水质生物净化工程-污水污泥厌氧消化处理

第五章污水、污泥的厌氧消化处理与污泥处置内容提要:1.厌氧生物处理的特点;2.污泥的性质及污泥处置的一般方法;3.污泥浓缩;4.污泥厌氧消化;5.污水厌氧处理;6.污泥脱水方法及设备第五章污水、污泥的厌氧消化处理与污泥处置§5.1概述厌氧处理是生物处理的又一大方法，由于它不需供氧，越来越引起人们的重视。一、厌氧处理的应用情况1、污泥的处理初沉池和二沉池排出的污泥，均需进一步处理，通常采用厌氧消化法，即在兼性菌与厌氧菌的作用下，使有机物分解产生沼气。2、高浓度污水的处理例如酿造业、制革、屠宰等排出高浓度有机污水，BOD上万mg/L，若采用好氧处理，则需消耗大量的氧，采用厌氧处理方法，就不必考虑供氧的问题。生物处理好氧厌氧§5.1二、厌氧处理的优越性1、能回收有效的生物能——甲烷（沼气）厌氧消化产沼气，而且其处理过程本身需要的能量少，只有好氧处理的1/10。2、有机负荷高负荷量为4~7KgCOD/m3·d，BOD去除率为70%~80%，每吨有机物可产沼气6000m3。3、处理污水时，产生的污泥量少。只有好氧法的1/6~1/10，而且消化后的污泥容易脱水（处理污泥的费用低）。4、完全密封，不影响环境卫生（好氧敞开，味道难闻）。5、不受氧转移的控制（根本上不需要供氧）。6、厌氧技术与发酵工业相同，管理人员不需特殊培训。§5.1三、污泥处置的目的与方法1、目的⑴分解有机物，使之稳定，不发臭。⑵使污泥易于脱水，减少体积。⑶杀死细菌、病原微生物、蛔虫卵等。⑷回收有用物质（沼气）。⑸使肥效更易于被植物吸收。§5.1三、污泥处置的目的与方法（续）2、污泥处理的一般流程浓缩干燥与焚烧脱水预处理消化污泥自然干化→污泥利用污泥与沼气利用污泥利用污泥利用（具体流程，可因地制宜，进行取舍与组合,P.328）§5.2污泥的性质与排除一、污泥的分类与特性沉淀物沉渣（以无机物为主）污泥（以有机物为主）生污泥初沉池污泥(P=95~97%)二沉池污泥剩余活性污泥（活性污泥法）（P=99.2~99.6%)腐殖污泥（生物膜法）（P=96%）化学污泥（化学法↓）熟污泥（消化污泥）（P=97%）来源所含成分§5.2二、表示污泥性质的指标⑴污泥含水率——污泥中所含水分的重量与湿污泥重量之比的百分数。（用P表示）当P＞95%时，污泥比重r≈1。⑵污泥的体积，重量与固体浓度之间的关系。设Vi，Wi，Ci分别为含水率为Pi时的污泥体积、重量和固体浓度，则：V1V2W1W2100-P2100-P1C2C1===§5.2二、表示污泥性质的指标（续1）公式推导：=V1,W1,γ1C1,P1G1①∵W1=γ1V1

W2=γ2V2∴②由污泥的干固体G1=G2（浓缩）W1(100–P1)%=W2(100–P2)%γ1V1γ2V2W1W2V1V2=P＞95%,γ水=1γ1=γ2≈γ水V1,W1,γ1C1,P1=V2,W2,γ2C2,P2G2V2,W2,γ2C2,P2W1W2100-P2100-P1∴=§5.2二、表示污泥性质的指标（续2）Gi，Wi，Vi，γi，Ci，Pi分别为：Gi——污泥的干固体重Wi——湿污泥重量Vi——湿污泥的体积γi——湿污泥的容重Ci——污泥固体浓度Pi——污泥含水率③∵C1=C2=W1(100–P1)%V1W2(100–P2)%V2V1V2W1V2W2V1100–P1100–P2C1C2∴=·W1W2=100–P1100–P2从而有V1V2W1W2100-P2100-P1C2C1===公式应用：例污泥含水率从97.5%降低至95%时，求污泥体积。V1V2100-P2100-P1=P1=97.5%P2=95%V2=V1·=V1=V1100-P2100-P1100–97.5100-9512§5.2二、表示污泥性质的指标（续3）⑶湿污泥的比重湿污泥的比重=湿污泥的重量同体积水的重量湿污泥的重量湿污泥的体积水的比重为1=W·P%1W(100-P)%γs+W=100γsPγs+(100–P)液体（水）的体积干固体体积γs——干固体平均比重§5.2二、表示污泥性质的指标（续4）⑷干固体平均比重γs令干固体中挥发性固体所占百分数为Pv，比重为γV，灰分的比重为γf。干固体总体积=挥发分体积+灰分体积挥发性固体——近似表示有机物含量。灰分——无机物含量。可消化度——能被消化的有机物量,P.329式(8-2)。肥分——污泥中含氮、磷、钾和植物生长所必需营养素量。100γsPvγV100-Pv=+100·γf·γV100γV+Pv(γf–γV)∴γs=γf§5.2三、污泥量污泥处理包括初沉池来的污泥和二沉池的剩余污泥。1、初次沉淀池的污泥量⑴按设计人口的产泥量标准计算⑵按污水中悬浮物的沉淀效率计算SNT1000W=（m3）S——每人每天产泥量标准（L/人·日）N——设计人口（人）T——两次排泥的间隔（日）Q——污水流量（m3/d）η——沉淀效率（%）C——污水中SS浓度（mg/L）100CηQ103(100-P)ρW=污泥含水率污泥密度（Kg/m3）§5.2三、污泥量（续）2、二沉池剩余污泥量ΔXT==(YQSr–Kd

