污泥處理與處置

關(guān)于污泥處理與處置城市污水處理廠所產(chǎn)生的污泥約為處理的水的體積的0.3％~0.5％左右(含水率97%)。這些污泥，屬于固體廢棄物，一般富含有機(jī)物、病菌等，若不加處理隨意堆放，將對(duì)周圍環(huán)境造成新的污染。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。在排水工程中，將改變污泥性質(zhì)稱為處理，而安排出路稱為處置。在城市污水處理廠中，污泥處理所需的費(fèi)用占總投資的20%-50%。第2頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天目的1、使污水廠正常運(yùn)行，確保污水處理效果。2、使易腐化發(fā)臭有機(jī)物穩(wěn)定處理3、妥善處理有害、有毒物質(zhì)4、綜合利用有用物質(zhì)，變害為利。

減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化第3頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量1、污泥的來源、性質(zhì)及主要指標(biāo)城市污水廠的污泥主要有：柵渣、沉砂池沉渣、初沉池污泥和二沉池生物污泥等。柵渣呈垃圾狀，沉砂池的沉渣主要含有比重較大的無機(jī)顆粒，所以這兩者一般作為垃圾處置。初沉池污泥和二沉池生物污泥，因富含有機(jī)物，容易腐化、破壞環(huán)境，必須妥善處置。表征污泥性質(zhì)的主要參數(shù)或項(xiàng)目有：含水率與含固率、揮發(fā)性固體、有毒有害物含量以及脫水性能等。第4頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天①．含水率與含固率含水率是污泥中水含量的百分?jǐn)?shù)。含固率是污泥中固體或干泥含量的百分?jǐn)?shù)。干污泥量是濕泥量與含固率的乘積。通常含水率在85％以上時(shí)，污泥呈流態(tài)，65％-85％時(shí)呈塑態(tài)；低于60％時(shí)，則呈固態(tài)。第5頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

②揮發(fā)性固體揮發(fā)性固體(用VSS表示)，是指污泥中在600℃的燃燒爐中能被燃燒，并以氣體逸出的那部分固體。通常用于表示污泥中的有機(jī)物的量，常用mg／L表示，有時(shí)也用重量百分?jǐn)?shù)表示。

VSS也反映污泥的穩(wěn)定化程度。第6頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天③．污泥中的有毒有害物質(zhì)

城市污水處理廠的污泥中含有病菌、病毒、寄生蟲卵及重金屬等。污泥中的重金屬是主要的有害物質(zhì)，重金屬含量超過規(guī)定的污泥不能用作農(nóng)肥。第7頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天④．污泥的脫水性能

脫水性能主要指，污泥過濾去除水分的難易，即濾速的快慢。影響脫水性能的因素，主要是污泥的化學(xué)成分、膠體性質(zhì)、污泥顆粒與水的親和力。主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為：比阻抗值毛細(xì)吸水時(shí)間第8頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天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——沉淀池中懸浮物的去除率，%；

ρ0——進(jìn)水中懸浮物濃度，mg/L；

P——污泥含水率，%；

ρ——污泥密度，以1000kg/m3計(jì)。第9頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天②剩余活性污泥量a、剩余活性污泥量以VSS(揮發(fā)性固體計(jì))：

PX——剩余活性污泥，kgvss／d；

Y——產(chǎn)率系數(shù)kgVSS／kgBOD5,一般采用0.5~0.6;ρs0——曝氣池入流的BOD5kg/m3；

ρse——二沉池出流的BOD5kg/m3；

qv——曝氣池設(shè)計(jì)流量，m3/d;Kd——內(nèi)源代謝系數(shù)，一般采用0.06~0.1d-1;ρX——曝氣池的平均VSS濃度，kg/m3;V——曝氣池容積，m3;第10頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

b、剩余活性污泥量以SS(懸浮固體)計(jì)：式中：Pss—剩余活性污泥量，kgSS／df—之值，一般采用0.6~0.75第11頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天C、剩余活性污泥量以體積計(jì)式中：Vss——剩余活性污泥量，m3／d；Pss——產(chǎn)生的懸浮固體kgSS／d；P——污泥含水率，％；ρ——污泥密度，以1000kg／m3計(jì)。第12頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、污泥中的水分及其對(duì)污泥處理的影響①．污泥中的水分

第13頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天a、游離水又稱間隙水存在于污泥顆粒間隙中的水，約占污泥水分的70％左右。這部分水一般借助重力可與泥粒分離。

b、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。需較大的外力才能從分離，如機(jī)械力。

c、內(nèi)部水粘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。只有干燥或焚燒才能分離。第14頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天②污泥中的水分對(duì)污泥處理的影響

含水率大于98％的污泥，一般要考慮濃縮，使含水率降至96％左右，以減少污泥體積，有利于后續(xù)處理。為了便于污泥處置時(shí)的運(yùn)輸，污泥要脫水，使含水率降至80％以下，失去流態(tài)。用板框壓濾的方法進(jìn)行污泥脫水。第15頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天第16頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、污泥的處置及其前處理

