陜西科技大學(xué)807環(huán)境工程學(xué)考點(diǎn)精講 25

1、專(zhuān)業(yè)課考點(diǎn)精講課程第25講污泥的處理與處置（2）【考點(diǎn)概述】1、污泥濃縮（） 【復(fù)習(xí)思路及目的】1、了解污泥濃縮的幾種方法【考點(diǎn)精講】考點(diǎn)三、污泥濃縮（） 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。經(jīng)濃縮后的污泥近似糊狀，仍保持流動(dòng)性。污泥濃縮的方法有沉降法、氣浮法和離心法。在選擇濃縮方法時(shí)，除了各種方法本身的特點(diǎn)外，還應(yīng)考慮污泥的性質(zhì)、來(lái)源、整個(gè)污泥處理流程及最終處置方式等。如沉降法用于濃縮初沉淀污泥和剩余活性污泥的混合污泥時(shí)效果較好；單純的剩余活性污泥一般用氣浮法濃縮，近年發(fā)展到部分采用離心法濃縮。一、沉降法沉降法適用范圍：主要用于濃縮初沉污泥及初沉污

2、泥和剩余活性污泥的混合污泥。按其運(yùn)行方式可分為間歇式和連續(xù)式。1間歇式污泥濃縮池間歇式濃縮池是間歇進(jìn)泥，因此，在投入污泥前必須先排除濃縮池已澄清的上清液，騰出池容，故在濃縮池不同高度上應(yīng)設(shè)多個(gè)上清液排出管。間歇式操作管理麻煩，且單位處理污泥所需的池體積比連續(xù)式的大。多用于小型污水處理廠(站)，可建成矩形或圓形，見(jiàn)圖20-3。間歇濃縮池設(shè)計(jì)的主要參數(shù)是停留時(shí)間。停留時(shí)間太短，濃縮效果不好；太長(zhǎng)不僅占地面積大，還可能造成有機(jī)物厭氧發(fā)酵，破壞濃縮過(guò)程。停留時(shí)間的長(zhǎng)短最好經(jīng)過(guò)試驗(yàn)決定，在不具備試驗(yàn)條件時(shí)，可按不大于24 h設(shè)計(jì)，一般取912 h。濃縮池的上清液，應(yīng)回流到初沉池前重新進(jìn)行處理。(a)帶中

3、心管間歇式濃縮池(b)不帶中心管間歇式濃縮池圖20-3間歇式污泥濃縮池2連續(xù)式污泥濃縮池 連續(xù)式重力濃縮池可采用豎流式、輻流式沉淀池的型式，一般都是直徑520 m圓形或矩形鋼筋混凝土構(gòu)筑物?？煞譃橛泄文鄼C(jī)與污泥攪動(dòng)裝置的濃縮池，不帶刮泥機(jī)的濃縮池，以及多層濃縮池等三種。有刮泥機(jī)與攪拌裝置的連續(xù)式濃縮池見(jiàn)圖20-4。池底面傾斜度很小，為圓錐形沉淀池， 池底坡度為l10。進(jìn)泥口設(shè)在池中心，周?chē)幸缌餮?。為提高濃縮效果和濃縮時(shí)間，可在刮泥機(jī)上安裝攪拌裝置，刮泥機(jī)與攪拌裝置的旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)很慢，不至于使污泥受到攪動(dòng)，其旋轉(zhuǎn)周速度一般為0.020.20 m/s。攪拌作用可使?jié)饪s時(shí)間縮短45h。帶刮泥機(jī)及攪拌

4、柵的連續(xù)式濃縮池見(jiàn)圖20-5。 刮泥機(jī)上設(shè)置的垂直攪拌柵隨刮泥機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度為1rpm，每條柵條后面形成微小渦流，造成顆粒絮凝變大，并可造成空穴，使顆粒間的間隙水與氣泡逸出，濃縮效果可提高20以上。圖20-4連續(xù)式重力濃縮池構(gòu)造示例圖20-5有刮泥機(jī)及攪動(dòng)?xùn)诺倪B續(xù)式重力濃縮池1一中心進(jìn)泥管；2一上清液溢流堰；3一排泥管；4一刮泥機(jī)；5一攪動(dòng)?xùn)?如不用刮泥機(jī)，可采用多斗連續(xù)式濃縮池，采用重力排泥，污泥斗錐角大于55，并設(shè)置可根據(jù)上清液液面位置任意調(diào)動(dòng)的上清液排除管，排泥管從污泥斗底排除。通常，重力濃縮池進(jìn)泥可用離心泵，排泥則需要用活塞式隔膜泵、柱塞泵等壓力較高的泥漿泵。重力濃縮法操作簡(jiǎn)便，維修、

