污泥的綜合利用污泥填埋-課件

1、第十八章 污泥的處理和處置第一節(jié) 污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量第二節(jié) 污泥的處置及其前處理第三節(jié) 污泥濃縮第四節(jié) 污泥的穩(wěn)定第五節(jié) 污 泥 的 調(diào) 理第六節(jié) 污 泥 脫 水第七節(jié) 污泥的干燥與焚化 污泥的處理和處置，就是要通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，使污泥得到再利用或以某種不損害環(huán)境的形式重新返回到自然環(huán)境中。第一節(jié) 污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量一、污泥的來源、性質(zhì)及主要指標(biāo)來源處理目的柵渣、沉砂初沉池污泥二沉池污泥消化污泥及化學(xué)污泥富含有機(jī)物，容易腐化、破壞環(huán)境，必須妥善處置降低含水率，使其變流態(tài)為固態(tài)，同時(shí)減少數(shù)量穩(wěn)定有機(jī)物，使其不易腐化，避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。 城市污水廠的污泥量約為處理水體積的1%左右（

2、0.5%1.5%）,二沉池生物污泥含水率99.2%左右。二沉池污泥二、泥性質(zhì)表征參數(shù)含水率與含固率揮發(fā)性固體污泥的組分見365頁表污泥的脫水性能含水率是污泥中水含量的百分?jǐn)?shù)，含固率則是污泥中固體或干泥含量的百分?jǐn)?shù)含水率在85以上呈流態(tài),65 85時(shí)呈塑態(tài)，低于60呈固態(tài)當(dāng)含水率變化時(shí)，污泥體積變化大，近似用下式計(jì)算污泥的體積：二污泥性質(zhì)表征參數(shù)含水率與含固率揮發(fā)性固體污泥的組分見365頁污泥的相對(duì)密度 揮發(fā)性固體(用VSS表示)，是指污泥中在600C的燃燒爐中能被燃燒，并以氣體逸出的那部分固體，反映污泥的穩(wěn)定化程度三、污泥量 計(jì)算城市污水廠的污泥量時(shí)，一般以下表所列的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。污泥種類污

3、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；沉淀池中懸浮物的去除率，%；C0進(jìn)水中懸浮物濃度，mg/L；P污泥含水率，%；污泥密度，以1000kg/m3計(jì)；S每人每天產(chǎn)生的污泥量,一般采用0.30.8L/（d人）;N設(shè)計(jì)人口數(shù)，人。2. 剩余活性污泥量(活性污泥法) (1) 剩余活性污泥量以VSS(揮發(fā)性固體)計(jì): (2) 剩余活性污泥量

4、以SS計(jì): (3) 剩余活性污泥量以體積計(jì):公式估算三、污泥中的水分及其對(duì)污泥處理的影響1. 污泥中的水分(1) 游離水: 存在于污泥顆粒間隙中的水，稱為間隙水或游離水，約占污泥水分的70左右。這部分水一般借助外力可與泥粒分離。(2) 毛細(xì)水: 存在于污泥顆粒間的毛細(xì)管中，稱為毛細(xì)水，約占污泥水分的20左右。也有可能用物理方法分離出來。(3) 附著及內(nèi)部水: 黏附于污泥顆粒表面的附著水和存在于其內(nèi)部(包括生物細(xì)胞內(nèi)的水)的內(nèi)部水，約占污泥中水分的10左右。只有干化才能分離，但也不完全。2. 污泥中的水分對(duì)污泥處理的影響 污泥處理的方法常取決于污泥的含水率和最終的處置方式。第二節(jié) 污泥的處置及其

5、前處理一、污泥的處置二、 污泥處置的前處理 為了減小污泥體積先進(jìn)行濃縮，去除部分水，為避免污泥進(jìn)入環(huán)境時(shí)，其有機(jī)部分發(fā)生腐敗,污染環(huán)境，常在脫水之前先進(jìn)行降解，稱穩(wěn)定。經(jīng)過穩(wěn)定的污泥如果脫水性能差，則還需調(diào)理。農(nóng)業(yè)利用填埋焚燒投放海洋建材污泥處理與處置第三節(jié) 污 泥 濃 縮 污泥濃縮是降低污泥含水率、減少污泥體積的有效方法。 污泥濃縮主要減縮污泥的間隙水。方法重力濃縮氣浮法離心法濃縮后剩余活性污泥含水率由99.2%可降至97-98%。初沉污泥含水率由95-97%可降至90-92%。一、重力濃縮法污泥顆粒在重力濃縮池中的沉降過程：取一定體積的污泥（濃度大于1000mg/L)置于沉降筒內(nèi)攪拌均勻后