1、污泥的處置污泥處置的基本問題是利用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，為污泥提供出路，同時(shí)要認(rèn)真考慮污泥處置所產(chǎn)生的各種環(huán)境和經(jīng)濟(jì)問題，并按一定的要求(法規(guī)、條例等)妥善地解決。第17頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天①．農(nóng)業(yè)利用

下表所列舉的是我國(guó)和德國(guó)對(duì)農(nóng)用污泥中幾種重金屬最高含量的規(guī)定。第18頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天②填埋

污泥單獨(dú)填埋或者與垃圾混合填埋是常用的最終處置方法。污泥在填埋之前要經(jīng)過穩(wěn)定處理，在選擇填埋場(chǎng)時(shí)要研究該處的水文地質(zhì)條件和土壤條件，避免地下水受到污染。對(duì)填埋場(chǎng)的滲濾液應(yīng)當(dāng)收集并作適當(dāng)處理，場(chǎng)地徑流應(yīng)妥善排放。填埋場(chǎng)的管理非常重要，要定期監(jiān)測(cè)填埋場(chǎng)附的地下水、地面水、土壤中的有害物(如重金屬)，還要注意沼氣的排放。第19頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天③焚燒

焚燒可使污泥體積大幅度減小，且可滅菌。污泥灰量大約是含水率75％的污泥的1／10。焚燒后的灰燼可填埋或利用。焚燒時(shí)的尾氣必須進(jìn)行處理。焚燒設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用都比較大，在單純用作處置手段時(shí)需要慎重研究。第20頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天④投放海洋

為避免海岸線及近海污染，要求將污泥投入遠(yuǎn)洋。投入遠(yuǎn)洋雖暫時(shí)沒有出現(xiàn)問題，但后果可能極為嚴(yán)重，已在各國(guó)環(huán)保人員和公眾當(dāng)中引起激烈的爭(zhēng)論，遭到嚴(yán)厲的批評(píng)。因此，一般不使用。第21頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、污泥處置的前處理濃縮：是降低污泥含水率的最簡(jiǎn)單有效的方法，使剩余活性污泥的含水率約從99．2％，下降到97．5％左右，污泥體積縮到原來的1/3左右。穩(wěn)定：為了避免污泥進(jìn)入環(huán)境時(shí)，污泥有機(jī)部分發(fā)生腐敗，污染環(huán)境，在其脫水之前先進(jìn)行降解。調(diào)理：使經(jīng)過穩(wěn)定的污泥如果脫水性能變好。干化：使脫水污泥的含水率由60％～80％左右，降至低于10％。經(jīng)過各級(jí)處理，100kg濕污泥轉(zhuǎn)化為干污泥時(shí)，重量常不到5kg。第22頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天污泥處理與處置的基本流程見下圖第23頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、污泥濃縮污泥濃縮的方法：沉降法氣浮法離心法第24頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、沉降法

①間歇式污泥濃縮池間歇濃縮池可建成矩形或圓形，見圖20-4，多用于小型污水處理廠(站)。第25頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

間歇濃縮池設(shè)計(jì)的主要參數(shù)是停留時(shí)間。如果停留時(shí)間太短，濃縮效果不好；太長(zhǎng)不僅占地面積大，還可能造成有機(jī)物厭氧發(fā)酵，破壞濃縮過程。停留時(shí)間的長(zhǎng)短最好經(jīng)過試驗(yàn)決定，在不具備試驗(yàn)條件時(shí)，可按不大于24h設(shè)計(jì)，一般取9～12h。濃縮池的上清液，應(yīng)回流到初沉池前重新進(jìn)行處理。第26頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天連續(xù)式污泥濃縮池

②．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)，見下圖。第27頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天第28頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

連續(xù)式濃縮池的合理設(shè)計(jì)與運(yùn)行取決于對(duì)污泥沉降特性的確切掌握。設(shè)計(jì)參數(shù)主要包括：

a、濃縮池的固體通量單位時(shí)間內(nèi)，通過濃縮池任一斷面的干固體量

[kg/(m2.h)或kg/(m2.d)]；

b、水力負(fù)荷單位時(shí)間內(nèi)，通過單位濃縮池表面積的上清液溢流量[m3／(m2·h)或m3／(m2.d)]；

第29頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天c、水力停留時(shí)間(h或d)。按固體通量計(jì)算出濃縮池的面積之后，應(yīng)與按水力負(fù)荷核算的面積相比較，取其大值。初沉污泥最大水力負(fù)荷可取1.2-1.6m3／(m2·h)，剩余活性污泥取0.2～0.4m3/(m2·h)。濃縮池的有效水深一般采用4m，當(dāng)采用豎流式濃縮池時(shí)，其水深按沉淀部分的上升流速不大于0.1mm／s計(jì)算。濃縮池容積應(yīng)按污泥在其中停留10~16h進(jìn)行核算，不宜過長(zhǎng)。第30頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、氣浮濃縮法

