污泥處理與處置課件

2024/9/24污泥處理與處置81污泥處理與處置2024/9/24污泥處理與處置82一、概述

根據(jù)污泥的來源與成分(c)初次沉淀污泥來自初次沉淀池，其性質(zhì)隨其廢水的成分而異；剩余活性污泥與腐殖污泥來自活性污泥法和生物膜法的二次沉淀池，前者稱為剩余污泥，后者稱為腐殖污泥；消化污泥初次沉淀污泥、剩余活性污泥和腐殖污泥經(jīng)過消化穩(wěn)定處理后的污泥稱為消化污泥；化學(xué)污泥用混凝、化學(xué)沉淀等化學(xué)法處理廢水，所產(chǎn)生的污泥稱化學(xué)污泥。2024/9/24污泥處理與處置83根據(jù)污泥的成分：有機(jī)污泥有機(jī)污泥主要含有有機(jī)物，典型的有機(jī)污泥是剩余生物污泥，如活性污泥和生物膜、厭氧消化處理后的消化污泥等，此外還有油泥及廢水固相有機(jī)污染物沉淀后形成的污泥；無機(jī)污泥無機(jī)污泥主要以無機(jī)物為主要成分，也稱泥渣，如廢水利用石灰中和沉淀、混凝沉淀和化學(xué)沉淀物等。2024/9/24污泥處理與處置84含水率p

指單位質(zhì)量污泥中所含的水分的百分?jǐn)?shù)。V1W1100—P2C2V2W2100---P1C1污泥的比重指污泥重量W與同體積水重量之比。由于污泥含水率很高，污泥比重往往接近于1。污泥的比阻指單位過濾面積上，單位質(zhì)量干污泥所受到的過濾阻力，稱比阻。比阻的大小與污泥中有機(jī)物含量及其成分有關(guān)。毛細(xì)吸水時(shí)間指污泥中的水在吸水紙上滲透距離為1cm所需的時(shí)間。比阻與毛細(xì)吸水時(shí)間之間存在一定的關(guān)系，通常比阻愈大，毛細(xì)吸水時(shí)間愈長。污泥的性質(zhì)指標(biāo)2024/9/24污泥處理與處置85揮發(fā)性固體（VSS）和灰分（NVSS）揮發(fā)性固體表示污泥中有機(jī)物含量，又稱灼燒減重；灰分則表示污泥中無機(jī)物的含量，也稱灼燒殘?jiān)?；污泥的可消化程度污泥中的有機(jī)物是消化處理的對象。一部分可消化降解；另一部分是不易或不能降解的，如脂肪和纖維素等。用可消化程度表示污泥中可被消化降解的比例。污泥肥分主要指氮、磷、鉀有機(jī)質(zhì)、微量元素等含量。肥分指標(biāo)直接決定污泥是否適于作為肥料進(jìn)行綜合利用。2024/9/24污泥處理與處置86污泥的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)從廢水生物處理系統(tǒng)中排出的污泥含有大量微生物，包括病原體和寄生蟲卵。未經(jīng)衛(wèi)生處理的污泥直接排放到環(huán)境或施用于農(nóng)田是不安全的。衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)指污泥中微生物的數(shù)量，尤其是病原微生物的數(shù)量。2024/9/24污泥處理與處置873、污泥處理的目標(biāo)減量化由于污泥含水率很高，體積很大，經(jīng)處理后，污泥體積減至原來的十幾分之一，且由液態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)，便于運(yùn)輸和消納。穩(wěn)定化污泥中有機(jī)物含量很高，極易腐敗并變臭，經(jīng)消化階段處理后，易腐敗部分有機(jī)物被分解轉(zhuǎn)化，不易腐敗，惡臭大大降低，方便運(yùn)輸及處理。無害化污泥中，尤其是初次沉淀池污泥中，含有大量的病原菌、寄生蟲卵及病毒，易造成傳染病大面積傳播。經(jīng)消化階段處理，可殺滅大部分蛔蟲卵、病原菌和病毒，大大提高污泥的衛(wèi)生指標(biāo)。資源化污泥是一種資源，可通過多種方式利用。如污泥厭氧消化可回收沼氣，采用污泥生產(chǎn)建筑材料，從某些工業(yè)污泥中提取有用的重金屬等。2024/9/24污泥處理與處置88二、污泥的貯存與運(yùn)輸(c)貯存目的平衡污泥產(chǎn)量的波動(dòng)，為污泥處理工序提供均勻進(jìn)料的條件。

