污泥的處理與處置工藝

1、污染防治設(shè)施運(yùn)行管理1第四節(jié) 污泥的處理與處置工藝污泥的來源及性質(zhì)污泥的濃縮工藝污泥的消化穩(wěn)定工藝污泥的調(diào)理工藝污泥的脫水與干化工藝 污泥的干燥與焚化工藝2一、污泥的來源及性質(zhì)（一）污泥的來源柵渣：格柵或?yàn)V網(wǎng)，呈垃圾狀，量少，易處理和處置；浮渣：初沉池浮渣和氣浮池浮渣，可能多含油脂等，量少；沉渣：沉砂池，比重較大的無機(jī)顆粒，量少； 初沉污泥：以無機(jī)物為主，數(shù)量較大，易腐化發(fā)臭，可能含有蟲卵和病變菌，是污泥處理的主要對(duì)象；二沉污泥：剩余的活性污泥，有機(jī)物、含水率高，易腐化發(fā)臭，難脫水，是污泥處理的主要對(duì)象； 化學(xué)污泥：經(jīng)化學(xué)處理后，除含有原廢水中的懸浮物外，還含有化學(xué)藥劑所產(chǎn)生的沉淀物，易于脫水

2、與壓實(shí)。3（二）表征污泥性質(zhì)的主要指標(biāo)含水率和含固率揮發(fā)性固體有毒有害物質(zhì)脫水性能41、含水率與含固率含水率是污泥中含水量的百分?jǐn)?shù)；含固率則是污泥中固體或干污泥含量的百分?jǐn)?shù)；含水率降低（即含固量提高）將大大降低濕泥量（即污泥體積）；通常：含水率 85%，污泥呈流狀； 6585%，污泥呈塑態(tài)； 65%，呈固態(tài)。5污泥中的水分6 間隙水 毛細(xì)管水 表面吸附水 內(nèi)部水固體廢物中水 的存在形式存在顆粒間隙中的水。約 占固體水分的70%左右,用 濃縮法分離在毛細(xì)管中充滿的水分.約占水分的20%左右，采用高速離心機(jī)脫水、負(fù)壓或正壓過濾機(jī)脫水吸附在顆粒表 面的水，約占水分的7%，可用加熱法 脫除 在顆粒內(nèi)部

3、或微生物細(xì)胞內(nèi)的水，約占水分的3%,可采用生物法破壞細(xì)胞膜除去胞內(nèi)水或高溫加熱法、冷凍法去除 污泥中水分及其脫除方法（Water of sludge and dewatering methods） 72、揮發(fā)性固體即VSS，通常用于表示污泥中的有機(jī)物的量；有機(jī)物含量越高，污泥的穩(wěn)定性就更差。3、有毒有害物質(zhì) 污泥含有病菌、病毒、寄生蟲卵等，在施用之前應(yīng)有必要的處理；84、脫水性能污泥的脫水性能與污泥性質(zhì)、調(diào)理方法等有關(guān)，還與脫水機(jī)械種類有關(guān)。在污泥脫水前進(jìn)行預(yù)處理，改變污泥粒子的物化性質(zhì)，破壞其膠體結(jié)構(gòu)，減少其與水的親和力，從而改善脫水性能，這一過程稱為污泥的調(diào)理或調(diào)質(zhì)。衡量污泥脫水性能的指標(biāo)

4、主要有二：污泥比阻(R)，污泥的毛細(xì)吸水時(shí)間(CST)。 9（三）污泥處理與處置方法1、污泥的處理與處置出路：部分或全部利用，或以某種形式返回自然環(huán)境；污泥利用：主要是農(nóng)業(yè)或工業(yè)上的利用最終處置方法：填埋、焚燒、海洋投放、地下投放等填埋：必要的前處理、穩(wěn)定化處理；焚燒：大幅度減容、滅菌、尾氣處理、運(yùn)行費(fèi)用貴；投放：地下洞穴、廢礦、深井、海洋等102、污泥處置前的處理工藝濃縮穩(wěn)定調(diào)理(調(diào)節(jié))脫水或干化113、污泥處理與處置的基本流程一級(jí)處理或二級(jí)處理重力濃縮氣浮濃縮好氧或厭氧消化離心脫水熱處理濕式氧化真空過濾駁運(yùn)投海土地處置焚燒干化床壓濾脫水濃縮穩(wěn)定化脫水或干化最終處置上清液回流加藥調(diào)理12污泥

