污泥处理与处置

关于污泥处理与处置第1页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三城市污水处理厂所产生的污泥约为处理的水的体积的0.3％~0.5％左右(含水率97%)。这些污泥，属于固体废弃物，一般富含有机物、病菌等，若不加处理随意堆放，将对周围环境造成新的污染。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。在排水工程中，将改变污泥性质称为处理，而安排出路称为处置。在城市污水处理厂中，污泥处理所需的费用占总投资的20%-50%。第2页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三目的1、使污水厂正常运行，确保污水处理效果。2、使易腐化发臭有机物稳定处理3、妥善处理有害、有毒物质4、综合利用有用物质，变害为利。

减量化、稳定化、无害化、资源化第3页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三一、污泥的来源、性质和数量1、污泥的来源、性质及主要指标城市污水厂的污泥主要有：栅渣、沉砂池沉渣、初沉池污泥和二沉池生物污泥等。栅渣呈垃圾状，沉砂池的沉渣主要含有比重较大的无机颗粒，所以这两者一般作为垃圾处置。初沉池污泥和二沉池生物污泥，因富含有机物，容易腐化、破坏环境，必须妥善处置。表征污泥性质的主要参数或项目有：含水率与含固率、挥发性固体、有毒有害物含量以及脱水性能等。第4页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三①．含水率与含固率含水率是污泥中水含量的百分数。含固率是污泥中固体或干泥含量的百分数。干污泥量是湿泥量与含固率的乘积。通常含水率在85％以上时，污泥呈流态，65％-85％时呈塑态；低于60％时，则呈固态。第5页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

②挥发性固体挥发性固体(用VSS表示)，是指污泥中在600℃的燃烧炉中能被燃烧，并以气体逸出的那部分固体。通常用于表示污泥中的有机物的量，常用mg／L表示，有时也用重量百分数表示。

VSS也反映污泥的稳定化程度。第6页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三③．污泥中的有毒有害物质

城市污水处理厂的污泥中含有病菌、病毒、寄生虫卵及重金属等。污泥中的重金属是主要的有害物质，重金属含量超过规定的污泥不能用作农肥。第7页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三④．污泥的脱水性能

脱水性能主要指，污泥过滤去除水分的难易，即滤速的快慢。影响脱水性能的因素，主要是污泥的化学成分、胶体性质、污泥颗粒与水的亲和力。主要评价指标为：比阻抗值毛细吸水时间第8页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三2、污泥量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。第9页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三②剩余活性污泥量a、剩余活性污泥量以VSS(挥发性固体计)：

PX——剩余活性污泥，kgvss／d；

Y——产率系数kgVSS／kgBOD5,一般采用0.5~0.6;ρs0——曝气池入流的BOD5kg/m3；

ρse——二沉池出流的BOD5kg/m3；

qv——曝气池设计流量，m3/d;Kd——内源代谢系数，一般采用0.06~0.1d-1;ρX——曝气池的平均VSS浓度，kg/m3;V——曝气池容积，m3;第10页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

b、剩余活性污泥量以SS(悬浮固体)计：式中：Pss—剩余活性污泥量，kgSS／df—之值，一般采用0.6~0.75第11页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三C、剩余活性污泥量以体积计式中：Vss——剩余活性污泥量，m3／d；Pss——产生的悬浮固体kgSS／d；P——污泥含水率，％；ρ——污泥密度，以1000kg／m3计。第12页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三3、污泥中的水分及其对污泥处理的影响①．污泥中的水分

第13页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三a、游离水又称间隙水存在于污泥颗粒间隙中的水，约占污泥水分的70％左右。这部分水一般借助重力可与泥粒分离。

b、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。需较大的外力才能从分离，如机械力。

c、内部水粘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。只有干燥或焚烧才能分离。第14页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三②污泥中的水分对污泥处理的影响

含水率大于98％的污泥，一般要考虑浓缩，使含水率降至96％左右，以减少污泥体积，有利于后续处理。为了便于污泥处置时的运输，污泥要脱水，使含水率降至80％以下，失去流态。用板框压滤的方法进行污泥脱水。第15页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三第16页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三二、污泥的处置及其前处理

1、污泥的处置污泥处置的基本问题是利用适当的技术措施，为污泥提供出路，同时要认真考虑污泥处置所产生的各种环境和经济问题，并按一定的要求(法规、条例等)妥善地解决。第17页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三①．农业利用

