水污染控制第二十章课件

1、水污染控制工程教案课程名称：水污染控制工程授课教师：宋卫锋 副教授 地点：大学城1-319时间：周2 1-2节、周4 3-4节、周5 6-7节9/13/20221第二十章 污泥的处理和处置 第一节 污泥的来源、性质和数量一、概述城市污水处理厂污泥产生量约为处理水体积的0.5%-1.0%，猎德污水处理厂每天的污泥量为2200m3（44万m3/d，0.5%)，改变污泥性质称为处理，安排出路称为处置。费用与污水处理基本相等。基建费用占50%左右。对于污水处理厂来说，以去除BOD5为目标的目的已经达到，重要的是污泥的处理和处置还没有好的办法。所以，污泥的处理处置是一个重要问题。9/13/20222可供

2、选择的方案： 9/13/20223一、污泥的分类与性质 污泥与沉渣 栅渣、沉砂池沉渣、初沉池和二沉池生物污泥、化学污泥二、污泥的性质指标含水率：污泥中水分的重量与污泥总量之比的百分数。85%以上为流态，65%85%为塑态，60%以下为固态。适用于含水率大于65%的污泥。含水率从99%降低到98%体积如何变化？从97.5%降到95%呢？9/13/20224挥发性固体：VSS，600以下燃烧，以气体逸出的部分（减重）污泥中的有毒有害物质：氮：4%，磷2.5%，钾0.5%，也有病菌，病毒，寄生虫卵等，必须进行消化。重金属应特别注意，容易超过农用污泥中污染物控制标准（GB4284-84）。重金属HgC

3、dCrPbAsZnCuNi范围4.63-1383.6-24.19.2-54085-240012.4-560300-111955-46030-47.5酸壤pH6.55560030075500250100碱壤pH6.5152010001000751000500200城市污水处理厂污泥的一些数据 mg/Kg9/13/20225(1)初沉泥式中0为进水悬浮物浓度，为污泥密度。(2)剩余活性污泥量9/13/20227四、污泥的输送和运输污泥中的水分及其对污泥输送和运输的影响 离心泵、隔膜泵、旋转螺旋泵与螺旋泵 离心泵有PW型与PWL型两种，扬程较高时可采用，易被纤维状物质堵塞。 运输卡车、轮船等。9/1

4、3/20228脱水方法脱水装置脱水后含水率/%脱水后状态浓缩法重力、气浮、离心95-97近似糊装自然干化法自然干化场、晒泥场70-80泥饼状真空吸滤法真空转鼓等60-80泥饼状板框压滤法板框压滤机45-80泥饼状带式压滤法带式压滤机78-86泥饼状离心法离心机80-85泥饼状不同脱水方法效果对比9/13/202210一、重力浓缩连续式和间歇式两种型式。1、间歇式小型污水处理厂，停留时间912h，上清液回流至初沉池。2、连续式竖流式或辐流式。二、气浮浓缩密度接近于水的、疏水的污泥尤其适用，对于浓缩时易发生污泥膨胀的，易发酵的剩余活性污泥，其效果尤为显著。三、污泥的其他浓缩法 转盘式、转鼓式离心机

5、9/13/202211第四节 污泥的稳定好氧稳定，曝气时间1020d。厌氧消化，一般当污泥中挥发性固体的量降低40%左右即可认为已达到污泥的稳定。污泥中有机物主要以固态存在；水解、酸化、乙酸化、甲烷化。废水厌氧处理中甲烷化是控制过程，污泥的厌氧消化中固态物的水解，液化是控制过程。一、污泥厌氧消化法的发展和分类中温消化（3036），高温消化（5053）低负荷消化，不加热，不搅拌，0.51.6kgVSS/m3d，停留时间3060d，最低不少于20d。高负荷消化，1.66.4 kgVSS/m3d或更高，连续运行，加热，搅拌，最少停留1015d，整个池液处于混合状态，两级运行。9/13/202212三