5、的利用與最終處置途徑最終處置工業(yè)利用農(nóng)業(yè)利用污泥填埋：污泥投海：干污泥顆粒：污泥燃燒灰：污泥細(xì)菌蛋白：污泥氣：污泥肥料污泥飼料直接利用：生（熟）污泥或與化肥混合污泥堆肥：?jiǎn)为?dú)或與垃圾混合堆肥直接利用：與糧食混合的飼料間接利用：蚯蚓養(yǎng)殖燃料摻合、污泥干餾水泥添加劑制造蛋白塑料等燃料與化工原料直接填埋、污泥灰填埋城市污泥利用與最終處置途徑13二、 污泥的濃縮工藝降低污泥含水率，減容、降低后處理費(fèi)用的有效方法；濃縮的對(duì)象是70%的游離水（污泥顆粒之間）；重力濃縮法、氣浮濃縮法和離心濃縮法。14（一）重力濃縮法 1、間歇式污泥濃縮池15（一）重力濃縮法2、連續(xù)式污泥濃縮池16高碑店污水處理廠的污泥濃縮

6、池17（二）氣浮濃縮法適用于密度接近于1、疏水的污泥，或易發(fā)生膨脹的污泥壓力溶氣氣浮 18（三）離心濃縮法利用固、液有密度的不同，在高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)中具有不同的離心力而使二者分離；連續(xù)工作， HRT僅為3 min，出泥含固率可達(dá)4%以上19（四）重力濃縮法工藝控制1進(jìn)泥量的控制濃縮池進(jìn)泥量可由下式計(jì)算：式中，Qf為進(jìn)泥量(m3/d)；Cf為進(jìn)泥濃度(kg/m3)；A為濃縮池的表面積(m2)；qb為固體表面負(fù)荷kg/(m2d)，與污泥種類、濃縮池結(jié)構(gòu)和溫度有關(guān)。初沉污泥的濃縮性能較好，其qb一般可控制在90150kg/(m2d)的范圍內(nèi)；活性污泥的濃縮性能差， qb一般在1030kg/(m2d)

7、之間。常見的形式是初沉污泥和活性污泥混合后進(jìn)行重力濃縮，其qb取決于兩種污泥的比例，國內(nèi)?？刂圃?070kg/(m2d)。20（四）重力濃縮法工藝控制水力停留時(shí)間一般控制在1230h范圍內(nèi)。溫度較低時(shí)，允許停留時(shí)間稍長一些；溫度較高時(shí)，不應(yīng)使停留時(shí)間太長，以防止污泥上浮。溫度的影響：溫度高一方面易腐化，另一方面污泥粘度降低，空隙水易于分離，所以在不腐化條件下，溫度高好。水力停留時(shí)間計(jì)算如下：式中，A為濃縮池的表面積(m2)，H為濃縮池的有效水深，通常指直墻深度(m)。由上式計(jì)算出來的進(jìn)泥量，還需用水力停留時(shí)間核算。21（四）重力濃縮法工藝控制2排泥控制小型處理廠一般只能間歇進(jìn)泥并間歇排泥，因?yàn)?/p>

8、初沉池只能是間歇排泥。連續(xù)運(yùn)行可使污泥層保持穩(wěn)定，對(duì)濃縮效果比較有利。無法連續(xù)運(yùn)行的處理廠應(yīng)“勤進(jìn)勤排”，使運(yùn)行盡量趨于連續(xù)，當(dāng)然這在很大程度上取決于初沉池的排泥操作。不能做到“勤進(jìn)勤排”時(shí)，至少應(yīng)保證及時(shí)排泥。一般不要把濃縮池作為儲(chǔ)泥池使用，雖然在特殊情況下它的確能發(fā)揮這樣的作用。每次排泥一定不能過量，否則排泥速度會(huì)超過濃縮速度，使排泥變稀，并破壞污泥層。22三、污泥的消化穩(wěn)定工藝（一）污泥的厭氧消化（二）污泥的好氧穩(wěn)定23污泥處理與處置的基本流程一級(jí)處理或二級(jí)處理重力濃縮氣浮濃縮好氧或厭氧消化離心脫水熱處理濕式氧化真空過濾駁運(yùn)投海土地處置焚燒干化床壓濾脫水濃縮穩(wěn)定化脫水或干化最終處置上清液

9、回流加藥調(diào)理24（一）污泥的厭氧消化污泥厭氧消化系統(tǒng)由消化池、加熱系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、進(jìn)排泥系統(tǒng)及集氣系統(tǒng)組成。污泥厭氧消化的分類： 按其形狀： 圓柱形、橢圓形（卵形）和龜甲形等幾種形式 按其池頂結(jié)構(gòu)形式： 固定蓋式和浮動(dòng)蓋式的消化池 負(fù)荷率： 傳統(tǒng)消化池和高速消化池。25熟污泥上清液沼氣生污泥浮渣層上清液層反應(yīng)層熟污泥層沼氣氣室A、傳統(tǒng)消化池：26B、高速消化池 l設(shè)有加熱和攪拌裝置； l縮短了停留時(shí)間，提高了沼氣產(chǎn)量，在中溫（3035C）條件下，一般消化時(shí)間為15天左右，運(yùn)行穩(wěn)定； l但攪拌使高速消化池內(nèi)的污泥得不到濃縮，上清液不能分離。27C、兩級(jí)消化池l兩級(jí)串聯(lián)，第一級(jí)是高速消化池，第二級(jí)