5、管理及動(dòng)力費(fèi)用低，但占地面積較大。 連續(xù)式濃縮池的合理設(shè)計(jì)與運(yùn)行取決于對(duì)污泥沉降特性的確切掌握。污泥的沉降特性與固體濃度、性質(zhì)及來(lái)源有密切關(guān)系。在設(shè)計(jì)時(shí)，最好先進(jìn)行污泥濃縮試驗(yàn)，掌握沉降特性，得出設(shè)計(jì)參數(shù)。a. 設(shè)計(jì)參數(shù)主要包括：(1) 濃縮池的固體通量:單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)濃縮池任一斷面的干固體量,kg/(m2h)或kg/(m2d)；當(dāng)為初次污泥時(shí)，污泥固體負(fù)荷宜采用80120 kg/(m2d)；當(dāng)為剩余活性污泥時(shí)，污泥固體負(fù)荷宜采用3060 kg/(m2d)，當(dāng)為混合污泥時(shí)，污泥固體負(fù)荷宜采用2580 kg/(m2d)(2) 水力負(fù)荷:單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)單位濃縮池表面積的上清液溢流量m3/(m2

6、h)或m3/(m2d)；(3) 水力停留時(shí)間(h或d): 濃縮時(shí)間不宜小于10 h；但也不要超過(guò)18 h，以防止污泥厭氧腐化。(4) 進(jìn)泥含水率：當(dāng)為初次污泥時(shí)，其含水率一般為9597；當(dāng)為剩余活性污泥時(shí)，其含水率一般為99.299.6；當(dāng)為混合污泥時(shí)，其含水率一般為9899.5。(5) 濃縮后污泥含水率：由曝氣池后二次沉淀池進(jìn)入污泥濃縮池的污泥含水率，當(dāng)采用99.299.6時(shí)，濃縮后污泥含水率宜為9798。(6) 污泥室容積和排泥時(shí)間：應(yīng)根據(jù)排泥方法和兩次排泥間隔時(shí)間而定，當(dāng)采用定期排泥時(shí)，兩次排泥間隔一般可采用8h。(7) 二次污染：污泥濃縮池一般均散發(fā)臭氣，必要時(shí)應(yīng)考慮防臭或脫臭措施。臭

7、氣控制可以從以下三個(gè)方面著手，即封閉、吸收和掩蔽。所謂封閉，是指用蓋子或其他設(shè)備封住臭氣發(fā)生源或用引風(fēng)機(jī)將臭氣送入曝氣池內(nèi)吸收氧化；所謂吸收，是指用化學(xué)藥劑來(lái)氧化或凈化臭氣；所謂掩蔽，是指采用掩蔽劑使臭氣暫時(shí)不向外擴(kuò)散。b. 設(shè)計(jì)方法：可根據(jù)計(jì)算的干固體量除以固體通量(可查教材P283表20-3)計(jì)算出濃縮池的面積，并應(yīng)與按水力負(fù)荷核算的面積相比較，取其大值作為濃縮池的面積。初沉污泥最大水力負(fù)荷可取1.21.6 m3(m2h)，剩余活性污泥取0.20.4 m3(m2h)濃縮池的有效水深一般采用4 m，當(dāng)采用豎流式濃縮池時(shí)，其水深按沉淀部分的上升流速不大于0.1mm/s計(jì)算。濃縮池容積應(yīng)按污泥在