Xv·V)/f（Kg/d）ΔXVfMLVSSMLSSf=湿污泥量Qs=（m3/d）ΔXVf·XR剩余污泥浓度3、污水处理厂干固体物质平衡（P332-333）§5.2四、污泥流动的水力特征

与管道输送污泥含水率P＞95%时，γ≈1（与水相同）。但：污泥在管道中流动的情况和水流不相同。污泥的流动阻力有其特征：在层流状态时，污泥粘滞性大，初始剪切力大（比水大），污泥流动的阻力比水流阻力大。在紊流状态（v↑）时，污泥流动的阻力反而比水流阻力小。§5.2四、污泥流动的水力特征

与管道输送（续）因此，污泥输送往往采用较大流速，使污泥处于紊流状态。重力输泥管i=0.01~0.02压力输泥管Vmin=1.0~2.0m/s长距离输泥管，水头损失（沿程）hf=6.82L——管长（m）D——管径（m）V——污泥流速（m/s）CH——哈森—威廉系数（P.336T.8-4）与污泥浓度有关LD1.17VCH1.85沿程损失（m）局部水头损失P337（8-20），T8-5§5.3污泥浓缩(ppt.5)空隙水吸附水内部水污泥颗粒毛细水污泥中所含的水空隙水（约占污泥水分的70%）毛细水（毛细管水）20%吸附水内部水10%§5.3污泥浓缩（续）污泥浓缩脱水的对象：空隙水污泥浓缩的目的：缩小污泥体积污泥浓缩的作用：减小消化池的容积由于V的减小减少加温污泥所需的热量减少混凝剂投加量及机械脱水设备的数量浓缩的方法：重力浓缩，气浮浓缩§5.3一、重力浓缩法1、污泥静态沉降试验沉淀的类型自由沉淀絮凝沉淀拥挤沉淀（成层沉降）二沉池后期浓缩池前期压缩沉降——浓缩池的浓缩当悬浮颗粒浓度很高时(SS﹥500mg/L)，每个颗粒的沉降受其周围颗粒存在的影响。在沉淀过程中，相邻颗粒之间互相妨碍、干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，并在聚合力的作用下,颗粒群结合成一个整体向下沉淀,水流有一种通过彼此的颗粒间的缝隙向上流动的倾向。这样彼此接触的颗粒往往以层状下沉，与澄清水之间形成清晰的液—固界面,沉淀显示为界面下沉。这种沉淀称之为成层沉降。（沉速有所降低）

§5.3一、重力浓缩法（续1）污泥浓缩具有成层沉降的特性，在下沉过程中，上清液与污泥层之间有一明显的界面（分层）。====泥面高度（H）清水区（澄清区）阻滞区过渡区压缩区t时间污泥静态试验各区的特点阻滞区：界面等速下降，污泥浓度均匀，一致。过渡区：污泥层逐渐变浓，界面的沉降速度逐渐减小。压缩区：与过渡区交界的界面以某一速度上升。§5.3一、重力浓缩法（续2）2、连续式重力浓缩池工况=入流Q0，C0（入流污泥浓度）溢流Qe，Ce底流Qu，Cu高度Ce清水区（澄清区）阻滞区过渡区压缩区固体浓度CCu浓缩效果要好，要求Ce小，Cu大。浓缩池表面积A，取决于澄清（Ce↓）和浓缩（Cu↑），既要澄清好，又要浓缩好，以澄清和浓缩控制。水力负荷固体通量§5.3物一、柔重力浓缩斜法（续3休）3、重刘力浓缩送池的主而要设计膨参数⑴水力负熄荷——单循位时间内洞单位表面绸积上的上警清液流量铁（m3/m2·h）。（表面溢典流率）⑵固体通滴量——单创位时间内侦单位表面求积所通过惜的固体重愿量（Kg冬/m2·h）葬。（固体过锄流率）浓缩城莲市污水牢的活性恐污泥，那固体通辟量一般壤采用1.0挪~颤6.0忽Kg赖/m2·h。§5.3粉一、们重力浓缩栋法（续4洋）4、重力式连续流蔬浓缩池表滤面积的计捉算[迪克堪(Dic姨k)理论念]根据固体糕通量确定可浓缩池的沟面积A=Q0C0GLA—溪—浓缩犬池面积盖（m2）Q0——入流浴污泥量（赏m3/h）C0——入扒流污泥鄙浓度（兴Kg/洲m3）GL——极避限固体宜通量（喇见P.残339顽~34蚕0）采用图解喘法或公式胶法确定。二次沉淀静池设计极表探面负荷法愉（澄清，楼竖流流速腿）固体通充量法（棉固体）A=Q(1阶+R)裙C0GL二沉池连续式我浓缩池俗固体通凝量同二错沉池赔既有底奴流——兵底流通芬量又有沉录降——纹重力通墓量二者叠摆加，求GL§5.3厅一、橡重力浓缩记法（续5醋）⑴GL图解法=u膏viiQu，尖Cu单位时固间通过农某一截即面(i醒—i)的固体通练量有两部每分：重力沉即降引起帜通量副(v毙↓)底流排泥烛引起通量陕（泥面下忠降u↓)①静沉猫时，成嚼层沉降养(i拔—i)重力沉队降(自修重压密汪)引起甜的固体额通量：Gi=vi·Ci正常活性度污泥初始杀浓度为Ci时的成层径(界面)病沉降速度鞠，而vi=f1(Ci)（沉速与馒浓度有关闪）污泥浓膏度§5.3怀一、胃重力浓缩牧法（续6让）=C1C2C3Cn…H0Htt1t2……v1=H0t1v2=H0t2vn=H0tn……CnC2C1而Gi=vi·Ci=f1(Ci)·池Ci=f怖(Ci)试验数窗据点：CiC1C2……Cntit1t2……tnv1v2……vnG1G2…Gn=vn·Cnvi=H0tiGi=vi·CiGiCGi=f围(Ci)§5.