污泥的处理处置-课件1

1、我国污泥的产生与处置现状我国污泥的产生与处置现状第一节第一节 污泥的来源、性质和数量污泥的来源、性质和数量一、污泥的来源、性质及主要指标来源初沉污泥剩余污泥消化污泥化学污泥富含有机物，容易腐化、破坏环境，必须妥善处置城市污水厂所产生的污泥量约为处理水体积的1%左右（0.5%1.5%）,含水率99.2%左右。栅渣、沉砂池沉渣降低含水率，使其变流态为固态，同时减少数量稳定有机物，使其不易腐化，避免对环境造成二次污染。处理目的二沉池栅滤二、污泥的特性1.污泥中的固体溶解固体 和悬浮固体挥发性固体和稳定性固体（挥发性固体反映污泥的稳定化程度） 2.污泥固体的组分污泥固体的组分与来源密切相关；组分不同，

2、性质不同，对应的处理处置方法不同3.含水率与含固率含水率是污泥中水含量的百分数，含固率则是污泥中固体或干泥含量的百分数含水率在85以上呈流态,65 85时呈塑态，低于60呈固态含水率对污泥特性有重要影响。4.污泥相对密度11()niii1212100P （100-P）污泥相对密度指污泥的质量与同体积水质量的比值。Wi-污泥中第i项组分的质量分数，%；i-污泥中第i项组分的相对密度.1-固体相对密度，（城市污泥2.5 ）2-水的相对密度(100)SWmVP 000(100)(100)WWVPVP 212002012100()(100)100()(100)PPVVPP当城市污泥含水率大于80%时可

3、按此公式计算：00100100PVVP5.污泥体积、相对密度于含水率的关系V-污泥体积,m3ms-污泥中固体的质量，Kg;-水的密度，Kg/m3污泥浓缩前后的关系：99% 98%；97% 94%；95% 90%。 例题：例题：污泥的原始含水率为污泥的原始含水率为99.599.5，求含水，求含水率变为率变为98.598.5和和97%97%时，污泥体积如何变化？时，污泥体积如何变化？35 .981005 .991001001000000VVPPVV污泥性质表征参数含水率与含固率挥发性固体污泥中的有毒有害物质污泥的脱水性能 挥发性固体(用VSS表示)，是指污泥中在600C的燃烧炉中能被燃烧，并以气体

4、逸出的那部分固体， 用指数比抗阻值(r)或毛细吸水时间(CST)评价三、污泥量 计算城市污水厂的污泥量时，一般以下表所列的经验数据为基础。公式估算1. 初沉污泥量1000SNV 式中：V初沉污泥量，m3/d；Q污水流量， m3/d；沉淀池中悬浮物的去除率，%；c0进水中悬浮物浓度，mg/L；P污泥含水率，%；污泥密度，以1000kg/m3计；S每人每天产生的污泥量,一般采用0.30.8L/（d人）;N设计人口数，人。0310010 (100)cQVP2. 剩余活性污泥量(活性污泥法) (1) 剩余活性污泥量以VSS(挥发性固体)计: (2) 剩余活性污泥量以SS计:f-0.60.75 (3)

5、剩余活性污泥量以体积计:公式估算0()VSSedVXYQ SSK X VVSSSSXXf100(100)SSSSXVP三、污泥中的水分及其对污泥处理的影响1. 污泥中的水分(1) 游离水: 存在于污泥颗粒间隙中的水，称为间隙水或游离水，约占污泥水分的70左右。这部分水一般借助外力可与泥粒分离。(2) 毛细水: 存在于污泥颗粒间的毛细管中，称为毛细水，约占污泥水分的20左右。也有可能用物理方法分离出来。(3) 内部水: 黏附于污泥颗粒表面的附着水和存在于其内部(包括生物细胞内的水)的内部水，约占污泥中水分的10左右。只有干化才能分离，但也不完全。2. 污泥中的水分对污泥处理的影响 污泥处理的方法