10、則不設(shè)攪拌和加熱，主要起沉淀濃縮和貯存的作用，并能分離上清液；l二者的停留時(shí)間的比值可采用1：1 4：1，一般為2 ：1 。282930杭州四堡污水廠的污泥消化池31高碑店污水處理廠的污泥消化池32青島市團(tuán)島污水廠污泥消化池33 攪拌設(shè)備1.目的：污泥濃度不超過10%的差別，5-10h全池污泥攪拌一次2.攪拌方式： 泵加水射器： 聯(lián)合攪拌（推薦使用） 沼氣攪拌 343536（二）污泥的好氧穩(wěn)定對(duì)污泥中揮發(fā)性固體量的降低可接近于厭氧消化法；供氧耗能大，運(yùn)行費(fèi)用高；只適用于小規(guī)模的廢水廠；機(jī)理是內(nèi)源呼吸：C5H7NO25CO2+NO3+3H2O+H+ 只有約80%的細(xì)胞組織能被氧化，剩余的20%則

11、是不能被生物降解的37（三）污泥的厭氧消化工藝控制要求1進(jìn)排泥控制2pH及堿度控制3毒物控制4加熱系統(tǒng)的控制5攪拌系統(tǒng)的控制6操作順序與操作周期7沼氣收集系統(tǒng)的控制 38（四）消化池的運(yùn)行管理 消化污泥的培養(yǎng)與馴化1.逐步培養(yǎng)法 初沉污泥+濃縮后的活性污泥投入消化池加熱30-40d2.一次培養(yǎng)法 池塘污泥，經(jīng)22mm孔徑過濾后投入 39正常運(yùn)行控制參數(shù)維護(hù)與管理1.投配率，溫度；2.攪拌:連續(xù)或間歇攪拌；3.排泥（先排上清液，再排泥）,池內(nèi)污泥濃度不低于30g/l；4.正常沼氣氣壓：1177-1961Pa.1. 防止在空氣中的CH4占空氣5-16%，避免爆炸。2.高溫甲烷菌不能用中溫條件下的甲

12、烷菌直接接種,但可馴化時(shí)，升溫速度為1 /h，最佳達(dá)到53原因：溫度高于38，中溫甲烷菌大量死亡，污泥易變質(zhì)3.人工加堿控制PH6.5-7.5，40消化池的異?，F(xiàn)象1.產(chǎn)氣量下降底物不足排泥量過大消化池溫度低有機(jī)酸積累，堿度不足2.上清液水質(zhì)惡化 原因：排泥量不夠，固體負(fù)荷過大，攪拌過度3.沼氣的氣泡異常 大量氣泡噴出: 浮渣層過厚 啤酒泡：排泥量大,負(fù)荷過高 不起泡：中止投配污泥，測(cè)定運(yùn)行參數(shù)，觀察污泥。41 污泥的調(diào)理適用于所有污泥（原污泥，消化污泥）。 化學(xué)法（有機(jī)，無機(jī)）； 物理法（加壓，粉石灰）； 熱工法（冷凍，熱處理）， 其他方法（超聲波處理） 污泥的調(diào)理污泥預(yù)先處理的過程 調(diào)理的

13、目的 改善污泥脫水性能，減少水與污泥固體顆粒之間的結(jié)合力，加速污泥脫水過程。如果沒有預(yù)先的處理，則絕大多數(shù)污泥脫水是非常困難 不同污泥的調(diào)理 污泥調(diào)理的方法四、污泥的調(diào)理421、化學(xué)調(diào)理法 加混凝劑，助凝劑等化學(xué)藥劑，使顆粒凝聚，比阻降低，改善脫水性能，是最常用的工藝。 定義 化學(xué)藥劑1.無機(jī)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。最便宜的是鐵鹽。2.有機(jī)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值，供給污泥網(wǎng)格結(jié)構(gòu)， 改變污泥顆粒結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)絮體強(qiáng)度。 適用無機(jī)藥劑應(yīng)注意的問題調(diào)理后的PH 值7污泥

