第18章污泥的处理与处置

1、第第1818章章 污泥的处理与处置污泥的处理与处置目目录录18.1 18.1 污泥的来源特性及数量污泥的来源特性及数量18.2 18.2 污泥的处理工艺污泥的处理工艺18.3 18.3 污泥浓缩污泥浓缩18.4 18.4 污泥稳定污泥稳定18.5 18.5 污泥脱水污泥脱水18.6 18.6 污泥的最终处置污泥的最终处置 18.1 18.1 污泥的来源、特性及数量污泥的来源、特性及数量123 污泥的来源污泥的来源 污泥量污泥量 污泥的特性污泥的特性4污泥的水分及其对污泥处理的影响污泥的水分及其对污泥处理的影响1 1、污泥种类、污泥种类 A.A.按来源不同分类按来源不同分类 1 1）初沉污泥）初

2、沉污泥来至污水处理的初沉池来至污水处理的初沉池 2 2）剩余污泥）剩余污泥来至二沉池或生物反应池来至二沉池或生物反应池 3 3）消化污泥）消化污泥厌氧消化或好氧消化后的污泥厌氧消化或好氧消化后的污泥 4 4）化学污泥）化学污泥混凝、化学沉淀等化学方法产生的混凝、化学沉淀等化学方法产生的 5 5）栅渣和沉渣）栅渣和沉渣格栅和沉砂池格栅和沉砂池 B.B.按成分不同分类按成分不同分类 1 1）污泥：以有机物为主要成分的称污泥。）污泥：以有机物为主要成分的称污泥。 2 2）沉渣：以无机物为主要成分的称沉渣。）沉渣：以无机物为主要成分的称沉渣。污泥的来源污泥的来源 18.1 18.1 污泥的来源、特性及

3、数量污泥的来源、特性及数量2 2、处理目的、处理目的 1 1）使污水处理厂能够正常运行，确保污水处理效果；）使污水处理厂能够正常运行，确保污水处理效果； 2 2）使有害有毒物质得到妥善处理或利用；）使有害有毒物质得到妥善处理或利用； 3 3）使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理；）使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理； 4 4）使有用物质能够得到综合利用，变害为利。）使有用物质能够得到综合利用，变害为利。污泥的特性污泥的特性 18.1 18.1 污泥的来源、特性及数量污泥的来源、特性及数量n1、污泥中固体污泥中固体总总固固体体溶解固体溶解固体悬浮固体悬浮固体稳定性固体（挥发后的残留物即灰稳定性固体

4、（挥发后的残留物即灰 分，指无机物）分，指无机物）挥发性固体（挥发性固体（600600灼烧挥发的固体，灼烧挥发的固体， 指有机物）指有机物）n2、污泥固体的组分污泥固体的组分 与污泥来源密切相关。来自生活污水厂时，与污泥来源密切相关。来自生活污水厂时，蛋白质、纤维素、油脂、氮、磷等；来自金属蛋白质、纤维素、油脂、氮、磷等；来自金属表面处理厂时，金属氢氧化物、氧化物；来自表面处理厂时，金属氢氧化物、氧化物；来自石油化工企业时，含有大量油。石油化工企业时，含有大量油。3. 3.含水率含水率 含水率：污泥中所含水分的重量污泥占总重量含水率：污泥中所含水分的重量污泥占总重量之比的百分数。之比的百分数。

5、含固率：污泥中固体的质量分数。含固率：污泥中固体的质量分数。含水率含固率含水率含固率100%n4 4、污泥的相对密度、污泥的相对密度 污泥的质量与同体积水质量的比值（城市污泥常取污泥的质量与同体积水质量的比值（城市污泥常取2.52.5）2121P)-(100P100含水率含水率固体相对密度固体相对密度水的相对密度水的相对密度n5 5、污泥体积、相对密度与含水率关系、污泥体积、相对密度与含水率关系)100(mPVws污泥中固体的质量污泥中固体的质量水的密度水的密度 P65%P65%的污泥适用的污泥适用P1P1，V1V1，W1W1，C1C1污泥含水率为污泥含水率为P1P1时的污泥体积，质量时的污泥

