污泥稳定化与处置2课件

污泥稳定化与处置污泥处理处置的原则

1．减量化2．稳定化3．无害化杜绝不确定因素对环境可能造成的冲击和意想不到的污染物在不同介质之间的转移，对环境整体而言，要具有安全性和可持续性。

污泥的处理和处置目的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。序号控制项目最高允许含量1总镉<202总汞<253总铅<10004总铬<10005总砷<756总镍<2007总锌<40008总铜<15009矿物油<300010挥发酚<4011总氰化物<10污染物浓度限值(mg/kg干污泥)

混合填埋国家将逐步限制未经无机化处理的污泥在垃圾填埋场填埋。污泥填埋应满足《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T23485-2009)的规定。横向剪切强度应大于25kN/m2；(横向剪切强度应大于25kPa，单轴抗压强度>50kPa；保证填埋场机械能够正常工作)填埋前的污泥需进行稳定化处理；填埋场应有沼气利用系统，渗滤液能达标排放。污泥处理处置政策污泥稳定化的处理方法:厌氧消化法好氧消化法氯化氧化法石灰稳定法热处理法污泥分类1)按成分不同分为：污泥有机物为主要成分，初次沉淀池与二次沉淀池的沉淀物均属污泥。易腐化发臭，颗粒细，比重小(约为1.02～1.006)，含水率高且不易脱水，胶状结构。沉渣以无机物为主要成分的称沉渣。沉渣的主要性质是颗粒较粗，比重较大(约为2左右)，含水率较低且易于脱水，流动性差。沉砂池与某些工业废水处理沉淀池的沉淀物属沉渣。

污泥的分类、性质及主要指标来源处理目的栅渣沉砂池沉渣初沉池污泥二沉池生物污泥富含有机物，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。城市污水厂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。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600ºC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用比阻(r)或毛细吸水时间(CST)评价重金属约50%转移到污泥中，污泥作为肥料，重金属离子含量应不超过“农用污泥标准”GB4284-842.污泥中的水分对污泥处理的影响污泥处理的方法取决于污泥含水率和最终的处置方式。污泥的含水率与污泥状态2、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/(L·m-3)含水率/%密度/(kg·L-1)沉砂池的沉砂0.03601.5初次沉淀池污泥14~2595～97.51.015~1.02二次沉淀池污泥（生物膜法）7~996～981.02二次沉淀池污泥（活性污泥法）10~2199.2～99.61.005~1.008公式估算1.初沉污泥量式中：V——初沉污泥量，m3/d；qv——污水流量，m3/d；η——沉淀池中悬浮物的去除率，%；ρ0——进水中悬浮物浓度，mg/L；P——污泥含水率，%；ρ——污泥密度，以1000kg/m3计；S——每人每天产生的污泥量,一般采用0.3~0.8L/（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:污泥种类负荷/（kg.m-2.d-1)空气曝气的活性污泥25～75空气曝气的活性污泥经沉淀后50～100纯氧曝气的活性污泥经沉淀后60～15050%的初沉污泥+50%的活性污泥经沉淀后100～200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40~80m3/（m2.d）或2~3.5m3/（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2.回流比R据经验，气固比As取0.02。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：入流污泥浓度р0为7000g/m3代入（20-7）式：回流水量：溶气罐净体积（不包括填料）按溶气水停留3min计算，则：以水力负荷校核气浮池面积：符合要求。3.若浓缩池每天运行16h，则流量污泥负荷仍取75kg/(m2.d)=3.125kg/(m2.h)，则回流比（R）仍为380%。回流水量：溶气罐净体积：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/（g.kg-1污泥干固体）固体物质回收率/%剩余活性污泥0.5~1.58~10085~900.5~1.590~95厌氧消化污泥1~38~10080~900.5~1.590~95普通生物滤池污泥2~38~9090~959~110.75~1.595~97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污泥的厌氧消化污泥厌氧消化具有如下优点：(1)产生能量(甲烷)，有时超过废水处理过程所需能量；(2)使最终需处置的污泥体积减少30%～50%；(3)消化完全时，可以消除恶臭：(4)杀死病原微生物，特别是高温消化时；(5)消化污泥容易脱水，含有有机肥效成分，适用于改良土壤。AnaerobicDigestion常用方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消化反应时间长影响污泥厌氧消化的主要因素1.pH和碱度最佳为7.0~7.3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：33~35ºC高温：50~55ºC3.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厌氧消化的机理