貯存方式可在沉淀池內(nèi)短期貯存、也可在污泥消化池內(nèi)貯存。對于沒有消化池的處理廠常貯存在單獨(dú)的混合池和貯存池內(nèi)。運(yùn)輸方式一般采用管道、汽車和駁船輸送。一般輸送的固含量以5%為宜。超過10km時(shí)，壓力管道較經(jīng)濟(jì)。2024/9/24污泥處理與處置89三、污泥濃縮(b)(一）污泥濃縮概述

污水處理中的污泥含水率一般為96%~99.8%，體積很大，通過污泥濃縮是含水率、污泥體積得到一定程度降低，從而降低污泥后續(xù)處理的設(shè)施的建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。2024/9/24污泥處理與處置810污泥中的水分：(1)孔隙水：被污泥顆粒包圍起來的水分（70%）-重力(2)毛細(xì)水：顆粒間毛細(xì)管內(nèi)的水（20%）--施加外力(3)表面吸附水：被顆粒表面吸附的水（a%）-混凝(4)內(nèi)部水：污泥顆粒內(nèi)部的結(jié)合水（b%）-熱分解或熱力通常表面吸附水和內(nèi)部水占污泥總水分的10%2024/9/24污泥處理與處置8112024/9/24污泥處理與處置812（二）常用污泥濃縮方法1、重力濃縮法

原理

利用重力將污泥中的固體與水分離，使污泥的含水率降低。其構(gòu)筑物稱為污泥濃縮池。運(yùn)行方式

間隙運(yùn)行——污泥放入經(jīng)一定濃縮時(shí)間后，依次開啟設(shè)在不同高度的清液管上閥門，分層地放掉上清液，然后通過排泥管排放污泥后，再向池內(nèi)排入下一批待處理污泥。

2024/9/24污泥處理與處置8132024/9/24污泥處理與處置814連續(xù)運(yùn)行——連續(xù)運(yùn)行的一般有豎流式和幅流式兩種。圖7-4為幅流式濃縮池2024/9/24污泥處理與處置815重力濃縮池的日常維護(hù)——表面浮渣應(yīng)及時(shí)清除——初次沉淀池污泥與剩余活性污泥混合濃縮時(shí)，應(yīng)保證兩種污泥均勻混合?！獪囟葮O高時(shí)，污泥會(huì)上浮，導(dǎo)致無法濃縮?？杉尤隒l2、KMnO4、O3等氧化劑抑制微生物活動(dòng)，保證濃縮效果?！獫饪s池較長時(shí)間沒有排泥時(shí)，應(yīng)先排空濃縮池，嚴(yán)禁直接開啟污泥濃縮機(jī)。2024/9/24污泥處理與處置816——在寒冷地區(qū)濃縮池液面結(jié)冰時(shí)，應(yīng)先破冰并使之融化，再開啟污泥濃縮機(jī)?！獞?yīng)定期檢查上清液溢流堰的平整度，保證出水均勻?！獞?yīng)對池壁、出水堰等部位定期清刷，降低惡臭?！獞?yīng)定期排空，檢查是否積泥或積砂，并對水下部件予以防腐處理。2024/9/24污泥處理與處置817重力濃縮池工藝控制條件固體負(fù)荷30~60kg/（m2·d）濃縮時(shí)間不小于12h含水率（活性污泥二沉池污泥濃縮后）97%~98%有效水深4m刮泥機(jī)外緣線速度1~2m/min重力濃縮池效果的檢測評(píng)價(jià)濃縮比濃縮池排泥濃度與入流泥濃度比，固體回收率被濃縮到排泥中的固體占入流固體的百分比。分離率濃縮池上清液量占入流污泥量的百分比異常問題分析（292頁表7~2）2024/9/24污泥處理與處置8182、氣浮濃縮法原理及優(yōu)缺點(diǎn)原理依靠大量微小氣泡附著在污泥顆粒周圍，形成上浮濃縮2024/9/24污泥處理與處置8193、離心濃縮法原理及優(yōu)缺點(diǎn)原理：利用污泥中固、液比重不同，在高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械中具有不同的離心力而進(jìn)行分離濃縮，經(jīng)不同的通道導(dǎo)出機(jī)外。由于離心力是重力的500~3000倍，因此在很小的離心機(jī)內(nèi)只需十幾分鐘就完成。含固量從0.5%增至6%。優(yōu)缺點(diǎn)：場地衛(wèi)生條件好，占地少，濃縮后污泥含水率低。但耗電量高，設(shè)備維修工作量大，要采用防噪聲的措施。2024/9/24污泥處理與處置820四、污泥消化（b）（一）厭氧消化的原理與功能原理：利用微生物的代謝作用，使污泥中的有機(jī)物穩(wěn)定化，減少污泥體積，降低污泥中病原體數(shù)量。

