污泥基礎(chǔ)知識(shí)

1、名師精編優(yōu)秀資料污泥是水處理過程的副產(chǎn)物，包括篩余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。污泥 體積約占處理水量的 0.3%0.5%左右，如水進(jìn)行深度處理，污泥量還可能增加 0.51 倍。是使污泥減量、穩(wěn)定、無害化及綜合利用。（1）確保水處理的效果，防止二次污染；（2）使容易腐化發(fā)臭的有機(jī)物穩(wěn)定化；（3）使有毒有害物質(zhì)得到妥善處理或利用；（4）使有用物質(zhì)得到綜合利用，變害為利。1）按成分不同分：污泥：以有機(jī)物為主要成分。其主要性質(zhì)是易于腐化發(fā)臭，顆粒較細(xì)，比重 較小（約為1.021.006）,含水率高且不易脫水，屬于膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì)。 初次沉淀池與二次沉淀池的沉淀物均屬污泥。沉渣：以無機(jī)物為主要成分。

2、其主要是顆粒較粗，比重較大（約為2左右），含水率較低且易于脫水，流動(dòng)性差。沉砂池與某些工業(yè)廢水處理沉淀池的沉淀物 屬沉渣。（2）按來源不同分：初次沉淀污泥（也稱生污泥或新鮮污泥）：來自初次沉淀池。剩余活性污泥（也稱生污泥或新鮮污泥）：來自活性污泥法后的二次沉淀池。 腐殖污泥（也稱生污泥或新鮮污泥）：來自生物膜法后的二次沉淀池。消化污泥（也稱熟污泥）：生污泥經(jīng)厭氧消化或好氧消化處理后的污泥?；瘜W(xué)污泥（也稱化學(xué)沉渣）：用化學(xué)沉淀法處理污水后產(chǎn)生的沉淀物。例如, 用混凝沉淀法去除污水中的磷；投加硫化物去除污水中的重金屬離子； 投加石灰 中和酸性污水產(chǎn)生的沉渣以及酸、堿污水中和處理產(chǎn)生的沉渣等均稱為化

3、學(xué)污 泥。（3）城市污水廠污泥的特性見表8-1表8-1城市廢水廠污泥的性質(zhì)和數(shù)量污泥種類污泥量g/含水率%相對(duì)密度比阻s2/g（L.d）沉砂池沉渣0.03( L/m3)601.5初沉池污泥14259597.51.0151.02(1.312.11)X1010活性污泥法污泥71996981.02102.80X 1010生物膜法污泥102199.299.61.0051.008（1）污泥含水率：污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分?jǐn)?shù)稱為污泥 含水率。1污泥中水的存在形式有：空隙水，顆粒間隙中的游離水，約 70%，可通過重力沉淀（濃縮壓密）而分 離；毛細(xì)水，是在高度密集的細(xì)小污泥顆粒周圍的水，由毛

4、細(xì)管現(xiàn)象而形成的， 約20%，可通過施加離心力、負(fù)壓力等外力，破壞毛細(xì)管表面張力和凝聚力的作 用力而分離；顆粒表面吸附水和內(nèi)部結(jié)合水，約10%。表面吸附水是在污泥顆粒表面附著 的水分，起附著力較強(qiáng)，常在膠體狀顆粒，生物污泥等固體表面上出現(xiàn)，采用混 凝方法，通過膠體顆粒相互絮凝，排除附著表面的水分；內(nèi)部結(jié)合水，是污泥顆 粒內(nèi)部結(jié)合的水分，如生物污泥中細(xì)胞內(nèi)部水分，無機(jī)污泥中金屬化合物所帶的 結(jié)晶水等，可通過生物分離或熱力方法去除。通常含水率在85%以上時(shí)，污泥呈流態(tài)；65%85%時(shí)呈塑態(tài)；低于60%時(shí) 則呈固態(tài)。2污泥體積、重量及所含固體物濃度之間的關(guān)系：V1/V2=W1/W2=（ 100-P2

5、）/（ 100-pi）=C2/C1（ 8-1）式中：P1、V1、W1、C1污泥含水率為P1時(shí)的污泥體積、重量與固體物濃度；p2、V2、W2、C2污泥含水率為P1時(shí)的污泥體積、重量與固體物濃度；說明：式（8-1）適用于含水率大于65%的污泥。因含水率低于65%以后， 體積內(nèi)出現(xiàn)很多氣泡，體積與重量不在符合式（8-1）的關(guān)系。例題8-1:污泥含水率從97.5%降低至95%時(shí)，求污泥體積。解：由式(8-1)V2= Vi (100-P1)/ (100-P2)= Vi (100-97.5) / (100-95) = (1/2) Vi可見污泥含水率從97.5%降低至95%時(shí)，污泥體積減少一半。(2) 揮發(fā)

6、性固體(或稱灼燒減重)和灰分(或稱灼燒殘?jiān)?：揮發(fā)性固體近似地 等于有機(jī)物含量；灰分表示無機(jī)物含量。(3) 可消化程度：表示污泥中可被消化降解的有機(jī)物數(shù)量。消化對(duì)象：污泥中的有機(jī)物。一部分是可被消化降解的(或稱可被氣化，無 機(jī)化)；另一部分是不易或不能被消化降解的，如脂肪、合成有機(jī)物等。消化程度的計(jì)算公式：Rd=1- ( PV2PS1 ) / ( PV1 PS2 ) X 100 (8-2)式中：Rd可消化程度，%;PS1、PS2分別表示生污泥及消化污泥的無機(jī)物含量，%；PV1、PV1分別表示生污泥及消化污泥的有機(jī)物含量，。消化污泥量的計(jì)算公式：Vd= V1 (100-P1) /(100-Pd)