6、体积，质量与固体物浓度与固体物浓度P2P2，V2V2，W2W2，C2C2污泥含水率为污泥含水率为P2P2时的污泥体积，质量时的污泥体积，质量与固体物浓度与固体物浓度n根据质量守恒定律与上式可以推出：根据质量守恒定律与上式可以推出：污泥含水率从污泥含水率从97.5%97.5%降低到降低到95%95%时，求污泥体积。时，求污泥体积。解答：解答：1 1、初沉污泥量、初沉污泥量污泥量污泥量 18.1 18.1 污泥的来源、特性及数量污泥的来源、特性及数量2 2剩余活性污泥量剩余活性污泥量(1)(1)剩余活性污泥量（以剩余活性污泥量（以VSSVSS计）计）0()xedPY Q SSK XV(2)(2)剩

7、余活性污泥量（以剩余活性污泥量（以SSSS计）计）xssPPf(3)(3)剩余活性污泥（以体积计）剩余活性污泥（以体积计）100(100)SSssPVPVSS与与SS的比值的比值污泥密度污泥密度污泥含水率污泥含水率1 1、污泥中的水分、污泥中的水分 1 1）游离水：间隙之间水分，约占）游离水：间隙之间水分，约占70%70% 2 2）毛细水：污泥颗粒间的毛细管，约占）毛细水：污泥颗粒间的毛细管，约占20%20% 3 3）内部水：颗粒表面附着水或其内部的水，约占）内部水：颗粒表面附着水或其内部的水，约占10%10%2 2、污泥中水分对污泥处理的影响、污泥中水分对污泥处理的影响 游离水游离水 毛细水

8、毛细水 内部水内部水 70% 20% 10%70% 20% 10% 浓缩法浓缩法 自然干化法自然干化法 脱水、干燥与焚烧脱水、干燥与焚烧污泥中水分及其对污泥处理的影响污泥中水分及其对污泥处理的影响 18.1 18.1 污泥的来源、特性及数量污泥的来源、特性及数量1 1. .生污泥生污泥浓缩浓缩消化消化自然干化自然干化最终处置最终处置2 2. .生污泥生污泥浓缩浓缩自然干化自然干化堆肥堆肥最终处置最终处置3 3. .生污泥生污泥浓缩浓缩消化消化机械脱水机械脱水最终处置最终处置4 4. .生污泥生污泥浓缩浓缩机械脱水机械脱水干燥焚烧干燥焚烧最终处置最终处置5 5. .生污泥生污泥湿污泥池湿污泥池最

9、终处置最终处置6 6. .生污泥生污泥浓缩浓缩消化消化最终处置最终处置 18.2 18.2 污泥的处理工艺污泥的处理工艺1 1、间歇重力浓缩（原理见第十章）、间歇重力浓缩（原理见第十章）重力浓缩重力浓缩 18.3 18.3 污泥浓缩污泥浓缩2 2、连续式重力浓缩、连续式重力浓缩3 3、重力浓缩计算方法、重力浓缩计算方法 1 1）沉降曲线简化计算方法（详见第十章）沉降曲线简化计算方法（详见第十章） 2 2）固体通量曲线法）固体通量曲线法 固体通量指的是单位时间通过浓缩池某一断面单位面固体通量指的是单位时间通过浓缩池某一断面单位面积的固体质量，单位积的固体质量，单位kg/(mkg/(m2 2h)h

10、)。bsGGGiiscvG iiubuccAQGGcQA00t00或GAcQt）：断面面积（）：底流流量（：固体浓度：界面沉速通量：底流排泥引起的固体通量：固体静沉引起的固体：总固体通量23uiibsmA/mQcvGGGh1 1、气浮浓缩的原理气浮浓缩的原理 在一定的温度下，空气在液体中的溶解度与空气受到的在一定的温度下，空气在液体中的溶解度与空气受到的压力成正比，即服从亨利定律，当压力恢复到常压后所溶压力成正比，即服从亨利定律，当压力恢复到常压后所溶空气即变成微细气泡从液体中释放出。大量微细气泡附着在空气即变成微细气泡从液体中释放出。大量微细气泡附着在污泥颗粒的周围，可使颗粒比重减少而被强制