功能：消化后污泥易于脫水、體積減少、穩(wěn)定化、氨氮濃度提高、回收生物能。

2024/9/24污泥處理與處置821（二）污泥厭氧消化法的分類1、低負(fù)荷消化法：通常為單級(jí)消化，消化池內(nèi)不加熱，不攪拌，間隙投加污泥和排出污泥。構(gòu)造如圖7-62024/9/24污泥處理與處置8222、高負(fù)荷法：消化池內(nèi)有攪拌設(shè)備，污泥在池外先加熱，其攪拌、污泥投配及熟污泥排除等工序?yàn)?4小時(shí)連續(xù)進(jìn)行，不存在分層?？捎脝渭?jí)消化、兩級(jí)消化、厭氧接觸消化等。其示意圖如7-7.2024/9/24污泥處理與處置8233、兩相消化法：產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷階段分別在兩個(gè)單獨(dú)的反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行?？蔀閮纱箢愇⑸锾峁┳罴训姆敝硹l件。系統(tǒng)示意如圖7-8.2024/9/24污泥處理與處置824（三）厭氧消化系統(tǒng)的組成1、消化池按其容積是否可變，分為定容式和動(dòng)容式。定容式指消化池池蓋固定，容積在運(yùn)行中不變，需附設(shè)可變濕式氣柜，以調(diào)節(jié)沼氣產(chǎn)量的變化。動(dòng)容式消化池的頂蓋可上下移動(dòng)，因而消化池的氣相容積可隨產(chǎn)氣量的變化而變化。國內(nèi)普遍采用定容式。按池體形狀分為細(xì)高形，粗矮形及卵形。見圖7-9.2024/9/24污泥處理與處置8252、進(jìn)排泥系統(tǒng)進(jìn)排泥系統(tǒng)有：上進(jìn)下直排：下排泥需嚴(yán)格控制進(jìn)排泥量相等。稍有差別，會(huì)引起工作液位的變化。如排泥量大于進(jìn)泥量，池內(nèi)氣相會(huì)引起產(chǎn)生真空的危險(xiǎn)。如進(jìn)泥量大，會(huì)出現(xiàn)縮小氣相容積，或污泥從溢流管流失。上部進(jìn)泥下部溢流：會(huì)降低消化效果。因?yàn)槌浞窒奈勰嗥漕w粒密度增大，當(dāng)停止攪拌時(shí)會(huì)沉淀在底部，而未經(jīng)消化的污泥會(huì)上浮溢流排出。下部進(jìn)泥上部溢流：克服了上述缺點(diǎn)。2024/9/24污泥處理與處置8263、攪拌系統(tǒng)攪拌的作用：使消化池各處的污泥濃度、pH、微生物種群等保持均勻，并及時(shí)將熱量傳遞到池內(nèi)各部位，降低池底泥沙沉積與池面浮渣的形成。還可降低有機(jī)負(fù)荷的沖擊和有毒物質(zhì)進(jìn)入的影響。攪拌良好的消化池容積利用率可達(dá)70%，而攪拌不合理的消化池容積利用率會(huì)降到50%一下。攪拌方式：見圖7-11——機(jī)械攪拌：攪拌漿或攪拌渦輪。用于高細(xì)形池。——水力攪拌：設(shè)導(dǎo)流筒，筒內(nèi)設(shè)螺旋推進(jìn)器，使污泥循環(huán)?！託鈹嚢瑁翰糠终託獬槌?，壓縮后再通回池內(nèi)攪拌。適用于粗矮形和卵形池。2024/9/24污泥處理與處置8272024/9/24污泥處理與處置8284、加熱系統(tǒng)有內(nèi)加熱和外加熱兩種：見圖7-12，7-13——內(nèi)加熱有熱水通過盤管加熱和蒸汽直接加熱兩種。熱水通過盤管加熱，熱效率較低，循環(huán)熱水管外表易結(jié)殼，降低傳熱效率。蒸汽直接加熱會(huì)使污泥含水率增加?！饧訜嵊猩勰嗤杜淝邦A(yù)熱和池內(nèi)污泥外循環(huán)加熱兩種。2024/9/24污泥處理與處置8292024/9/24污泥處理與處置8305、集氣系統(tǒng)包括氣柜和管路氣柜常采用低壓浮蓋式濕式氣柜。見圖7-14。沼氣管路系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置壓力控制及安全、取樣、側(cè)濕、測壓、除濕、脫硫、水封阻火、通風(fēng)報(bào)警等裝置。2024/9/24污泥處理與處置831（四）消化池的日常維護(hù)定期取樣分析檢測，并根據(jù)情況隨時(shí)進(jìn)行工藝調(diào)整。運(yùn)行一段時(shí)間后，排空除進(jìn)行清砂清渣。攪拌系統(tǒng)應(yīng)定期維護(hù)，排除攪拌立管的堵塞、攪拌漿的污物纏繞，攪拌軸穿頂板處的氣密性。加熱系統(tǒng)應(yīng)定期檢查維護(hù)。蒸汽管路的堵塞，熱交換器的堵塞，需及時(shí)請洗。管路積垢應(yīng)及時(shí)清洗。定時(shí)全面防腐防滲檢查。閥門定期保養(yǎng)。安全運(yùn)行。電器設(shè)備應(yīng)防爆，嚴(yán)禁明火，有效維護(hù)防沼氣泄漏。2024/9/24污泥處理與處置832（五）硝化池異常情況分析與排除（1）VFA（揮發(fā)性有機(jī)酸）/ALK（堿度）升高原因分析投配率：過高使VFA升高，pH下降，降低甲烷菌分解VFA,導(dǎo)致VFA累積溫度：溫度波動(dòng)大降低甲烷菌分解VFA,導(dǎo)致VFA累積。攪拌效果：不好會(huì)導(dǎo)致局部VFA累積。有毒物質(zhì)：導(dǎo)致甲烷菌中毒。2024/9/24污泥處理與處置833