旁3逝一、重嗓力浓缩央法（续丧7）②底流卸排泥时著引起的衣固体通杨量(i禽—i)Gu=u晕·Ciu—重—由于孩底流排追泥引起泳的污泥寒(界面角)下沉灿速度GuGu=u圈·殊CiC（见下图站）污泥浓度若底部排现泥量为Q沸u浓缩池聪断面积阻为A则u=QuA§5.3夏一、扁重力浓缩罗法（续8舟）③连续袭式重力旗浓缩池是（或二砌沉池）辰既有重负力沉降练，也有量底流排些泥，因耕此，既督有重力幸沉降引哥起的通卖量，也抖有底流坏排泥引惧起的通犯量，总械的固体亿通量应否是二者洋叠加。即扬G见=血Gi+Gu=vi·Ci+u钻·那CiGCGLCLG=椒Gi+GuGu=u怀·CiGi=vi·Ci图解结闹果,存宁在极限怒固体通烟量GL——G曲拜线的极小序值.英CL为极限旦固体浓患度,固权体浓度殿如果大窜于CL,就通不钟过这个截金面;拨极限固体膝通量GL的物理意晌义:钞在浓缩池项的深度方打向,必勾存在一个递控制断面鱼,这个控订制断面的清固体通量拆最小(即榜GL),其他摘断面的固屑体通量都资大于GL,按此蛇通量(GL)设计很断面积醉,考雹虑了最端不利情柿况。（屠得出最胃大浓缩姥池或二蓬沉池断毁面面积捉）A=Q0C0GL§5.3撇一、裹重力浓缩物法（续9枝）⑵GL数值法Dic窑k（迪如克）等赶人发现唐，v安=f1(C)适,哑C—冠—污泥固龙体浓度成层(界手面)沉降脉速度v=摄f1(C)炕=g置C-h（g，旅h为经亚验常数盒）而个G撞=Gi+Gu=v娱·放C+涛u意·C=g择C-h·C郑+耍u·昌C=g里C1-h+u裁·C性…贱…禾※Gi=v般·CGu=u统·C由于底旁流排泥谎产生的污泥(卡界面)下其沉速度。§5.揉3伞一、重腿力浓缩撤法（续赤10）微分始=激g(1干-h)C-h+u令六=史0不即负g(1律-h)厌C-h+u逝=0（极值蔑点）求极值备点：CL=代入上※云式贞即得图GL=[倦g(1选-h)持]制·房诚·u1°有了而GL，面积可屑求了。2°浓糕缩池的毯有效水模深一般赌采用4阁m，当裙为竖流巧式浓缩慨池时，绪其水深牲可按沉肺淀部分坟上升流悄速不大咐于0.幕1mm托/s进奥行校核未。dGdCdGdCg(1绪-h)u1/h1/hh1-h1-hh=vv≯0.寻1mm/廊sh=帽v絮·t停留时间重力式连续服流浓缩女池表面述积的计达算(续零)柯伊—克挪里维什理熟论(P.难340-悠341)肯奇理螺论(P辉.34信1-3皆43)重力浓缩倾池生产运顿行数据(崖P.34灵4,T.爹8-8)重力式连旺续流浓缩闪池深度的糟设计P.3咏44-嚷345踩,例露8-5§5.脆3膨一、重泄力浓缩泄法（续案11）5、重力庙式浓缩池闪的类型与阳设计类型倍连续式纲——用叫于大、议中型污梯水厂间歇式—古—用于小岗型污水厂⑴连续式割重力浓缩领池池型同竖嘉流式或辐哄流式沉淀抬池，设计今方法同二乘沉池适固体撕通量法经验公式浅法⑵间歇少式重力疏浓缩池排泥管上清液①进泥（寻间歇进泥个）②浓缩③排上清翁液④排浓溜缩污泥当浓缩二妻沉池的剩帜余活性污毕泥时，浓言缩时间一烤般不小于速12小糊时，容积引V=暂Q·伯t浓缩效蝴果雷P味=盼99.兄2%→孤97%§5.声3石二、气贡浮浓缩画法原理：在压力溶苹气罐中溶煮入过量的减空气，而降在气浮池检中释放出回来，产生哥大量微气员泡并附着蚀在泥粒周福围，使其认比重减小肠而强制上痕浮。适用量于比重近迈于1的活有性污泥的拢浓缩。1、工艺拖流程(有葬回流)结[处无回流P顾.347累,图8-耳16(a辨)]==溶气罐污泥Q0，C0浮渣减压阀压缩空气RQ0回流加压溶气出水澄清液§5.3为二、梳气浮浓缩叛法（续1赠）2、设塔计与计往算⑴确定剑溶气比德（气固笔比）A毫a/S气固比令Aa/S党——气坊浮时有效跌空气重量乏与污泥中春固体物重盘量之比。即气浮编单位重岭量的固暑体所需列的空气侨量（重冬量）。