6、讓其靜止沉降。假定起始的液面高度為H0，污泥濃度為0。沉降開始不久沉降筒內(nèi)的污泥即出現(xiàn)分層現(xiàn)象，最上層為的清水層，其下為濃度均勻的均降層，再下面為濃度漸變的過渡層，最下層是壓縮層。四層間有三個(gè)界面，隨著沉降時(shí)間的延長(zhǎng)界面I（渾液面）以等速v1下沉，界面、分別以變速v2、v3上升。到某一時(shí)刻，界面I 、首先重合，均降層消失，渾液面由均勻下沉轉(zhuǎn)入變速下沉，速度逐漸減慢，此后界面與渾液面重合，此時(shí)渾液面稱臨界面。其上為清水區(qū)，下面為濃度為c2高度為H2的壓縮層。沉淀曲線：以不同時(shí)間渾液面的高度為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)所得的曲線即為渾液面的沉降曲線曲線分三段：均勻沉降段（沉降速度斜率v1)、減速沉降段、

7、壓縮沉降段(最終沉降速度斜率vu）。臨界面出現(xiàn)時(shí)沉降速度v2,v2=(v1+ vu)/2,臨界面在曲線上的位置K。間歇式重力濃縮池的工作狀況與上面描述的沉降過程相同。其設(shè)計(jì)按相同沉淀試驗(yàn)下所需的沉降時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)。連續(xù)式重力濃縮池的構(gòu)造與沉淀池基本相同。如豎流式濃縮池設(shè)計(jì)重力濃縮池時(shí)，最主要的是確定水平斷面At,兩種設(shè)計(jì)計(jì)算方法介紹：沉淀曲線簡(jiǎn)化計(jì)算法：求臨界點(diǎn)K(t2,H2)求最終壓縮高度Hu=H0c0/cu(cu池底排泥濃度）由Hu求tu由tu求At=Q0tu/H0固體通量曲線法：固體通量(G)：是指單位時(shí)間通過濃縮池某一斷面單位面積的固體質(zhì)量。Kg/m2.hG=Gs+GbGs:固體靜沉引起

8、的固體通量Gb：池底排泥引起的固體通量Gs=vici Gb=uci=Quci/A由物料平衡，在穩(wěn)定連續(xù)工作狀態(tài)下Q0c0=AtG At=Q0c0/G 沉降法主要用于濃縮初沉污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。1. 間歇式污泥濃縮池 設(shè)計(jì)參數(shù)為停留時(shí)間，一般為912h。 濃縮池的上清液，應(yīng)回到初沉池前重新處理。2. 連續(xù)式污泥濃縮池 連續(xù)運(yùn)行的濃縮池可采用沉淀池的形式，一般為豎流式或輻流式。設(shè)計(jì)參數(shù):濃縮池的固體通量kg/(m2h)或kg/(m2d)水力負(fù)荷m3/(m2h)或m3/(m2d)水力停留時(shí)間(h或d)二、 氣浮濃縮法 氣浮濃縮是依靠微小氣泡與污泥顆粒產(chǎn)生黏附作用，使污泥顆粒的密度

