《水污染控制工程》污泥的处理与处置

1、第十章 污泥的处理和处置第一节 污泥的来源、特性和数量第二节 污泥的处理工艺第三节 污泥浓缩第四节 污泥稳定第五节 污 泥 脱 水第六节 污泥的最终处理 污泥的处理和处置，就是要通过适当的技术措施，使污泥得到再利用或以某种不损害环境的形式重新返回到自然环境中。第一节 污泥的来源、特性和数量一、污泥的来源、性质及主要指标来源处理目的初沉池污泥二沉池生物污泥消化污泥化学污泥富含有机物，容易腐化、破坏环境，必须妥善处置降低含水率，使其变流态为固态，同时减小体积稳定有机物，使其不易腐化，避免对环境造成二次污染。 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

2、。污泥特性含水率与含固率挥发性固体污泥相对密度和污泥体积污泥固体的组分 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，并以气体逸出的那部分固体，反映污泥的稳定化程度 城镇污水处理厂污泥固体组分主要为蛋白质、纤维素、油脂、氮、磷等污泥特性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呈固态含水率含固率100含水率与含固率挥发性固体污泥相对密度和污泥体积污泥固体的组分污泥特性含水率与含固率挥发性固体污泥相对密度和污泥体积V污泥固体的组分 指污泥质量与同体积水的比值(18-2)污泥特性含水率与含固率挥发性

3、固体污泥相对密度和污泥体积V污泥固体的组分式中：V污泥体积，m3；mS污泥中固体的质量， kg；对于含水率为P0，体积为V0，密度为0的污泥，经浓缩后含水率变为为P，体积为V，密度为的污泥，则根据质量守恒定律有：污泥特性含水率与含固率挥发性固体污泥相对密度和污泥体积V污泥固体的组分(18-6)二、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。污泥种类污泥量/(Lm-3)含水率/%密度/(kgL-1)沉砂池的沉砂0.03601.5初次沉淀池污泥14259597.51.0151.02二次沉淀池污泥生物膜法7996981.02活性污泥法102199.299.61.0051.008

4、公式估算1. 初沉污泥量式中：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。2. 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: (3) 剩余活性污泥量以体积计:公式估算三、污泥中的水分及其对污泥处理的影响1. 污泥中的水分三、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

5、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。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 污泥处理的方法常取决于污泥的含水率和最终的处置方式。第二节 污泥的处理工艺污泥处理与处置浓缩稳定脱水干化第三节 污 泥 浓 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。方法沉降法气浮法离心法一、沉降法 沉降法主要

6、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)二、 气浮浓缩法 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

7、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:污泥种类负荷/（kg.m-2.d-1)空气曝气的活性污泥2575空气曝气的活性污泥经沉淀后50100纯氧曝气的活性污泥经沉淀后6015050%的初沉污泥+50%的活性污泥经沉淀后100200初次沉淀池污泥至2602. 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0.010.042. 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

8、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污泥种类入流污泥含固率/%浓缩后污泥含固率/%高分子聚合物需要量/（

9、g.kg-1污泥干固体）固体物质回收率/%剩余活性污泥0.51.5810085900.51.59095厌氧消化污51.59095普通生物滤池污泥2389090959110.751.59597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 污泥的稳定 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。污泥稳定化的处理方法: 厌氧消化法 好氧消化法 氯稳定法 石灰稳定法 臭氧稳定法 生物法 化学法好氧消化法 好氧消化法出现于20世纪50年代，对污泥进行持续曝气，通过微生物的内源代谢分解有机物，从而降低污泥中有机物含量。细胞组织

10、在好氧条件下的内源代谢产物为CO2、NH3、H2O。污泥好氧消化的反应可以用下面的方程式表达: C5H7NO2+5O25CO2+NH3+2H2O 上式中C5H7NO2为细胞组织的元素组成。此法反应速度快，降解程度高,不易受条件变化的冲击，消化效果比较稳定无臭稳定,易脱水,肥份高,运行管理简单,基建费用低。但运行费用高,消化污泥量少,长时间曝气易使污泥指数增大而难以浓缩好氧消化法 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

11、消化反应时间长两级高负荷率厌氧消化系统高速消化池传统消化池 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。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

12、气体使环境因素在反应器内保持均匀沼气风机搅拌沼气(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为主的消化气量，主要取决于被消化的挥发固体量。污泥的化学稳定 石灰稳定法始于20世纪50年代,在投加石灰的条件下,保持一定pH值及一定时间,可以杀灭传染病菌,并防腐与抑制臭气的产生。该技术操作简单、成本较低,处理后较容易脱水。污泥最终处置可采用农用或者卫生填埋。但石灰中的钙易生成沉淀，使得污泥量增大。 氯稳定法常用于医院污水产生的污泥 臭氧稳定法适合

13、一些危险性很高的污泥第五节 污 泥 脱 水一、污泥调理 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 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。1、 污泥的自然干化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。(1) 带式压滤机的构造:2. 真空过滤机3. 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体和液体分离。(1) 转筒式离心机的构造和脱水过