公式：无瓦回流时：残Aa/S介=尖…①（污泥到全加压瞎溶气）有回流时胡：Aa/裳S=孤…②（部分回养流水加压相溶气）Sa(竖fP-纵1)C0SaR(墙fP-1妇)C0Aa—转—释放的拥有效空气重量S——盾固体物重梨量Sa—蹈—在1a们tm下，碑空气在水中的裁饱和溶步解度f——蒜回流加压竟水的空气街饱和度系数闸（0.5牲~0.8着）P——塔溶气罐压献力（一般2~4科atm猛）R—习—回流润比（1洲.0~息3.0轿）§5.3就二、宪气浮浓缩报法（续2绍）公式②捡推导：1°回优流加压呆水中的础空气浓俭度C(食mg/请L)C=姻fP去Sa2°气浮佛池中空气团总重量A裤a1（进入滋气浮池绢中的空碍气重量桐）Aa1=f茫PS某a·歼RQ0+S乖aQ0回流部分挡入类流部分3°出谜水带走恨空气重明量Aa2Aa2=S瓜a（R协+1）荒Q0§5.3授二、泄气浮浓缩佣法（续3窑）4°释放糊出的空气晚重量（有何效空气重择量）AaAa=院Aa1–A腐a2=f尼PSa贴·RQ0+Sa乱Q0-S筛a（R昼+1）卷Q0=S险aR漏Q0（fP枣–1尘）5°固体勉物重量械SS=刊Q0C06°溶气伸比（气固帜比）Aa倦/SAa/漏S=长=（按类似戏的方法可泊得公式①抵，无回流拿，污泥全苗加压溶气饭）Sa农RQ0（f捆P–迈1）Q0C0SaR兰（fP喊–1截）C0§5.屠3见二、气卡浮浓缩剥法（续肠4）⑵确定倍浓缩池咱表面水游力负荷照q（争m3/m2·h）每P.戴349颂T.8-瞧11有回流革q宾=想1.0叨~撒3.6做m3/m2·h无回流胀q雁=诊0.5摩~初1.8弹m3/m2·h⑶计算恼回流比郑R由Aa羊/S=Aa/S应可通过试撞验确定，娘一般采用挡0.00特5~谎0.06岂0(经找验值),枝常用0贸.03谁~0.宋04即贴=篮0.00乌5~碰0.06装0R=SaR蚁（fP料–1馆）C0SaR味（fP桃–1宇）C0Sa（f年P–役1）(0.谊005抚~隙0.0推60)偿C0§5.贺3蒜二、气呢浮浓缩稿法（续难5）⑷确定繁气浮池母表面积争A有回流朴A=蓄（m2）无回流绍A=扑（镜m2）表面积板A求扭出后,直需用固晕体负荷烤校核(京固体负慰荷P.渔349姓,T.停8-1铺1).3、气伟浮浓缩阔的效果可使污泥彻含水率从肝99%以剪上降至9汇5~靠97%袖。澄清液递悬浮物恋浓度一过般低于冈0.1汪%（可钓回流至捞初沉池绵）。P.34垫9,例8尽-6,权自看Q0（R+眠1）qQ0q§5.温4过污卖泥的厌使氧消化一、厌氧继消化的机精理厌氧消仅化是一它个复杂致的生物键学过程醒。人们恋所开发得的厌氧器消化处委理工艺尸，是用滩人工的缸办法在共一种反州应器内但创造厌坟氧微生决物所需共的营养隐条件和俱环境条犹件。利歪用厌氧玩微生物象的作用鞋，厌氧匀消化,帐分解有凝机物，虽产甲烷桐。积累拳高浓度连的厌氧霉微生物糕，加速懒厌氧消谈化过程汉。§5.辰4版一、厌森氧消化磁的机理不（续1访）1、厌疏氧消化蔑过程的骗三个阶以段复杂有机艇物较高级貌有机酸氢气乙酸甲烷水解与美发酵生成乙酸状与脱氢生成甲刻烷第一阶晴段第二阶破段第三阶厌段不产甲劣烷阶段产甲烷毕阶段76%4%20%24%52%28%72%厌氧消伞化过程耳的三个斯阶段厌氧消化测是在无氧脆的条件下选,由兼性塘菌及专性狸厌氧细菌润降解有机两物,最终养产物是二堡氧化碳和插甲烷气(疫或称沼气驼、污泥气椅、消化气温)厌氧消化狭分三个阶浙段,第念一阶段是腐在水解与晌发酵细菌踩作用下,近使碳水忙化合物、忙蛋白质与绪脂肪水解贴与发酵转撇化成单糖革、氨基酸玩、脂肪酸智、甘油及爱二氧化碳纤、氢等;临第二阶含段是在产足氢产乙酸滴菌的作用闷下,把第考一阶段的迅产物转化向成氢、二窃氧化碳和茶乙酸;穷第三阶段惩是通过两衡组生理上这不同的产天甲烷的作柴用,一组谢把氢和二表氧化碳转隐化成甲烷寨,另一组重是对乙酸皱脱羧产生劲甲烷.§5.仗4克一、厌惊氧消化斜的机理捡（续2蛙）2.参若与厌氧延消化的劈燕微生物(1)参遮与第一阶鞠段的微生伯物包括细父菌,原痰生动物腾和真菌痒,统称隐水解与本发酵细朝菌.墨大多数总为专性菜厌氧菌景,也有爸不少兼菊性厌氧切菌.迷细菌患可分为拌纤维素吸分解菌遇,碳水草化合物勇分解菌滴,蛋白屈质分解鸡菌,脂著肪分解氧菌等.认原生动佛物主要啊有鞭毛僻虫,纤搭毛虫和码变形虫吧.尾真菌军主要有白毛霉,呈根霉,碗共头霉屿,曲霉惧等.(2)另参与倡第二阶浪段的微禽生物为产氢产迅乙酸菌以伤及同型乙借酸菌.甩产氢产数乙酸菌有奖专性厌氧树菌和兼性昼厌氧菌,顽它们能够犬在厌氧条终件下,将羽丙酮酸及明其他脂肪肾酸转化为拐乙酸,二最氧化碳,偿并放出氢祸气;同筒型乙酸菌稀的种属有留乙酸杆菌三,它们能驳够将二氧宵化碳,氢蒙气转化成仁乙酸,也性能将甲酸盲,甲醇转线化为乙酸撞.屠由于同卧型乙酸菌旬的存在,群可促进乙彼酸形成甲赠烷的进程袋.(3)价参与第止三阶段弟的微生泼物§5.4险一、驱厌氧消化航的机理（呜续3）(3)参青与第三阶晴段的微生医物参与厌氧径消化第三那阶段的菌茧种是甲烷鲜菌或称产绒甲烷菌,暖是甲烷发身酵阶段的须主要细菌雀,属于绝扣对的厌氧正菌,主要寻代谢产物芳是甲烷.南甲烷菌常驶见的有:甲烷杆欧菌,甲匀烷球菌快,甲烷洗八叠球辱菌,甲怪烷螺旋广菌3.厌氧倒消化动力蜜学P.3基56-夺357蔑,悟(与付好氧反奇应动力采相似)§5.4奔二、看厌氧消化智的影响因航素1、温度炒：是影响碗微生物生角存及生物滔化学反应增最重要的碌因素之一阻。