11、上浮，达到浓污泥颗粒的周围，可使颗粒比重减少而被强制上浮，达到浓缩的目的。缩的目的。 因此气浮法较适用于污泥颗粒比重接近于因此气浮法较适用于污泥颗粒比重接近于1 1的活性污泥。的活性污泥。气浮的工艺流程见下图。可分为无回流水，用全部污泥加压气浮的工艺流程见下图。可分为无回流水，用全部污泥加压气浮；有回流水，用回流水加压气浮两种方式运行。气浮；有回流水，用回流水加压气浮两种方式运行。二二. 气浮浓缩气浮浓缩 18.3 18.3 污泥浓缩污泥浓缩2 2、气浮浓缩池的设计、气浮浓缩池的设计 （1 1）气固比的确定）气固比的确定 （2 2）气浮浓缩池表面水力负荷）气浮浓缩池表面水力负荷 （3 3）回流

12、比）回流比R R的确定的确定 （4 4）污泥负荷）污泥负荷 3 3、气浮浓缩池的基本构造与形式、气浮浓缩池的基本构造与形式 气浮浓缩池有圆形与矩形两种，圆形气浮浓缩池的刮浮气浮浓缩池有圆形与矩形两种，圆形气浮浓缩池的刮浮泥板、刮沉泥板都安装在中心旋转轴上一起旋转。矩形气浮泥板、刮沉泥板都安装在中心旋转轴上一起旋转。矩形气浮浓缩池的刮浮泥板与刮沉泥板由电机并用链带连动刮泥。浓缩池的刮浮泥板与刮沉泥板由电机并用链带连动刮泥。4 4、气浮浓缩池的设计计算例子、气浮浓缩池的设计计算例子P379三三. 其他浓缩池其他浓缩池 18.3 18.3 污泥浓缩污泥浓缩1. 1.离心浓缩法离心浓缩法 离心浓缩法的

13、原理是利用污泥中的固体、液体的比离心浓缩法的原理是利用污泥中的固体、液体的比重差，在离心力场所受到的离心力的不同而被分离。由重差，在离心力场所受到的离心力的不同而被分离。由于离心力几千倍于重力，因此离心浓缩法占地面积小，于离心力几千倍于重力，因此离心浓缩法占地面积小，造价低，但运行费用与机械维修费用较高。造价低，但运行费用与机械维修费用较高。 用于离心浓缩的离心机有转盘式用于离心浓缩的离心机有转盘式(Disk)(Disk)离心机，篮式离心机，篮式(Basket)(Basket)离心机和转鼓离心机等离心机和转鼓离心机等。 离心筛网浓缩离心筛网浓缩器可作为曝气池混器可作为曝气池混合液的浓缩用，以合

14、液的浓缩用，以减少二次沉淀池的减少二次沉淀池的负荷。浓缩后的污负荷。浓缩后的污泥可直接回流到曝泥可直接回流到曝气池。清液中悬浮气池。清液中悬浮物含量较高，应流物含量较高，应流入二次沉淀池沉淀入二次沉淀池沉淀处理处理。2. 2.离心筛网浓缩法离心筛网浓缩法 3 3微孔滤机浓缩法微孔滤机浓缩法 微孔滤机近来也用于浓缩污泥。污泥应先作混凝调微孔滤机近来也用于浓缩污泥。污泥应先作混凝调节，可使污泥含水率从节，可使污泥含水率从9999以上浓缩到以上浓缩到9595。微孔滤机。微孔滤机的滤网可用金属丝网、涤纶织物或聚酯纤维品制成。的滤网可用金属丝网、涤纶织物或聚酯纤维品制成。 为什么要对污泥进行稳定化处理？

15、为什么要对污泥进行稳定化处理？ 18.4 18.4 污泥稳定污泥稳定 污泥含有大量有机物和微生物，且其环境适合污泥含有大量有机物和微生物，且其环境适合微生物生存，如果直接投放到自然界，其中的有机微生物生存，如果直接投放到自然界，其中的有机物在微生物的作用下，会继续腐化分解，对环境造物在微生物的作用下，会继续腐化分解，对环境造成各种危害，所以须采取措施，去除或减少其中的成各种危害，所以须采取措施，去除或减少其中的有机物，抑制或杀灭其中的微生物，或者改变污泥有机物，抑制或杀灭其中的微生物，或者改变污泥的环境条件使之不适宜微生物的生存，达到消除或的环境条件使之不适宜微生物的生存，达到消除或减缓微生物