氣浮濃縮是依靠微小氣泡與污泥顆粒產(chǎn)生粘附作用，使污泥顆粒的密度小于水而上浮，并得到濃縮。氣浮法對(duì)于濃縮密度接近于水的、疏水的污泥尤其適用，對(duì)于濃縮時(shí)易發(fā)生污泥膨脹的、易發(fā)酵的剩余活性污泥，其效果尤為顯著。

第31頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天①氣浮濃縮系統(tǒng)的組成

氣浮濃縮系統(tǒng)主要是由加壓溶氣裝置和氣浮分離裝置兩部分組成。第32頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天a、加壓溶氣裝置溶氣罐一般按加壓水停留1～3min設(shè)計(jì)，溶氣效率為50％~90％，絕對(duì)壓力采用2.5×105～5×105Pa。

b、氣浮分離裝置(氣浮濃縮池)

據(jù)國(guó)外資料介紹，污泥在氣浮濃縮池中的平均停留時(shí)間可短至3～5min，國(guó)內(nèi)建議不小于20min。第33頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天②氣浮濃縮法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

污泥負(fù)荷、氣固比、水力負(fù)荷、回流比

氣固比：溶氣水經(jīng)減壓釋放出的空氣量與需濃縮的固體量之重量比用As表示?；亓鞅龋杭訅喝軞馑颗c需要濃縮的污泥量的體積比，通常以R表示。在有條件時(shí)，設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行必要的試驗(yàn)，決定最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。在缺乏試驗(yàn)條件時(shí)，使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。第34頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

回流比可按以下公式，根據(jù)所需空氣量計(jì)算：式中：

As——?dú)夤瘫龋?/p>

Aa——所需空氣量，g／h；

S——進(jìn)入氣浮池的固體總量(不計(jì)回流水SS)，g／h；

Sa——一定溫度下，101325Pa時(shí)的空氣飽和溶解度，mg／L；

ρ0——入流污泥濃度，g／m3；

R——回流比；

P——絕對(duì)大氣壓（表壓），Pa；

f——溶解效率，當(dāng)溶解氣罐內(nèi)加填料及溶氣時(shí)間為2~3min時(shí)，f=0.9,不加填料時(shí)，f=0.5。第35頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、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。被分離的污泥和水分別由不同的通道導(dǎo)出機(jī)外。離心濃縮機(jī)呈全封閉式，可連續(xù)工作。一般用于濃縮剩余活性污泥等難脫水物。污泥在機(jī)內(nèi)停留時(shí)間只有3min左右，出泥含固率可達(dá)4％以上。

第36頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

衡量離心濃縮效果的主要指標(biāo)有出泥含固率和固體回收率等。固體回收率即濃縮后污泥的固體總量與入流污泥中的固體總量的比值。離心法缺點(diǎn)：電耗很大，在達(dá)到相同的濃縮效果時(shí)，其電耗約為氣浮法的10倍；一般需要添加PFS(聚合硫酸鐵)、PAM(聚丙烯酰胺)等助凝劑。第37頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天第38頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、污泥的穩(wěn)定污泥穩(wěn)定的常用方法：

厭氧消化法1.消化法

好氧消化法

氯化氧化法2.化學(xué)消化法

石灰穩(wěn)定法3.熱處理方法

第39頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

好氧消化法類似活性污泥法，在曝氣池中進(jìn)行，曝氣時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10～20d左右，依靠有機(jī)物的好氧代謝和微生物的內(nèi)源代謝穩(wěn)定污泥中的有機(jī)組成。氯氣氧化法在密閉容器中完成，向污泥投加大劑量氯氣，接觸時(shí)間不長(zhǎng)；實(shí)質(zhì)上主要是消毒，殺滅微生物以穩(wěn)定污泥。石灰穩(wěn)定法中，向污泥投加足量石灰，使污泥的pH值高于12，抑制微生物的生長(zhǎng)。熱處理法既可殺死微生物借以穩(wěn)定污泥，還能破壞泥粒間的膠狀性能改善污泥的脫水性能。第40頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

厭氧消化是對(duì)有機(jī)污泥進(jìn)行穩(wěn)定處理的最常用的方法。一般認(rèn)為，當(dāng)污泥中的揮發(fā)性固體的量降低40％左右即可認(rèn)為已達(dá)到污泥的穩(wěn)定。第41頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

厭氧消化的優(yōu)點(diǎn)：厭氧消化產(chǎn)生的甲烷能抵消污水廠所需要的一部分能量，并使污泥固體總量減少(通常厭氧消化使25％-50％的污泥固體被分解)，減少了后續(xù)污泥處理的費(fèi)用。消化污泥是一種很好的土壤調(diào)節(jié)劑，它含有一定量的灰分和有機(jī)物，能提高土壤的肥力和改善土壤的結(jié)構(gòu)。消化過程尤其是高溫消化過程(在50℃～60℃條件下)，能殺死致病菌。厭氧消化的缺點(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。第42頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、污泥厭氧消化法的發(fā)展和分類根據(jù)操作溫度，污泥厭氧消化分為中溫消化(MesophilicDigestion)和高溫消化(ThermophilicDigestion)等。根據(jù)負(fù)荷率，又可分為低負(fù)荷率和高負(fù)荷率兩種。低負(fù)荷率消化池是一個(gè)不設(shè)加熱，攪拌設(shè)備的密閉的池子，池液分層，見圖20-7。它的負(fù)荷率低，一般為0.5～1.6kgVSS／m3·d，消化速度慢，消化期長(zhǎng)，停留時(shí)間30～60d。第43頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天第44頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