对生化搏反应速度霉的影响也曲极为明显部。温度与趴消化时略间的关阶系（P伍.35布7刻Fig基8-店23）日t℃5533指产气凝量达到购总产气投量的9湿0%时侨所需的坐日数从图中增可看出善两个极校值点（诞55℃急和33叔℃时的没消化时里间较短面）厌氧消化短最适宜的酷温度有两盈个范围中温消私化侍3侄0~两36让℃高温消化虾50~抱53℃障(壤Fig趴8-22才)高温消化哭比中温消呆化时间短铸，产气率椒高，但能扣耗大。温度要求臂恒定，温栋度短期突僚变对消化糖有极大影芳响。(允净许的温度殃变动范围占为+社1.5耳~2.拍0℃丙)甲烷发抄酵阶段焰是厌氧虎消化反陪应的控伴制因素壶,因此胀厌氧消涂化反应缘瑞的各项仔影响因爆素也以拦对甲烷酸菌的影兔响因素疤为准.§5.美4腔二、厌雪氧消化扭的影响脊因素（脱续1）2、生访物固体详停留时趣间(污仰泥龄)帝与负荷消化池的螺容积负荷秋和水力停膀留时间(订即消化寻时间)的牧关系见图禾8-24生物固轨体停留拔时间(软污泥龄柱)的影户响负荷的它两种表兵示方法⑴污泥投蜂配率:每极日投加新悲鲜污泥体族积占消化谣池有效容叠积的百分互数n=足×10封0%与污泥消育化时间互尊为倒数蒜t=秤（日利）WV每日投帽加新鲜巡寿污泥体惧积1n消化池有怪效容积§5.申4挪二、厌肿氧消化霜的影响荐因素（允续2）⑵消化乞池的容费积负荷良:单位匙消化池轻有效容桐积每日即接纳的碰有机物痕重量盾(K纹g/m3·d）消化池构有效容踪蝶积:V=污泥投配监率是消化捎池运行管而理的重要怨指标。n↑，V↓，t↓，酸积累，PH低，污泥响消化不完泥全，产气辨率↓。n↓，V↑，t↑，虽然消劳化完全劣，产气添率也高腐，但消韵化池容矛积V过大，呆不经济耳。中温n=5痰%～8%SvS新鲜污泥拖中挥发性悟有机物重令量(kg吃/d)挥发性有彻机物负荷中温0共.6—斤1.5沈(K逝g/m3·d）高温2.路0—2.爬8(K竭g/m3·d）§5.崇4效二、厌逃氧消化畜的影响伍因素（超续3）3、搅丑拌⑴作用：液可使新鲜位污泥与熟词污泥充分富接触，使饱温度、基节质与甲烷熟菌分布均牢匀；消除助泥壳；加贵速气体释锅放。⑵方法漂水射不器循环泵沼气循朋环搅拌混合搅拌4、营养磁与碳氮比邪（C/N耍）C/N太土大，→①子组成细菌秆的氮量不网足；②N舰H4HCO3少，缓冲饿能力差，罗PH易下糟降。C/N元太小，础→N过舍多，P检H上升燥。要求杀C/N继=（狗10真~2狱0）：移1践为简宜§5.幼4楼二、厌吗氧消化技的影响组因素（磁续4）5、P境H值与傲酸碱度甲烷菌京适应于缓PH=递6.能6~锄7.坟5，最劫佳（6零.8侦~7性.2）发。PH桃降到5闪以下时革，对甲关烷菌有洪毒害作泄用。碱子度降低咬，即预翼示着P蜡H下降纤。消化池刚中应保浪持足够讲的碱度喘，20挡00m仿g/L宇＜碱度愧＜30巡寿00m那g/L陆。6、有毒肾物质⑴重金属馋离子，对义厌氧消化励有抑制和监毒害作用怠。①与酶床结合，昼产生变连性物质祸（使酶蕉失去作旅用）。②金属离睬子及其氢危氧化物的颜凝聚作用讲，使酶沉骨淀。⑵硫化灾物（S2-）来源删无机硫乘还原功S膀O42-→S2-蛋白质的保分解要求硫帐酸盐浓调度应低浆于50耻00m馆g/L念。§5.4趴三、袜消化池的呀构造与设膨计㈠固定靠盖式消持化池1、构爪造(圆瓶柱形,仗蛋形,守P.3期61图土8-2昏6)D===进泥管生污泥排泥（抽熟污泥新）中位管池体α上锥体（池盖洲）蒸汽α′下锥体水射器d2h1h1h2h3h4H集气罩蒸汽组成煎集气恨罩池盖池体下锥体各部分平尺寸：池体直径眯D=6~央35m柱体高度搁H柱=h3=(1锤/2)必D总高度贸H/D嫩=0.合8~娘1.0集气罩h1=1~御3m,d1=2拴~5即m池盖锥角搞α=15碌~20°下锥体锥速角α′=尝15~2替0°d2=0.5寸~1.0提m搅拌加温锄设备§5.4浇三、堂消化池的派构造与设面计（续1窄）2、容筹积计算⑴有效三容积的刃计算①按投配玩率计算，雕n=吵×1关00%V=W——幕每日投加灶新鲜污泥显量（m3/d）n——派投配率衬n逼=5~8瞒%V——袄消化池有析效容积（缸m3）②按消化后池容积负摘荷计算V=监（m3）(P.3插58,虹式8-4妨7)WVWnSvS§5.4抵三、转消化池的怜构造与设门计（续2圾）⑵其他各见部分容积驾计算单池容积户：V0=福m—们—池数集气罩：事V1=霉d12·h1（d1=2趋~5m摘，h1=1~更3m）上锥体盲：V2=煌π蹈h2(亲+呈+建)长，h2=(沾-彩)tgα雁，α=15衰~20°柱体：题V3=附D2·h3，h3=(1砍/2)醋D下锥体：弹V4=殃π暴h4(国+杂+框)著，d2=0.5摸~1.0胡m直径D=6说~35曾m，或近似影用D=估算。单个消讯化池有标效容积V0′=V3+V4，其值应大谈于V0。Vmπ413d124D24Dd14D2d12π413d224D24Dd24V00.4兄853§5.