16、对污泥腐化分解的作用。这一过程被称减缓微生物对污泥腐化分解的作用。这一过程被称为污泥稳定。为污泥稳定。 生物法：生物法：在人工条件下加速微生物对污泥在人工条件下加速微生物对污泥中有机物的分解，使之变成稳定的无机物中有机物的分解，使之变成稳定的无机物或者不易被生物降解的有机物的过程。或者不易被生物降解的有机物的过程。化学法：化学法：投加化学药剂杀死微生物，或改投加化学药剂杀死微生物，或改变污泥的环境使微生物难以生存，从而使变污泥的环境使微生物难以生存，从而使污泥中的有机物在短期内不致腐败的过程。污泥中的有机物在短期内不致腐败的过程。污泥稳定的方法污泥稳定的方法一一. 污泥生物稳定污泥生物稳定1.

17、 1.好氧生物稳定好氧生物稳定 1 1）运行机理）运行机理 污泥的好氧消化技术对污泥中挥发性固体量的降低污泥的好氧消化技术对污泥中挥发性固体量的降低可接近于厌氧消化法；但需要大量供氧，因而能耗大，可接近于厌氧消化法；但需要大量供氧，因而能耗大，运行费用高，所以一般只适用于小规模的废水厂。运行费用高，所以一般只适用于小规模的废水厂。 其机理是促使活性污泥进入内源呼吸阶段，通过自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。身氧化降低污泥中的有机物的含量，使污泥达到稳定化。 2 2）设计参数）设计参数 消化时间：消化时间：101020d20d； 挥发

18、性固体容积负荷：重力浓缩后为挥发性固体容积负荷：重力浓缩后为0.70.7 2.8kgVSS/(m2.8kgVSS/(m3 3 d) d) 机械浓缩后为机械浓缩后为= 4.2kgVSS/(m=2mg/L=2mg/L； 供气量：剩余污泥为供气量：剩余污泥为0.020.020.04m0.04m3 3（空气）（空气）/m/m3 3( (池容池容min)min)； 初沉池污泥或混合污泥为初沉池污泥或混合污泥为 0.040.040.06m0.06m3 3（空气）（空气）/m/m3 3( (池容池容min)min) 污泥龄：污泥龄：）净输入量（系统的）量（消化池内dkgkgc/VSSVSS 3 3）特点）特

19、点 优点：效率高、优点：效率高、CODCOD含量低、无异味、系统简单易控制含量低、无异味、系统简单易控制 缺点：能耗大、长时间曝气会使污泥指数增大而难浓缩缺点：能耗大、长时间曝气会使污泥指数增大而难浓缩2. 2.厌氧生物稳定厌氧生物稳定 1 1）运行机理）运行机理 同微生物厌氧发酵相似。同微生物厌氧发酵相似。 2 2）分类）分类 a. a.按形状分：圆柱形和蛋形两种按形状分：圆柱形和蛋形两种 蛋型池优点：蛋型池优点： 搅拌充分，均匀，无死角，泥不会在池底固定；搅拌充分，均匀，无死角，泥不会在池底固定； 池内污泥的表面积小，即使生成浮渣、也易清除。池内污泥的表面积小，即使生成浮渣、也易清除。 蛋

20、型池缺点：蛋型池缺点： 构造复杂，投资费用高。构造复杂，投资费用高。北京小红门污水厂厌氧消化池北京小红门污水厂厌氧消化池每日可消化污泥每日可消化污泥3000立方米，生产沼气约立方米，生产沼气约3.5万万立方米，为沼气锅炉和沼立方米，为沼气锅炉和沼气拖动鼓风机提供了稳定气拖动鼓风机提供了稳定的能源。据估算，该厂的的能源。据估算，该厂的沼气拖动鼓风机投入运行沼气拖动鼓风机投入运行后，每年可节约用电后，每年可节约用电1100万度，节约电能及天然气万度，节约电能及天然气资金资金1100万元。万元。消化池由消化池由5个卵形消化个卵形消化池体和一座中控塔构成，池体和一座中控塔构成，总容积为总容积为6150