6、常取决于污泥的含水率和最终的处置方式。若污泥的含水率98%要先浓缩至96%以减少污泥体积；若要运输，含水率80%失去流态。 若要填埋含水率60%第二节第二节 污泥的处理工艺污泥的处理工艺污泥的处置及其前处理污泥的处置及其前处理一、污泥的处置二、 污泥处置的前处理 为了避免污泥进入环境时，其有机部分发生腐败,污染环境，常在脱水之前先进行降解，称稳定。经过稳定的污泥如果脱水性能差，则还需调理。农业利用填埋焚烧投放海洋建材污泥处理与处置储存稳定浓缩干化脱水调理最终处置储存储存浓缩调理调理脱水最终处置最终处置浓缩脱水城镇污水二级处理厂污泥处理典型流程以无机物为主的工业污泥处理典型流程带有生物除磷的城镇

7、污水处理厂污泥处理典型流程第三节第三节 污污 泥泥 浓浓 缩缩 污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。 污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。方法重力浓缩（沉降法）气浮浓缩离心浓缩一、沉降法 沉降法主要用于浓缩初沉污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。1. 间隙式污泥浓缩池 设计参数为停留时间，一般为912h。 浓缩池的上清液，应回到初沉池前重新处理。2. 连续式污泥浓缩池 连续运行的浓缩池可采用沉淀池的形式，一般为竖流式(或辐流式)。设计参数:浓缩池的固体通量kg/(m2h)或kg/(m2d)水力负荷m3/(m2h)或m3/(m2d)水力停留时间(h或d)该法可造成磷的释放二、 气浮浓

8、缩法 气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。1. 气浮浓缩系统的组成 气浮浓缩系统主要由加压溶气装置和气浮分离装置两部分组成。2. 气浮浓缩法的主要设计参数主要设计参数:污泥负荷气固比水力负荷回流比单位时间内，通过气浮池断面的干固体量，单位为kg/（m2.h）或kg/（m2.d）气浮池污泥负荷:2. 气浮浓缩法的主要设计参数主要设计参数:污泥负荷气固比水力负荷回流比溶气水经减压释放出的空气量与需浓缩的固体量之质量比，常用As表示；用于污泥浓缩一般取0.010.0401cpfpRSQQaSg)/(2. 气浮浓缩法的主要设计参数主要设计参数:污泥负

9、荷气固比水力负荷回流比单位时间内，通过气浮池断面的处理水量，单位为m3/（m2.h）为 m3/（m2.d），一般4080m3/（m2.d）或 23.5 m3/（m2.h)。2. 气浮浓缩法的主要设计参数主要设计参数:污泥负荷气固比水力负荷回流比加压溶气水量与需要浓缩的污泥量的体积比，通常以R表示，用于污水处理时取25%50% ，用于污泥浓缩需计算确定4 4、设计计算：、设计计算：（1 1）污泥负荷：）污泥负荷：kg/mkg/m2 2.h, kg/m.h, kg/m2 2.d,.d,表表18183 3。（2 2）气固比）气固比: :Q Qg g气浮池释放的空气量，气浮池释放的空气量，kg/hkg

10、/h； Q Qs s流入的污泥固体量，流入的污泥固体量，g/hg/h；c c0 0入流污泥浓度，入流污泥浓度，kg/mkg/m3 3；R R回流比；回流比； S Sa a常压下空气在回流水中的饱和浓度，常压下空气在回流水中的饱和浓度，kg/mkg/m3 3；P P溶气罐绝对压力，一般采用溶气罐绝对压力，一般采用0.30.3 MPaPa；f f溶解效率，当容器罐内加填料及溶气时间为溶解效率，当容器罐内加填料及溶气时间为2 23min3min时，时，f=0.9f=0.9，不加填料时，不加填料时，f=0.5f=0.5。 01cpfpRSQQaSg)/(ALRQA) 1(（3 3）气浮池面积：）气浮池