急4思三、消祸化池的楚构造与横设计（计续3）3、热榜工计算伶（P3啊64—茅366辈）①生污剧泥耗热摄量Q1Q1=络(TD–TS)C·肥103（J/夏h）W—才—新鲜紧污泥投璃加量（津m3/d）C—占—污泥犁比热，遵C=考4.怕186半8×1生03J/L·脱℃TD——消化腿温度（℃闻）TS——新铃鲜污泥丈原温度模（℃）W24§5.匠4滴三、消焰化池的歪构造与余设计（页续4）②池体充散热量染Q2Q2=F·嚼K(TD–TA)F为池愧体表面甜积（池取盖，池裳壁及池申底），禽K还——传波热系数卫（榜J/m3·h·TA——池头外介质偏温度（厨气温或药土壤温爬度）③管道，励热交换器庭散热量Q3P365摆（8-掌52）④总耗热叶量QmaxQmax=Q1max+Q2max+Q3ma甘x§5.闯4厦三、消锦化池的喷构造与朝设计（爽续5）4、加热课方法加热方状式：笑池内加记热，池辟外加热直接加亚热，间筐接加热⑴池内加迁热（在消版化池内加布热）①盘管加萍热（间接抖）：不增性加含水率叉，易形成害泥壳，效度果较差。②蒸汽直棒接加热：权方法简单悠，热效率脑高，效果钻好，但污枣泥易过热暴，会提高杨含水率。§5.翻4伴三、消会化池的棋构造与井设计（涝续6）⑵池外预僵热法①投配降池内预竿热②热交换针器预热：凶套管式热在交换器钻P宏.365板Fi染g8-搁29污泥从后管内通带过，v集=调1.2厨~1.纪5m/帽s热水从套务管通过0都.6m/首s，逆流营交换。③利用熟花污泥的余流热熟污泥熟污泥16℃妖生污泥(16法+t)堆℃进消化池天津纪庄穷子污水厂寻采用池外沟套管式间尺接加热，便热媒为热蜂水，内管论走泥，外情管走水，瓦逆向流。搞一般内管鄙径100胸mm，外洋管径15嫩0mm，练为全天连夫续加热（蹦纪庄子为尺全天18陕h）。杭州污水叫厂采用池雄外单设预虚热池蒸汽紫直接加热命。§5.贫4衰三、消除化池的田构造与偿设计（怜续7）5、消呀化池的夜搅拌⑴水射鱼器搅拌边（P.测361跃F懒ig爬8-2谁6(a缴)）由能量守饥恒得水射游器抽取流暂量QmQm=d1喉管扩散管Qw·h架·ηHQw3d0Qmd02d1能量守恒QmH借=Q蜻w·h·汤ηQm—嗽—水射器剥抽收流量哗（m3/h）H—出—克服抹阻力所旧需压力秤，一般棉取1mQw狱——工走作液体形流量（引射员流量，余泵流量冬）h—踪蝶—泵扬蜻程（m任）η——水屠射器效率眼，一般取栏20~3姜0%§5.4市三、篮消化池的衣构造与设贼计（续8复）⑵螺旋墨桨搅拌电机节点放大既要转动又要密封轴液封槽水或水却银“巾”缩慧部随轴一起转动电耗较少旨，约0录.1~0炕.2K理W·h/伸m3·d最佳搅更拌半径悄3下~6巴m§5.驼4咐三、消座化池的缝构造与倚设计（珠续9）⑶沼气循刊环搅拌利用消胃化池产抗生的沼求气循环寻搅拌（绞P.3油61笋Fi丛g8泉-26记(c)挨）⑷联合搅党拌（P.键361萍Fig河8-2失6(b)昂）生污泥差加温+沼悄气搅拌(5)患搅拌方槐法比较搅拌方法比较项目水射器螺旋桨沼气循环电耗（KW·h/m3泥）0.8~1.20.1~0.20.5搅拌半径（m）＜53~6＜10安全性好需密封注意安全优缺点简单，耗电电耗少，不易密封电耗较少泥易脱水§5.黎4云三、消烦化池的课构造与赖设计（隙续10盟）㈡浮动丛盖式消猜化池1、构造=浮盖沼气导气管水封＞500mm特点：可浮动晶，可避株免固定剃盖式的娇缺点，熔（正、惕负压）珍可省贮品气柜。各种管道夜（投配管粘，导气管描等）要采分用软管连栽接。2、计晓算最小容积旷按固定盖漏式计算。弓（Vmi兽n同固定窃盖式）最大容积配Vm贱ax=点V+债（0.2聚~0份.4）q筹（m3）固定盖式催消化池有抽效容积稿每斯日沼气产垃量（m3）消化池的幼投配，排窜泥与溢流荣系统（P傅362）沼气的收套集与贮存别设备（P潜363）§5.唤4杀四、消做化池的培投产与检运行管滴理1、甲烷亿菌的培养赛与驯化直接接种——可以从已该运行的消笼化池中取辜种污泥，币接种量达90%以上，艳若无此刘条件，沾采用以件下培养夫方法。⑴逐步培炎养法投加生污砌泥（新鲜巧污泥），蛋（按投配摇率5~8%），升岛温（加没温温升半速度1℃/时）至消络化温度后卧，维持消抹化温度不监变，逐日伟投加新鲜锐污泥至设或计泥面，愤停止进泥魂。保持消箩化温度，奏使污泥消亩化成熟。塘需时30~柔40d。——逐步加泥眨，逐步升粪温⑵一次锹培养法投加：塘惩泥（陈腐蜻污泥）1/1幅0V+生污泥至遵设计泥面固。升温（1℃/时）至坑消化温桨度，调套节PH穴=6殊.5~补7.5（加石灰芦）——一次加恋泥，逐者步升温§5.4薯四、丑消化池的脏投产与运且行管理（辟续）2、消化举池的维护嗓管理⑴密封（欧保证甲烷杏菌的正常世发育）；⑵消化气株中水蒸气汉的去除（福凝结水罐欲）；⑶定期清雪除浮渣与傻沉砂；⑷防爆当，防火惹。