城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)-污水廠污泥的處理

污泥量與污泥運(yùn)輸

主要內(nèi)容：

污泥量的確定污泥的水力學(xué)特征及輸送

1污泥量的確定

1）初沉污泥量

可以根據(jù)污水中懸浮物濃度、去除率、污水流量及污泥含水率，用下式計(jì)算：

V——初沉污泥量，m3/d；

Q——污水流量；m3/d；

η——去除率，％；

C0——進(jìn)水懸浮物濃度，mg／L；

p——污泥含水率，％；

ρ——沉淀污泥密度，以1000kg／m3計(jì)。1）初沉污泥量

初沉污泥量也可以按每人每天產(chǎn)泥量計(jì)算：

N——城市人口數(shù)，人；

S——產(chǎn)泥量，L/d.人；2）二沉池污泥量

二次沉淀池的污泥量也可近似地按該式計(jì)算，η以80％計(jì)。3）剩余活性污泥量

一般剩余活性污泥量可用活性污泥法中的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，即：

QS——每日排出剩余污泥量，m3/d；△X——揮發(fā)性剩余污泥量（干重），kg/d；

f——污泥的MLVSS/MLSS值，對(duì)生活污水f=0.75，工業(yè)廢水的f值通過(guò)測(cè)定確定；

Xr——污泥濃度，g/L。4）消化污泥量

消化污泥量可用下式計(jì)算：

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，取周平均值；

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。

2

污泥的水力學(xué)特征及輸送

污泥輸送的方法有管道、卡車(chē)、駁船以及它們的組合方法。污泥管道輸送是污水處理廠內(nèi)或長(zhǎng)距離輸送的常用方法。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，耐腐蝕等基本條件。

污泥濃縮

主要內(nèi)容重力濃縮氣浮濃縮

離心濃縮污泥的含水率很大，初次沉淀池污泥含水率介于95%～97%，剩余活性污泥達(dá)99%，使污泥的處理難度很大。污泥中所含水分大致分為4類(lèi)：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%。

1）間歇式污泥濃縮池間歇式重力濃縮池多采用豎流式，下圖為間歇式濃縮池示意圖連續(xù)式重力濃縮池多采用輻流式。下圖連續(xù)式重力濃縮池的基本構(gòu)造，污泥由中心管連續(xù)進(jìn)泥，上清液由溢流堰出水，濃縮污泥用刮泥機(jī)緩緩刮至池中心的污泥斗并從排泥管排除，刮泥機(jī)上裝有垂直攪拌柵隨著刮泥機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。2）連續(xù)式重力濃縮池

污泥的氣浮濃縮是在加壓情況下，將空氣溶解在澄清水中，在濃縮池中降至常壓后，釋放出的大量微氣泡附著在污泥顆粒的周?chē)?，使污泥顆粒比重減小而被強(qiáng)制上浮，達(dá)到濃縮的目的。其工藝流程下圖。

氣浮濃縮池的基本形式有圓形和矩形兩種，見(jiàn)下圖。圓形氣浮池矩形氣浮池

離心濃縮是利用污泥中的固體顆粒與液體的比重差，在離心力場(chǎng)所受到的離心力的不同而分離。由于離心力幾千倍于重力，因此離心濃縮占地面積小，造價(jià)低，但運(yùn)行費(fèi)用與機(jī)械維修費(fèi)用較高。用于離心濃縮的離心機(jī)有轉(zhuǎn)盤(pán)式離心機(jī)，籃式離心機(jī)和轉(zhuǎn)鼓離心機(jī)等。剩余污泥離心濃縮污泥的脫水與干化主要內(nèi)容污泥的調(diào)理污泥的機(jī)械脫水污泥的自然干化1

污泥的調(diào)理1）污泥調(diào)理的目的調(diào)理的目的在于改善污泥脫水性能，提高機(jī)械脫水效果與機(jī)械脫水設(shè)備的生產(chǎn)能力。