7、 (1- PV1/100) + PV1/100 (1- Rd/100) (8-3)式中：Vd消化污泥量，m3/d;Pd消化污泥含水率，取周平均值；V1生污泥量，m3/d;P1生污泥含水率，取周平均值；PV1生污泥有機(jī)物含量，%；Rd可消化程度，取周平均值；(4) 濕污泥比重與干污泥比重：濕污泥重量等于污泥所含水分重量與干固體重量之和。濕污泥比重等于濕污泥重量與同體積的水重量之比值。干固體物質(zhì)包括有機(jī)物(即揮發(fā)性固體)和無 機(jī)物(即灰分)。確定濕污泥比重和干污泥比重，對(duì)于濃縮池的設(shè)計(jì)、污泥運(yùn)輸 及后續(xù)處理，都有實(shí)用價(jià)值。經(jīng)綜合簡(jiǎn)化后，濕污泥比重(Y )和干污泥比重(Ys)的計(jì)算公式分別為：丫 =

8、 (100 丫 s ) / 丫 s p+ ( 100-p) (8-4)或丫 =25000/250p+ (100-p) (100+1.5py) (8-8)丫 s=250/（100+1.5pv）（8-7）式中：丫一一濕污泥比重；丫 s污泥中干固體物質(zhì)平均比重，即干污泥比重；p濕污泥含水率，% ；pv污泥中有機(jī)物含量，%；/ 5）污泥肥分：污泥中含有大量植物生長(zhǎng)所必需的肥分/N、P、K）、微量元素及土壤改良劑（有機(jī)腐殖質(zhì)）。我國城市污水處理廠各種污泥所含肥分見表8-2表8-2我國城市污水處理廠污泥肥分表污泥類別總氮%磷（以P2O5計(jì)）%鉀（以心0計(jì)）有機(jī)物%初沉污泥23130.10.55060活性污

9、泥3.37.70.784.30.220.446070消化污泥1.63.40.60.82530/ 6）污泥重金屬離子含量：污泥中重金屬離子含量，決定于城市污水中工業(yè)廢 水所占比例及工業(yè)性質(zhì)。污水經(jīng)二級(jí)處理后，污水中重金屬離子約有50%以上轉(zhuǎn) 移到污泥中。若污泥作為肥料使用時(shí)，要注意重金屬是否超過我國農(nóng)林業(yè)部規(guī)定 的農(nóng)用污泥標(biāo)準(zhǔn)（GB4284-84）。表8-3列舉我國北京、上海、天津、西安、 蘭州、沈陽、黃石等幾個(gè)城市污水處理廠污泥中重金屬含量的范圍。表8-3我國城市污水處理廠污泥中重金屬成分及含量重金屬離子名稱Hg汞Cd鎘Cr鉻Pb鉛As砷Zn鋅Cu銅Ni鎳含量范圍4.633.69.28512.

10、4300553013824.15402400560111946047.5農(nóng)林業(yè)部農(nóng)用污酸性土5560030075500250100泥標(biāo)準(zhǔn)壤 PH/ GB4284-84)V 6.5中性和152010001000751000500200堿性土壤 PH> 6.5(1) 污泥量計(jì)算(8-9)1初次沉淀污泥量和二次沉淀污泥量的計(jì)算公式:V=1OOCon Q/1000 (100-p) p式中：V初次沉淀污泥量，m3/d ；Q污水流量，m3/d;n 去除率，%;(二次沉淀池n以80%計(jì))C0進(jìn)水懸浮物濃度，mg/L;P污泥含水率，%;沉淀污泥密度，以1000kg/m3計(jì)2剩余活性污泥量的計(jì)算公式:Qs

11、=A X/fX r(4-113)式中：Qs每日從系統(tǒng)中排除的剩余污泥量，m3/d ；A X揮發(fā)性剩余污泥量(干重)，kg/d;f=MLVSS/MLSS，生活污水約為0.75,城市污水也可同此；Xr回流污泥濃度，g/L O3消化污泥量的計(jì)算公式：見公式(8-3) o(2) 污水處理廠干固體物質(zhì)平衡：污水處理廠內(nèi)部存在著固體物質(zhì)的平衡問題，通過固體物質(zhì)的平衡計(jì)算，有 助于污泥處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與管理。污水處理廠固體物質(zhì)平衡的典型計(jì)算，可根據(jù) 圖8-1進(jìn)行。(見P332圖8-1)設(shè)原污水懸浮物X0為100,初次沉淀池懸浮物去除率以 50%計(jì)，二次沉淀 池去除率以80%計(jì)，懸浮物總?cè)コ士側(cè)コ蕿?90%