11、面积：Q入流污泥量，入流污泥量，m m3 3/d/d；AL表面水力负荷，表面水力负荷，m m3/(m2.d)。R R回流比；回流比；优点：污泥含水率低；占地面积小，臭气问题优点：污泥含水率低；占地面积小，臭气问题少；能去除油脂。少；能去除油脂。5 5、气浮浓缩特点：、气浮浓缩特点：缺点：运行费用较高；操作要求高。缺点：运行费用较高；操作要求高。 例：某废水处理厂的剩余活性污泥量为240m3/d，含水率为99.3%，泥温20C。现采用回流加压溶气气浮法浓缩污泥，要求含固率达到4%，压力容器罐的表压p为3105Pa。试计算气浮浓缩池的面积A和回流比R。若浓缩装置改为每周运行7d，每天运行16h，计

12、算气浮池面积。解：设计一座矩形的平流气浮浓缩池设计一座矩形的平流气浮浓缩池污泥流量污泥流量qv=240m3/d=10m3/h气浮浓缩池面积气浮浓缩池面积A污泥负荷取污泥负荷取75kg/(m2.d)，污泥密度为污泥密度为1000kg/m3,则)m(4 .2275%)3 .991 (10002402A2. 回流比回流比R据经验，气固比据经验，气固比As取取0.02。采用装设填料的压力罐，溶解效率采用装设填料的压力罐，溶解效率f=0.9。20时，空气饱和溶解度：时，空气饱和溶解度：入流污泥浓度入流污泥浓度0为为7000g/m3代入（代入（18-24）式：）式：回流水量：回流水量：mg/L8 .21g

13、/L0218. 0g/L164. 10187. 0aS/hm38/hm10%38033qvR%38078. 37000) 139 . 0(8 .2102. 0) 1(0asgRRfpRSQQ 溶气罐净体积（不包括填料）按溶气水停留溶气罐净体积（不包括填料）按溶气水停留3min计计算，则：算，则：以水力负荷校核气浮池面积：以水力负荷校核气浮池面积：符合要求。符合要求。d)/(m51.4md)/(mm22.42401380%12323AQR33Nm9 . 1m60338V3. 3. 若浓缩池每天运行若浓缩池每天运行1616h h，则流量则流量污泥负荷仍取污泥负荷仍取7575kg/(mkg/(m2.

14、2.d)=3.125kg/(md)=3.125kg/(m2.2.h)h)，则则回流比（回流比（R）仍为仍为380%380%。回流水量：回流水量：溶气罐净体积：溶气罐净体积：/hm15/hm1624033Q22m6 .33m125. 3%)3 .991 (100015A/hm57/hm15%3803333Nm85. 2m60357V以水力负荷校核气浮池面积：以水力负荷校核气浮池面积：符合要求。符合要求。d)/(m51.4m h)/(mm14. 2h)/(mm6 .3315) 1%380() 1(232323AQR三、离心浓缩法原 理利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋转的离心机中受到不同的离心

15、力而使两者分离，达到浓缩的目的效果指标出泥含固率，3min停留时间，含固率可达到4（能将含固率0.5%污泥浓缩到5%6%）固体回收率浓缩后污泥的固体总量与入流污泥中的固体总量的比值 该法可避免磷的释放转筒式离心机用于污泥浓缩的运行参数剩余污泥机械浓缩第四节第四节 污泥的稳定污泥的稳定污泥的稳定：降低有机物含量或使其暂时不产生分解的过程污泥稳定化（Sludge Stabilization）的处理方法: 厌氧消化法（Anaerobic digestion） 好氧消化法（Aerobic digestion） 氯稳定法 石灰稳定法(Alkaline Stabilization addition of