6、、厌氧消化池的池形和构造消化池是一个锥底或平底的圆池，四周为垂直墙体。平底或坡度较小时需设刮泥装置。整个池子由集气罩、池盖、池体和下锥体四部分组成。圆形消化池直径一般为630m，柱体高约为直径的一半，总高接近于直径。浮动式顶盖。附属设备：加料、排料、加热、搅拌、破渣、集气、排液、溢流。1、投配、排泥与溢流系统投配管一般布置在泥位上层，排泥管一般布置在底部。最小为DN150；溢流管最小管径为200mm。必须考虑是在池内受压状态下溢流，绝对避免沼气与大气相通。新污泥由泵提升到顶进泥管送入池内，螺旋泵、离心污水泵。9/13/2022142、沼气的排出、收集与贮存设备沼气管径按日平均产生量计算，管内流

7、速78m/s，平均为5m/s。贮气柜的容积一般按日产量的25%40%。3、搅拌25h内将全池污泥搅拌一次。沼气搅拌：压缩后的沼气通过配气环管，通到每根立管，立管气流速度为715m/s，末端距池底12m，搅拌气量为1000m3，池容57m3/min。泵加水射器搅拌生污泥用泵加压后，射入水射器，水射器顶端浸在污泥面下0.20.3m，泵压应大于0.2MPa，生污泥量与水射器吸入的污泥量之比为1：（35）。4、加热用热水或蒸汽直接通入消化池或通入设在消化池内的盘管进行间接加温。池外间接加热。9/13/202215四、消化池的设计计算池体设计，加热保温系统设计和搅拌设备的设计。国内一般按污泥投配确定消化

8、池有效容积，按每天处理污泥量及污泥投配率进行计算。V：消化池有效容积，m3；V：每天要处理的污泥量，m3/d；P：污泥投配率，消化温度为3035时，P可取68%为宜。小型消化池的容积为2500m3以下；中型为5000m3左右；大型可达10000m3以上。圆柱形池体的直径一般为635m，柱体高与直径之比为1：2，池总高与直径之比约0.81.0。9/13/202217五、消化池的运行与管理（一）、消化污泥的培养与驯化新建的消化池，需要培养消化污泥，方法有两种：1、逐步培养法将每天排放的初次沉淀污泥和浓缩后的活性污泥投入消化池，然后加热，使每小时温度升高1度，当温度到消化温度后，维持温度，然后逐日加

9、入新鲜污泥，直至设计泥面，停止加泥，维持消化温度，使有机物水解，液化，约需3040d，待污泥成熟，产生沼气后，方可投入正常运行。2、一次培养法将池塘污泥，经22mm孔网过滤，后投入消化池，投加量占消化池的1/10，以后逐日加入新鲜污泥至设计泥面，控制pH6.57.5，1/h，至消化温度，稳定35d，污泥成熟，再投加新鲜污泥。9/13/202218（二）正常运行的化验指标产气率，沼气成分，投配污泥含水率9496%，有机物含量6070%，有机物分解程度4555%，脂肪酸以醋酸计为2000mg/L左右，总碱度大于2000mg/L，NH3-N 5001000mg/L（三）正常运行的控制参数搅拌，污泥气

10、搅拌可全日进行，水力提升器搅拌量应为消化池容积的两倍，间歇进行，搅拌半小时，间歇1.52.0h。排泥，先排上清液再排泥，消化池内污泥浓度不低于30g/L。沼气气压：11761961Pa之间，过高过低都说明池组工作不正常或输气管故障。9/13/202219第五节 污泥的调理一、城市污水厂污低中的固体物质主要是腐殖质，与水的亲和力很强，脱水非常困难。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。二、污泥脱水性能的评价指标1、比阻抗值 rb：与污泥性质有关的数值P：过滤压力（滤布前后的压力差）A：过滤面积：滤出液的动力粘滞度c：单位体积滤出液所得滤饼干重物理意义：单位干重滤饼的阻力。比