12、。各處理構(gòu)筑物固體回收 率為：濃縮池為1=90% ;消化池為2=80%;懸浮物減量為rg=30%;機(jī)械脫水為 3=95% (預(yù)處理所加混凝劑的固體量略去不計(jì))。因此其平衡式為：進(jìn)入污泥濃縮池的懸浮物量：X1= A X+Xr(8-10)XR=X /2+ X /3+ X /4(8-11)式中：X1進(jìn)入濃縮池的固體物量；AX初次沉淀池排泥的懸浮物量加二次沉淀池剩余污泥中的懸浮物Xr等于濃縮池上清液含有的懸浮物量 X/ 2，消化池上清液懸浮物量 X3,機(jī)械脫水上清液懸浮物量 X / 4的總和。進(jìn)入消化池的懸浮物量：X2= Xi ri(8-12)濃縮池上清液懸浮物量：X / 2= Xi (1- ri)(

13、8-13)消化池懸浮物減量：G= X2g= Xi rirg(8-14)進(jìn)入機(jī)械脫水設(shè)備的懸浮物量：X3= (X2-G) r2(8-15)消化池上清液懸浮物量：X / 3= (X2-G) (1-匕)(8-16)脫水泥餅固體物量：X4= X3 r3機(jī)械脫水上清液含有的懸浮物量：X / 4= X3 (1-3)(8-17)回流至沉砂池前的上清液中所含懸浮物總量：Xr=X / 2+ X / 3+ X / 4= Xi (1- rirg-rir2r3+rir2r3rg)(Xi- Xr) / Xi= rirg+rir2r3-rir2r3rg= AX/ X iXi = AX/ rirg+r2r3 (1-rg)

14、(8-18)(1) 污泥輸送的方法：管道輸送(重力管道和壓力管道)；卡車；駁船等。管道輸送：適用于污泥輸送的目的地相當(dāng)穩(wěn)定； 污泥的流動(dòng)性能較好，含水率較 高；污泥所含油脂分成較少，不會(huì)粘附于管壁縮小管徑增加阻力； 污泥的腐蝕性 低，不會(huì)對(duì)管材造成腐蝕或磨損；污泥的流量較大，一般應(yīng)超過 3om/h。優(yōu)點(diǎn), 衛(wèi)生條件好，沒有氣味與污泥外溢，操作方便并利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，運(yùn)行管理 費(fèi)用低。缺點(diǎn)，一次性投資大，一旦建成后，輸送的地點(diǎn)固定，較不靈活?？ㄜ囕斔停哼m用于中、小型污水處理廠，不受運(yùn)輸目的地的限制，也不受污泥性 質(zhì)、含水率的影響，也不需經(jīng)過中間轉(zhuǎn)運(yùn)，可以隨著季節(jié)的變化或地點(diǎn)的變化， 把污泥直接

15、運(yùn)到進(jìn)行利用或處理的地方。優(yōu)點(diǎn)，方便靈活。缺點(diǎn)，運(yùn)費(fèi)較高。駁船輸送：適用于不同含水率的污泥。優(yōu)點(diǎn)，靈活方便，運(yùn)行費(fèi)用低。缺點(diǎn)，需 設(shè)中轉(zhuǎn)站。對(duì)管道、卡車、駁船輸送綜合經(jīng)濟(jì)比較列于表8-4名師精編優(yōu)秀資料表8-4管道、卡車、駁船輸送綜合經(jīng)濟(jì)比較表建設(shè)投資運(yùn)行管理費(fèi)輸送1m的成本管道輸送111駁船輸送0.821.302.604.006卡車輸送2.257.0027.034.030注：以管道輸送的建設(shè)投資、運(yùn)行管理費(fèi)及每輸送 1m距離的成本為“ 1 “單位(2) 污泥輸送設(shè)備：輸送污泥用的污泥泵在構(gòu)造上必須滿足不易被堵塞與磨損，不易受腐蝕等基本條件。常見的有隔膜泵、旋轉(zhuǎn)螺栓泵、螺旋泵、混流泵、多級(jí)柱塞

16、泵和離心泵等。(1) 污泥流動(dòng)的水力特性：污泥在含水率較高(高于99%)的狀態(tài)下，屬于牛頓流體，流動(dòng)的特性接近 于水流。隨著固體濃度的增高，污泥的流動(dòng)顯示出半塑性或塑性流體的特性，必須克服初始剪力以后才能開始流動(dòng)。 污泥流動(dòng)的下臨界速度約為1.1m/s,上臨界 速度約為1.4 m/s。污泥壓力管道的最小設(shè)計(jì)流速為 1.02.0 m/so(2) 壓力輸泥管道的沿程水頭損失 (見P336公式(8/9)和表8-4)(3) 壓力輸泥管道的局部水頭損失 (見P337公式(8-20)和表8-5)污泥處理方案的選擇，應(yīng)根據(jù)污泥的性質(zhì)與數(shù)量；投資情況與運(yùn)行管理費(fèi)用； 環(huán)境保護(hù)要求以及有關(guān)法律與法規(guī)；城市農(nóng)業(yè)發(fā)

17、展情況及當(dāng)?shù)貧夂驐l件等情況， 綜合考慮后選定。(1 )生污泥一濃縮一消化一自然干化一最終處置(2) 生污泥-濃縮一自然干化一堆肥一最終處置(3) 生污泥濃縮消化機(jī)械脫水最終處置(4) 生污泥一濃縮一機(jī)械脫水一干燥焚燒一最終處置(5) 生污泥濕污泥池一最終處置(6) 生污泥濃縮消化最終處置第(1)、(3)、(6)方案，以消化處理為主體，消化過程產(chǎn)生的生物能即沼氣（或稱消化氣、污泥氣），可作為能源利用，如用作燃料或發(fā)電；第（2）、（5） 方案是以堆肥，農(nóng)用為主，當(dāng)污泥符合農(nóng)用肥料條件及附近有農(nóng)、林、牧或蔬菜 基地時(shí)可考慮采用；第（4）方案是以干燥焚燒為主，當(dāng)污泥不適于進(jìn)行消化處 理、或不符合農(nóng)用條