下表所列举的是我国和德国对农用污泥中几种重金属最高含量的规定。第18页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三②填埋

污泥单独填埋或者与垃圾混合填埋是常用的最终处置方法。污泥在填埋之前要经过稳定处理，在选择填埋场时要研究该处的水文地质条件和土壤条件，避免地下水受到污染。对填埋场的渗滤液应当收集并作适当处理，场地径流应妥善排放。填埋场的管理非常重要，要定期监测填埋场附的地下水、地面水、土壤中的有害物(如重金属)，还要注意沼气的排放。第19页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三③焚烧

焚烧可使污泥体积大幅度减小，且可灭菌。污泥灰量大约是含水率75％的污泥的1／10。焚烧后的灰烬可填埋或利用。焚烧时的尾气必须进行处理。焚烧设备的投资和运行费用都比较大，在单纯用作处置手段时需要慎重研究。第20页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三④投放海洋

为避免海岸线及近海污染，要求将污泥投入远洋。投入远洋虽暂时没有出现问题，但后果可能极为严重，已在各国环保人员和公众当中引起激烈的争论，遭到严厉的批评。因此，一般不使用。第21页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三2、污泥处置的前处理浓缩：是降低污泥含水率的最简单有效的方法，使剩余活性污泥的含水率约从99．2％，下降到97．5％左右，污泥体积缩到原来的1/3左右。稳定：为了避免污泥进入环境时，污泥有机部分发生腐败，污染环境，在其脱水之前先进行降解。调理：使经过稳定的污泥如果脱水性能变好。干化：使脱水污泥的含水率由60％～80％左右，降至低于10％。经过各级处理，100kg湿污泥转化为干污泥时，重量常不到5kg。第22页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三污泥处理与处置的基本流程见下图第23页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三三、污泥浓缩污泥浓缩的方法：沉降法气浮法离心法第24页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三1、沉降法

①间歇式污泥浓缩池间歇浓缩池可建成矩形或圆形，见图20-4，多用于小型污水处理厂(站)。第25页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

间歇浓缩池设计的主要参数是停留时间。如果停留时间太短，浓缩效果不好；太长不仅占地面积大，还可能造成有机物厌氧发酵，破坏浓缩过程。停留时间的长短最好经过试验决定，在不具备试验条件时，可按不大于24h设计，一般取9～12h。浓缩池的上清液，应回流到初沉池前重新进行处理。第26页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三连续式污泥浓缩池

②．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)，见下图。第27页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三第28页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

连续式浓缩池的合理设计与运行取决于对污泥沉降特性的确切掌握。设计参数主要包括：

a、浓缩池的固体通量单位时间内，通过浓缩池任一断面的干固体量

[kg/(m2.h)或kg/(m2.d)]；

b、水力负荷单位时间内，通过单位浓缩池表面积的上清液溢流量[m3／(m2·h)或m3／(m2.d)]；

第29页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三c、水力停留时间(h或d)。按固体通量计算出浓缩池的面积之后，应与按水力负荷核算的面积相比较，取其大值。初沉污泥最大水力负荷可取1.2-1.6m3／(m2·h)，剩余活性污泥取0.2～0.4m3/(m2·h)。浓缩池的有效水深一般采用4m，当采用竖流式浓缩池时，其水深按沉淀部分的上升流速不大于0.1mm／s计算。浓缩池容积应按污泥在其中停留10~16h进行核算，不宜过长。第30页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三2、气浮浓缩法

气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。气浮法对于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。

第31页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三①气浮浓缩系统的组成

气浮浓缩系统主要是由加压溶气装置和气浮分离装置两部分组成。第32页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三a、加压溶气装置溶气罐一般按加压水停留1～3min设计，溶气效率为50％~90％，绝对压力采用2.5×105～5×105Pa。

b、气浮分离装置(气浮浓缩池)

据国外资料介绍，污泥在气浮浓缩池中的平均停留时间可短至3～5min，国内建议不小于20min。第33页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三②气浮浓缩法的主要设计参数

污泥负荷、气固比、水力负荷、回流比

气固比：溶气水经减压释放出的空气量与需浓缩的固体量之重量比用As表示。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。在有条件时，设计前应进行必要的试验，决定最佳设计参数。在缺乏试验条件时，使用经验数据。第34页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

