污泥穩(wěn)定化與處置2課件

污泥穩(wěn)定化與處置污泥處理處置的原則

1．減量化2．穩(wěn)定化3．無害化杜絕不確定因素對(duì)環(huán)境可能造成的沖擊和意想不到的污染物在不同介質(zhì)之間的轉(zhuǎn)移，對(duì)環(huán)境整體而言，要具有安全性和可持續(xù)性。

污泥的處理和處置目的就是要通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，使污泥得到再利用或以某種不損害環(huán)境的形式重新返回到自然環(huán)境中。序號(hào)控制項(xiàng)目最高允許含量1總鎘<202總汞<253總鉛<10004總鉻<10005總砷<756總鎳<2007總鋅<40008總銅<15009礦物油<300010揮發(fā)酚<4011總氰化物<10污染物濃度限值(mg/kg干污泥)

混合填埋國家將逐步限制未經(jīng)無機(jī)化處理的污泥在垃圾填埋場(chǎng)填埋。污泥填埋應(yīng)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》(GB/T23485-2009)的規(guī)定。橫向剪切強(qiáng)度應(yīng)大于25kN/m2；(橫向剪切強(qiáng)度應(yīng)大于25kPa，單軸抗壓強(qiáng)度>50kPa；保證填埋場(chǎng)機(jī)械能夠正常工作)填埋前的污泥需進(jìn)行穩(wěn)定化處理；填埋場(chǎng)應(yīng)有沼氣利用系統(tǒng)，滲濾液能達(dá)標(biāo)排放。污泥處理處置政策污泥穩(wěn)定化的處理方法:厭氧消化法好氧消化法氯化氧化法石灰穩(wěn)定法熱處理法污泥分類1)按成分不同分為：污泥有機(jī)物為主要成分，初次沉淀池與二次沉淀池的沉淀物均屬污泥。易腐化發(fā)臭，顆粒細(xì)，比重小(約為1.02～1.006)，含水率高且不易脫水，膠狀結(jié)構(gòu)。沉渣以無機(jī)物為主要成分的稱沉渣。沉渣的主要性質(zhì)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。

污泥的分類、性質(zhì)及主要指標(biāo)來源處理目的柵渣沉砂池沉渣初沉池污泥二沉池生物污泥富含有機(jī)物，容易腐化、破壞環(huán)境，必須妥善處置降低含水率，使其變流態(tài)為固態(tài)，同時(shí)減少數(shù)量穩(wěn)定有機(jī)物，使其不易腐化，避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。城市污水廠產(chǎn)生的污泥量約為處理水體積的1%左右（0.5%~1.5%）,含水率99.2%左右。污泥性質(zhì)表征參數(shù)含水率與含固率揮發(fā)性固體污泥中的有毒有害物質(zhì)污泥的脫水性能揮發(fā)性固體(用VSS表示)，是指污泥中在600oC的燃燒爐中能被燃燒，并以氣體逸出的那部分固體，反映污泥的穩(wěn)定化程度用比阻(r)或毛細(xì)吸水時(shí)間(CST)評(píng)價(jià)重金屬約50%轉(zhuǎn)移到污泥中，污泥作為肥料，重金屬離子含量應(yīng)不超過“農(nóng)用污泥標(biāo)準(zhǔn)”GB4284-842.污泥中的水分對(duì)污泥處理的影響污泥處理的方法取決于污泥含水率和最終的處置方式。污泥的含水率與污泥狀態(tài)2、污泥量計(jì)算城市污水廠的污泥量時(shí)，一般以下表所列的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。污泥種類污泥量/(L·m-3)含水率/%密度/(kg·L-1)沉砂池的沉砂0.03601.5初次沉淀池污泥14~2595～97.51.015~1.02二次沉淀池污泥（生物膜法）7~996～981.02二次沉淀池污泥（活性污泥法）10~2199.2～99.61.005~1.008公式估算1.初沉污泥量式中：V——初沉污泥量，m3/d；qv——污水流量，m3/d；η——沉淀池中懸浮物的去除率，%；ρ0——進(jìn)水中懸浮物濃度，mg/L；P——污泥含水率，%；ρ——污泥密度，以1000kg/m3計(jì)；S——每人每天產(chǎn)生的污泥量,一般采用0.3~0.8L/（d·人）;N——設(shè)計(jì)人口數(shù)，人。2.剩余活性污泥量(活性污泥法)(1)剩余活性污泥量以VSS(揮發(fā)性固體)計(jì):(2)剩余活性污泥量以SS計(jì):(3)剩余活性污泥量以體積計(jì):公式估算2.氣浮濃縮法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要設(shè)計(jì)參數(shù):污泥負(fù)荷氣固比水力負(fù)荷回流比單位時(shí)間內(nèi)，通過氣浮池?cái)嗝娴母晒腆w量，單位為kg/（m2.h）或kg/（m2.d）氣浮池污泥負(fù)荷:污泥種類負(fù)荷/（kg.m-2.d-1)空氣曝氣的活性污泥25～75空氣曝氣的活性污泥經(jīng)沉淀后50～100純氧曝氣的活性污泥經(jīng)沉淀后60～15050%的初沉污泥+50%的活性污泥經(jīng)沉淀后100～200初次沉淀池污泥至2602.氣浮濃縮法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要設(shè)計(jì)參數(shù):污泥負(fù)荷氣固比水力負(fù)荷回流比單位時(shí)間內(nèi)，通過氣浮池?cái)嗝娴奶幚硭?，單位為m3/（m2.h）為m3/（m2.d），一般40~80m3/（m2.d）或2~3.5m3/（m2.h)。2.氣浮濃縮法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要設(shè)計(jì)參數(shù):污泥負(fù)荷氣固比水力負(fù)荷回流比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，用于污水處理時(shí)取25%~50%

