污泥處理與處置

污泥的處理與處置

污泥減量微生物制劑招商

污泥處理目的處理污泥占全部建設(shè)費用的20%～50%，甚至70%。污水處理廠產(chǎn)生的污泥占處理水量的0.3%～0.5%左右。污泥含大量有害有毒物質(zhì)，如寄生蟲卵、病原微生物、細菌、合成有機物及重金屬離子等；有用物質(zhì)如植物營養(yǎng)素(氮、磷、鉀)、有機物及水分等。污泥處理與處置到達如下目的：(1)使污水處理廠能夠正常運行，確保污水處理效果；(2)使有毒有害物質(zhì)得到妥善處理或利用；(3)使容易腐化發(fā)臭的有機物得到穩(wěn)定處理；(4)使有用物質(zhì)能夠得到綜合利用，變害為利。12.1污泥的分類、性質(zhì)與產(chǎn)生量12.1.1分類1)按成分不同分為：污泥有機物為主要成分，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，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)按來源不同分為：初次沉淀污泥來自初次沉淀池。剩余活性污泥來自活性污泥法后的二次沉淀池。腐殖污泥來自生物膜法后的二次沉淀池。〔以上3種污泥可統(tǒng)稱為生污泥或新鮮污泥〕消化污泥生污泥經(jīng)厭氧消化或好氧消化處理后，稱為消化污泥或熟污泥?；瘜W(xué)污泥用化學(xué)沉淀法處理污水后產(chǎn)生的沉淀物稱為化學(xué)污泥或化學(xué)沉渣：

12.1.2污泥的性質(zhì)

