn)階段我

46、國(guó)污泥處置技術(shù)應(yīng)以污泥土地利用為主，在土地利用過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)污泥中重金屬、有機(jī)污染物和病原體等污染物的控制。82國(guó)內(nèi)外污泥的處理處置方法的分析與對(duì)比1 1、焚燒處理、焚燒處理原理原理：利用污泥含有的有機(jī)成分較高(約占70%-80%)，具有一定熱值等特點(diǎn)來(lái)處置污泥。優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)：在于其處理的徹底性，減量率可達(dá)到95%左右，處理速度快，污泥中有機(jī)物被完全 氧化，重金屬(除汞外)幾乎全被截留在灰渣中。污泥焚燒過(guò)程所產(chǎn)生的能量可以用于發(fā)電和供熱，而焚燒灰具有吸水性、凝固性，還可以用于制作建筑材料。在日本，55%以上、歐盟10%以上。劣勢(shì)劣勢(shì)：首先污泥熱值較低，同時(shí)污泥內(nèi)在水分較難去除，影響燃燒穩(wěn)定性，還有

47、污泥焚燒及其系統(tǒng)如何滿足環(huán)保要求，避免二次污染產(chǎn)生，例如如何避免產(chǎn)生二噁英也是目前焚燒技術(shù)面臨的一個(gè)難題。再有焚燒的價(jià)格昂貴，從國(guó)外的情況看，焚燒投資以及運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù)費(fèi)，是其它工藝的24倍。對(duì)比對(duì)比：在歐盟污泥海洋棄置被禁止，污泥填埋越來(lái)越受限制時(shí)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)落后的成員國(guó)如希臘、葡萄牙等國(guó)家，由于污泥焚燒的成本高，也沒有選擇或很少選擇使用焚燒方式處置污泥。在我國(guó)也僅是東部沿海一些發(fā)達(dá)城市如廣州存在污泥焚燒處理，且有嚴(yán)格的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)限制。 我國(guó)與日本相比，我國(guó)的國(guó)土面積遼闊，但經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后，不能像日本那樣大范圍的使用焚燒技術(shù)處理污泥。但是，污泥焚燒發(fā)電是最能實(shí)現(xiàn)污泥處理的減量化與資源化的。8

48、32.污泥衛(wèi)生填埋在各國(guó)的應(yīng)用污泥衛(wèi)生填埋：弊端：1、占用大量土地、耗費(fèi)可觀，使其應(yīng)用受到制約； 2、污染地下水； 3、高含水率污泥易引起填埋堆體的整體層移動(dòng)滑坡，影響填埋場(chǎng)安全； 4、由于污泥含水量高，顆粒細(xì)，透水性差，極易造成滲濾液和填埋場(chǎng)氣體收集系統(tǒng)的嚴(yán)重堵塞，使?jié)B濾液無(wú)法排出，沉積的甲烷氣體越來(lái)越多，填埋場(chǎng)將成為一顆“定時(shí)炸彈”；biocycle雜志調(diào)查表明：美國(guó)污泥的主要處置方法是循環(huán)利用，而污泥填埋的比例正逐漸下降，美國(guó)許多地區(qū)甚至已經(jīng)禁止污泥地方填埋;1999年歐盟的固體廢棄物土地填埋法令(于2006年起實(shí)施),要求所有歐洲國(guó)家用于土地填埋的固體廢棄物中有機(jī)物含量必須逐年遞減,其

49、中污水廠污泥也是該法令規(guī)定的固體廢棄物種類之一。根據(jù)歐盟的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,由于法規(guī)政策的導(dǎo)向作用使污泥處置方式有了很大的變化，污泥填埋所占比例大幅度下降(從1997年的41%下降到2003年的7%)。歐盟成員國(guó)中，法國(guó)、德國(guó)、比利時(shí)、荷蘭、盧森堡、愛爾蘭等國(guó)家污泥填埋有逐年下降的趨勢(shì)。法國(guó)污泥填埋的比例由1992年的20%下降到1998的11%，2005年法國(guó)禁止污泥填埋。843.土地利用在各國(guó)的應(yīng)用 污泥土地利用是污泥分散消納的一種方式，是指通過(guò)覆蓋、噴灑、注射等方式，將污泥作為一種有機(jī)肥料或土壤改良劑，施入土壤表面或土壤中，以達(dá)到改善土壤性質(zhì)，提高土壤綜合肥力的目的。所有將污泥歸還于土地的利用方式均可稱為污泥的土地利用，可以有多種方式：農(nóng)田利用、林地利用、園林綠化利用以及退化土壤的修復(fù)等。 德國(guó)1990年污泥農(nóng)用比例30%左右，增加到1998年的近70%，在短短的8年內(nèi)污泥農(nóng)用提高了一半多，當(dāng)英國(guó)在歐盟禁止污泥海洋處置時(shí)選擇污泥土地利用來(lái)消納不能海洋處理的大量污泥，污泥土地利用是見效快，容量大的處理污泥的途徑。 現(xiàn)階段適合我國(guó)國(guó)情的污泥處置方法主要是污泥的土地利用。在建國(guó)初期我國(guó)土地肥料90%是有機(jī)肥料，而隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展土地的肥料更多的來(lái)源于化肥，