11、阻抗值越大，越难过滤。9/13/202220各种污泥的大致比阻值（m/Kg）2、毛细吸水时间CSTCapillary Suction Time，等于污泥与滤纸接触时，在毛细管作用下，水分在滤纸上渗透1cm所需时间，以秒计。机械脱水时，比阻值在（0.98-3.92）*1012 m/Kg之间为宜。所以要调理。化学调节法，热处理法及冷冻法。初沉泥（46.1-60.8）*1012消化污泥(123.6-139.3) *1012活性污泥(164.8-282.5) *1012腐殖污泥(59.8-81.4) *10129/13/202221三、加药调理法1、调理剂种类（1）无机调理剂铁盐：FeCl36H2O,

12、 Fe2(SO4)34H2O, 硫酸亚铁, FeSO47H2O；铝盐：硫酸铝，三氯化铝，碱式氯化铝，聚合氯化铝。铁盐和石灰联用，pH12的条件下，提供了大量的Ca(OH)2絮体物，而Ca(OH)2能够使污泥颗粒产生凝聚作用。阳离子型聚丙烯酰胺效果好。2、调理剂投加量的确定 FeCl3：5%10% 消石灰：20%40% 聚铝和聚铁：1%3% 阳离子聚丙烯酰胺：0.1%0.3% 9/13/202222第五节 污泥脱水一、概述二、污泥的自然干化三、污泥的机械脱水及其设备板框压缩机、带式压滤机、转筒离心机、真空过滤机等。板框压缩机1、构造简单，推动力大，适用于各种污泥。间歇操作。板和框相间排列而成，滤

13、板两侧有滤布，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开有小孔，压紧后成一通道，加压到0.20.4MPa的污泥，由该通道进入压滤室，滤板的表9/13/202224面刻有滤槽，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。2、压滤机的类型人工板框压缩机和自动板框压缩机。一块一块卸下，剥离泥饼后再装上，自动式。自动式：水平式和垂直式，周期1.54h，长24m。9/13/202225压滤机在工作9/13/202227压滤机的板框9/13/202228板框叠在一起9/13/202229（二）、带式压滤机导向滚轴、压榨辊轴和上、下滤带，以及滤带的

14、张紧，调速、冲洗、纠编和驱动装置等。P型布置：辊轴上下相对，压榨的时间几乎瞬时，压力大，一般适用于疏水性的无机污泥。S型布置：辊径大小不同，相互错开，接触面大，时间长，但力较小，但滚压过程中对污泥有一种剪切力的作用，促进污泥脱水。适用于城市污水厂。大轴压强小在前，小轴压强大在后，逐步脱水，降到80%以下。药剂费占92%94%，耗电0.7Kwh/m3原96%污泥。9/13/202230带式压滤机的一种9/13/202231又一种带式压滤机9/13/202232（三）、污泥离心脱水和转筒式离心机占地小，固体回收率高，分离浊度低，处理量大，自动化程度高，但动力费用较高，总运行费用较低。离心机的类型：

15、分离因素（离心力与重力之比）：=w2r/g=10001500为低速离心机，=15003000为中速离心机，3000为高速离心机。高速离心机转速快，对脱水泥饼有冲击并有剪切力，故宜用低速离心机。9/13/202233离心脱水机工作原理9/13/202234第六节 污泥的干燥与焚烧干燥后污泥含水率可降到20%以下，焚烧处理，含水率可降到0。一、污泥干燥回转圆筒式干燥器（回流使进泥含水率低于50%）9/13/202235二、污泥的焚烧不符合卫生要求、有毒物质含量高，或污泥的热值高，可以自燃发电时，焚烧前先干燥。焚烧设备：回转焚烧炉、多段焚烧炉和流化床焚烧炉等。热值为17408.7kJ/Kg的污泥，当含水量与有机物之比为3.5：1时，可自燃而不必加辅助燃料。污泥种类燃烧热值KJ/Kg（干）初沉泥：新鲜 消化15826-18191.67201.3初沉