9、小于水而上浮，并得到濃縮。1. 氣浮濃縮系統(tǒng)的組成 氣浮濃縮系統(tǒng)主要由加壓溶氣裝置和氣浮分離裝置兩部分組成。2. 氣浮濃縮法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要設(shè)計(jì)參數(shù):污泥負(fù)荷氣固比水力負(fù)荷回流比單位時(shí)間內(nèi)，通過氣浮池?cái)嗝娴母晒腆w量，單位為kg/（m2.h）或kg/（m2.d）氣浮池污泥負(fù)荷:污泥種類負(fù)荷/（kg.m-2.d-1)空氣曝氣的活性污泥2575空氣曝氣的活性污泥經(jīng)沉淀后50100純氧曝氣的活性污泥經(jīng)沉淀后6015050%的初沉污泥+50%的活性污泥經(jīng)沉淀后100200初次沉淀池污泥至2602. 氣浮濃縮法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要設(shè)計(jì)參數(shù):污泥負(fù)荷氣固比水力負(fù)荷回流比溶氣水經(jīng)減壓釋放出的空氣量與需濃縮的固

10、體量之質(zhì)量比，用于污泥濃縮一般取0.010.042. 氣浮濃縮法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要設(shè)計(jì)參數(shù):污泥負(fù)荷氣固比水力負(fù)荷回流比單位時(shí)間內(nèi)，通過氣浮池?cái)嗝娴奶幚砹?，單位為m3/（m2.h）為 m3/（m2.d），一般4080m3/（m2.d）或 23.5 m3/（m2.h)。2. 氣浮濃縮法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要設(shè)計(jì)參數(shù):污泥負(fù)荷氣固比水力負(fù)荷回流比加壓溶氣水量與需要濃縮的污泥量的體積比，通常以R表示，用于污水處理時(shí)取25%50% ，用于污泥濃縮需計(jì)算確定三、離心濃縮法原 理利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)中受到不同的離心力而使兩者分離，達(dá)到濃縮的目的效果指標(biāo)出泥含固率，3min停留時(shí)間，

11、含固率可達(dá)到4固體回收率濃縮后污泥的固體總量與入流污泥中的固體總量的比值污泥種類入流污泥含固率/%濃縮后污泥含固率/%高分子聚合物需要量/（g.kg-1污泥干固體）固體物質(zhì)回收率/%剩余活性污泥0.51.5810085900.51.59095厭氧消化污51.59095普通生物濾池污泥2389090959110.751.59597轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)用于污泥濃縮的運(yùn)行參數(shù)第四節(jié) 污泥的穩(wěn)定污泥的穩(wěn)定:城鎮(zhèn)污水及各種有機(jī)污水處理過程中產(chǎn)生的污泥都含有大量的有機(jī)物，若將這樣的污泥投放到自然界，其中的有機(jī)物在微生物的作用下會(huì)繼續(xù)腐化分解，對(duì)環(huán)境造成危害，所以需采取措施降低其有機(jī)物含量

12、或使其暫時(shí)不產(chǎn)生分解，通常這一過程稱為污泥的穩(wěn)定。污泥的穩(wěn)定是去除或減少污泥中的有機(jī)物，抑制或殺滅其中的微生物，或改變污泥的環(huán)境條件使之不適宜微生物的生存，達(dá)到消除或緩解微生物對(duì)污泥腐化分解的作用。污泥穩(wěn)定化的處理方法:生物法和化學(xué)法。 厭氧消化法 好氧消化法 氯化氧化法 石灰穩(wěn)定法 熱處理法生物法化學(xué)法 常用方法 好氧消化污泥的好氧生物穩(wěn)定稱為好氧消化。目 的15-20d,污泥中的揮發(fā)性固體的量降低40-50%左右好氧消化池設(shè)計(jì)參數(shù)：消化時(shí)間：10-20d揮發(fā)固體容積負(fù)荷：重力濃縮后污泥為0.7-2.8 kg VSS/（m3/d）。機(jī)械濃縮后污泥不大于4.2 kg VSS/（m3/d）。污泥