8、其中停留1016 h進(jìn)行核算，不宜過(guò)長(zhǎng)。c計(jì)算公式二、氣浮濃縮法按照亨利定律:在一定溫度下,空氣在液體中的溶解度與空氣受到的壓力成正比。當(dāng)壓力恢復(fù)常壓后,所溶在水中的空氣即變成微細(xì)氣泡從液體中釋放出，若液體中有細(xì)小顆粒，這些大量的微細(xì)氣泡附著在顆粒的表面，使顆粒相對(duì)密度減小而被強(qiáng)制上浮，達(dá)到氣浮濃縮的目的。氣浮法對(duì)于濃縮密度接近于水的、疏水的污泥尤其適用，對(duì)于濃縮時(shí)易發(fā)生污泥膨脹的、易發(fā)酵的剩余活性污泥，其效果尤為顯著。目前，濃縮污泥最常用的方法是壓力溶氣氣浮。1氣浮濃縮系統(tǒng)的組成組成：由加壓溶氣裝置和氣浮分離裝置兩部分組成。圖20-6所示是氣浮濃縮的典型工藝流程。氣浮濃縮工藝流程圖(1) 加

9、壓溶氣裝置 目前較常用的有“水泵一空壓機(jī)式溶氣系統(tǒng)”和“內(nèi)循環(huán)式射流溶氣系統(tǒng)”。 溶氣罐一般按加壓水停留13 min設(shè)計(jì)，溶氣效率為5090，絕對(duì)壓力采用2.51055105 Pa。(2) 氣浮分離裝置(氣浮濃縮池) 氣浮濃縮池有矩形的平流式和圓形的升流式之分。前者使用得多，其底部呈55-60斗形，可以排除難以上浮而沉淀的污泥。當(dāng)采用平底時(shí)，應(yīng)考慮如何定期清除積存于底部的沉淀物。 據(jù)國(guó)外資料介紹，污泥在氣浮濃縮池中的平均停留時(shí)間可短至35min，國(guó)內(nèi)建議不小于20min。 由于污泥濃縮效果的優(yōu)劣與污泥顆粒粘附微氣泡的情況有關(guān)，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選用合適的釋放器，以獲得高質(zhì)量的微氣泡，同時(shí)也應(yīng)使減壓后

10、的溶氣水與入流污泥在某一固定混合容器或管段內(nèi)充分混合，以達(dá)到較好的污泥濃縮效果及降低溶氣水量的目的。2氣浮濃縮法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)（1） 設(shè)計(jì)氣浮濃縮池的主要參數(shù)有污泥負(fù)荷、氣固比、水力負(fù)荷、回流比等。氣固比：是指溶氣水經(jīng)減壓釋放出的空氣量與需濃縮的固體量之重量比，常用AS表示，一般采用0.030.04（質(zhì)量比）?；亓鞅? 是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。在有條件時(shí)，設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行必要的試驗(yàn)，針對(duì)污泥及溶氣水的特性，求得在不同壓力下，不同污泥負(fù)荷、水力負(fù)荷時(shí)的污泥濃縮效果以及出水的懸浮固體濃度、回流比、氣固比等，從而決定最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。在缺乏試驗(yàn)條件時(shí)，氣固比(AS)一般取0.

11、010.04；水力負(fù)荷取4080m3(m2d)；回流比(R)一般為2535。回流比可按以下公式，根據(jù)所需空氣量計(jì)算：式中：As 氣固比；Aa 所需空氣量，g/h；S 進(jìn)入氣浮池的固體總量(不計(jì)回流水SS)，g/h；Sa 一定溫度下，1.013x105Pa時(shí)的空氣飽和溶解度，mg/L，入流污泥濃度，g/m3；R一 回流比；P 絕對(duì)大氣壓(表壓)，Pa；f 溶解效率，當(dāng)溶氣罐內(nèi)加填料及溶氣時(shí)間為23 min時(shí)，f=0.9，不加填料時(shí)，f=0.5。水力負(fù)荷：13.6m3/m2h，一般采用1.8m3/m2h。固體負(fù)荷：1.85.0kg/m2h，。（2） 其它參數(shù)（1）對(duì)于活性污泥，其進(jìn)泥濃度不應(yīng)超過(guò)5