回流比可按以下公式，根据所需空气量计算：式中：

As——气固比；

Aa——所需空气量，g／h；

S——进入气浮池的固体总量(不计回流水SS)，g／h；

Sa——一定温度下，101325Pa时的空气饱和溶解度，mg／L；

ρ0——入流污泥浓度，g／m3；

R——回流比；

P——绝对大气压（表压），Pa；

f——溶解效率，当溶解气罐内加填料及溶气时间为2~3min时，f=0.9,不加填料时，f=0.5。第35页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三3、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。被分离的污泥和水分别由不同的通道导出机外。离心浓缩机呈全封闭式，可连续工作。一般用于浓缩剩余活性污泥等难脱水物。污泥在机内停留时间只有3min左右，出泥含固率可达4％以上。

第36页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

衡量离心浓缩效果的主要指标有出泥含固率和固体回收率等。固体回收率即浓缩后污泥的固体总量与入流污泥中的固体总量的比值。离心法缺点：电耗很大，在达到相同的浓缩效果时，其电耗约为气浮法的10倍；一般需要添加PFS(聚合硫酸铁)、PAM(聚丙烯酰胺)等助凝剂。第37页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三第38页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三四、污泥的稳定污泥稳定的常用方法：

厌氧消化法1.消化法

好氧消化法

氯化氧化法2.化学消化法

石灰稳定法3.热处理方法

第39页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

好氧消化法类似活性污泥法，在曝气池中进行，曝气时间长达10～20d左右，依靠有机物的好氧代谢和微生物的内源代谢稳定污泥中的有机组成。氯气氧化法在密闭容器中完成，向污泥投加大剂量氯气，接触时间不长；实质上主要是消毒，杀灭微生物以稳定污泥。石灰稳定法中，向污泥投加足量石灰，使污泥的pH值高于12，抑制微生物的生长。热处理法既可杀死微生物借以稳定污泥，还能破坏泥粒间的胶状性能改善污泥的脱水性能。第40页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

厌氧消化是对有机污泥进行稳定处理的最常用的方法。一般认为，当污泥中的挥发性固体的量降低40％左右即可认为已达到污泥的稳定。第41页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

厌氧消化的优点：厌氧消化产生的甲烷能抵消污水厂所需要的一部分能量，并使污泥固体总量减少(通常厌氧消化使25％-50％的污泥固体被分解)，减少了后续污泥处理的费用。消化污泥是一种很好的土壤调节剂，它含有一定量的灰分和有机物，能提高土壤的肥力和改善土壤的结构。消化过程尤其是高温消化过程(在50℃～60℃条件下)，能杀死致病菌。厌氧消化的缺点：投资大，运行易受环境条件的影响，消化污泥不易沉淀。第42页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三1、污泥厌氧消化法的发展和分类根据操作温度，污泥厌氧消化分为中温消化(MesophilicDigestion)和高温消化(ThermophilicDigestion)等。根据负荷率，又可分为低负荷率和高负荷率两种。低负荷率消化池是一个不设加热，搅拌设备的密闭的池子，池液分层，见图20-7。它的负荷率低，一般为0.5～1.6kgVSS／m3·d，消化速度慢，消化期长，停留时间30～60d。第43页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三第44页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

高负荷率消化池的负荷率达1.6-6.4kgVSS／m3·d或更高，与低负荷率池的区别在于连续运行，设有加热、搅拌设备；连续进料和出料；最少停留10-15d；整个池液处于混合状态，不分层；浓度比入流污泥低。高负荷率消化池常设两级，第二级不设搅拌设备，作泥水分离和缩减泥量之用。参见图20-8。第45页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三第46页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三两相消化工艺。它根据厌氧分解的两阶段理论，把产酸和产沼气阶段分开、使之分别在两个池子内完成见图20-9。第47页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三2、影响污泥消化的主要因素①pH值和碱度最佳的pH值为7.0~7.3。为了保证厌氧消化的稳定运行，提高系统的缓冲能力和pH值的稳定性，消化液的碱度保持在2000mg／L以上(以CaCO3计)。②温度试验表明，污泥的厌氧消化受温度的影响很大，一般有二个最优温度区段：在33℃~35℃叫中温消化，在50℃~55℃叫高温消化。第48页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三③负荷率负荷率的表达方式有两种：污泥投配率；有机物负荷率。投配率是指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。投配率的倒数就是生污泥在消化池中的平均停留时间。有机物负荷率是指每日进入的干泥量与池子容积之比，单位：kg干泥／m3·d。它可以较好地反映有机物量与微生物量之间的相对关系。同时要注意，容积负荷较低时，微生物的反应速率与底物(有机物)的浓度有关。在一定范围内，有机负荷率大，消化速率也高。第49页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三④消化池的搅拌