高負(fù)荷率消化池的負(fù)荷率達(dá)1.6-6.4kgVSS／m3·d或更高，與低負(fù)荷率池的區(qū)別在于連續(xù)運(yùn)行，設(shè)有加熱、攪拌設(shè)備；連續(xù)進(jìn)料和出料；最少停留10-15d；整個(gè)池液處于混合狀態(tài)，不分層；濃度比入流污泥低。高負(fù)荷率消化池常設(shè)兩級(jí)，第二級(jí)不設(shè)攪拌設(shè)備，作泥水分離和縮減泥量之用。參見圖20-8。第45頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天第46頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天兩相消化工藝。它根據(jù)厭氧分解的兩階段理論，把產(chǎn)酸和產(chǎn)沼氣階段分開、使之分別在兩個(gè)池子內(nèi)完成見圖20-9。第47頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、影響污泥消化的主要因素①pH值和堿度最佳的pH值為7.0~7.3。為了保證厭氧消化的穩(wěn)定運(yùn)行，提高系統(tǒng)的緩沖能力和pH值的穩(wěn)定性，消化液的堿度保持在2000mg／L以上(以CaCO3計(jì))。②溫度試驗(yàn)表明，污泥的厭氧消化受溫度的影響很大，一般有二個(gè)最優(yōu)溫度區(qū)段：在33℃~35℃叫中溫消化，在50℃~55℃叫高溫消化。第48頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天③負(fù)荷率負(fù)荷率的表達(dá)方式有兩種：污泥投配率；有機(jī)物負(fù)荷率。投配率是指日進(jìn)入的污泥量與池子容積之比，在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留時(shí)間。投配率的倒數(shù)就是生污泥在消化池中的平均停留時(shí)間。有機(jī)物負(fù)荷率是指每日進(jìn)入的干泥量與池子容積之比，單位：kg干泥／m3·d。它可以較好地反映有機(jī)物量與微生物量之間的相對(duì)關(guān)系。同時(shí)要注意，容積負(fù)荷較低時(shí)，微生物的反應(yīng)速率與底物(有機(jī)物)的濃度有關(guān)。在一定范圍內(nèi)，有機(jī)負(fù)荷率大，消化速率也高。第49頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天④消化池的攪拌

攪拌混和讓反應(yīng)器中的微生物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(有機(jī)物)，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。通過攪拌，可使有機(jī)物充分分解，增加了產(chǎn)氣量。此外，攪拌還可打碎消化池面上的浮渣。根據(jù)甲烷菌的生長(zhǎng)特點(diǎn)，攪拌亦不需要連續(xù)運(yùn)行，過多的攪拌或連續(xù)攪拌對(duì)甲烷菌的生長(zhǎng)也并不有利。目前一般在污泥消化池的實(shí)際運(yùn)行中，采用每隔2h攪拌一次，約攪拌25min左右，每天攪拌12次，共攪拌5h左右。第50頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天⑤．有毒有害物質(zhì)抑制厭氧微生物的有毒物質(zhì)主要有：重金屬（鉛、鎘、鎳、銅、鋅、鉻等）鉛的抑制濃度為：8~30mg/L

有機(jī)毒物（氯仿、酚、甲苯、農(nóng)藥等）無機(jī)鹽（硫酸根）第51頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、消化池的構(gòu)造

厭氧消化系統(tǒng)的主要設(shè)備是消化池及其附屬設(shè)備。消化池一般是一個(gè)錐底或平底的圓池，四周為垂直墻體。大型消化池由現(xiàn)澆鋼筋混凝土制成，體積較小的消化池一般用預(yù)制構(gòu)件或鋼板制成。整個(gè)池子由集氣罩、池蓋、池體與下錐體四部分組成，見圖20-11。圓形消化池的直徑一般在6-30m，柱體的高約為直徑的一半，而總高接近直徑。第52頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天第53頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天第54頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

附屬設(shè)備有加料、排料、加熱、攪拌、破渣、集氣、排液、溢流及其他監(jiān)測(cè)防護(hù)裝置。加熱方法分為池外加熱和池內(nèi)加熱兩種。攪拌方法主要有三種：螺旋漿攪拌的消化池；鼓風(fēng)機(jī)抽吸污泥氣射流器抽吸污泥氣消化池的監(jiān)測(cè)防護(hù)裝置應(yīng)包括安全閥、溫度計(jì)等。第55頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