（2）產(chǎn)氣量降低有機(jī)物投配負(fù)荷太低甲烷菌活性降低

（3）消化池氣相出現(xiàn)負(fù)壓，空氣自真空安全

閥進(jìn)入消化池。排泥量大于進(jìn)泥量，消化池液位降低，產(chǎn)生真空。沼氣攪拌壓縮機(jī)出氣管出現(xiàn)泄漏加入藥劑補(bǔ)充堿度時(shí)過量，可導(dǎo)致負(fù)壓壓縮機(jī)的抽氣量大于產(chǎn)氣量2024/9/24污泥處理與處置834

（4）消化池氣壓增大，自安全壓力閥逸出產(chǎn)氣量大于用氣量沼氣管路阻力增大進(jìn)泥量大于排泥量

（5）消化池排放的上清液含固量升高，水質(zhì)

下降，同時(shí)還使排泥濃度降低上清液排放量太大，應(yīng)是進(jìn)泥量的1/4。上清液排放太快，帶走大量固體。上清液排放口與排泥口距離太近

（6）消化液溫度下降，消化效果降低蒸汽或熱水量供應(yīng)不足。投泥次數(shù)太少，一次進(jìn)泥量太多，使加熱系統(tǒng)超負(fù)荷混合攪拌不均勻，使局部過熱，導(dǎo)致溫度降低。2024/9/24污泥處理與處置835五、沼氣的應(yīng)用（d）沼氣的組成