搅拌混和让反应器中的微生物和营养物质(有机物)，充分接触，将使得整个反应器中的物质传递、转化过程加快。通过搅拌，可使有机物充分分解，增加了产气量。此外，搅拌还可打碎消化池面上的浮渣。根据甲烷菌的生长特点，搅拌亦不需要连续运行，过多的搅拌或连续搅拌对甲烷菌的生长也并不有利。目前一般在污泥消化池的实际运行中，采用每隔2h搅拌一次，约搅拌25min左右，每天搅拌12次，共搅拌5h左右。第50页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三⑤．有毒有害物质抑制厌氧微生物的有毒物质主要有：重金属（铅、镉、镍、铜、锌、铬等）铅的抑制浓度为：8~30mg/L

有机毒物（氯仿、酚、甲苯、农药等）无机盐（硫酸根）第51页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三3、消化池的构造

厌氧消化系统的主要设备是消化池及其附属设备。消化池一般是一个锥底或平底的圆池，四周为垂直墙体。大型消化池由现浇钢筋混凝土制成，体积较小的消化池一般用预制构件或钢板制成。整个池子由集气罩、池盖、池体与下锥体四部分组成，见图20-11。圆形消化池的直径一般在6-30m，柱体的高约为直径的一半，而总高接近直径。第52页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三第53页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三第54页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

附属设备有加料、排料、加热、搅拌、破渣、集气、排液、溢流及其他监测防护装置。加热方法分为池外加热和池内加热两种。搅拌方法主要有三种：螺旋浆搅拌的消化池；鼓风机抽吸污泥气射流器抽吸污泥气消化池的监测防护装置应包括安全阀、温度计等。第55页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

破碎浮渣层可采用下列的方法：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时，只要抽吸的气体量足够，由于造成池面的搅动较剧烈，已可达到破碎浮渣层效果。消化池的监测防护装置应包括安全阀、温度计等。第56页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三4、消化池的设计计算

消化池的设计内容包括：池体设计、加热保温系统设计和搅拌设备的设计。消化池池体设计包括池体选型、确定池的数目和单池容积，确定池体各部尺寸和布置消化池的各种管道。目前国内一般按污泥投配率确定消化池有效容积，可按每天处理污泥量及污泥投配率进行计算。考虑到事故或检修，消化池座数不得少于两座，每座消化池的容积，可根据运行的灵活性，结构和地基基础情况考虑决定。第57页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

按有机负荷率(Ns)计算消化池的有效容积，Ns值与污泥的含固率、温度有关。表20-6所列数据可作参考。式中：V—消化池有效容积，m3；

GS—每日要处理的污泥干固体量，kgVSS／dNs—单位容积消化池污泥(VSS)负荷率，kgVSS／(m3/d)。第58页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三第59页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三确定消化池单池有效容积后，就可计算消化池的构造尺寸。圆柱形池体的直径一般为6-35m，柱体高与直径之比为1:2，池总高与直径之比约为0.8~1.0。池底坡度一般为0.08。池顶部突出的圆柱体，其高度和其直径相同，常采用2.0m。池顶至少设两个直径为0.7m的检修口。消化池必须附设各种管道，包括：污泥管(进泥管、出泥管和循环搅拌管)、上清液排放管、溢流管、沼气管和取样管等。第60页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三5、沼气(消化气)的收集和利用在设计消化池时必须同时考虑相应的沼气收集、贮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。估算每公斤挥发固体全部消化后可得0.75-1.1m3消化气(一般含甲烷50％~60％)，而污泥挥发固体的消化率一般为40％~60％。第61页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三第62页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三第63页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三6．消化池发生异常现象的管理