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數(shù)稱為污泥含水率。P1,V1,W1,C1—污泥含水率為p2時的污泥體積、重量與固體物濃度；P2,V2,W2,C2—污泥含水率變?yōu)閜2時的污泥體積、重量與團體物濃度;2、污泥的脫水性能污泥的脫水性能可用污泥比阻來衡量，污泥比阻〔r〕系指在一定壓力下，在單位過濾界面上，單位重量的干污泥所受到的阻力。3、灼燒減量和灼燒殘量4、污泥比重和干物質(zhì)比重5、pH值6、堿度7、有機物的含量8、有機酸的含量9、污泥顆粒組成10、污泥熱值11、污泥肥分12、污泥的沉淀、濃縮性能13、污泥的離心別離性能12.2污泥處置根本方法污泥處理處置的原那么污泥的處理處置與其他固體廢物的處理處置一樣，都應(yīng)遵循減量化、穩(wěn)定化、無害化的原那么。1．減量化2．穩(wěn)定化3．無害化污泥處理處置時應(yīng)綜合考慮各種因素，杜絕不確定因素對環(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，對環(huán)境整體而言，要具有平安性和可持續(xù)性。污泥處理處置根本工藝流程污泥處理處置的方法很多，污泥處理處置的根本工藝可分為以下幾類：〔1〕濃縮→前處理→脫水→好氧消化→土地復(fù)原；〔2〕濃縮→前處理→脫水→枯燥→土地復(fù)原；〔3〕濃縮→前處理→脫水→燃燒〔或熱分解〕→灰分填埋；〔4〕濃縮→前處理→脫水→枯燥→熔融燒結(jié)→做建材；〔5〕濃縮→前處理→脫水→枯燥→做燃料；〔6〕濃縮→厭氧消化→前處理→脫水→土地復(fù)原；〔7〕濃縮→蒸發(fā)枯燥→做燃料；〔8〕濃縮→濕法氧化→脫水→填埋；12.3污泥濃縮重力濃縮重力濃縮的根本原理是污泥-水懸浮液中的固體在重力作用下沉淀和進一步固化的物理過程。重力濃縮池圖12-3間歇式濃縮池示意圖圖12-4連續(xù)式重力濃縮池機械濃縮機械濃縮設(shè)備主要形式有：轉(zhuǎn)鼓式濃縮機螺旋式濃縮機帶式濃縮機離心式濃縮機前三種是借助于自然重力場的作用(重力式濃縮機)通過投加化學(xué)絮凝藥劑(一般投加有機高分子絮凝藥劑來抵消水分子間結(jié)合力的。后一種是借助于人工重力場的作用進行污泥“液相〞和“固相〞別離的機械。轉(zhuǎn)鼓濃縮機轉(zhuǎn)鼓式濃縮機工作系統(tǒng)圖螺旋式濃縮機螺旋式濃縮機示意圖帶式濃縮機帶式濃縮機示意圖離心機離心式濃縮機示意圖氣浮濃縮氣浮濃縮是利用固體與水的密度差而產(chǎn)生的浮力，使固體上浮，到達固液別離，實現(xiàn)固體濃縮的目的。對于密度小于1g/cm3固體，可以直接進行上浮別離；對密度大于1g/cm3的固體，那么可通過減小其密度，從而實現(xiàn)固液別離。一般采用將氣泡附著在污泥顆粒周圍的方法，降低固體密度，產(chǎn)生上浮的動力，到達濃縮的目的。氣浮濃縮的裝置氣浮濃縮裝置主要由三局部組成，即布氣或溶氣系統(tǒng)、溶氣釋放系統(tǒng)〔存在于加壓溶氣氣浮中〕及氣浮別離系統(tǒng)。布氣或溶氣系統(tǒng)指通過布氣或溶氣裝置如水泵、葉輪、曝氣裝置、空壓機、溶氣罐及一些附屬設(shè)備等向水中沖入或溶入氣體的一類系統(tǒng)裝置。溶氣釋放系統(tǒng)設(shè)備一般由溶氣釋放器(或穿孔管、減壓閥)及溶氣水管路組成。溶氣釋放器的功能是將壓力溶氣水通過消能、減壓，使溶入水中的氣體以微氣池的形式釋放出來，并能迅速又均勻地附著到污泥絮體上。氣浮別離系統(tǒng)一般可分為三種類型，即平流式、豎流式及綜合式。〔詳見廢水氣浮一章〕氣浮濃縮工藝控制影響氣浮濃縮的因素很多，主要有：壓力循環(huán)比流入污泥濃度停留時間氣固比、污泥種類和性質(zhì)固體負荷和水力負荷絮凝劑的使用與否12.4污泥的穩(wěn)定污泥穩(wěn)定的目的是消除污泥中散發(fā)的臭味和殺滅污泥中的病原微生物。其方法有厭氧消化、好氧消化、藥劑氧化、藥劑穩(wěn)定等。厭氧消化、好氧消化是利用微生物的作用將污泥中可生物降解的有機物分解，藥劑氧化是利用氧化劑的作用將污泥中的有機物分解，藥劑穩(wěn)定是利用化學(xué)藥劑的作用抑制微生物對污泥中有機物的分解，殺滅污泥中的病原微生物，使之不散發(fā)臭味。在污泥的穩(wěn)定處理中最常用的是厭氧消化法。污泥的厭氧消化污泥厭氧消化具有如下優(yōu)點：(1)產(chǎn)生能量(甲烷)，有時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，可以消除惡臭：(4)殺死病原微生物，特別是高溫消化時；(5)消化污泥容易脫水，含有有機肥效成分，適用于改進土壤。厭氧消化的機理

厭氧消化的機理第一步水解過程：高分子物質(zhì)，通常是非溶解性物質(zhì)在酶的作用下水解為溶解性的物質(zhì)。第二步酸化過程：水解后的物質(zhì)在兼性菌和大氣恩斯特作用下轉(zhuǎn)變成為短鏈的有機酸〔如：丁酸、丙酸、醋酸等〕、乙醇、H2，CO2。在這些中間產(chǎn)物中，甲烷菌僅能將醋酸和H2、CO2轉(zhuǎn)變成為甲烷。第三步醋酸化過程：將第二步過程產(chǎn)生的有機酸、乙醇轉(zhuǎn)變成為醋酸，在這一過程的醋酸菌與甲烷菌是共生的。第四步甲烷化過程：將醋酸及H2、CO2轉(zhuǎn)化為甲烷。高負荷消化池具有加熱和攪拌系統(tǒng)，高負荷消化池既被用于中溫、也用于高溫消化過程。大局部消化池在中溫范圍操作。