，用于污泥濃縮需計(jì)算確定2.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=0.9。20℃時(shí)，空氣飽和溶解度：入流污泥濃度р0為7000g/m3代入（20-7）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：以水力負(fù)荷校核氣浮池面積：符合要求。3.若濃縮池每天運(yùn)行16h，則流量污泥負(fù)荷仍取75kg/(m2.d)=3.125kg/(m2.h)，則回流比（R）仍為380%。回流水量：溶氣罐凈體積：三、離心濃縮法原理利用污泥中固、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)到濃縮的目的效果指標(biāo)出泥含固率，3min停留時(shí)間，含固率可達(dá)到4％固體回收率濃縮后污泥的固體總量與入流污泥中的固體總量的比值污泥種類入流污泥含固率/%濃縮后污泥含固率/%高分子聚合物需要量/（g.kg-1污泥干固體）固體物質(zhì)回收率/%剩余活性污泥0.5~1.58~10085~900.5~1.590~95厭氧消化污泥1~38~10080~900.5~1.590~95普通生物濾池污泥2~38~9090~959~110.75~1.595~97轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)用于污泥濃縮的運(yùn)行參數(shù)剩余污泥機(jī)械濃縮污泥的厭氧消化污泥厭氧消化具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)產(chǎn)生能量(甲烷)，有時(shí)超過廢水處理過程所需能量；(2)使最終需處置的污泥體積減少30%～50%；(3)消化完全時(shí)，可以消除惡臭：(4)殺死病原微生物，特別是高溫消化時(shí)；(5)消化污泥容易脫水，含有有機(jī)肥效成分，適用于改良土壤。AnaerobicDigestion常用方法厭氧消化目的污泥中的揮發(fā)性固體的量降低40％左右過程水解、酸化、產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷控制過程固態(tài)物的水解、液化、產(chǎn)甲烷優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)生能量使污泥固體總量減少作土壤調(diào)節(jié)劑殺死致病菌缺點(diǎn)投資大運(yùn)行易受環(huán)境條件的影響消化污泥不易沉淀消化反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)影響污泥厭氧消化的主要因素1.pH和堿度最佳為7.0~7.3厭氧消化產(chǎn)生有機(jī)酸pH甲烷菌分解有機(jī)酸時(shí)產(chǎn)生的重碳酸鹽不斷增加2.溫度中溫：33~35oC高溫：50~55oC3.負(fù)荷厭氧消化池的容積決定于厭氧消化的負(fù)荷率。表達(dá)方式容積負(fù)荷參數(shù)為投配率日進(jìn)入的污泥量與池子容積之比，在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留時(shí)間有機(jī)物負(fù)荷參數(shù)為有機(jī)負(fù)荷率每日進(jìn)入的干泥量與池子容積之比消化時(shí)間進(jìn)行復(fù)核4.消化池的攪拌在有機(jī)物的厭氧發(fā)酵過程中，讓反應(yīng)器中的微生物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(有機(jī)物)攪拌混合，充分接觸，將使得整個(gè)反應(yīng)器中的物質(zhì)傳遞、轉(zhuǎn)化過程加快。5.有毒有害物質(zhì)作用使池內(nèi)污泥濃度分布均勻，利于微生物生長(zhǎng)繁殖釋放有害氣體使環(huán)境因素在反應(yīng)器內(nèi)保持均勻厭氧消化的機(jī)理