消化池污泥消化过程发生问题后，若不及时控制，将会带来严重后果，恢复期将长达1-3个月。消化过程发生问题的异常表现主要有产气量下降、上清液水质恶化等。(1)产气量下降产气量下降的原因与解决办法主要有：

a．投加污泥浓度过低，产甲烷细菌底物不足，应设法提高投配污泥浓度；

b．消化污泥排量过大，使消化池内产甲烷细菌减少，破坏了产甲烷细菌与营养的平衡，应减少排泥量；第64页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三c．消化池温度降低，可能是由于投配污泥过多或加热设备发生故障。解决办法是减少投配量与排泥量，检查加热设备，保持消化温度；d．消化池容积减少。由于池内浮渣与沉砂量增多，使消化池容积减小，应检查池内搅拌效果及沉砂池的沉砂效果，并及时排除浮渣与沉砂；e．有机酸积累，碱度不足。解决办法是减少投配量，观察池内pH值和碱度变化，如不能改善，则应投加碱度，如石灰、CaCO3等。第65页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三(2)上清液水质恶化上清液水质恶化表现在BOD5和SS浓度增加，原因可能是排泥量不够，固体负荷过大，消化程度不够，搅拌过度等。解决办法是分析上列可能原因，分别加以解决。(3)沼气的气泡异常沼气的气泡异常有三种表现形式：

a．连续喷出像啤酒开盖后出现的气泡，这是消化状态严重恶化的征兆。原因可能是排泥量过大，池内污泥量不足，或有机污泥负荷过高，或搅拌不充分。解决办法是减少或停止排泥，加强搅拌，减少污泥投配；第66页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三b．大量气泡剧烈喷出，但产气量正常。池内由于浮渣层过厚，沼气在层下集聚，一旦沼气穿过浮渣层，就有大量沼气喷出，对策是充分搅拌破碎浮渣层；c．不产气泡，可暂时减少或终止投配污泥，加强搅拌，减少污泥投配；第67页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三五、污泥的调理

1、概述污水处理厂初沉污泥、活性污泥、腐殖污泥及消化污泥自亲水性带负电的胶体颗粒组成，挥发性固体物质含量高、比阻大，脱水较困难，故机械脱水前必须进行污泥调理。

所谓的污泥调理就是破坏污泥胶态结构，减少泥水间的亲和力，改善污泥的脱水性能。第68页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三2、污泥脱水性能的评价指标评价指标有：比阻抗值和毛细吸水值。①．比阻抗值r式中：r——污泥过滤比阻抗，m/kg；b——与污泥性质有关的数值，s／m6。p——过滤压力(滤布前后的压力差)，N／m2；A——过滤面积，m2；ρc——单位体积滤出液所得滤饼干重，kg／m3；μ——滤出液的动力粘滞度，N·s／m2；

过滤比阻抗r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，其脱水性能也越差。第69页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三第70页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三②毛细吸水时间(CST)毛细吸水时间常用符号CST表示，其值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长度的时间，以秒计。CST可使用专用的测定装置测量，如图20-17。CST越大，污泥的脱水性能越差。第71页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

上述两个污泥脱水性能评价指标，当采用压滤或吸滤的方法进行污泥脱水时，可以相对评价某种污泥的脱水性能的好坏。第72页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三3、污泥的调理方法

加药（化学）调理法加热调理法冷冻调理法淘洗加药调理法化学调理法因功效可靠、设备简单，操作方便被广泛采用。第73页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三加热调理法污泥经热处理既可起到调理的作用，又可起到稳定的作用，可使有机物分解，破坏胶体颗粒稳定性，污泥内部水与吸附水被释放,脱水性能大大改善，寄生虫卵、致病菌与病毒等可被杀灭。热处理后污泥进行机械脱水，泥饼含水率仅为30％-45％。但由于耗能较大，所以现在很少应用。冷冻调理法冷冻溶解法是将含有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，然后加热溶解。污泥经过冷冻—溶解过程，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，失去毛细状态，同时细胞破裂，细胞内部水分变成自由水分，从而提高了污泥的沉降性能和脱水性能。淘洗加药法淘洗法适用于消化污泥的预处理。因消化污泥的碱度超过2000mg/L，在进行化学调理时所加的混凝剂需先中和掉碱度，才能起到混凝作用，因此混凝剂大大增加。淘洗法是以污水处理厂的出水或自来水、河水把消化污泥中的碱度洗掉以节省混凝剂用量，但需增加淘洗池和搅拌设备。第74页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三3、加药（化学）调理法