3.化验圾指标,控桃制参数,腥异常现象患的处理(段P.37招1-37猪2)§5.傅4三五、两容级厌氧衰消化1、中温高消化存在至的问题：⑴有机物牵降解程度酱为45~矛55%，沾消化后的平污泥还不患够稳定。⑵热量损泰失（70赵×106J/m3）⑶污泥扣含水率源高于新荡鲜污泥字蒸汽籍直接加孝热→水有机物分钱解→水增加后续凭脱水设备蹄负荷。两级厌氧侄消化两级厌氧示消化是根馅据消化过领程沼气产雕生的规律滩进行设计脑的.中屯温消化时获,在消化东的前8天渐,产生的笛沼气量约差占全部产帽气量的8领0%.衫把消化池叶设计成两稼级,第一忆级消化池色有加温及检搅拌设备穗,并有集跪气罩收集耐沼气;然代后把排出权的污泥送势入第二级碰消化池,格第二级消吗化池无加属温及搅拌洞设备,依吊靠余热继勾续消化,杨消化温度婆为20～涂26度,月产气量约悦占20%们,可收集矛或不收集但,由于不毛搅拌,所锯以第二级狡消化池有浸浓缩的功垂能.§5.借4意五、两续级厌氧违消化（框续1）2、两趴级消化羞池两级消轰化池，酬将全部疯消化过册程分别君在两个爽池中完爬成。V1V2第一级奸消化池构造同阀固定盖税式消化暖池（加温、竞搅拌）密封，加怎温，搅拌托。停留时间傻t=击7~1岛2日产气量可薪达总产气羽量的80粉%第二级消陵化池利用第挥一级排极出的污候泥进一饿步自然消化迎，无搅动味，无加温爽。①利用铺余热消潜化②浓向缩污泥产气量膨可达总芦产气量角的20宵%可敞开可密闭季——回锯收沼气戚2~3快m3/m3污泥沼气排上清所液§5.4锡五、偏两级消化发（续2）两级消化始池的总容们积V1+V2≈V（营一级普农通消化缎池容积置），常辆用V1：V2=2：喊1所需的加售热热量，记搅拌设备端，电耗较架省。杭州四堡警污水厂的甘消化池在暮设计方面堵对构造作破了一些改支进，见图巾：人孔==去沼气柜来自沼气压缩机进泥井投泥管取样视镜视镜人孔出泥井取样管一级消化二级消化§5.4甲五、衣两级消化的（续3）设计特点臣：⑴改变过捷去将消化止池作成全俭封闭状态搅，而在一挎级消化池档顶设置了泊敞开式的宇进、出泥滑井。并当皇一级消化攻池投泥时斜，利用进俘、出泥位输差可以自载动向二级颈消化池排惩泥，不需羡人工操作凡阀门。设败计池内气硬压为4K盈Pa，出捡泥管口高恩出池内泥艇面0.4思m，运行陶中随着池啄内气压变示化，泥面科也在变化绢。⑵在一、嗓二级消化江池顶均设荷有开口的护取样管，租可分层取养样，测定衰池内积砂基情况。⑶在一、乌二级消化黄池顶均设幼有视镜，林可观察池饱内搅拌情层况。⑷为方幼便检修秧，在池答壁下部陪设有人朋孔。⑸一级哨消化池割采用沼冈气搅拌裕和泵循帝环搅拌祸两种方倍式交替汪运行。顾在一、恨二级消捐化池内泉均设有煮沼气浮昨渣管，贞可定时膏运行。⑹二级消番化池设有婚排浮渣管隙（平时闸猜开，兼作周溢流管）猎，分层排桃上清液管疾。出口设爱有水封罐逮。§5.编4忍六、两相厌贼氧消化两相厌氧裂消化是根笛据消化机弊理进行设密计的.帐以使各相抵消化池具崭有更适合豪于消化过秩程三个阶乞段各自的妙菌种群生丝式长繁殖的院环境.踪蝶把第一,欺第二阶段巷与第三阶远段分别在题两个消化腊池中进行访,使各自垦都有最佳轮环境条件妹.两相消吴化具有池没容积小,价加温与搅粱拌能耗少泰,运行管筛理方便,曲消化更彻素底.(在第二瞒相消化池皆集气)P367近，例8-钓7，自红看污泥的脖好氧消太化（P排373怨-37芝6）自贷学沼气利沿用流程巨:消化池真集气罩盗沼气坑脱硫阅沼气柜风(罐)膛沼星气输送蚀及利用券沼气发伟电沼气锅沈炉沼气搅拌P376太-379榜(插pp或t)七.沼气利用§5.笔5牛有机污许水的厌剥氧处理厌氧消化舅可以分解迅有机物，爹能否用于汪处理污水愧？（前面处兽理污泥）亚可饿以一、厌脸氧活性遍污泥法1、普通捉消化池沼气污水消化后污水+活污泥VXQQ，X普通消贱化池特落点：H蜓RT=志SRTHRT话——H悠ydr尝aul典ic枕Ret然ent课ion莲Ti市me水力停扬留时间HRT=吊V/QSRT盯——S方oli菌dR情ete叔nti肾on寨Tim房诚e固体停留孩时间SRT绪=VX酷/QX母=V/腊Q=H史RT§5.5顿一、驾厌氧活性迁污泥法（剑续1）由于消化吐过程的控警制因素是萄专性的厌症氧甲烷菌畜，其生长似世代期长坚，消化时芦间长（2箱0~30臭d）。而榴HRT返=SRT污水停留渴时间长，堂能耗大（敢污水加温疼，搅拌都排需耗能）贝，效率不生高（甲烷娇菌生长慢巧，微生物恋浓度不高北）。要求进水握C萄OD＞5列000m炭g/L（最处理高浓波度污水）普通消化谎池不适宜返处理城市射污水（因雄为城市污轰水的有机具物浓度较寨低，通常螺为200~签300m早g/L。而HRT妹=SR饶T，停留时枕间长，察池容大枕，投资闷高，加市热搅拌施所需能碌量大）执。§5.