沼氣的成分：主要是甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2），還有少量的其它氣體，如氫氣（H2）、氮?dú)猓∟2）、硫化氫（H2S）等。

CH4：45%~80%，以55%~60%為最常見。

CO2：20%~45%，以30%左右為最常見。

H2S：0.005%~0.08%，常在0.01%~0.02%，對管道設(shè)備的腐蝕性很強(qiáng)。沼氣的熱值：5000~6000kcal/m3,高于城市煤氣，低于天然氣。

2024/9/24污泥處理與處置836沼氣系統(tǒng)的組成集氣室：建于厭氧反應(yīng)器的頂部，沼氣由集氣室的最高處用管道引出。輸配系統(tǒng)：包括輸氣管和配氣管，其中集氣室至儲(chǔ)氣柜間的管道稱為儲(chǔ)氣管。在管道低處要設(shè)冷凝水器。沼氣流速不大于7m/s。凈化單元：包括脫硫和過濾兩部分。脫硫有干法和濕法兩類。干法占地小，設(shè)備簡單，但效率低。濕法效率高，但設(shè)備復(fù)雜，占地面積較大。2024/9/24污泥處理與處置837沼氣系統(tǒng)的組成儲(chǔ)氣柜：有低壓和中壓兩種。低壓0.01~0.03MPa，中壓0.4~0.6MPa，儲(chǔ)氣柜的容量要求能夠儲(chǔ)存6~8h的產(chǎn)氣量。目前最常用的是低壓浮蓋式儲(chǔ)氣柜。阻火器：防止沼氣在管道內(nèi)回火而設(shè)置。見圖7-17。用氣設(shè)備：除在沼氣循環(huán)攪拌中自身使用外，主要作動(dòng)力燃料。2024/9/24污泥處理與處置8382024/9/24污泥處理與處置839污泥脫水（a）（一）污泥脫水的目的污泥經(jīng)濃縮、消化后，尚有95%~96%的含水率，體積仍然很大，為了綜合利用和進(jìn)一步處置，必須對污泥進(jìn)行脫水處理。（二）機(jī)械脫水的原理以過濾介質(zhì)（多孔性材質(zhì)）兩面的壓力差作為推動(dòng)力，使污泥中的水分強(qiáng)制通過過濾介質(zhì)（稱濾液），從而達(dá)到脫水的目的。其方法有真空吸濾法、壓濾法和離心法等。脫水性能的指標(biāo)有產(chǎn)率和固體回收率。2024/9/24污泥處理與處置840產(chǎn)率：單位時(shí)間（h）單位面積（m2)所能提供的一定含水率污泥的量（kg）稱為產(chǎn)率（kg/h.m2）。固體回收率：脫水后泥餅中固體量占脫水前污泥中固體量的比例稱為固體回收率。（%）不同的污泥、不同的脫水設(shè)備有不同的產(chǎn)率和固體回收率。2024/9/24污泥處理與處置841（三）常用機(jī)械脫水設(shè)備真空過濾機(jī)、壓濾機(jī)（板框、帶式）、離心脫水機(jī)1、污泥壓濾機(jī)原理：它的推動(dòng)力是由正壓和大氣壓之差造成。類型：板框壓濾機(jī)和帶式壓濾機(jī)。見圖7-21和7-22工作過程：板框壓濾機(jī)：污泥注入-壓濾-濾餅除去-介質(zhì)沖洗-濾機(jī)閉合為一個(gè)周期。帶式壓濾機(jī)：濃縮-壓榨，連續(xù)進(jìn)行。2024/9/24污泥處理與處置8422024/9/24污泥處理與處置8432024/9/24污泥處理與處置8444、帶式壓濾機(jī)的日常維護(hù)與管理注意觀察濾帶損壞情況，并及時(shí)更換新濾帶，一般壽命3000~10000h。每天保證濾帶有足夠的沖洗時(shí)間定期檢修維護(hù)加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)定期分析濾液水