加药调理法的原理就是用化学药品破坏泥水间的亲和力，在污泥中加入混凝剂、助凝剂等化学药剂，使污泥颗粒絮蓬，比阻(或CST)降低，改善脱水性能。污泥化学调理常用的混凝剂有无机混凝剂和有机高分子混凝剂。助凝剂一般不起混凝作用，其作用是调节污泥的pH值、供给污泥以多孔状格网骨架、改变污泥颗粒结构、提高混凝剂的混凝效果，增强絮体强度。第75页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

无机混凝剂是一种电解质化合物，主要有铝盐、铁盐，或铝盐、铁盐的高分子聚合物。有机高分子混凝剂是有机高分子聚合电解质。助凝剂主要有硅藻土、酸性白土、锯屑、污泥焚化灰、电厂粉煤灰、石灰污泥的化学调理剂量与污泥品种和性质、消化程度、固体浓度等有关现场实验或在实验室试验，或参考同类污水厂的药剂投加量。第76页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三①调理剂种类

调理剂分无机调理剂和有机调理剂两大类。

a、无机调理剂

铁盐：氯化铁(FeCl3·6H20)、硫酸铁(Fe2(S04)3·4H20)、硫酸亚铁(FeS04·7H20)和聚合硫酸铁：[Fe2(OH)n(S04)3-n/2]m(PFS)

。铁盐常和石灰联用。

铝盐：硫酸铝[Al(S04)，·18H20]、三氯化铝(AlCl3)、碱式氯化铝(Al(OH)2·Cl)、聚合氯化铝(PAC)：[Al2(OH)·Cl6-n]m

。经同济大学研究表明：石灰在污泥调理中的主要作用是在pH>12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。第77页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三b、有机调理剂

有机合成高分子调理剂种类很多，按聚合度分有低聚合度和高聚合度两种；按离子型分有阳离子型、阴离子型、非离子型、阴阳离于型等。我国用于污泥调理的有机调理剂主要是高聚合度的聚丙烯酰胺系列的絮凝剂产品。

第78页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

阳离子型聚丙烯酰胺由于能中和污泥颗粒表面的负电荷并在颗粒间产生架桥作用而显出较强的凝聚力，调理效果较好，但费用昂贵。同济大学研究开发的阴离子聚丙烯酰胺-石灰法，是一种经济有效的联用调理剂。由于石灰中的Ca(OH)2絮体物表面带有正电荷，所以Ca(OH)2可以通过本身的带电性，将带负电荷的絮凝剂和污泥颗粒吸附在一起，从而促使其他絮凝剂发挥效用，形成一种复合的凝聚体系。第79页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三②．调理剂投加量的确定一般情况下，对于城市污水处理厂污泥，三氯化铁投加量为5％~10％，消石灰投加量为20％~40％，聚合氯化铝和聚合硫酸铁约为1％~3％，阳离子聚丙烯酰胺为0．1％~0．3％。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第80页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三六、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，减轻其重量。经过脱水处理，污泥含水率能从96％左右降到60％～80％，其体积为原体积的1/10～1/5，有利于运输和后续处理。多数国家普遍采用的脱水机械为板框压滤机、带式压滤机和离心机，也有采用干化床对污泥进行自然干化。第81页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

污泥的干化与脱水

污泥经浓缩、消化后，尚有约95％-97％含水率，体积仍很大。为了利用和最终处置，需对污泥作干化(drying)或脱水(dewatering)处理。脱水的作用是去除污泥中的毛细水和表面吸附水，减小其体积。经过脱水处理，污泥含水率能降低到60％-80％，其体积为原体积的1/10-1/5，有利于后续处理。污泥干化与脱水方泊要有自然干化、机械脱水。多数国家普遍采用的脱水机械为板框压滤机、碉滤机和离心机，也有采用干化床对污泥进行自然干化。我国目前污泥脱水也大多采用机械脱水，由于自然干化脱水占地大，卫生条件不好，已经很少被采用。第82页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三1．脱水的基本原理