12、g/L，即含水率約99.5%（包括氣浮池的回流）。(2)刮渣刮泥設(shè)備：污泥顆粒上浮形成水面的浮渣層厚度，一般控制為0.15-0.3m,利用出水設(shè)置的堰板進(jìn)行調(diào)節(jié)。刮渣機(jī)的刮板移動(dòng)速度，一般采用0.5m/min,并應(yīng)有調(diào)節(jié)的可能，使其速度有減少或增加一倍的幅度。下沉污泥顆粒的泥量，一般可按進(jìn)泥量的1/3計(jì)算，池底刮泥機(jī)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)參見(jiàn)沉淀池刮泥機(jī)的有關(guān)參數(shù)。刮出的浮渣，即氣浮后的污泥，由于含有空氣，其其實(shí)相對(duì)密度一般為0.7，需貯存幾小時(shí)后才能恢復(fù)正常。若立即抽送時(shí)，用選用合適的泵型。（3）加壓溶氣裝置：加壓溶氣的氣固比，一般采用0.03-0.04（質(zhì)量比），溶氣效率通常取50%。溶氣罐的容積，一

13、般按加壓水停留1-3min計(jì)算，其絕對(duì)壓力一般采用2.94*105-4.90*105 Pa,罐體高與直徑之比，常用2-4.加壓泵的出水管壓力，不應(yīng)低于溶氣罐的壓力，一般采用2.94*1054.90*105 Pa3氣浮濃縮的計(jì)算公式【例】某廢水處理廠的剩余活性污泥量為240m3/d，含水率993，泥溫20?，F(xiàn)采用回流加壓溶氣氣浮法濃縮污泥，要求含固率達(dá)到4，壓力溶氣罐的表壓P為3103Pa。試計(jì)算氣浮濃縮池的面積A和回流比R。若濃縮裝置改為每周運(yùn)行7 d，每天運(yùn)行16 h，計(jì)算氣浮池面積。【解】設(shè)計(jì)一座矩形的平流式氣浮濃縮池污泥流量qv=240m3/d=10m3/h氣浮濃縮池面積A污泥負(fù)荷取75

14、kg/(m2d)，污泥密度為1000kg/m3回流比R據(jù)經(jīng)驗(yàn)，氣固比As取0.02采用裝設(shè)填料的壓力罐，溶解效率f=0.920時(shí)，空氣飽和溶解度Sa=0.01871.164=0.0218g/L=21.8 mg/L。人流污泥濃度為7000g/m3代入(207)式：回流水量:溶氣罐凈體積(不包括填料)按溶氣水停留3min計(jì)算，則：(m3)以水力負(fù)荷校核氣浮池面積：m3/(m2d)符合要求。 若濃縮池每天運(yùn)行16h，則流量污泥負(fù)荷仍取75kg/(m2d)=3.125 kg/(m2h)，則(m2)回流比(R)仍為380。回流水量：38015=57(m3/h)溶氣罐凈體積：(m3)以水力負(fù)荷校核氣浮池面

15、積：m3/(m2h)=51.4m3/(m2d)符合要求。三、離心濃縮法1. 離心濃縮法的原理:利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)中受到不同的離心力而使兩者分離，達(dá)到濃縮的目的。被分離的污泥和水分別由不同的通道導(dǎo)出機(jī)外。2. 離心濃縮法的特點(diǎn):離心濃縮機(jī)呈全封閉式，可連續(xù)工作。一般用于濃縮剩余活性污泥等難脫水物。污泥在機(jī)內(nèi)停留時(shí)間只有3 min左右，出泥含固率可達(dá)4以上。由于工作效率高，占地面積小，衛(wèi)生條件好等特點(diǎn)，離心法在國(guó)外利用較高。在國(guó)內(nèi)也日益受到重視。3衡量離心濃縮效果的主要指標(biāo)主要指標(biāo)有：出泥含固率和固體回收率等。固體回收率：即濃縮后污泥的固體總量與人流污泥中的固體總量的比值。固體回收率越高，分離液中SS的濃度則越低，泥水分離效果越好，濃縮效果亦越好。4離心濃縮與氣浮濃縮的比較離心