21、0立方米，立方米，为目前国内最大规模同类为目前国内最大规模同类项目，工艺采用一级中温项目，工艺采用一级中温厌氧消化。厌氧消化。 武汉市三金潭污水厂亚洲最大蛋形武汉市三金潭污水厂亚洲最大蛋形污泥消化池污泥消化池n每座蛋形消化池高每座蛋形消化池高46米，米，地面高度为地面高度为36米，地下深米，地下深10米，最大内径为米，最大内径为26米，米，单体容积单体容积13900立方米。立方米。其单体规模为世界第三、其单体规模为世界第三、亚洲第一。亚洲第一。 b. b.按运行方式分：传统消化池、高速消化池、厌氧接触池按运行方式分：传统消化池、高速消化池、厌氧接触池 c. c.按容积可变性分：定容式、动容式按

22、容积可变性分：定容式、动容式 3 3）附属设施）附属设施 a. a.加料与排料：每日加料与排料：每日1 1至至2 2次间歇运行次间歇运行 b. b.加热：内加热（加热：内加热（热水盘管、蒸汽加热热水盘管、蒸汽加热）、外加热）、外加热 （热交换器加热）（热交换器加热） c. c.搅拌与破渣：搅拌（搅拌与破渣：搅拌（水力搅拌、机械搅拌、消化气搅水力搅拌、机械搅拌、消化气搅 拌拌）；破渣（破渣机破渣、水压力喷射）；破渣（破渣机破渣、水压力喷射 破渣）。破渣）。d. d.集气：浮动盖式（集气空间大，不需贮气罐）、固集气：浮动盖式（集气空间大，不需贮气罐）、固 定盖式（集气空间小，需贮气罐）。定盖式（集

23、气空间小，需贮气罐）。 e. e.排液排液 4 4）厌氧消化池设计）厌氧消化池设计 a. a.消化温度与负荷：中温为消化温度与负荷：中温为30303535；高温为；高温为30303535。 b. b.有效池容：可按固体停留时间或挥发固体负荷或污泥投配率有效池容：可按固体停留时间或挥发固体负荷或污泥投配率计算。计算。 c. c.其他设计：产气量与贮气罐容积、热力计算、消化气利用其他设计：产气量与贮气罐容积、热力计算、消化气利用 二二. 污泥化学稳定污泥化学稳定 18.4 18.4 污泥稳定污泥稳定1. 1.石灰稳定法石灰稳定法2. 2.氯稳定法氯稳定法3. 3.臭氧稳定法臭氧稳定法 一一. 污泥

24、调理污泥调理 18.5 18.5 污泥脱水污泥脱水1. 1.化学调理化学调理： 1 1）无机调理：铁盐、铝盐、石灰）无机调理：铁盐、铝盐、石灰 2 2）有机调理：聚丙烯酰胺）有机调理：聚丙烯酰胺2. 2.物理调理物理调理： 热处理法、冷冻溶解法、淘洗法、惰性助滤剂法。热处理法、冷冻溶解法、淘洗法、惰性助滤剂法。 目的目的：改善污泥的脱水性能：改善污泥的脱水性能二二. 污泥脱水污泥脱水 18.5 18.5 污泥脱水污泥脱水 污泥经浓缩、消化后，尚有约污泥经浓缩、消化后，尚有约9595一一9797含水率，含水率，体积仍很大。为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱体积仍很大。为了综合利用和最终处置，需

25、对污泥作脱水处理。主要有自然脱水（干化）和机械脱水两种。水处理。主要有自然脱水（干化）和机械脱水两种。 二二. 污泥脱水污泥脱水 18.5 18.5 污泥脱水污泥脱水1. 1.自然脱水自然脱水 利用自然力（蒸发、渗透）对污泥进行脱水的方法利用自然力（蒸发、渗透）对污泥进行脱水的方法称之为自然脱水。称之为自然脱水。污泥自然干化的主要构筑物是干化场。污泥自然干化的主要构筑物是干化场。 干化场可分为自然滤层干化场与人工滤层干化场两种。干化场可分为自然滤层干化场与人工滤层干化场两种。前者适用于自然土质渗透性能好，地下水位低的地区。前者适用于自然土质渗透性能好，地下水位低的地区。人工滤层干化场的滤层是人