2）調(diào)理的方法調(diào)理的方法主要有化學(xué)調(diào)理法、熱處理法、冷凍法及淘洗法等。

加藥調(diào)理，也稱(chēng)化學(xué)調(diào)理，是在污泥中加入助凝劑、混凝劑等化學(xué)藥劑，促使污泥顆粒絮凝，改善其脫水性能。

①助凝劑：功能：調(diào)節(jié)污泥的pH值、供給污泥以多孔狀網(wǎng)格的骨骼、改變污泥顆粒結(jié)構(gòu)、破壞膠體的穩(wěn)定性、提高混凝劑的混凝效果，增強(qiáng)絮體強(qiáng)度。主要有硅藻土、珠光體、酸性白土、鋸屑、污泥焚燒灰、電廠粉塵及石灰等惰性物質(zhì)。使用方法:直接加入污泥中,投加量為:10到100mg/L?；蚴桥渲瞥?%到6%的糊狀物使用。（1）化學(xué)調(diào)理法

混凝劑分類(lèi)：無(wú)機(jī)混凝劑與高分子混凝劑無(wú)機(jī)混凝劑：電解質(zhì)化合物，主要有鋁鹽（水合硫酸鋁，明礬和三氯化鋁）和鐵鹽（三氯化鐵，綠礬和硫酸鐵）；高分子混凝劑：高分子聚合電解質(zhì)，包括有機(jī)合成劑及無(wú)機(jī)高分子混凝劑兩種。有機(jī)合成劑：國(guó)內(nèi)廣泛使用高聚合度非離子型聚丙烯酰胺(PAM)(簡(jiǎn)稱(chēng)聚丙烯酰胺，又叫三號(hào)混凝劑)及其變性物質(zhì)。無(wú)機(jī)高分子混凝劑：主要是聚合氯化鋁(PAC)。②混凝劑

將污泥加熱，污泥中的細(xì)胞被分解破壞，細(xì)胞膜中的內(nèi)部水游離出來(lái)。這種過(guò)程稱(chēng)為污泥的熱處理。主要特點(diǎn)適用于初沉池污泥、消化污泥、活性污泥、腐殖污泥及其混合污泥可溶性COD顯著增加，可有利于消化過(guò)程的進(jìn)行，脫水性能大為改善泥餅含水率可降到30%~45%，泥餅體積減小為濃縮－機(jī)械脫水法泥餅的1/4，便于進(jìn)一步處置污泥的焚燒與堆肥處置中，熱處理比加藥處理更為適合（2）熱處理法存在問(wèn)題污泥分離液濃度很高，回流處理將大大增加污水處理構(gòu)筑物的負(fù)荷；有臭氣，設(shè)備易腐蝕；需要增加高溫高壓設(shè)備、熱交換設(shè)備及氣味控制設(shè)備等，費(fèi)用很高，難以普遍采用。將污泥冷凍到-20℃再行融解，溫度大幅度變化，使膠體脫穩(wěn)凝聚且細(xì)胞膜破裂，細(xì)胞內(nèi)部水分得到游離，從而提高了污泥的沉淀性能和脫水性。不可逆地改變污泥結(jié)構(gòu)，使之變得更加緊密，并能減少脫水后污泥殘留的水分。（3）冷凍法

主要特點(diǎn)：凍融調(diào)理所需熱量比熱處理顯著減少常溫下的1g污泥水，從20℃冷凍到-20℃，需放熱464J；同樣1g污泥水，從20℃升溫到100℃，需吸熱2.6KJ。污泥凍融無(wú)需混凝劑顯著提高污泥脫水性能和沉降速度主要不足：是難以適用于活性污泥，因?yàn)榛钚晕勰嗄圩饔脧?qiáng)烈，其水分子結(jié)合的程度比脫水后殘余分子結(jié)合得更加緊密。