破碎浮渣層可采用下列的方法：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；用鼓風(fēng)機(jī)或用射流器抽吸污泥氣進(jìn)行攪拌時(shí)，只要抽吸的氣體量足夠，由于造成池面的攪動(dòng)較劇烈，已可達(dá)到破碎浮渣層效果。消化池的監(jiān)測(cè)防護(hù)裝置應(yīng)包括安全閥、溫度計(jì)等。第56頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天4、消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算

消化池的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：池體設(shè)計(jì)、加熱保溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)和攪拌設(shè)備的設(shè)計(jì)。消化池池體設(shè)計(jì)包括池體選型、確定池的數(shù)目和單池容積，確定池體各部尺寸和布置消化池的各種管道。目前國(guó)內(nèi)一般按污泥投配率確定消化池有效容積，可按每天處理污泥量及污泥投配率進(jìn)行計(jì)算?？紤]到事故或檢修，消化池座數(shù)不得少于兩座，每座消化池的容積，可根據(jù)運(yùn)行的靈活性，結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)情況考慮決定。第57頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

按有機(jī)負(fù)荷率(Ns)計(jì)算消化池的有效容積，Ns值與污泥的含固率、溫度有關(guān)。表20-6所列數(shù)據(jù)可作參考。式中：V—消化池有效容積，m3；

GS—每日要處理的污泥干固體量，kgVSS／dNs—單位容積消化池污泥(VSS)負(fù)荷率，kgVSS／(m3/d)。第58頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天第59頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天確定消化池單池有效容積后，就可計(jì)算消化池的構(gòu)造尺寸。圓柱形池體的直徑一般為6-35m，柱體高與直徑之比為1:2，池總高與直徑之比約為0.8~1.0。池底坡度一般為0.08。池頂部突出的圓柱體，其高度和其直徑相同，常采用2.0m。池頂至少設(shè)兩個(gè)直徑為0.7m的檢修口。消化池必須附設(shè)各種管道，包括：污泥管(進(jìn)泥管、出泥管和循環(huán)攪拌管)、上清液排放管、溢流管、沼氣管和取樣管等。第60頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天5、沼氣(消化氣)的收集和利用在設(shè)計(jì)消化池時(shí)必須同時(shí)考慮相應(yīng)的沼氣收集、貯存和安全等配套設(shè)施，以及利用沼氣加熱入流污泥和池液的設(shè)備。估算每公斤揮發(fā)固體全部消化后可得0.75-1.1m3消化氣(一般含甲烷50％~60％)，而污泥揮發(fā)固體的消化率一般為40％~60％。第61頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天第62頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天第63頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天6．消化池發(fā)生異?，F(xiàn)象的管理

消化池污泥消化過程發(fā)生問題后，若不及時(shí)控制，將會(huì)帶來嚴(yán)重后果，恢復(fù)期將長(zhǎng)達(dá)1-3個(gè)月。消化過程發(fā)生問題的異常表現(xiàn)主要有產(chǎn)氣量下降、上清液水質(zhì)惡化等。(1)產(chǎn)氣量下降產(chǎn)氣量下降的原因與解決辦法主要有：

a．投加污泥濃度過低，產(chǎn)甲烷細(xì)菌底物不足，應(yīng)設(shè)法提高投配污泥濃度；

b．消化污泥排量過大，使消化池內(nèi)產(chǎn)甲烷細(xì)菌減少，破壞了產(chǎn)甲烷細(xì)菌與營(yíng)養(yǎng)的平衡，應(yīng)減少排泥量；第64頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天c．消化池溫度降低，可能是由于投配污泥過多或加熱設(shè)備發(fā)生故障。解決辦法是減少投配量與排泥量，檢查加熱設(shè)備，保持消化溫度；d．消化池容積減少。由于池內(nèi)浮渣與沉砂量增多，使消化池容積減小，應(yīng)檢查池內(nèi)攪拌效果及沉砂池的沉砂效果，并及時(shí)排除浮渣與沉砂；e．有機(jī)酸積累，堿度不足。解決辦法是減少投配量，觀察池內(nèi)pH值和堿度變化，如不能改善，則應(yīng)投加堿度，如石灰、CaCO3等。第65頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)上清液水質(zhì)惡化上清液水質(zhì)惡化表現(xiàn)在BOD5和SS濃度增加，原因可能是排泥量不夠，固體負(fù)荷過大，消化程度不夠，攪拌過度等。解決辦法是分析上列可能原因，分別加以解決。(3)沼氣的氣泡異常沼氣的氣泡異常有三種表現(xiàn)形式：

a．連續(xù)噴出像啤酒開蓋后出現(xiàn)的氣泡，這是消化狀態(tài)嚴(yán)重惡化的征兆。原因可能是排泥量過大，池內(nèi)污泥量不足，或有機(jī)污泥負(fù)荷過高，或攪拌不充分。解決辦法是減少或停止排泥，加強(qiáng)攪拌，減少污泥投配；第66頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天b．大量氣泡劇烈噴出，但產(chǎn)氣量正常。池內(nèi)由于浮渣層過厚，沼氣在層下集聚，一旦沼氣穿過浮渣層，就有大量沼氣噴出，對(duì)策是充分?jǐn)嚢杵扑楦≡鼘?；c．不產(chǎn)氣泡，可暫時(shí)減少或終止投配污泥，加強(qiáng)攪拌，減少污泥投配；第67頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天五、污泥的調(diào)理