18、件，或受污水處理廠用地面積的限制等地區(qū)可考慮采用。焚燒產(chǎn)生的熱能，可作為能源。污泥最終處理方法包括作為肥料施用于農(nóng)田、 森林、 草地或沙漠改良；填地或投海；作為能源或建材；焚燒等。不同脫水方法及脫水效果列于表8-7表8-7不同脫水方法及脫水效果表脫水方法脫水裝置脫水后含水率%脫水后狀態(tài)濃縮法重力濃縮、氣浮濃縮、離心濃縮9597近似糊狀自然干化法自然干化場(chǎng)、曬砂場(chǎng)7080泥餅狀機(jī)真空吸濾真空轉(zhuǎn)鼓、真空轉(zhuǎn)盤等6080泥餅狀械法脫壓濾法板框壓濾機(jī)4580泥餅狀水滾壓帶法滾壓帶式壓濾機(jī)7886泥餅狀離心法離心機(jī)8085泥餅狀干燥法各種干燥設(shè)備1040粉狀、粒狀焚燒法各種焚燒設(shè)備010灰狀（1）污泥濃縮

19、的目的是降低污泥含水率，減少污泥體積，以利于后續(xù)處理與利 用。（2）常用濃縮方法的特點(diǎn)見表8-8表8-8常用污泥濃縮方法及比較濃縮方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍重力濃縮法貯泥能力強(qiáng)，動(dòng)力消耗??；運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)便占地面積較大；濃縮效 果較差，濃縮后污泥含 水率咼；易發(fā)酵產(chǎn)生臭 氣主要用于濃縮初沉 污泥；初沉污泥和 剩余活性污泥的混 合污泥氣浮濃縮法占地面積??；濃縮效 果較好，濃縮后污泥 含水率較低；能同時(shí) 去除油脂，臭氣較少占地面積、運(yùn)行費(fèi)用小 于重力濃縮法；污泥貯 存能力小于重力濃縮 法；動(dòng)力消耗、操作要 求咼于重力濃縮法主要用于濃縮初沉 污泥；初沉污泥和 剩余活性污泥的混 合污泥。特別適用 于濃縮

20、過程中易發(fā) 生污泥膨脹、易發(fā) 酵的剩余活性污泥 和生物膜法污泥離心濃縮法占地面積很?。惶幚?能力大；濃縮后污泥 含水率低，全封閉， 無臭氣發(fā)生專用離心機(jī)價(jià)格咼；電耗是氣浮法的10倍；操作管理要求高目前主要用于難以 濃縮的剩余活性污 泥和場(chǎng)地小，衛(wèi)生 要求高，濃縮后污 泥含水率很低的場(chǎng) 合（1）原理：重力濃縮是一種重力沉降過程，依靠污泥中的固體物質(zhì)的重力作用 進(jìn)行沉降與壓密。（2）分類：根據(jù)運(yùn)行情況分為間歇式和連續(xù)式兩種。間歇式重力濃縮池：是一種圓形水池，底部有污泥斗。工作時(shí)，先將污泥充 滿全池，經(jīng)靜置沉降，濃縮壓密，池內(nèi)將分為上清液、沉降區(qū)和污泥層，定期從 側(cè)面分層排出上清液，濃縮后的污泥從底

21、部泥斗排出。（見P347圖8-15）間歇式濃縮池主要用于污泥量小的處理系統(tǒng)。濃縮池一般不少于兩個(gè)，一個(gè)工作，另 一個(gè)進(jìn)入污泥，兩池交替使用。連續(xù)式重力濃縮池：分為豎流式和輔流式兩種。其運(yùn)行基本工作狀況及固體 與液體平衡關(guān)系（見P339圖8-6）。剩余活性污泥經(jīng)濃縮池中心管流入，入流污 泥流量及其固體濃度分別以 Qo、Co表示。上清液由溢流堰溢出稱為出流，其流 量與固體濃度分別以 Qe、Ce表示。濃縮污泥從池底排出稱為底流，底流流量與 固體濃度分別以Qu、Cu表示。濃縮池中存在著三個(gè)區(qū)域，即上部澄清區(qū)；中間 阻滯區(qū)（當(dāng)污泥連續(xù)供給時(shí)，該區(qū)的固體濃度基本恒定，不起濃縮作用，但其高 度將影響下部壓縮

22、區(qū)污泥的壓縮程度）；下部為壓縮區(qū)。單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入濃縮池的固體重量，等于排出濃縮池的固體重量（上清液所含固體重量忽略不計(jì)）。通過濃縮池任一斷面的固體通量，由兩部分組成，一部分是濃縮池底部連續(xù)排泥所 造成的向下流固體通量；另一部分是污泥自重壓密所造成的固體通量。連續(xù)式重力濃縮池的基本構(gòu)造（見 P346圖8-12）。其特點(diǎn)是裝有與刮泥機(jī) 一起轉(zhuǎn)動(dòng)的垂直攪拌柵，能使?jié)饪s效果提高20%以上。因?yàn)閿嚢钖磐ㄟ^緩慢旋轉(zhuǎn) （圓周速度220cm/s），可形成微小渦流，有助于顆粒間的凝聚，并可造成空穴， 破壞污泥網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，促使污泥顆粒間的空隙水與氣泡逸出。（3）設(shè)計(jì)要點(diǎn)：小型污水處理廠采用方形或圓形間歇式濃縮池；大