2、厭氧消化的影響因素1）溫度的影響酸化和甲烷化過程對(duì)溫度的變化非常敏感。要達(dá)到相同的消化率，溫度越低要求的消化時(shí)間越長(zhǎng)。運(yùn)行過程中最常用的中溫消化池大多是在30～35℃范圍內(nèi)運(yùn)行的。2）營(yíng)養(yǎng)物和微量元素的影響污泥中通常含有豐富的碳水化合物、氮、磷、硫和微量元素，但是在某些污泥中，如食品工業(yè)污水污泥中含有豐富的碳水化合物，而氮和磷的含量較少。污泥生物厭氧消化要求碳：氮為10：1～16：1，氮：磷：硫?yàn)?：1：1。除營(yíng)養(yǎng)物以外，污泥生物厭氧消化還要求供給以溶解狀態(tài)存在的微量元素，如鎳、鈷、鉬、鐵、硒、鎢等。對(duì)于醋酸菌除上述元素外，還需要鋅、銅、錳，對(duì)于甲烷菌則需要較多的鎳。3）有毒物質(zhì)的影響當(dāng)污泥中某些重金屬含量(如銅、鉻、鎳等)及有機(jī)化合物(如氯仿、酚等)含量超過一定量時(shí)會(huì)對(duì)污泥厭氧穩(wěn)定過程產(chǎn)生破壞性的影響。重金屬毒性最大的是鉛，其次分別為鎘、鎳、銅和鋅，堿金屬的毒性按鈉、鉀、鉻、錳的次序增加。厭氧消化池形式厭氧消化池形簡(jiǎn)圖EggShapedDigesters兩級(jí)高負(fù)荷率厭氧消化系統(tǒng)污泥消化池大型厭氧生物處理消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容池體設(shè)計(jì)加熱保溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)池體選型確定池的數(shù)目和單池容積確定池體各部尺寸布置消化池的各種管道消化池有效容積按每天處理污泥量及污泥投配率進(jìn)行計(jì)算：消化池座數(shù)n：消化池有效容積按有機(jī)負(fù)荷(Ns)計(jì)算：式中：V——消化池有效容積，m3；V'——每天要處理的污泥量，m3/d；p——污泥投配率，城市污水廠高負(fù)荷率消化池，當(dāng)消化溫度為30~35℃時(shí)，p可取6%~18%；n——消化池的座數(shù)；Gs——每日要處理的污泥干固體量，kgVSS/d；Ns——單位容積消化池污泥（VSS）負(fù)荷率，kgVSS/（m3/d）。計(jì)算消化池的構(gòu)造尺寸：消化池必須附設(shè)各種管道：污泥管、上清液排放管、溢流管、沼氣管和取樣管。沼氣(消化氣)的收集和利用污泥和高濃度有機(jī)廢水的厭氧消化均會(huì)產(chǎn)生大量沼氣。在設(shè)計(jì)消化池時(shí)必須同時(shí)考慮相應(yīng)的沼氣收集、儲(chǔ)存和安全等配套設(shè)施，以及利用沼氣加熱入流污泥和池液的設(shè)備。污泥消化所產(chǎn)生的以甲烷為主的消化氣量，主要取決于被消化的揮發(fā)固體量。污泥的好氧消化好氧消化，即在不投加底物的條件下，對(duì)污泥進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的曝氣，使污泥中微生物處于內(nèi)源呼吸階段進(jìn)行自身氧化。因此微生物機(jī)體的可生物降解部分被氧化去除，消化程度高，剩余消化污泥量少。在好氧消化中，氨氮被氧化為NO3-，pH值將降低，故需要有足夠的堿度來調(diào)節(jié)，以便使好氧消化池內(nèi)的pH值維持在7左右。池內(nèi)溶解氧不得低于2mg/L，并應(yīng)使污泥保持懸浮狀態(tài)，因此要有攪拌，污泥的含水率在95%左右。好氧消化池的構(gòu)造