1、概述污水處理廠初沉污泥、活性污泥、腐殖污泥及消化污泥自親水性帶負(fù)電的膠體顆粒組成，揮發(fā)性固體物質(zhì)含量高、比阻大，脫水較困難，故機(jī)械脫水前必須進(jìn)行污泥調(diào)理。

所謂的污泥調(diào)理就是破壞污泥膠態(tài)結(jié)構(gòu)，減少泥水間的親和力，改善污泥的脫水性能。第68頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、污泥脫水性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo)有：比阻抗值和毛細(xì)吸水值。①．比阻抗值r式中：r——污泥過濾比阻抗，m/kg；b——與污泥性質(zhì)有關(guān)的數(shù)值，s／m6。p——過濾壓力(濾布前后的壓力差)，N／m2；A——過濾面積，m2；ρc——單位體積濾出液所得濾餅干重，kg／m3；μ——濾出液的動(dòng)力粘滯度，N·s／m2；

過濾比阻抗r的物理意義是單位干重濾餅的阻力，比阻抗值越大的污泥，越難過濾，其脫水性能也越差。第69頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天第70頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天②毛細(xì)吸水時(shí)間(CST)毛細(xì)吸水時(shí)間常用符號(hào)CST表示，其值等于污泥與濾紙接觸時(shí)，在毛細(xì)管作用下，水分在濾紙上滲透1cm長(zhǎng)度的時(shí)間，以秒計(jì)。CST可使用專用的測(cè)定裝置測(cè)量，如圖20-17。CST越大，污泥的脫水性能越差。第71頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

上述兩個(gè)污泥脫水性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，當(dāng)采用壓濾或吸濾的方法進(jìn)行污泥脫水時(shí)，可以相對(duì)評(píng)價(jià)某種污泥的脫水性能的好壞。第72頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、污泥的調(diào)理方法

加藥（化學(xué)）調(diào)理法加熱調(diào)理法冷凍調(diào)理法淘洗加藥調(diào)理法化學(xué)調(diào)理法因功效可靠、設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便被廣泛采用。第73頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天加熱調(diào)理法污泥經(jīng)熱處理既可起到調(diào)理的作用，又可起到穩(wěn)定的作用，可使有機(jī)物分解，破壞膠體顆粒穩(wěn)定性，污泥內(nèi)部水與吸附水被釋放,脫水性能大大改善，寄生蟲卵、致病菌與病毒等可被殺滅。熱處理后污泥進(jìn)行機(jī)械脫水，泥餅含水率僅為30％-45％。但由于耗能較大，所以現(xiàn)在很少應(yīng)用。冷凍調(diào)理法冷凍溶解法是將含有大量水分的污泥冷凍，使溫度下降到凝固點(diǎn)以下，污泥開始凍結(jié)，然后加熱溶解。污泥經(jīng)過冷凍—溶解過程，由于溫度發(fā)生大幅度變化，使膠體顆粒脫穩(wěn)凝聚，顆粒由細(xì)變大，失去毛細(xì)狀態(tài)，同時(shí)細(xì)胞破裂，細(xì)胞內(nèi)部水分變成自由水分，從而提高了污泥的沉降性能和脫水性能。淘洗加藥法淘洗法適用于消化污泥的預(yù)處理。因消化污泥的堿度超過2000mg/L，在進(jìn)行化學(xué)調(diào)理時(shí)所加的混凝劑需先中和掉堿度，才能起到混凝作用，因此混凝劑大大增加。淘洗法是以污水處理廠的出水或自來水、河水把消化污泥中的堿度洗掉以節(jié)省混凝劑用量，但需增加淘洗池和攪拌設(shè)備。第74頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、加藥（化學(xué)）調(diào)理法

加藥調(diào)理法的原理就是用化學(xué)藥品破壞泥水間的親和力，在污泥中加入混凝劑、助凝劑等化學(xué)藥劑，使污泥顆粒絮蓬，比阻(或CST)降低，改善脫水性能。污泥化學(xué)調(diào)理常用的混凝劑有無機(jī)混凝劑和有機(jī)高分子混凝劑。助凝劑一般不起混凝作用，其作用是調(diào)節(jié)污泥的pH值、供給污泥以多孔狀格網(wǎng)骨架、改變污泥顆粒結(jié)構(gòu)、提高混凝劑的混凝效果，增強(qiáng)絮體強(qiáng)度。第75頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