23、、中型污水處理廠采用豎 流式和輻流式連續(xù)式濃縮池；間歇式濃縮池的主要設(shè)計(jì)參數(shù)是水力停留時(shí)間，停留時(shí)間由試驗(yàn)確定。時(shí)間過短，濃縮效果差；過長(zhǎng)會(huì)造成污泥厭氧發(fā)酵。無試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可按1224h設(shè)計(jì)。當(dāng)以濃縮后的濕污泥作肥料時(shí)，污泥濃縮和貯存可采用方或圓形濕污泥池， 有效水深采用11.5m,池底坡0.01，坡向一端。連續(xù)式濃縮池的主要設(shè)計(jì)參數(shù)有：固體通量和水力負(fù)荷。有效水深采用4m, 豎流式有效水深按沉淀部分的上升流速不大于 0.1mm/s進(jìn)行復(fù)核。池容積按濃縮 1016h核算。當(dāng)采用定期排泥時(shí)，兩次排泥間隔可取 8h。濃縮池的上清液應(yīng)回送初沉池或調(diào)節(jié)池重新處理。（4）設(shè)計(jì)計(jì)算：濃縮池表面積F:選定固

24、體通量，計(jì)算濃縮池表面積 F，s，與用水力負(fù)荷計(jì) 算的濃縮池表面積F，w進(jìn)行比較，取其大者。按固體通量，計(jì)算濃縮池表面積 F，s （m2）: F，s=Q w /qs按水力負(fù)荷計(jì)算的濃縮池表面積 F，w （m2）: F，w=Q/qw則 F=max （F，s， F，w）式中：Q 污泥量，m3/d ；w污泥含固量，kg/m3;qs選定的固體通量，kg/ （m2.d）；qw 水力負(fù)荷，m3/ （m2.d）；濃縮池有效池容 W和停留時(shí)間t:根據(jù)確定的池表面積F,計(jì)算濃縮池的有 效容積W，,根據(jù)W，復(fù)核污泥在池中停留時(shí)間t，。若t，大于1016h,則修定固體通量，重新計(jì)算上述各值，最終確定濃縮池設(shè)計(jì)表面積

25、F、有效容積 W和停留時(shí)間t。計(jì)算有效容積 W /( m3): W / =Fb 復(fù)核停留時(shí)間tx( h): tx = W/ /Q 式中：h2 有效水深，m(5) 運(yùn)行管理：在濃縮池的運(yùn)行管理中，應(yīng)經(jīng)常對(duì)濃縮效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，并隨時(shí)予以調(diào)節(jié)。濃 縮效果通常用濃縮比(排泥濃度/入流污泥濃度)、固體回收率(濃縮到排泥中的 固體/入流總固體)和分離率(上清液量/入流污泥量)三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。一般來說，濃縮初沉污泥時(shí)，濃縮比應(yīng)大于 2,固體回收率應(yīng)大于90%;濃縮活 性污泥與初沉污泥組成的混合污泥時(shí)，濃縮比大于 2,分離率應(yīng)大于85%。如果 某一指標(biāo)低于以上數(shù)值，應(yīng)分析原因，檢查進(jìn)泥量是否合適，控制的

26、qs是否合 理，濃縮效果是否受到了溫度等因素的影響。(1) 原理：是利用污泥中的固體、液體的比重差，在離心力場(chǎng)所受到的離心力 的不同而被分離。(2) 適用條件：主要用于濃縮剩余活性污泥等難脫水污泥或場(chǎng)地狹小的場(chǎng)合。(3) 離心機(jī)的種類：連續(xù)式離心機(jī)、間歇式離心機(jī)、盤式和籃式離心機(jī)。(4) 主要參數(shù)：入流污泥濃度、排出污泥含固量、固體回收率、高分子聚合物的投加量等。離心機(jī)的運(yùn)行參數(shù)列于(P352表8-12)。高濃度有機(jī)污泥通過厭氧或好氧消化，污泥中的揮發(fā)性固體變?yōu)榉€(wěn)定的腐殖 質(zhì)，同時(shí)減少污泥體積60%左右，并改善污泥性狀，控制致病微生物，為污泥的 后續(xù)處理做好準(zhǔn)備。經(jīng)濟(jì)的污泥處理系統(tǒng)是：厭氧消化

27、處理初沉池污泥；好氧消 化處理剩余活性污泥。表8-10污泥厭氧與好氧消化的比較消化方優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件法厭氧不需曝氣，運(yùn)行能耗和費(fèi)用低；可獲得部分能源（沼氣）易產(chǎn)生臭氣；管理水平要求較咼廢水處理廠，規(guī)模不限；多采用中溫消化好氧中小規(guī)模時(shí)，投資少、上 清液中 BOD、SS、NH4-N 均低于厭氧消化，操作管 理簡(jiǎn)便；消化池中不加 溫，不產(chǎn)生臭氣供氧消耗的能量大，運(yùn)行費(fèi)用高；消化污泥脫水性能差，有機(jī)物分解率較低中小規(guī)模廢水處理 廠，特別適用于無初 沉池的好氧生物污水 處理廠（1）厭氧消化的機(jī)理：1979年，伯力特（Bryant）等人根據(jù)微生物的生理種群提出的厭氧消化的三 階段理論，第一階段是在水解與