14、調(diào)理操作控制（避免剪切力和渦流）污泥輸送專用泵。反應(yīng)時(shí)間(加鋁鹽5min,加石灰10min),脫水前濃縮池(30min90min)432、熱處理法3、 冷凍溶解法4、 淘洗法 污泥經(jīng)熱處理后即可起到調(diào)理的作用，又可起到穩(wěn)定的作用，可使有機(jī)物分解，破壞膠體顆粒穩(wěn)定性，污泥內(nèi)部水與吸附水被釋放，比阻降低，脫水性能大大改善，寄生蟲卵、致病菌與病毒等可被殺滅。 含有大量水分的污泥冷凍，使溫度下降至凝固點(diǎn)以下，污泥開始凍結(jié)，然后加熱溶解。交替進(jìn)行冷凍與融化，通過改變其物理結(jié)構(gòu)，使污泥易于濃縮脫水。 將污泥與34倍污泥量的水混合而進(jìn)行沉降分離。適用于消化污泥的預(yù)處理，44五、污泥的脫水與干化目的：除去污泥

15、中的大量水分，縮小體積，減輕重量；經(jīng)過脫水、干化處理，污泥含水量能從90%下降到6080%，其體積為原來的1/101/5。自然干化多采用干化床；機(jī)械脫水多采用板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)等。45（一）污泥自然干化污泥自然干化場(chǎng)的分類與構(gòu)造自然沉淀和人工濾層干化場(chǎng)的脫水特點(diǎn)1 、滲透，蒸發(fā) 滲透（23d完成） 含水率下降到85% 蒸發(fā)（約1周完成） 含水率下降到75%。 2 、影響因素 ： 氣候條件（降雨量，蒸發(fā)量）消化污泥滲透性能好； 污泥性質(zhì)：初沉池污泥主要依靠蒸發(fā)脫水。4647污泥干化床自然蒸發(fā)與滲透；含水率可達(dá)65%；適用于中小規(guī)模的廢水處理廠48（二）機(jī)械脫水 1、真空過濾機(jī)真空

16、過濾機(jī)是早期使用的連續(xù)脫水機(jī)械。由轉(zhuǎn)鼓、槽體、傳動(dòng)裝置、攪拌裝置、分配閥及機(jī)械自動(dòng)進(jìn)料和刮刀組成。圓鼓鼓中心處于真空狀態(tài)，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓在盛有污泥的槽體內(nèi)慢慢回轉(zhuǎn)，污泥由于真空吸附在鼓體的外表面，水分脫去，脫水后的污泥經(jīng)刮刀剝落。4950轉(zhuǎn)鼓式真空過濾機(jī)51（二）機(jī)械脫水2、板框壓濾機(jī)通過直接給污泥加壓，迫使其穿過過濾介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)過濾的目的。間歇操作、生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度高、濾布損失快。 但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，占地面積小，操作壓強(qiáng)高，過濾面積大，濾餅的含固率高、濾液清、藥劑用量少。5253過濾操作：過濾階段污泥從通道進(jìn)入濾框，濾液在壓力下穿過濾框兩邊的濾布、沿濾布與濾板凹凸表面之間形成的溝道流下，既可

17、單獨(dú)由每塊濾板上設(shè)置的出液旋塞排出，稱為明流式；也可匯總后排出，稱為暗流式?？虬蹇虬逑礈彀宸窍礈彀鍛腋∫簽V液板非洗滌板54手動(dòng)壓緊式板框壓濾機(jī)55板框壓濾機(jī)5657（二）機(jī)械脫水3、帶式壓濾機(jī)合成有機(jī)聚合物(高分子絮凝劑)發(fā)展的結(jié)果；連續(xù)工作、制造容易、操作管理簡(jiǎn)單、附屬設(shè)備較少；但由于絮凝劑較貴，使得其運(yùn)行費(fèi)用較高5859帶式壓濾機(jī)6061脫水機(jī)62脫水機(jī)63（二）機(jī)械脫水4、污泥離心機(jī)技術(shù)和轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)離心脫水是利用水分和污泥在轉(zhuǎn)筒高速旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的離心力之差使之相互分離，實(shí)現(xiàn)脫水目的。污泥通過空心軸中的中心進(jìn)料管進(jìn)入轉(zhuǎn)筒，在離心力的作用下，污泥因比重大，離心力大而被甩至筒體壁面，轉(zhuǎn)筒與螺旋輸送機(jī)之間的轉(zhuǎn)速差使螺旋輸送機(jī)連續(xù)不斷地將污泥固體推到轉(zhuǎn)筒的圓錐端進(jìn)一步壓縮排出。水分由于比重小，離心力小，在內(nèi)側(cè)形成液體層，水分則將通過轉(zhuǎn)筒的圓筒端