無機(jī)混凝劑是一種電解質(zhì)化合物，主要有鋁鹽、鐵鹽，或鋁鹽、鐵鹽的高分子聚合物。有機(jī)高分子混凝劑是有機(jī)高分子聚合電解質(zhì)。助凝劑主要有硅藻土、酸性白土、鋸屑、污泥焚化灰、電廠粉煤灰、石灰污泥的化學(xué)調(diào)理劑量與污泥品種和性質(zhì)、消化程度、固體濃度等有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)或在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，或參考同類污水廠的藥劑投加量。第76頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天①調(diào)理劑種類

調(diào)理劑分無機(jī)調(diào)理劑和有機(jī)調(diào)理劑兩大類。

a、無機(jī)調(diào)理劑

鐵鹽：氯化鐵(FeCl3·6H20)、硫酸鐵(Fe2(S04)3·4H20)、硫酸亞鐵(FeS04·7H20)和聚合硫酸鐵：[Fe2(OH)n(S04)3-n/2]m(PFS)

。鐵鹽常和石灰聯(lián)用。

鋁鹽：硫酸鋁[Al(S04)，·18H20]、三氯化鋁(AlCl3)、堿式氯化鋁(Al(OH)2·Cl)、聚合氯化鋁(PAC)：[Al2(OH)·Cl6-n]m

。經(jīng)同濟(jì)大學(xué)研究表明：石灰在污泥調(diào)理中的主要作用是在pH>12的條件下，提供了大量的Ca(OH)2：絮體物，而Ca(OH)2能夠使污泥顆粒產(chǎn)生凝聚作用。第77頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天b、有機(jī)調(diào)理劑

有機(jī)合成高分子調(diào)理劑種類很多，按聚合度分有低聚合度和高聚合度兩種；按離子型分有陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型、陰陽(yáng)離于型等。我國(guó)用于污泥調(diào)理的有機(jī)調(diào)理劑主要是高聚合度的聚丙烯酰胺系列的絮凝劑產(chǎn)品。

第78頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺由于能中和污泥顆粒表面的負(fù)電荷并在顆粒間產(chǎn)生架橋作用而顯出較強(qiáng)的凝聚力，調(diào)理效果較好，但費(fèi)用昂貴。同濟(jì)大學(xué)研究開發(fā)的陰離子聚丙烯酰胺-石灰法，是一種經(jīng)濟(jì)有效的聯(lián)用調(diào)理劑。由于石灰中的Ca(OH)2絮體物表面帶有正電荷，所以Ca(OH)2可以通過本身的帶電性，將帶負(fù)電荷的絮凝劑和污泥顆粒吸附在一起，從而促使其他絮凝劑發(fā)揮效用，形成一種復(fù)合的凝聚體系。第79頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天②．調(diào)理劑投加量的確定一般情況下，對(duì)于城市污水處理廠污泥，三氯化鐵投加量為5％~10％，消石灰投加量為20％~40％，聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵約為1％~3％，陽(yáng)離子聚丙烯酰胺為0．1％~0．3％。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件第80頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天六、污泥脫水污泥脫水的作用是去除污泥中的毛細(xì)水和表面附著水，從而縮小其體積，減輕其重量。經(jīng)過脫水處理，污泥含水率能從96％左右降到60％～80％，其體積為原體積的1/10～1/5，有利于運(yùn)輸和后續(xù)處理。多數(shù)國(guó)家普遍采用的脫水機(jī)械為板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)和離心機(jī)，也有采用干化床對(duì)污泥進(jìn)行自然干化。第81頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

污泥的干化與脫水

污泥經(jīng)濃縮、消化后，尚有約95％-97％含水率，體積仍很大。為了利用和最終處置，需對(duì)污泥作干化(drying)或脫水(dewatering)處理。脫水的作用是去除污泥中的毛細(xì)水和表面吸附水，減小其體積。經(jīng)過脫水處理，污泥含水率能降低到60％-80％，其體積為原體積的1/10-1/5，有利于后續(xù)處理。污泥干化與脫水方泊要有自然干化、機(jī)械脫水。多數(shù)國(guó)家普遍采用的脫水機(jī)械為板框壓濾機(jī)、碉濾機(jī)和離心機(jī)，也有采用干化床對(duì)污泥進(jìn)行自然干化。我國(guó)目前污泥脫水也大多采用機(jī)械脫水，由于自然干化脫水占地大，衛(wèi)生條件不好，已經(jīng)很少被采用。第82頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天1．脫水的基本原理

除蒸發(fā)等脫水外，無論是自然干化還是機(jī)械脫水，污泥脫水主要是利用過濾介貢兩面的壓力差作為推動(dòng)力，使污泥水分被強(qiáng)制通過過濾介質(zhì)，形成濾液；而固體顆粒被截留在介質(zhì)上，形成濾餅，從而達(dá)到脫水的目的。第83頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天造成壓力差推動(dòng)力的方法自4種：（1）依靠污泥本身厚度的靜壓力（如干化場(chǎng)脫水)

（2）在過濾介質(zhì)的一面造成負(fù)壓(如真空脫水)