26、工铺设的，又可分为敞开式人工滤层干化场的滤层是人工铺设的，又可分为敞开式干化场和有盖式干化场两种。干化场和有盖式干化场两种。 影响干化场脱水的因素：影响干化场脱水的因素： (1)(1)气候条件气候条件 (2)(2)污泥性质污泥性质 污泥机械脱水方法有真空吸滤法、压滤法和离污泥机械脱水方法有真空吸滤法、压滤法和离心法等。其基本原理相同。污泥机械脱水是以过滤心法等。其基本原理相同。污泥机械脱水是以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制通过过滤介质，形成滤液；而固体颗粒被截留在介通过过滤介质，形成滤液；而固体颗粒被截留在介质上，形成滤饼。从而达到

27、脱水的目的。造成压力质上，形成滤饼。从而达到脱水的目的。造成压力差推动力的方法有差推动力的方法有4 4种：依靠污泥本身厚度的静压种：依靠污泥本身厚度的静压力力( (如干化场脱水如干化场脱水) )；在过滤介质的一面造成负压；在过滤介质的一面造成负压( (如真空吸滤脱水如真空吸滤脱水) )；加压污泥把水分压过介质；加压污泥把水分压过介质( (如如压滤脱水压滤脱水) )；造成离心力；造成离心力( (如离心脱水如离心脱水) )。2. 2.机械脱水机械脱水 1 1）过滤脱水）过滤脱水 在外力（压力或真空）作用下，污泥中的水分透过滤布或滤在外力（压力或真空）作用下，污泥中的水分透过滤布或滤网，固体被截留，

28、从而达到对污泥脱水的过程。常用的有转网，固体被截留，从而达到对污泥脱水的过程。常用的有转 筒式真空过滤机、带式压滤机。筒式真空过滤机、带式压滤机。 a. a.真空过滤机真空过滤机 真空过滤机脱水的特点是能够连续生产，运行平稳，可真空过滤机脱水的特点是能够连续生产，运行平稳，可自动控制。主要缺点是附属设备较多，工序较复杂，运行费用自动控制。主要缺点是附属设备较多，工序较复杂，运行费用较高。较高。可用于经预处理后的初次沉淀污泥、化学污泥及消化污可用于经预处理后的初次沉淀污泥、化学污泥及消化污泥等的脱水泥等的脱水。 b. b.压滤脱水压滤脱水 压滤脱水采用板框压滤机。它的构造较简单，过滤推动压滤脱水

29、采用板框压滤机。它的构造较简单，过滤推动力大，适用于各种污泥。但不能连续运行。板与框相间排列力大，适用于各种污泥。但不能连续运行。板与框相间排列而成。在滤板的两侧覆有滤布，用压紧装置把板与框压紧，而成。在滤板的两侧覆有滤布，用压紧装置把板与框压紧，即在板与框之间构成压滤室，在板与框的上端中间相同部位即在板与框之间构成压滤室，在板与框的上端中间相同部位开有小孔，压紧后成为一条通道，加压到开有小孔，压紧后成为一条通道，加压到0.20.20.4MPa(20.4MPa(24kg/cm2)4kg/cm2)的污泥，由该通道进入压滤室，滤板的表面刻有沟的污泥，由该通道进入压滤室，滤板的表面刻有沟槽，下端钻有

30、供滤液排出的孔道，滤液在压力下，通过滤布、槽，下端钻有供滤液排出的孔道，滤液在压力下，通过滤布、沿沟槽与孔道排出滤机，位污泥脱水。沿沟槽与孔道排出滤机，位污泥脱水。 b. b.滚压脱水滚压脱水 用于污泥滚压脱水的设备是带式压滤机。其主要特点是把用于污泥滚压脱水的设备是带式压滤机。其主要特点是把压力施加在滤布上，用滤布的压力和张力使污泥脱水，而不需压力施加在滤布上，用滤布的压力和张力使污泥脱水，而不需要真空或加压设备，动力消耗少，可以连续生产。这种脱水方要真空或加压设备，动力消耗少，可以连续生产。这种脱水方法，目前应用广泛。法，目前应用广泛。2) 2)离心脱水离心脱水 利用离心力的作用对污泥脱水的过程称为离心脱水。利用离