用于消化污泥的預(yù)處理，去除部分有機(jī)微粒，降低污泥的黏度，提高污泥的濃縮、脫水效果。節(jié)省加藥(混凝劑)用量，降低機(jī)械脫水的運(yùn)行費(fèi)用。洗滌過(guò)程包括用洗滌水(二次沉淀池出水或河水)稀釋污泥、攪拌、沉淀分離撇除上清液。洗滌后上清液BOD5與懸浮物濃度常高達(dá)2000mg/L以上，必須回流到污水處理廠處理，不能直接排放

污泥用作土壤改良劑或肥料時(shí)，不宜采用洗滌工藝（4）淘洗2機(jī)械脫水污泥的機(jī)械脫水是以過(guò)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(guò)過(guò)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，從而達(dá)到脫水的目的。過(guò)濾基本過(guò)程見(jiàn)圖。1）機(jī)械脫水原理

過(guò)濾的推動(dòng)力：①依靠污泥本身厚度的靜壓力(如污泥自然干化場(chǎng)的滲透脫水)；②在過(guò)濾介質(zhì)的一面造成負(fù)壓(如真空過(guò)濾脫水)；③加壓污泥把水分壓過(guò)過(guò)濾介質(zhì)(如壓濾脫水)；④產(chǎn)生離心力作為推動(dòng)力(如離心脫水)。2）真空過(guò)濾脫水真空過(guò)濾脫水使用的機(jī)械是真空過(guò)濾機(jī)，主要用于初沉污泥及消化污泥的脫水。國(guó)內(nèi)使用較廣的是GP型轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)，其構(gòu)造見(jiàn)圖。轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)脫水系統(tǒng)的工藝流程3）壓濾脫水

混合液流經(jīng)過(guò)濾介質(zhì)（濾布），固體停留在濾布上，并逐漸在濾布上堆積形成過(guò)濾泥餅。而濾液部分則滲透過(guò)濾布，成為不含固體的清液。結(jié)構(gòu)：主要由固定板、濾框、濾板、壓緊板和壓緊裝置組成。4）滾壓脫水

滾壓脫水是由上下兩條張緊的濾帶夾帶著污泥層，從一連串按規(guī)律排列的轆壓筒中呈Ｓ型彎曲經(jīng)過(guò)，靠濾帶本身的張力形成對(duì)污泥層的壓榨力和剪切力，把污泥層中的毛細(xì)水?dāng)D壓出來(lái)，獲得含固量高的泥餅，從而實(shí)現(xiàn)污泥脫水。

結(jié)構(gòu)：由驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)架、壓榨輥、上濾帶、下濾帶、濾帶張緊裝置、濾帶清洗裝置、卸料裝置、氣控系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。5）離心脫水

污泥和絮凝劑藥液經(jīng)入口管道被送入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)混合腔，由于轉(zhuǎn)子(螺旋和轉(zhuǎn)鼓)的高速旋轉(zhuǎn)和摩擦阻力，污泥在轉(zhuǎn)子內(nèi)部被加速并形成一個(gè)圓柱液環(huán)層（液環(huán)區(qū)），在離心力的作用下，比重較大固體顆粒沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁形成泥層（固環(huán)層），再利用螺旋和轉(zhuǎn)鼓的相對(duì)速度差把固相推向轉(zhuǎn)鼓錐端，推出液面之后（岸區(qū)或稱(chēng)干燥區(qū)）泥渣得以脫水干燥，推向排渣口排出，上清液從轉(zhuǎn)鼓大端排出，實(shí)現(xiàn)固液分離。利用自然下滲和蒸發(fā)作用脫除污泥中的水分，即自然干化。其主要構(gòu)筑物是干化場(chǎng)。（1）干化場(chǎng)的分類(lèi)與構(gòu)造干化場(chǎng)分為自然濾層干化場(chǎng)與人工濾層干化場(chǎng)兩種。人工濾層干化場(chǎng)的構(gòu)造見(jiàn)圖。（2）干化場(chǎng)的脫水特點(diǎn)及影響因素干化場(chǎng)脫水主里依靠滲透、蒸發(fā)與撇除。氣候條件包括當(dāng)?shù)氐慕涤炅?、蒸發(fā)量、相對(duì)濕度、風(fēng)速和年冰凍期。污泥性質(zhì)對(duì)脫水影響較大，例如初沉污泥或濃縮后的活性污泥，由于比阻較大，水分不易從稠密的污泥層中滲透下去，往往會(huì)形成沉淀，分離出上清液，故這類(lèi)污泥主要依靠蒸發(fā)脫水，可在圍堤或圍墻的一定高度上開(kāi)設(shè)撇水窗，撇除上清液，加速脫水過(guò)程。污泥的最終處置主要內(nèi)容污泥的消毒污泥的干燥污泥的焚燒污泥的處置與利用