13、好氧消化效率高，消化液中COD含量低，無異味、系統(tǒng)簡(jiǎn)單以控制。但其能耗大，污泥長(zhǎng)時(shí)間曝氣后難于濃縮。 常用方法 厭氧消化目 的污泥中的揮發(fā)性固體的量降低40左右過 程水解、酸化、產(chǎn)氫乙酸、產(chǎn)甲烷控制過程固態(tài)物的水解、酸化、產(chǎn)甲烷優(yōu) 點(diǎn)產(chǎn)生能量使污泥固體總量減少作土壤調(diào)節(jié)劑殺死致病菌缺 點(diǎn)投資大運(yùn)行易受環(huán)境條件的影響消化污泥不易沉淀消化反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)兩級(jí)高負(fù)荷率厭氧消化系統(tǒng)二、 影響污泥消化的主要因素1. pH和堿度最佳為7.07.3厭氧消化產(chǎn)生有機(jī)酸pH甲烷菌分解有機(jī)酸時(shí)產(chǎn)生的重碳酸鹽不斷增加2. 溫度中溫：3335C高溫：5055C3. 負(fù)荷 厭氧消化池的容積決定于厭氧消化的負(fù)荷率。表達(dá)方式容積

14、負(fù)荷污泥投配率p日進(jìn)入消化池的新鮮污泥量與池子有效容積之比p，在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留時(shí)間（消化時(shí)間）有機(jī)物負(fù)荷參數(shù)為有機(jī)負(fù)荷率每日進(jìn)入的干泥量與池子有效容積之比消化時(shí)間進(jìn)行復(fù)核4. 消化池的攪拌 在有機(jī)物的厭氧發(fā)酵過程中，讓反應(yīng)器中的微生物和營養(yǎng)物質(zhì)(有機(jī)物)攪拌混合，充分接觸，將使得整個(gè)反應(yīng)器中的物質(zhì)傳遞、轉(zhuǎn)化過程加快。5. 有毒有害物質(zhì)作用使池內(nèi)污泥濃度分布均勻，利于微生物生長(zhǎng)繁殖破渣，便于釋放氣體使環(huán)境因素在反應(yīng)器內(nèi)保持均勻沼氣風(fēng)機(jī)攪拌三、 消化池的構(gòu)造主要設(shè)備攪拌螺旋漿沼氣風(fēng)機(jī)射流器抽吸污泥氣破渣用自來水或污泥上清液噴淋將循環(huán)污泥或污泥液送到浮渣層上用沼氣風(fēng)機(jī)或用射流器

15、抽吸污泥氣進(jìn)行攪拌集氣排液溢流監(jiān)測(cè)防護(hù)裝置加料，排料附屬設(shè)備消化池浮動(dòng)、固定式頂蓋柱形、蛋形消化池加熱池外加熱池內(nèi)加熱消化池構(gòu)造浮動(dòng)式蓋消化池螺旋漿攪拌的消化池貯氣罐四、消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容池體設(shè)計(jì)加熱保溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)池體選型確定池的數(shù)目和單池容積確定池體各部尺寸布置消化池的各種管道 消化池有效容積按每天處理污泥量及污泥投配率P進(jìn)行計(jì)算：消化池有效容積按有機(jī)負(fù)荷(Lvs)計(jì)算：式中：V消化池有效容積，m3； V每天要處理的污泥量，m3/d； p污泥投配率，城市污水廠高負(fù)荷率消化池，當(dāng)消化溫度為3035時(shí)，p可取6%18%； C污泥揮發(fā)固體濃度vss； Td消化時(shí)間 d ； Lvs單位容

16、積消化池污泥（VSS）負(fù)荷， kg VSS/（m3/d）。V=V.Td計(jì)算消化池的構(gòu)造尺寸： 消化池必須附設(shè)各種管道：污泥管、上清液排放管、溢流管、沼氣管和取樣管。消化池座數(shù)n：五、沼氣(消化氣)的收集和利用 污泥和高濃度有機(jī)廢水的厭氧消化均會(huì)產(chǎn)生大量沼氣。 在設(shè)計(jì)消化池時(shí)必須同時(shí)考慮相應(yīng)的沼氣收集、儲(chǔ)存和安全等配套設(shè)施，以及利用沼氣加熱入流污泥和池液的設(shè)備。 污泥消化所產(chǎn)生的以甲烷為主的消化氣量，主要取決于被消化的揮發(fā)固體量，1kg揮發(fā)固體的產(chǎn)氣量為0.75-1.12m3。 常用方法 化學(xué)穩(wěn)定法石灰穩(wěn)定法：使污泥的Ph升高到11-11.5，在150c下接觸4h殺菌。氯穩(wěn)定法：氯能殺死各種致病