16、lime) 热处理法生物稳定生物稳定化学稳定化学稳定臭氧稳定法（一）污泥的好氧生物稳定（好氧消化）其机理是促使活性污泥进入内源呼吸阶段，通过自身氧化降低污泥中的有机物的含量，使污泥达到稳定化。 其反应方程式如下：C5H7NO2 +5O2 5CO2+NH3+2H2O 只有约80%的细胞组织能被氧化，剩余的20%则是不能被生物降解的，对污泥中挥发性固体量的降低可接近于厌氧消化法；根据所采用的氧气来源的不同，又可分为空气好氧稳定和纯氧稳定法。因需要大量供氧，能耗较大，运行费用高，所以一般只适用于小规模的废水厂。一、污泥的生物稳定一、污泥的生物稳定c消化池内VSS量（Kg）系统的VSS净输入量（Kg/

17、d） 常用方法 （二）厌氧消化目 的污泥中的挥发性固体的量降低40左右过 程水解、酸化、产乙酸、产甲烷控制过程固态物的水解、液化、产甲烷优 点产生能量 使污泥固体总量减少作土壤调节剂杀死致病菌缺 点投资大 运行易受环境条件的影响消化污泥不易沉淀消化反应时间长a.传统消化池常见的厌氧消化池有：两级高负荷率厌氧消化系统b.高速消化池c.厌氧接触消化池二、 影响污泥消化的主要因素1. pH和碱度最佳为7.07.3厌氧消化产生有机酸pH甲烷菌分解有机酸时产生的重碳酸盐不断增加2. 温度中温：3335C高温：5055C3. 负荷 厌氧消化池的容积决定于厌氧消化的负荷率。表达方式容积负荷参数为投配率日进入

18、的污泥量与池子容积之比，在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留时间有机物负荷参数为有机负荷率每日进入的干泥量与池子容积之比消化时间进行复核4. 消化池的搅拌 在有机物的厌氧发酵过程中，让反应器中的微生物和营养物质(有机物)搅拌混合，充分接触，将使得整个反应器中的物质传递、转化过程加快。5. 有毒有害物质作用使池内污泥浓度分布均匀，利于微生物生长繁殖释放有害气体使环境因素在反应器内保持均匀水力搅拌水力搅拌沼气风机搅拌三、 消化池的构造主要设备搅拌螺旋浆 鼓风机 射流器抽吸污泥气破渣用自来水或污泥上清液喷淋将循环污泥或污泥液送到浮渣层上用鼓风机或用射流器抽吸污泥气进行搅拌集气排液溢流监测防护装置加

19、料，排料附属设备消化池浮动式顶盖固定式顶盖加热池外加热池内加热消化池构造浮动式盖消化池固定式盖消化池螺旋浆搅拌的消化池污泥消化池大型厌氧生物处理沼气搅拌压缩机热交换器贮气罐四、消化池的设计计算内容池体设计加热保温系统设计搅拌设备设计池体选型确定池的数目和单池容积确定池体各部尺寸布置消化池的各种管道内容内容(1)(1)消化温度与负荷消化温度与负荷 中温消化：中温消化：32323535；高温消化：；高温消化：52525555 通过试验获得设计负荷或参考经验选取。通过试验获得设计负荷或参考经验选取。表表18185 5 污泥常温厌氧消化设计参数污泥常温厌氧消化设计参数（2 2）有效容积）有效容积按投配

20、率计算按投配率计算 100PVVV V消化池的有效容积，消化池的有效容积，m m3 3； 每日投入的原污泥体积，每日投入的原污泥体积，m m3 3；P P污泥投配率，污泥投配率， V按按VSSVSS负荷计算负荷计算c c污泥的污泥的VSSVSS浓度，浓度，kgVSS/dkgVSS/d；L LVSVS消化池消化池VSSVSS固体容积负荷，固体容积负荷，kgVSS/mkgVSS/m3 3.d.d； （3 3）产气量与贮气罐容积：按公式计算，也可）产气量与贮气罐容积：按公式计算，也可以通过试验或经验资料确定。以通过试验或经验资料确定。 （4 4）热力计算：）热力计算：（5 5）消化气的利用：）消化气