為避免在污泥利用和污泥處理過(guò)程中病毒、病原菌、病蟲(chóng)卵等對(duì)人體產(chǎn)生危害，必須對(duì)污泥進(jìn)行經(jīng)常性或季節(jié)性的消毒。專(zhuān)用的污泥消毒方法有加氯消毒法、巴氏消毒法、石灰穩(wěn)定法、等。

（1）加氯消毒法。在污泥中加氯可起到消毒作用，成本低，操作簡(jiǎn)單。

1污泥的消毒

（2）巴氏消毒法又稱(chēng)低熱消毒法，有直接加溫和間接加溫兩種方式。直接加溫法以蒸汽直接通入污泥，使泥溫達(dá)到70℃，持續(xù)30~60min，所需蒸汽量根據(jù)污泥溫度計(jì)算確定。間接加溫法用熱交換器使泥溫達(dá)到70℃。

（3）石灰穩(wěn)定法投加消石灰調(diào)節(jié)污泥的pH值，使pH值達(dá)到11.5，持續(xù)2h可殺滅傳染病菌，并有防腐與抑制氣味產(chǎn)生的效果，兼污泥穩(wěn)定作用。此法消毒后的污泥，因PH值太高不能用于農(nóng)田，可用作填地或制造建材。讓污泥與熱干燥介質(zhì)（熱干氣體）接觸使污泥中水分蒸發(fā)而隨干燥介質(zhì)除去。污泥干燥處理后，含水率可降至約20％左右，體積可大大減小，從而便于運(yùn)輸、利用或最終處置?；剞D(zhuǎn)圓筒式干燥器在我國(guó)應(yīng)用較多，其主體是用耐火材料制成的旋轉(zhuǎn)滾筒，按照熱風(fēng)與污泥流動(dòng)方向的不同分為并流、逆流與錯(cuò)流3種類(lèi)型。

并流干燥器中干燥介質(zhì)與污泥的流動(dòng)方向相同。逆流干燥器中干燥介質(zhì)與污泥的流動(dòng)方向相反。錯(cuò)流干燥器的干燥筒進(jìn)口端較大、出口端較小，筒內(nèi)壁固定有炒板，污泥與干燥介質(zhì)同端進(jìn)入后，由于筒體在旋轉(zhuǎn)時(shí)，炒板把污泥炒起再掉下與干燥介質(zhì)流向成為垂直相交。在下列情況下可以考慮采用污泥焚燒工藝：①當(dāng)污泥有毒物質(zhì)含量高或不符合衛(wèi)生要求，不能加以利用，其它處置方式又受到限制；②衛(wèi)生要求高，用地緊張的大、中城市；③污泥自身的燃燒熱值高，可以自燃并利用燃燒熱量發(fā)電；④可與城市垃圾混合焚燒并利用燃燒熱量發(fā)電。污泥焚燒分為完全焚燒和不完全焚燒。①完全焚燒，指在高溫、供氧充足、常壓條件下焚燒污泥，使污泥所含水分被完全蒸發(fā)，有機(jī)物質(zhì)被完全氧化，焚燒的最終產(chǎn)物是CO2，H2O，N2等氣體及焚燒灰。②不完全燃燒，又稱(chēng)濕式燃燒，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