17、微生物且有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。臭氧穩(wěn)定法：臭氧能殺死各種致病微生物且能滅活病毒達(dá)到穩(wěn)定。第五節(jié) 污泥脫水 消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥與初沉污泥的混合污泥等在脫水之前應(yīng)進(jìn)行調(diào)理，以改善污泥的脫水性能。 調(diào)理就是破壞污泥的膠態(tài)結(jié)構(gòu)、減少泥水間的親和力，改善污泥的脫水性能。方法加藥調(diào)理法淘洗加藥調(diào)理法加熱調(diào)理法冷凍調(diào)理法加骨粒調(diào)理法 污泥的調(diào)理二、污泥脫水性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)1. 比阻抗值r 當(dāng)p為常數(shù)值時(shí)，可積分并整理成為下式：由此： 比阻抗值的物理意義是單位干重濾餅的阻力m/kg，比阻抗值越大的污泥，越難過濾，其脫水性能也差。t/V與V呈直線關(guān)系，其斜率為：2. 毛細(xì)吸水時(shí)間(CST) 其值等于污

18、泥與濾紙接觸時(shí)，在毛細(xì)管的作用下，水分在濾紙上滲透1cm長(zhǎng)度的時(shí)間，以秒計(jì)。CST值測(cè)定裝置示意圖三、 加藥調(diào)理法原理用化學(xué)藥品破壞泥水間的親和力，通過調(diào)理使污泥的比阻抗 (或CST)降低1. 調(diào)理劑種類無機(jī)調(diào)理劑有機(jī)調(diào)理劑2. 調(diào)理劑投加量的確定 作比阻抗r及CST與調(diào)理劑用量的關(guān)系曲線圖確定最佳調(diào)理劑用量和品種。3. 影響污泥調(diào)理效果的因素污泥性質(zhì)調(diào)理劑品種污泥調(diào)理?xiàng)l件溫度pH調(diào)理劑配制濃度混合條件一、概述 污泥脫水的作用是去除污泥中的間隙水、毛細(xì)水和表面附著水，從而縮小其體積，減輕其質(zhì)量。二、 污泥的自然脫水1. 污泥干化場(chǎng)的構(gòu)造圍堤和隔墻輸泥槽濾水層排水系統(tǒng)不透水底層支柱和透明頂蓋輕便

19、鐵軌 污 泥 脫 水污泥干化床2. 污泥干化床脫水效果的影響因素氣候條件污泥性質(zhì)污泥調(diào)理3. 污泥干化床的設(shè)計(jì)決定面積劃分塊數(shù)干化床面積三、 污泥的機(jī)械脫水及其設(shè)備脫水機(jī)械轉(zhuǎn)筒離心機(jī)板框壓濾機(jī)帶式壓濾機(jī)真空過濾機(jī)1. 帶式壓濾機(jī) 帶式壓濾機(jī)工藝的開發(fā)成功的關(guān)鍵是濾帶的開發(fā)，是合成有機(jī)聚合物發(fā)展的結(jié)果。(1) 帶式壓濾機(jī)的構(gòu)造:(2) 帶式壓濾機(jī)的選用: 通常根據(jù)帶式壓濾機(jī)生產(chǎn)能力、污泥量來確定所需濾機(jī)寬度和臺(tái)數(shù)(一般不少于2臺(tái))，并需繪制脫水車間設(shè)備布置圖。2. 污泥離心脫水和轉(zhuǎn)筒式離心機(jī) 污泥離心脫水的原理與離心分離、離心濃縮相同，即利用轉(zhuǎn)動(dòng)使污泥中的固體和液體分離。(1) 轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)的構(gòu)造和脫水過程:轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)構(gòu)造圖脫水后的干泥(2) 轉(zhuǎn)筒離心機(jī)的選擇: 根據(jù)離心機(jī)的處理能力，即每臺(tái)機(jī)每小時(shí)處理濕污泥立方米數(shù)，或每臺(tái)機(jī)每小時(shí)處理干污泥千克數(shù)來決定的。3. 板框壓濾機(jī)(1)板