（3）加壓污泥把水分壓過介質(zhì)(如壓濾脫水)

（4）造成離心力(如離心脫水)。第84頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、污泥的自然干化

污泥的自然干化是利用自然力量而將污泥脫水的，適用于氣候比較干燥、用地不緊張以及環(huán)境衛(wèi)生條件允許的地區(qū)。①．污泥干化床的構(gòu)造

a、圍堤和隔墻：干化床的周圍及中間筑有圍堤，一般用土筑成，兩邊坡度取1:1.5，用圍堤或木板將干化床分隔成若干塊。

b、輸泥槽：輸泥槽常設(shè)在圍堤之上，其坡度取0.01~0.03，輸泥槽上每隔一定距離設(shè)一放泥口；第85頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天c、濾水層：上層是厚為10~20m，粒徑為0.5~1.5mm的砂層，并做成1/100~1/200的坡度，以利于污泥流動(dòng)；下層是厚為10~20cm，粒徑為15~25mm的礦渣、礫石或碎磚層；d、排水系統(tǒng)：在濾水層下面敷設(shè)直徑為75~100mm的未上釉的陶土管系，接口不密封，每?jī)晒苤虚g距離為4~8m，管坡為0.0025~0.0030，埋設(shè)深度為1.0~1.2m，排水總管直徑為125~150mm，坡度不小0.008；第86頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天e、不透水底層：不透水底層采用粘土做成時(shí)，其厚度取0．3~0．5m；采用混凝土做成時(shí)，其厚度取0．10～0．15m；

f、如果是有蓋式的，還需有支柱和透明頂蓋；

g、有些干化床上敷設(shè)有輕便鐵軌，以運(yùn)輸污泥。第87頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天人工濾層干化廠第88頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天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)理第89頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天③污泥干化床的設(shè)計(jì)

干化床設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是決定面積與劃分塊數(shù)。干化床面積的計(jì)算:式中：S1——干化床的有效面積，m2；

W——每年的總污泥量，m2

／a；

δ——在一年內(nèi)排放在干化床上的污泥層總厚度，m。第90頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天δ值與污泥本身的性質(zhì)及氣候條件等有關(guān)。容易脫水的污泥，可采用較大的δ值；較難脫水的污泥，δ值一般只取1．0~1．5m。在年平均溫度為3℃~7℃，年平均降雨量為500mm的地區(qū)，干化床上年污泥厚度可按表20-7所列舉的數(shù)值選用。在其他條件下需乘以地區(qū)系數(shù)。第91頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、污泥的機(jī)械脫水及其設(shè)備

機(jī)械脫水是污泥脫水的主要方向。主要的脫水機(jī)械有轉(zhuǎn)筒離心機(jī)、板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)和真空過濾機(jī)。真空過濾機(jī)已逐步被淘汰，轉(zhuǎn)筒離心機(jī)和帶式壓濾機(jī)由于其優(yōu)點(diǎn)顯著發(fā)展迅速，在很多國(guó)家普遍采用。第92頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天①、帶式壓濾機(jī)

帶式壓濾機(jī)具有能連續(xù)運(yùn)行、操作管理簡(jiǎn)單、附屬設(shè)備較少、機(jī)器制造容易等特點(diǎn)，從而使投資、勞動(dòng)力、能源消耗和維護(hù)費(fèi)用都較低，在國(guó)內(nèi)外的污泥脫水中得到了廣泛應(yīng)用。第93頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天a、帶式壓濾機(jī)的構(gòu)造

主機(jī)由許多零部件組成，有導(dǎo)向輥軸、壓榨輥軸和上、下濾帶，以及濾帶的張緊、調(diào)速、沖洗、糾偏和驅(qū)動(dòng)裝置等。帶式壓濾機(jī)的濾帶是以高粘度聚酯切片生產(chǎn)的高強(qiáng)度低彈性單絲原料，經(jīng)過編織、熱定型、接頭、加工而成。它具有抗拉強(qiáng)度大，耐折性好，耐酸堿、耐高溫、濾水性好、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)。利用帶式壓濾機(jī)脫水的污泥的調(diào)理藥劑一般采用合成有機(jī)聚合物。第94頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天第95頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天第96頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天b、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)。第97頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天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。顆粒在離心機(jī)械內(nèi)的離心分離速度可以達(dá)到在沉淀池中沉速的1000倍以上，可在很短的時(shí)間內(nèi)，使污泥中很細(xì)小的顆粒與水分離。

第98頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天

此外，離心脫水技術(shù)與其它脫水技術(shù)相比，還具有固體回收率高、分離液濁度低、處理量大、基建費(fèi)用少、占地少、工作環(huán)境衛(wèi)生、操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，特別重要的是可以不投加或少投加化學(xué)調(diào)理劑。其動(dòng)力費(fèi)用雖然較高，但總運(yùn)行費(fèi)用較低，是目前世界各國(guó)在污泥處理中較多采用的方法。

第99頁(yè),共116頁(yè)，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)筒式離