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溫度的變化非常敏感。要到達相同的消化率，溫度越低要求的消化時間越長。運行過程中最常用的中溫消化池大多是在30～35℃范圍內(nèi)運行的。2〕營養(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：硫為7：1：1。除營養(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。對于醋酸菌除上述元素外，還需要鋅、銅、錳，對于甲烷菌那么需要較多的鎳。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)及有機化合物(如氯仿、酚等)含量超過一定量時會對污泥厭氧穩(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圖12.4.2污泥的好氧消化好氧消化，即在不投加底物的條件下，對污泥進行較長時間的曝氣，使污泥中微生物處于內(nèi)源呼吸階段進行自身氧化。因此微生物機體的可生物降解局部被氧化去除，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：優(yōu)點：1.污泥中可生物降解有機物的降解程度高；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.好氧消化池運行管理方便簡單，構(gòu)筑物基建費用低。缺點：1.運行能耗多，運行費用高；2.不能回收沼氣；3.因好氧消化不加熱，所以污泥有機物分解程度隨溫度波動大；4.消化后的污泥進行重力濃縮時，上清液SS濃度高。12.5污泥的調(diào)理12.5.1污泥調(diào)理概念污泥水與污泥固體顆粒的結(jié)合力是很強的，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%；毛細水，即顆粒間毛細管內(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)理對于所有污泥都適用，但不同的污泥所能夠到達的調(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參加化學(xué)混凝藥劑，使污泥顆粒，包括細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產(chǎn)生化學(xué)反響的物質(zhì)，如投加燃燒后的污泥，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、燃燒后的污泥灰、粉煤灰等，其中以煙道灰效果最好。3、熱工調(diào)理法〔1〕熱處理法對污泥加熱可加速粒子的熱運動，提高粒子碰撞和結(jié)合的頻率，到達粒子相互間的凝聚。同時污泥中的細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。進而釋放出的有機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)、溫度和處理時間等條件?！?〕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，顆粒由細變大，失去了毛細狀態(tài)。12.6污泥脫水污泥經(jīng)濃縮和消化之后，其含水率仍在96％左右，體積很大，不便于運輸和使用，為了綜合利用和最終處置，需要進一步脫水，提高泥餅的含固率，以減少污泥堆置的占地面積，污泥脫水是整個污泥處理工藝的一個重要步驟或者環(huán)節(jié)。目的是使固體局部得到富集，減少污泥體積，為污泥的最終處置創(chuàng)造條件。其主要方法有自然干化法和機械脫水法兩種。污泥的自然干化

圖12-16人工濾層干化場污泥的機械脫水圖12-18滾壓帶式脫水機〔對置滾壓式〕圖12-19滾壓帶式脫水機〔水平滾壓式〕圖12-20離心脫水機圖12-21板框式壓濾機圖12-22轉(zhuǎn)鼓真空過濾機工藝流程圖12-23轉(zhuǎn)鼓真空過濾機12.7污泥的枯燥與燃燒污泥脫水干化后，體積仍較大，為了便于利用與處理，可以進一步作枯燥處理或燃燒?？菰锾幚砗?，污泥含水率可降至20％以下，體積可大大減小，便于運輸、利用或最終處理。通過燃燒可將污泥中水分和有機雜質(zhì)完全去除，并殺滅病原微生物。污泥枯燥與燃燒各有專用設(shè)備，也可以在同一設(shè)備中進行。圖12-24回轉(zhuǎn)圓筒式枯燥器工藝流程12.7.１污泥的枯燥常用的污泥枯燥設(shè)備有回轉(zhuǎn)圓筒枯燥機、急驟枯燥器和帶式枯燥器。圖12-25急驟枯燥器與燃燒爐圖12-26帶式枯燥器污泥的燃燒設(shè)備污泥燃燒可分為兩種：完全燃燒和濕式燃燒(即不完全使燒)。污泥所含水分被完全蒸發(fā)、有機物質(zhì)被完全燃燒，燃燒的最終產(chǎn)物是CO2、H2O、N2等氣體及燃燒灰稱為完全燃燒。濕式燃燒——不完全燃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％的有機物被氧化，故又稱為不完全燃燒。圖12-27立式多段燃燒爐圖12-28流化床燃燒爐圖12-29逆流回轉(zhuǎn)燃燒爐以上都是完全燃燒設(shè)備濕式燃燒——不完全燃燒設(shè)備圖12-30濕式燃燒工藝流程12.8污泥的最終處置與利用污泥的最終處置與利用主要有：作為農(nóng)肥利用污泥中含有豐富的氮、磷、有機質(zhì)等，