2、厌氧消化的影响因素1）温度的影响酸化和甲烷化过程对温度的变化非常敏感。要达到相同的消化率，温度越低要求的消化时间越长。运行过程中最常用的中温消化池大多是在30～35℃范围内运行的。2）营养物和微量元素的影响污泥中通常含有丰富的碳水化合物、氮、磷、硫和微量元素，但是在某些污泥中，如食品工业污水污泥中含有丰富的碳水化合物，而氮和磷的含量较少。污泥生物厌氧消化要求碳：氮为10：1～16：1，氮：磷：硫为7：1：1。除营养物以外，污泥生物厌氧消化还要求供给以溶解状态存在的微量元素，如镍、钴、钼、铁、硒、钨等。对于醋酸菌除上述元素外，还需要锌、铜、锰，对于甲烷菌则需要较多的镍。3）有毒物质的影响当污泥中某些重金属含量(如铜、铬、镍等)及有机化合物(如氯仿、酚等)含量超过一定量时会对污泥厌氧稳定过程产生破坏性的影响。重金属毒性最大的是铅，其次分别为镉、镍、铜和锌，碱金属的毒性按钠、钾、铬、锰的次序增加。厌氧消化池形式厌氧消化池形简图EggShapedDigesters两级高负荷率厌氧消化系统污泥消化池大型厌氧生物处理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消化池有效容积按每天处理污泥量及污泥投配率进行计算：消化池座数n：消化池有效容积按有机负荷(Ns)计算：式中：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，城市污水厂高负荷率消化池，当消化温度为30~35℃时，p可取6%~18%；n——消化池的座数；Gs——每日要处理的污泥干固体量，kgVSS/d；Ns——单位容积消化池污泥（VSS）负荷率，kgVSS/（m3/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。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。污泥的好氧消化好氧消化，即在不投加底物的条件下，对污泥进行较长时间的曝气，使污泥中微生物处于内源呼吸阶段进行自身氧化。因此微生物机体的可生物降解部分被氧化去除，消化程度高，剩余消化污泥量少。在好氧消化中，氨氮被氧化为NO3-，pH值将降低，故需要有足够的碱度来调节，以便使好氧消化池内的pH值维持在7左右。池内溶解氧不得低于2mg/L，并应使污泥保持悬浮状态，因此要有搅拌，污泥的含水率在95%左右。好氧消化池的构造

好氧消化池工艺图污泥好氧消化主要有如下优缺点：优点：1.污泥中可生物降解有机物的降解程度高；2.上清液BOD5浓度低；3.消化污泥量少，无臭、稳定、易脱水，处置方便；4.消化污泥的肥分高，易被植物吸收；5.好氧消化池运行管理方便简单，构筑物基建费用低。缺点：1.运行能耗多，运行费用高；2.不能回收沼气；3.因好氧消化不加热，所以污泥有机物分解程度随温度波动大；4.消化后的污泥进行重力浓缩时，上清液SS浓度高。污泥的调理污泥水与污泥固体颗粒的结合力是很强的，如果没有预先的处理，即通过化学的、物理的或者热工的方法进行预处理，绝大多数污泥的脱水是非常困难的，这种污泥预先处理的过程称为污泥调理。调理的目的就是改善污泥脱水的性质，减小水与污泥固体颗粒的结合力，加速污泥脱水过程。污泥中所含水分大致分为4类：颗粒间的空隙水，约占总水分的70%；毛细水，即颗粒间毛细管内的水，约占20%，污泥颗粒吸附水和颗粒内部水，约占10%。污泥调理对于所有污泥都适用，但不同的污泥所能够达到的调理效果不同。污泥调理的方法很多，但主要的方法有化学调理法物理调理和。污泥调理方法1、化学调理方法化学调理就是在需要脱水的污泥中加入化学混凝药剂，使污泥颗粒，包括细小的颗粒及胶体颗粒凝聚、絮凝，以改善其脱水性能。所以需要设置药剂溶解、配制、投加设备。2、物理调理法物理调理是向被调理的污泥中投加不会产生化学反应的物质，如投加焚烧后的污泥，或者粉煤灰，作为污泥的“支架”结构，以降低或者改善污泥的可压缩性。物理调理主要采用的物质有：烟道灰、硅藻土、焚烧后的污泥灰、粉煤灰等，其中以烟道灰效果最好。3、热工调理法（1）热处理法对污泥加热可加速粒子的热运动，提高粒子碰撞和结合的频率，达到粒子相互间的凝聚。同时污泥中的细胞体受热膨胀而破裂，释放出蛋白质和胶质、矿物质和细胞膜碎片。胶体结构被破坏，大量释放出内部结合水，产生脱水收缩作用。进而释放出的有机物在高温下受热水解、溶化，形成由可溶性聚缩氨酸、氨氮、挥发酸及碳水化合物组成的茶褐色液体。热调质效果取决于污泥的性质、温度和处理时间等条件。（2）冷冻法冷冻熔解法是将含大量水分的污泥冷冻，使温度下降到凝固点以下，污泥开始冻结，然后加热熔解。污泥经过冷冻-熔解过程，由于温度发生大幅度变化，使胶体颗粒脱稳凝聚，颗粒由细变大，失去了毛细状态。

1、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2、污泥脱水性能的评价指标1.比阻抗值r当p为常数值时，可积分并整理成为下式：由此：比阻抗值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。t/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3、加药调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有机调理剂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污泥的干燥与焚烧污泥脱水后，体积仍较大，为了便于利用与处理，可以进一步作干燥处理或焚烧。干燥处理后，污泥含水率可降至20％以下，体积可大大减小，便于运输、利用或最终处理。通过焚烧可将污泥中水分和有机杂质完全去除，并杀灭病原微生物。污泥干燥与焚烧各有专用设备，也可以在同一设备中进行。图12-24回转圆筒式干燥器工艺流程污泥的干燥常用的污泥干燥设备有回转圆筒干燥机、急骤干燥器和带式干燥器。污泥的焚烧设备污泥焚烧可分为两种：完全焚烧和湿式燃烧(即不完全使烧)。污泥所含水分被完全蒸发、有机物质被完全焚烧，焚烧的最终产物是CO2、H2O、N2等气体及焚烧灰称为完全焚烧。湿式燃烧——不完全焚烧或称湿式氧化是经浓缩后的污泥(含水率约96％)，在液态下加温加压、并压入压缩空气，使有机物被氧化去除，从而改变污泥结构与成分，脱水性能大大提高。湿式燃烧约有80％～90％的有机物被氧化，故又称为不完全焚烧。图12-27立式多段焚烧炉图12-28流化床焚烧炉图12-