好氧消化池工藝圖污泥好氧消化主要有如下優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1.污泥中可生物降解有機(jī)物的降解程度高；2.上清液BOD5濃度低；3.消化污泥量少，無臭、穩(wěn)定、易脫水，處置方便；4.消化污泥的肥分高，易被植物吸收；5.好氧消化池運(yùn)行管理方便簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物基建費(fèi)用低。缺點(diǎn)：1.運(yùn)行能耗多，運(yùn)行費(fèi)用高；2.不能回收沼氣；3.因好氧消化不加熱，所以污泥有機(jī)物分解程度隨溫度波動(dòng)大；4.消化后的污泥進(jìn)行重力濃縮時(shí)，上清液SS濃度高。污泥的調(diào)理污泥水與污泥固體顆粒的結(jié)合力是很強(qiáng)的，如果沒有預(yù)先的處理，即通過化學(xué)的、物理的或者熱工的方法進(jìn)行預(yù)處理，絕大多數(shù)污泥的脫水是非常困難的，這種污泥預(yù)先處理的過程稱為污泥調(diào)理。調(diào)理的目的就是改善污泥脫水的性質(zhì)，減小水與污泥固體顆粒的結(jié)合力，加速污泥脫水過程。污泥中所含水分大致分為4類：顆粒間的空隙水，約占總水分的70%；毛細(xì)水，即顆粒間毛細(xì)管內(nèi)的水，約占20%，污泥顆粒吸附水和顆粒內(nèi)部水，約占10%。污泥調(diào)理對(duì)于所有污泥都適用，但不同的污泥所能夠達(dá)到的調(diào)理效果不同。污泥調(diào)理的方法很多，但主要的方法有化學(xué)調(diào)理法物理調(diào)理和。污泥調(diào)理方法1、化學(xué)調(diào)理方法化學(xué)調(diào)理就是在需要脫水的污泥中加入化學(xué)混凝藥劑，使污泥顆粒，包括細(xì)小的顆粒及膠體顆粒凝聚、絮凝，以改善其脫水性能。所以需要設(shè)置藥劑溶解、配制、投加設(shè)備。2、物理調(diào)理法物理調(diào)理是向被調(diào)理的污泥中投加不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，如投加焚燒后的污泥，或者粉煤灰，作為污泥的“支架”結(jié)構(gòu)，以降低或者改善污泥的可壓縮性。物理調(diào)理主要采用的物質(zhì)有：煙道灰、硅藻土、焚燒后的污泥灰、粉煤灰等，其中以煙道灰效果最好。3、熱工調(diào)理法（1）熱處理法對(duì)污泥加熱可加速粒子的熱運(yùn)動(dòng)，提高粒子碰撞和結(jié)合的頻率，達(dá)到粒子相互間的凝聚。同時(shí)污泥中的細(xì)胞體受熱膨脹而破裂，釋放出蛋白質(zhì)和膠質(zhì)、礦物質(zhì)和細(xì)胞膜碎片。膠體結(jié)構(gòu)被破壞，大量釋放出內(nèi)部結(jié)合水，產(chǎn)生脫水收縮作用。進(jìn)而釋放出的有機(jī)物在高溫下受熱水解、溶化，形成由可溶性聚縮氨酸、氨氮、揮發(fā)酸及碳水化合物組成的茶褐色液體。熱調(diào)質(zhì)效果取決于污泥的性質(zhì)、溫度和處理時(shí)間等條件。（2）冷凍法冷凍熔解法是將含大量水分的污泥冷凍，使溫度下降到凝固點(diǎn)以下，污泥開始凍結(jié)，然后加熱熔解。污泥經(jīng)過冷凍-熔解過程，由于溫度發(fā)生大幅度變化，使膠體顆粒脫穩(wěn)凝聚，顆粒由細(xì)變大，失去了毛細(xì)狀態(tài)。