28、發(fā)酵細(xì)菌作用下， 使碳水化合物，蛋白質(zhì)與脂肪 水解與發(fā)酵轉(zhuǎn)化成單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氫等；第二階段是 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、二氧化碳和乙酸；第三 階段是通過兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌的作用，一組把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲 烷，另一組是對(duì)乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷。參與的微生物種類，參與厭氧消化第一階段的微生物包括細(xì)菌、原生動(dòng)物和 真菌，統(tǒng)稱水解與發(fā)酵細(xì)菌，大多數(shù)為專性厭氧菌，也有不少兼性厭氧菌；參與 厭氧消化第二階段的微生物是一群極為重要的菌種產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌以及同型 乙酸菌；參與厭氧消化第三階段的微生物是甲烷菌一一甲烷發(fā)酵階段的主要細(xì) 菌，屬于絕對(duì)的厭氧菌。（2）厭氧

29、消化的影響因素：影響厭氧消化的主要因素有溫度、生物固體停留時(shí)間（污泥齡）與負(fù)荷、攪 拌和混合、營(yíng)養(yǎng)與C/N比、氮的守恒與轉(zhuǎn)化、有毒物質(zhì)、酸堿度、PH值和消化液的緩沖作用等。（3）厭氧消化池池形：厭氧消化池池形，（見P361圖8-26）。圓柱形，池徑一般為6M35M，池總 高與池徑之比取0.81.0,池底、池蓋傾角一般取15° 20°,池頂集氣罩直徑取 2M5M，高1M3M。蛋形一般用于大型消化池，容積可達(dá)到10000M3以上，攪拌充分、均勻，無死角，污泥不會(huì)在池底固結(jié)；池內(nèi)污泥的表面積小，即使生 成浮渣，也容易清除；在池容相等的條件下，池子總表面積比圓柱形小，故散熱 面積小

30、，易于保溫；蛋形的結(jié)構(gòu)與受力條件最好，如采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可節(jié) 省材料；防滲水性能好，聚集沼氣效果好。（4）厭氧消化池的構(gòu)造與設(shè)計(jì)：消化池的構(gòu)造主要包括污泥的投配、 排泥及溢流系統(tǒng)，沼氣排出、收集與貯 氣設(shè)備，攪拌設(shè)備及加溫設(shè)備等。投配、排泥：溢流系統(tǒng)：保持沼氣室壓力恒定。常用的形式有倒虹管式、大氣壓式和水封 式等。沼氣的收集與貯氣設(shè)備：攪拌設(shè)備：使池內(nèi)污泥溫度與濃度均勻，防止污泥分層或形成浮渣層，緩沖 池內(nèi)堿度，從而提高污泥分解速度。主要有泵加水射器攪拌、聯(lián)合攪拌法和沼氣 攪拌。加溫設(shè)備：加溫的目的是維持消化池的消化溫度（中溫或高溫），使消化能有效地進(jìn)行。加溫的方法有用熱水或蒸汽直接通入消

31、化池或通入設(shè)在消化池內(nèi)的 盤管進(jìn)行間接加溫。（計(jì)算見P364366）消化池的容積計(jì)算：為了防止檢修時(shí)全部污泥停止厭氣處理， 消化池?cái)?shù)量應(yīng) 兩座或兩座以上。消化池的有效容積V=Sv/S式中：Sv新鮮污泥中揮發(fā)性有機(jī)物重量，kg/d;3S揮發(fā)性有機(jī)物負(fù)荷，中溫消化用 0.61.5kg/（ m.d）,高溫消化用 2.02.8 kg/（ m3.d）；3V消化池的有效容積，m。（5）厭氧消化的應(yīng)用：兩級(jí)厭氧消化，根據(jù)消化過程沼氣產(chǎn)生的規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)。目的是節(jié)省污泥加 溫與攪拌所需的能量。P367例題8-7兩相厭氧消化，根據(jù)消化機(jī)理進(jìn)行設(shè)計(jì)。目的是使各相消化池具有更適合于 消化過程三個(gè)階段各自的菌種群生長(zhǎng)繁

32、殖的環(huán)境。（6）消化池的運(yùn)行與管理：消化污泥的培養(yǎng)與馴化：逐步培養(yǎng)法、一次培養(yǎng)法。正常運(yùn)行的化驗(yàn)指標(biāo)：正常運(yùn)行的控制參數(shù)：新鮮污泥投配率、消化溫度、攪拌時(shí)間、排泥效果和 沼氣氣壓等。消化池發(fā)生異常現(xiàn)象時(shí)的管理：表現(xiàn)在產(chǎn)氣量下降，上清液水質(zhì)惡化等。(1) 好氧消化的機(jī)理：利用微生物的內(nèi)源呼吸作用分解有機(jī)物。(2) 好氧消化池的構(gòu)造：(見P373圖8-33)(3) 設(shè)計(jì)參數(shù)：水力停留時(shí)間(20°C下)，剩余活性污泥1015d;剩余活性污泥+初沉污泥 1525d。污泥濃度，為達(dá)到消化池內(nèi)的充分混合和必要的溶解氧濃度， 限制濃縮污泥 濃度在2%3%。濃縮池的固體負(fù)荷不應(yīng)超過 2449 kg/