21、的利用：VSLcVV按消化时间计算按消化时间计算dTVVT Td d消化时间，消化时间，d d。计算消化池的构造尺寸： 消化池必须附设各种管道：污泥管、上清液排放管、溢流管、沼气管和取样管。五、沼气(消化气)的收集和利用 污泥和高浓度有机废水的厌氧消化均会产生大量沼气。 在设计消化池时必须同时考虑相应的沼气收集、储存和安全等配套设施，以及利用沼气加热入流污泥和池液的设备。 污泥消化所产生的以甲烷（60%70%）为主的消化气量，主要取决于被消化的挥发固体量。 燃料-发电或锅炉。第五节第五节 污泥的调理污泥的调理一、概述 消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥与初沉污泥的混合污泥等在脱水之前应进行调

22、理，以改善污泥的脱水性能。 调理就是破坏污泥的胶态结构、减少泥水间的亲和力，改善污泥的脱水性能。方法加药调理法淘洗加药调理法加热调理法冷冻调理法加骨粒调理法二、污泥脱水性能的评价指标1. 污泥比阻r)(ddmc2ARVrpAtV 当p为常数值时，可积分并整理成为下式：pARVpArVtm)2(2由此：c22bpAr 污泥比阻的物理意义是单位干重滤饼的阻力，比阻抗值越大的污泥，越难过滤，其脱水性能也差。bpAr2c2t/V与V呈直线关系，其斜率为：2. 毛细吸水时间(CST) 其值等于污泥与滤纸接触时，在毛细管的作用下，水分在滤纸上渗透1cm长度的时间，以秒计。CST值测定装置示意图三、 加药调

23、理法原理用化学药品破坏泥水间的亲和力，通过调理使污泥的比阻抗 (或CST)降低1. 调理剂种类无机调理剂铝盐、铁盐和石灰有机调理剂聚丙烯酰胺等2. 调理剂投加量的确定 作比阻抗r及CST与调理剂用量的关系曲线图确定最佳调理剂用量和品种。3. 影响污泥调理效果的因素污泥性质调理剂品种污泥调理条件温度pH调理剂配制浓度混合条件方法淘洗加药调理法加热调理法冷冻调理法加无机助滤剂法淘洗降低药剂消耗、提高污泥的过滤性能四、物理调理2 2、加热调理法、加热调理法一定压力（一定压力（1 11.5MPa1.5MPa）下短时间加热（）下短时间加热（160160200200）。）。这种调理方法使固体凝结，破坏凝胶

24、体结构，降低污这种调理方法使固体凝结，破坏凝胶体结构，降低污泥固体和水的亲合力。而且污泥也被消毒，臭味几乎被泥固体和水的亲合力。而且污泥也被消毒，臭味几乎被消除，并易于在真空或压力过滤机中过滤。消除，并易于在真空或压力过滤机中过滤。 热调理法可用以调节各种混合的有机废水污泥，包热调理法可用以调节各种混合的有机废水污泥，包括难以处置的剩余活性污泥，最适宜于生物污泥。括难以处置的剩余活性污泥，最适宜于生物污泥。 热调理的缺点是能耗较高，操作技术水平要求高，热调理的缺点是能耗较高，操作技术水平要求高，有臭气放出，且调理后的污泥在过渡后所得滤液有机物有臭气放出，且调理后的污泥在过渡后所得滤液有机物浓度

25、很高。浓度很高。 淘洗是一项单元操作，在操作过程中将固体或固淘洗是一项单元操作，在操作过程中将固体或固- -液液混合物与液体完全混合，使某些组分转移到液体中。混合物与液体完全混合，使某些组分转移到液体中。典型的例子是将消化污泥在化学调理以前进行洗涤，典型的例子是将消化污泥在化学调理以前进行洗涤，以去除可能消耗大量化学药品的某些可溶性有机和无机以去除可能消耗大量化学药品的某些可溶性有机和无机组分。组分。3 3、淘洗调理法、淘洗调理法 淘洗调理费用超过由于降低调理化学药品所节省的费用。淘洗调理费用超过由于降低调理化学药品所节省的费用。而且由于从污泥中洗出来的细小的固体在主要的废水处理装而且由于从污