除蒸发等脱水外，无论是自然干化还是机械脱水，污泥脱水主要是利用过滤介贡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质上，形成滤饼，从而达到脱水的目的。第83页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三造成压力差推动力的方法自4种：（1）依靠污泥本身厚度的静压力（如干化场脱水)

（2）在过滤介质的一面造成负压(如真空脱水)

（3）加压污泥把水分压过介质(如压滤脱水)

（4）造成离心力(如离心脱水)。第84页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三2、污泥的自然干化

污泥的自然干化是利用自然力量而将污泥脱水的，适用于气候比较干燥、用地不紧张以及环境卫生条件允许的地区。①．污泥干化床的构造

a、围堤和隔墙：干化床的周围及中间筑有围堤，一般用土筑成，两边坡度取1:1.5，用围堤或木板将干化床分隔成若干块。

b、输泥槽：输泥槽常设在围堤之上，其坡度取0.01~0.03，输泥槽上每隔一定距离设一放泥口；第85页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三c、滤水层：上层是厚为10~20m，粒径为0.5~1.5mm的砂层，并做成1/100~1/200的坡度，以利于污泥流动；下层是厚为10~20cm，粒径为15~25mm的矿渣、砾石或碎砖层；d、排水系统：在滤水层下面敷设直径为75~100mm的未上釉的陶土管系，接口不密封，每两管中间距离为4~8m，管坡为0.0025~0.0030，埋设深度为1.0~1.2m，排水总管直径为125~150mm，坡度不小0.008；第86页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三e、不透水底层：不透水底层采用粘土做成时，其厚度取0．3~0．5m；采用混凝土做成时，其厚度取0．10～0．15m；

f、如果是有盖式的，还需有支柱和透明顶盖；

g、有些干化床上敷设有轻便铁轨，以运输污泥。第87页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三人工滤层干化厂第88页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三②污泥干化床脱水效果的影响因素气候条件污泥性质污泥调理第89页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三③污泥干化床的设计

干化床设计的主要内容是决定面积与划分块数。干化床面积的计算:式中：S1——干化床的有效面积，m2；

W——每年的总污泥量，m2

／a；

δ——在一年内排放在干化床上的污泥层总厚度，m。第90页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三δ值与污泥本身的性质及气候条件等有关。容易脱水的污泥，可采用较大的δ值；较难脱水的污泥，δ值一般只取1．0~1．5m。在年平均温度为3℃~7℃，年平均降雨量为500mm的地区，干化床上年污泥厚度可按表20-7所列举的数值选用。在其他条件下需乘以地区系数。第91页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三3、污泥的机械脱水及其设备

机械脱水是污泥脱水的主要方向。主要的脱水机械有转筒离心机、板框压滤机、带式压滤机和真空过滤机。真空过滤机已逐步被淘汰，转筒离心机和带式压滤机由于其优点显著发展迅速，在很多国家普遍采用。第92页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三①、带式压滤机

带式压滤机具有能连续运行、操作管理简单、附属设备较少、机器制造容易等特点，从而使投资、劳动力、能源消耗和维护费用都较低，在国内外的污泥脱水中得到了广泛应用。第93页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三a、带式压滤机的构造

主机由许多零部件组成，有导向辊轴、压榨辊轴和上、下滤带，以及滤带的张紧、调速、冲洗、纠偏和驱动装置等。带式压滤机的滤带是以高粘度聚酯切片生产的高强度低弹性单丝原料，经过编织、热定型、接头、加工而成。它具有抗拉强度大，耐折性好，耐酸碱、耐高温、滤水性好、质量轻等优点。利用带式压滤机脱水的污泥的调理药剂一般采用合成有机聚合物。第94页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三第95页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三第96页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三b、带式压滤机的选用通常根据带式压滤机生产能力、污泥量来确定所需滤机宽度和台数。第97页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三②．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。颗粒在离心机械内的离心分离速度可以达到在沉淀池中沉速的1000倍以上，可在很短的时间内，使污泥中很细小的颗粒与水分离。

第98页，讲稿共116页，2023年5月2日，星期三

此外，离心脱水技术与其它脱水技术相比，还具有固体回收率高、分离液浊度低、处理量大、基建费用少、占地少、工作环境卫生、操作简单、自动化程度高等优点，特别重要的是可以不投加或少投加化学调理剂。其动力费用虽然较高，但总运行费用较低，是目