33、 (m2.d)。消化池的揮發(fā) 性固體負(fù)荷 1.64.8 kgVSS/ (m3d)。污泥溫度，好氧消化為放熱反應(yīng)，池內(nèi)溫度稍高于入池污泥溫度，大致為 2025C。當(dāng)溫度低于20C時(shí)，水力停留時(shí)間將大為延長(zhǎng)，PH值隨之下降。需氧量，分解污泥中有機(jī)物的需氧量約為2kgO2/kgVSS，為保持混合液12mg/L的氧濃度，充氣量按1520L/min.m3MLSS和2040L/min.m3池容計(jì)算。 擴(kuò)散裝置采用大氣泡曝氣器，氧轉(zhuǎn)移率 5%8%。池型和池?cái)?shù)，采用分格式矩形池或圓形池。池?cái)?shù)不少于兩座。矩形池有效水 深35m，長(zhǎng)和水深比取12。超高(防泡)0.91.2m。攪拌所需能量，用機(jī)械曝氣器2040W/

34、m3。(4) 好氧消化池容積(V)計(jì)算：V=Q°X°/S(m3)式中：Q0進(jìn)入好氧消化池生污泥量，m3/d;X0污泥中原有生物可降解揮發(fā)性固體濃度，g.VSS/L;33S有機(jī)負(fù)荷，kg.VSS/ (m .d)，取 0.382.24 kg.VSS/ (m .d)。(5) 好氧消化需空氣量的計(jì)算：好氧消化所需空氣量應(yīng)滿足兩方面的需要：其一是滿足細(xì)胞物質(zhì)自身氧化所需，當(dāng)活性污泥進(jìn)行好氧消化時(shí)，滿足自身氧化需氣量為0.0150.02m3/(min.m3), 當(dāng)為初次沉淀污泥與活性污泥混合時(shí)，滿足自身氧化需氣量為0.0250.03 m3/ min.m3);其二是滿足攪拌混合需氣量，當(dāng)

35、為活性污泥時(shí)，需氣量為0.020.04m機(jī)械脫水前的預(yù)處理：預(yù)處理的目的是改善污泥脫水性能，提高機(jī)械脫水效果與機(jī)械脫水設(shè)備的生 產(chǎn)能力。預(yù)處理的方法有化學(xué)調(diào)節(jié)法、熱處理法、冷凍法及淘洗法等。 機(jī)械脫水的基本原理： 其基本原理是以過濾介質(zhì)兩面的壓力差作為推動(dòng)力，使污泥水分被強(qiáng)制通過/ （min.m3）,當(dāng)為混合污泥時(shí)，需氣量為不少于0.06 m3/ （min.m3）?？梢姡笳叽笥谇罢?，故工程設(shè)計(jì)中，以滿足攪拌混合所需空氣量計(jì)算（1）沼氣的性質(zhì)：厭氧消化產(chǎn)生的沼氣，可稱為生物能，是一種無色氣體，主要成分CH4,CO2,并含有少量的H2S, CH4的燃燒值為3500040000kj/m3,沼氣的燃

36、燒值隨 CH4含量而異。（2）沼氣的主要用途：沼氣可作為家庭生活燃料，每日每人約需 1.5m3；作為鍋爐燃料，加溫消化 池污泥；作為化工原料，沼氣中 CO2可制造干冰，CH4可制CC14或炭黑；利用 沼氣發(fā)電并利用冷卻水與鍋爐廢氣加溫污泥。（3）沼氣的凈化：沼氣凈化主要包括脫硫、除濕和過濾。脫硫：沼氣作為能源利用時(shí)，要求 H2S的濃度低于0.015% （合0.188g/m3）, 否則對(duì)輸氣管道、利用設(shè)備（如鍋爐、沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)等）有腐蝕作用。方法有干式 脫硫、濕式脫硫和用水噴淋洗脫等。除濕：水分與沼氣中的 H2S產(chǎn)生氫硫酸腐蝕管道和設(shè)備；水分凝聚在檢查 閥、安全閥、流量計(jì)、調(diào)節(jié)器等設(shè)備的膜片和隔膜

37、上影響其準(zhǔn)確性；水分能增大 管路的氣流阻力；水分能降低沼氣的熱值。采用的方法是在管道低點(diǎn)設(shè)凝水器， 冷凝水定期排除。過濾：沼氣中常攜帶一些雜質(zhì)，尤其在消化池運(yùn)行初期或消化狀態(tài)不穩(wěn)定時(shí) 雜質(zhì)較多。因此進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)前一般應(yīng)采取過濾措施。濾網(wǎng)可設(shè)在沼氣管路上，一 些發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)備內(nèi)部也設(shè)有濾網(wǎng)，應(yīng)定期清洗。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。造成壓力差推動(dòng)力的方法有：依靠污泥本身厚度的靜壓力（如干化場(chǎng)脫水）； 在過濾介質(zhì)的一面造成負(fù)壓（如真空吸濾脫水）；加壓污泥把水分壓過介質(zhì)（如 壓濾脫水）；造成離心力（如離心脫水）。（3）機(jī)械脫水的方法：機(jī)械脫水的方法有真空吸濾法、壓濾法和離心法等