1、概述消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥與初沉污泥的混合污泥等在脫水之前應(yīng)進(jìn)行調(diào)理，以改善污泥的脫水性能。調(diào)理就是破壞污泥的膠態(tài)結(jié)構(gòu)、減少泥水間的親和力，改善污泥的脫水性能。方法加藥調(diào)理法淘洗加藥調(diào)理法加熱調(diào)理法冷凍調(diào)理法加骨粒調(diào)理法2、污泥脫水性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)1.比阻抗值r當(dāng)p為常數(shù)值時(shí)，可積分并整理成為下式：由此：比阻抗值的物理意義是單位干重濾餅的阻力，比阻抗值越大的污泥，越難過濾，其脫水性能也差。t/V與V呈直線關(guān)系，其斜率為：2.毛細(xì)吸水時(shí)間(CST)其值等于污泥與濾紙接觸時(shí)，在毛細(xì)管的作用下，水分在濾紙上滲透1cm長(zhǎng)度的時(shí)間，以秒計(jì)。CST值測(cè)定裝置示意圖3、加藥調(diào)理法原理用化學(xué)藥品破壞泥水間的親和力，通過調(diào)理使污泥的比阻抗(或CST)降低1.調(diào)理劑種類無機(jī)調(diào)理劑有機(jī)調(diào)理劑2.調(diào)理劑投加量的確定作比阻抗r及CST與調(diào)理劑用量的關(guān)系曲線圖確定最佳調(diào)理劑用量和品種。3.影響污泥調(diào)理效果的因素污泥性質(zhì)調(diào)理劑品種污泥調(diào)理?xiàng)l件溫度pH調(diào)理劑配制濃度混合條件污泥的干燥與焚燒污泥脫水后，體積仍較大，為了便于利用與處理，可以進(jìn)一步作干燥處理或焚燒。干燥處理后，污泥含水率可降至20％以下，體積可大大減小，便于運(yùn)輸、利用或最終處理。通過焚燒可將污泥中水分和有機(jī)雜質(zhì)完全去除，并殺滅病原微生物。污泥干燥與焚燒各有專用設(shè)備，也可以在同一設(shè)備中進(jìn)行。圖12-24回轉(zhuǎn)圓筒式干燥器工藝流程污泥的干燥常用的污泥干燥設(shè)備有回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)、急驟干燥器和帶式干燥器。污泥的焚燒設(shè)備污泥焚燒可分為兩種：完全焚燒和濕式燃燒(即不完全使燒)。污泥所含水分被完全蒸發(fā)、有機(jī)物質(zhì)被完全焚燒，焚燒的最終產(chǎn)物是CO2、H2O、N2等氣體及焚燒灰稱為完全焚燒。濕式燃燒——不完全焚燒或稱濕式氧化是經(jīng)濃縮后的污泥(含水率約96％)，在液態(tài)下加溫加壓、并壓入壓縮空氣，使有機(jī)物被氧化去除，從而改變污泥結(jié)構(gòu)與成分，脫水性能大大提高。濕式燃燒約有80％～90％的有機(jī)物被氧化，故又稱為不完全焚燒。圖12-27立式多段焚燒爐圖12-28流化床焚燒爐圖12-