26、泥中洗出来的细小的固体在主要的废水处理装置中可能不能完全被截留，因而，虽然过去采用的这种操作置中可能不能完全被截留，因而，虽然过去采用的这种操作比较普遍，现在不提倡采用这种方法。比较普遍，现在不提倡采用这种方法。 第六节第六节 污污 泥泥 脱脱 水水一、概述 污泥脱水的作用是去除污泥中的毛细水和表面附着水，从而缩小其体积，减轻其质量。二、 污泥的自然干化1. 污泥干化床的构造围堤和隔墙输泥槽滤水层排水系统不透水底层支柱和透明顶盖轻便铁轨1.1.常用的污泥脱水设施常用的污泥脱水设施干化场、过滤机和离心机干化场、过滤机和离心机2.2.干化干化 通常采用加热法使污泥通常采用加热法使污泥干化，常用的设

27、施为回转干化，常用的设施为回转式圆筒干燥炉。式圆筒干燥炉。人工滤层干化场人工滤层干化场输泥管输泥管溅泥箱溅泥箱 排水管排水管隔墙隔墙围堤围堤 滤水层滤水层 砾石层砾石层 不透水底层不透水底层污泥干化床2. 污泥干化床脱水效果的影响因素气候条件污泥性质污泥调理3. 污泥干化床的设计决定面积划分块数干化床面积ThVA 三、 污泥的机械脱水及其设备脱水机械转筒离心机板框压滤机带式压滤机真空过滤机1. 带式压滤机 带式压滤机工艺的开发成功的关键是滤带的开发，是合成有机聚合物发展的结果。压力过滤离心脱水真空过滤真空过滤机真空过滤机原理：带式污泥脱水机是由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串按规原理：

28、带式污泥脱水机是由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串按规律排列的辘压筒中呈型弯曲经过，靠滤带本身的长力形成对污泥层的压榨力律排列的辘压筒中呈型弯曲经过，靠滤带本身的长力形成对污泥层的压榨力和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固量高的泥饼，从而实现污和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固量高的泥饼，从而实现污泥脱水。泥脱水。带式压滤机带式压滤机(2) 带式压滤机的选用: 通常根据带式压滤机生产能力、污泥量来确定所需滤机宽度和台数(一般不少于2台)，并需绘制脱水车间设备布置图。2. 污泥离心脱水和转筒式离心机 污泥离心脱水的原理与离心分离、离心浓缩相同，即利用转动使污泥中的固

29、体和液体分离。(1) 转筒式离心机的构造和脱水过程:离心脱水离心脱水原理：主要由转载和带空心转轴的螺旋输送器组成，污泥由空心转轴送入转筒原理：主要由转载和带空心转轴的螺旋输送器组成，污泥由空心转轴送入转筒后，在高速旋转产生的离心力作用下，立即被甩人转毂腔内。污泥颗粒被甩贴后，在高速旋转产生的离心力作用下，立即被甩人转毂腔内。污泥颗粒被甩贴在转毂内壁上，形成固体层；水在固体层内侧产生液体层。在转毂内壁上，形成固体层；水在固体层内侧产生液体层。固体层的污泥在螺旋输送器的缓慢推动下，被输送到转载的锥端，经转载周围固体层的污泥在螺旋输送器的缓慢推动下，被输送到转载的锥端，经转载周围的出口连续排出，液体则由堰四溢流排至转载外，汇集后排出脱水机。的出口连续排出，液体则由堰四溢流排至转载外，汇集后排出脱水机。 转筒式离心机构造图污泥切割机进泥螺杆泵脱水用高分子絮凝剂溶药与投加装置加药螺杆泵药液后稀释装置卧螺离心脱水机脱水上清液加入污泥储罐污泥离心脱水机脱水后的干泥脱水机加药装置(2) 转筒离