38、。（1）主要構(gòu)筑物是干化場(chǎng)：干化場(chǎng)分為自然濾層干化場(chǎng)和人工濾層干化場(chǎng)。自然濾層干化場(chǎng)適用于自然土質(zhì)滲透性能好， 地下水位低的地區(qū)；人工濾層 干化場(chǎng)在干燥、蒸發(fā)量大的地區(qū)，采用由瀝青或混凝土鋪成的不透水層而無濾水 層的干化場(chǎng)，依靠蒸發(fā)脫水。（2）自然干化的機(jī)理：干化場(chǎng)脫水主要依靠滲透、蒸發(fā)與撇除。影響干化場(chǎng)脫水的因素有氣候條件 和污泥性質(zhì)等。（3）干化場(chǎng)的設(shè)計(jì)：干化場(chǎng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是確定總面積與分塊數(shù)。干化場(chǎng)的總面積決定于面積污泥負(fù)荷一一單位干化場(chǎng)面積每年可接納的污泥量。面積負(fù)荷的數(shù)值與當(dāng)?shù)貧夂蚣拔勰嘈再|(zhì)有關(guān)。干化場(chǎng)的分塊數(shù)，為了使每次排入干化場(chǎng)的污泥有足夠的干化時(shí)間，并能均勻地分布在干化場(chǎng)上以

39、及鏟除泥餅的方便，干化場(chǎng)的分塊數(shù)最好大致等于干化天 數(shù)，如干化天數(shù)為8天，則分為8塊，每次排泥用1塊。每塊干化場(chǎng)的寬度與鏟 泥餅的機(jī)械與方法有關(guān)，一般用 610米。表8-11各種脫水方法的比較方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍機(jī)板框壓濾濾餅含固率高；固間歇操作，過濾其他脫水設(shè)備不適用的械機(jī)：體回收率咼；藥品能力較低；基建場(chǎng)合；需要減少運(yùn)輸、脫間歇脫水消耗少，濾液清澈設(shè)備投資大干燥或焚燒費(fèi)用；降低水液壓過濾填埋用地的場(chǎng)合帶式壓濾機(jī)：連續(xù)脫水機(jī)械擠壓機(jī)器制造容易，附 屬設(shè)備少，投資、 能耗較低；連續(xù)操 作，管理簡(jiǎn)便，脫 水能力大聚合物價(jià)格貴， 運(yùn)行費(fèi)用高；脫 水效率不及板框 壓濾機(jī)特別適合于無機(jī)性污泥 的脫水；

40、有機(jī)粘性污泥 脫水不適宜米用離心機(jī)：連續(xù)脫水離心力作用基建投資少，占地 少；設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊； 不投加或少加化學(xué) 藥劑；處理能力大 且效果好；總處理 費(fèi)用較低；自動(dòng)化 程度咼，操作簡(jiǎn)便、 衛(wèi)生國內(nèi)目前多采用 進(jìn)口離心機(jī)，價(jià) 格昂貴；電力消 耗大；污泥中含 有砂礫，易磨損 設(shè)備；有一定噪 聲不適于密度差很小或液相密度大于固相的污泥脫水自然干化污泥干化床；間歇運(yùn)行自然蒸發(fā)和滲透基建費(fèi)用低，設(shè)備 投資少；操作簡(jiǎn)便， 運(yùn)行費(fèi)用低，勞動(dòng) 強(qiáng)度大占地面積大、衛(wèi) 生條件差；受污 泥性質(zhì)和氣候影 響大用于滲透性能好的污泥 脫水；氣候比較干燥的 地區(qū)，多雨地區(qū)不宜建 于露天；用地不緊張或 環(huán)境衛(wèi)生條件允許的地 區(qū)干

41、燥是進(jìn)一步去除毛細(xì)水，使含水率降至 10%30%。焚燒則是去除吸附水 和內(nèi)部水，使含水率降至零，有機(jī)物氧化為 CO2、H2O和灰，S、N、金屬、鹵 素和其他元素都被轉(zhuǎn)變成各種最終產(chǎn)物。適用于各種有機(jī)污泥和廢液。焚燒是徹底的處理方法，可回收熱量，但其設(shè) 備投資和運(yùn)行費(fèi)用較大。一般，當(dāng)脫水污泥有利用價(jià)值時(shí)才采用干燥；對(duì)難以利 用和脫水的污泥，或當(dāng)填埋等處置受到限制時(shí)，才采用焚燒。表8-14污泥加熱干燥器的比較種類熱空氣溫度C干燥時(shí)間MIN干化污泥含水率%尾氣臭味尾氣含灰干燥器構(gòu)造占地回轉(zhuǎn)窯干燥器12054030321020較低低較簡(jiǎn)單較大多層干燥器810較低低復(fù)雜中急聚干燥器110530<110較低高較簡(jiǎn)單小Sevar干燥器801505080510低無簡(jiǎn)單大表8-15各種焚燒裝置的比較種類燃燒溫度C尾氣污染間歇運(yùn)行時(shí)的啟動(dòng)時(shí)間H爐子壽命A維修次數(shù)次/A爐子結(jié)構(gòu)設(shè)備投資%占地轉(zhuǎn)回窯700800有2451較復(fù)雜100100多層爐760870有241023復(fù)雜507075流化床700850無立即150簡(jiǎn)單355565干燥器的干