临5药一、厌唐氧活性效污泥法纪（续2降）2、厌氧蛾接触消化煎法沼气污水消化池气真空脱裳气=沉淀池出水回流污爪泥剩余污里泥§5.发5依一、厌嫁氧活性钉污泥法职（续3翻）采用回清流污泥辜的办法杀来提高尤微生物案（厌氧抛微生物蔑）的浓扎度。回流量为柜进水量（奔投配量）响的2~4梢倍。由于回流浆，消化池翁中甲烷菌岛的数量增葵多，加速虫了有机物淘的分解，运缩短了消察化时间（悄12~2养4小时）脱。水力停典留时间（此时纸H怀RT≠舟SRT康，HR盐T＜S伤RT）固体停届留时间栏ts=（好氧活柿性污泥法亭亦是HR笨T≠SR治T）XVΔX§5.镰5监一、厌滔氧活性灶污泥法输（续4述）3、上流沟式厌氧污捕泥床（U搭ASB）鞠——Up讲flow盗Ana惑erob歉icS导olid恒Bla投nket===进水污泥层悬浮层沉淀室（立固液分离盈）出水沼气气液分闲离三相分离墙器⑴构造底部：锹污泥层善（颗粒糟化污泥爷）污泥浓度偿=60~能80g/必L上部：污片泥悬浮层§5.途5慈一、厌退氧活性竹污泥法向（续5佩）⑵原理：借污水向上疑流动，先赏通过污泥探层（高浓自度），大猾部分有机陈物在此转路化为消化馋气，消化鱼气搅动，混污水进一爽步与上部衬的悬浮层脊接触反应学，进入最肯上部的三顷相分离器放（气、液崖、固分离悲），消化侦气导出，夸处理水外迅排，沉淀繁污泥回流被到厌氧反替应室。⑶关键虾——气忍、液、款固的分务离（三句相分离盾器）。⑷特点：耗有机负荷递高，可达热10~2菊0KgC烤OD/m3·d§5.5疾二、扬厌氧生物椅膜法1、厌贯氧生物晴滤池（蜻AF）蹄——A伐nae区rob立ic省Fil纳ter=沼气出水进水填料（厌氧膜）厌氧微生物填料：碎辱石、卵石维、焦碳、钩塑料制品义。有机负毒荷：2血~16茂KgC折OD/截m3·d缺点：瞧堵塞，方造价高爷。适宜忙于可溶青性有机且物废水础的处理皆。§5.5脊二、软厌氧生物凡膜法（续排）2、厌氧忘流化床优点：①微生物棵浓度高（些30g/填L）；有机物容农积负荷较贩高(10柿~40k扁gCOD晕/m3)②水流速俩度大（1进0~30闪m/h）属；③不堵；④容积扰小。3、厌尺氧生物旷转盘=沼气出水回流=载体d=0.3~0.5mm§5.蛋5溪三、两察相厌氧艇消化工童艺特点：将死消化的三孙个阶段（棕可分为不柱产甲烷与让产甲烷阶苦段），分折别在两个沿反应器中雁完成，分器别提供各疯自需要的驴环境和条届件，使之瓜处于生长昨繁殖的最根佳状态。（消化垫过程的渣三个阶假段生长牵着不同梁的微生斧物群体爹，工作圾环境和或生活环亩境不同事。我们居前面提也供的条率件都是欠以产甲拐烷阶段赏控制的喊。）而两相序消化是只为了使比不产甲祸烷菌和忍产甲烷听菌分别允处于适央合于各饲自生长晒的最佳戚环境条晚件。§5.弱5洲三、两机相厌氧倡消化工洒艺（续宪）优点：①大大耽提高了选消化速言率，有熟机物分府解程度奴和有机泡负荷。司缩短了锈反应时馆间，减皇少设备白容积。②降低蹈运行费抱用。③提高抗了沼气膊的热值援（消化萍气中甲唱烷的含幻玉量提高逐了）。④对于贪生化性损较差的谈有机污周水，两射相消化祖的处理网效果比怕其他厌炉氧工艺雷要好。工艺组合舌方式两相消化充不产甲烷暴阶段：多阶采用厌氧独接触消化栗，也可采院用UASB产甲烷御阶段：朗多采用AF（厌氧滤窑池）§5.首6塘污咽泥脱水眨与干化污泥经谅浓缩或们消化后悦，p竖=9叉5~9柜7%（睁或更高终），体善积还很忆大，要知进行脱蓝水和干脖化处理粮。方法掘污泥胞干化场机械脱毕水一、污中泥干化阴场干化场壁自伪然滤层干殿化场娇上部忌蒸发另建托议不采用下部水渗雹透人工滤胀层干化饱场有上部蒸睁发下部德不透侧水板砂滤层排水管道§5.姜6饼二、污株泥机械柔脱水1、预有处理目的：改奇善污泥的渠脱水性能妄——易于演脱水。方法：爷投加混乏凝剂业铝盐：健硫酸铝独，聚合偶氯化铝铁盐：氯炮化铁，硫拴酸亚铁，舌硫酸铁絮凝剂—骂—聚丙烯形酰胺为了减于少药剂滩投量，磁采用淘病洗，洗呜去污泥药的碱度离，但这唤种方法嗽效益不丸明显，躁不推荐犁采用。§5.6惊二、补污泥机械恋脱水（续蚁1）2、机栽械脱水却的方法犹与基本机原理⑴方法尖：真空蹈吸滤法扒，压滤沟法，离肚心法等扇。⑵基本原桌理：以过己滤介质两寻面的压力美差作为推枝动力，使眠污泥脱水洁。造成压力旬差的方法禽有：①污泥层睬厚度的静维压力——辣干化场②造成散负压—恨—真空冬吸滤脱换水③加压路——压执滤脱水④造成离封心力——险离心脱水§5.供6质二、污魂泥机械蜻脱水（锅续2）⑶过滤的奸基本过程P=上清液滤饼过滤介托质滤液δ′δ过滤开购始时，评滤液仅吸克服过妇滤介质拐的阻力延。当滤饼形睛成后，还恢必须克服霜滤饼本身挪的阻力（复真正的过要滤层应包肉括滤饼和垃过滤介质博）。过滤辈介质阻力徒相对可忽硬略不计。§5.6制二、秒污泥机械谜脱水（续仰3）⑷过滤夏的基本论方程（滑卡门公倒式）滤液通过皂滤