第八章 污泥的處理與處置課件

8污泥的處理與處置第八章

污泥的處理與處置

第1節(jié)

污泥的分類、性質(zhì)與產(chǎn)生量第2節(jié)

污泥處理處置基本方法第3節(jié)污泥濃縮第4節(jié)

污泥的穩(wěn)定第5節(jié)

污泥的調(diào)理第6節(jié)污泥脫水第7節(jié)污泥的干燥與焚燒第8節(jié)

污泥的處置與資源化8污泥的處理與處置

污泥的處理和處置目的就是要通過適當(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。8污泥的處理與處置第1節(jié)污泥的分類、性質(zhì)與產(chǎn)生量8污泥的處理與處置1、污泥的分類、性質(zhì)及主要指標(biāo)來源處理目的柵渣沉砂池沉渣初沉池污泥二沉池生物污泥富含有機(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)，同時減少數(shù)量穩(wěn)定有機(jī)物，使其不易腐化，避免對環(huán)境造成二次污染。城市污水廠產(chǎn)生的污泥量約為處理水體積的1%左右（0.5%~1.5%）,含水率99.2%左右。8污泥的處理與處置污泥性質(zhì)表征參數(shù)含水率與含固率揮發(fā)性固體污泥中的有毒有害物質(zhì)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％時呈塑態(tài)，低于60％呈固態(tài)當(dāng)含水率變化時，可近似地用下式計算濕污泥的體積：8污泥的處理與處置污泥性質(zhì)表征參數(shù)含水率與含固率揮發(fā)性固體污泥中的有毒有害物質(zhì)污泥的脫水性能揮發(fā)性固體(用VSS表示)，指污泥在600oC能被燃燒，并以氣體逸出的那部分固體，反映污泥的穩(wěn)定化程度用比阻(r)或毛細(xì)吸水時間(CST)評價重金屬約50%轉(zhuǎn)移到污泥中，污泥作為肥料，重金屬離子含量應(yīng)不超過“農(nóng)用污泥標(biāo)準(zhǔn)”GB4284-848污泥的處理與處置2、污泥中的水分及其對污泥處理的影響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)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。有干化才能分離，但也不完全。8污泥的處理與處置8污泥的處理與處置2.污泥中的水分對污泥處理的影響污泥處理的方法取決于污泥含水率和最終的處置方式。污泥的含水率與污泥狀態(tài)8污泥的處理與處置2、污泥量城市污水廠污泥量的計算以下表所列的經(jīng)驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。污泥種類污泥量/(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）10~2199.2～99.61.005~1.0088污泥的處理與處置公式估算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；S——每人每天產(chǎn)生的污泥量,一般采用0.3~0.8L/（d·人）;N——設(shè)計人口數(shù)，人。8污泥的處理與處置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:(2)剩余活性污泥量以SS計:(3)剩余活性污泥量以體積計:公式估算8污泥的處理與處置3、污泥的水力特性及其輸送污泥輸送中的阻力與流速和粘滯力有關(guān)，且粘滯力不為常數(shù)，為非牛頓流體。污泥在輸送時的流態(tài)分為層流和紊流。層流區(qū)的摩阻損失隨著污泥的含固率、揮發(fā)固體的含量提高和溫度降低而增大。紊流區(qū)時認(rèn)為摩阻損失對污泥和水相同而不致產(chǎn)生有影響的誤差。一般流速至少為0.8m/s，太小的流速導(dǎo)致摩阻損失更大；流速不大于2.4m/s，流速太高不僅摩阻損失大，而且易磨損管道內(nèi)壁。8污泥的處理與處置不同類型的污泥的壓頭損失的乘數(shù)8污泥的處理與處置含水率/%vmin/(m.s-1)含水率/%vmin/(m.s-1)D=150~250mmD=300~400mmD=150~250mmD=300~400mm901.51.6951.01.1911.41.5960.91.0921.31.4970.80.9931.21.3980.70.8941.11.2壓力輸泥管最小設(shè)計流速對于長距離輸送，可采用如下紊流公式計算：式中:hf——沿程摩阻損失，m；L——管道長度，m；D——管道直徑，m。8污泥的處理與處置第2節(jié)污泥處理處置基本方法污泥處理處置的原則

1．使污水廠能正常運行；2．使有害有毒物質(zhì)得到妥善處理或利用；3．使有機(jī)物得到穩(wěn)定處理；4．綜合利用，變害為利；總原則——減量、穩(wěn)定、無害化及綜合利用污泥處理處置常見工藝

1．生污泥→濃縮→消化→自然干化→最終處理；2．生污泥→濃縮→自然干化→堆肥→最終處理；3．生污泥→濃縮→消化→機(jī)械脫水→最終處理；4．生污泥→濃縮→機(jī)械脫水→干燥焚燒→最終處理；5．生污泥→濕污泥池→最終處理；6．生污泥→濃縮→消化→最終處理8污泥的處理與處置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第3節(jié)污泥濃縮8污泥的處理與處置一、重力濃縮重力濃縮主要用于濃縮剩余活性污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。1.間隙式污泥濃縮池設(shè)計參數(shù)：停留時間一般為9~12h。濃縮池的上清液，應(yīng)回到初沉池前重新處理。8污泥的處理與處置2.連續(xù)式污泥濃縮池連續(xù)運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)計參數(shù):濃縮池的固體通量[kg/(m2·h)或kg/(m2·d)]水力負(fù)荷[m3/(m2·h)或m3/(m2·d)]水力停留時間(h或d)有刮泥機(jī)及攪動?xùn)诺倪B續(xù)重力濃縮池

1-中心進(jìn)泥管；2-上清液溢流管；3-排泥管；4-刮泥機(jī)8污泥的處理與處置二、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。8污泥的處理與處置2.氣浮濃縮法的主要設(shè)計參數(shù)主要設(shè)計參數(shù):污泥負(fù)荷氣固比水力負(fù)荷回流比單位時間內(nèi)，通過氣浮池斷面的干固體量，單位為kg/（m2.h）或kg/（m2.d）8污泥的處理與處置氣浮池污泥負(fù)荷:污泥種類負(fù)荷/（kg.m-2.d-1)空氣曝氣的活性污泥25～75空氣曝氣的活性污泥經(jīng)沉淀后50～100純氧曝氣的活性污泥經(jīng)沉淀后60～15050%的初沉污泥+50%的活性污泥經(jīng)沉淀后100～200初次沉淀池污泥至2608污泥的處理與處置2.氣浮濃縮法的主要設(shè)計參數(shù)主要設(shè)計參數(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體量之質(zhì)量比，常用As表示；用于污泥濃縮一般取0.01～0.048污泥的處理與處置2.氣浮濃縮法的主要設(shè)計參數(shù)主要設(shè)計參數(shù):污泥負(fù)荷氣固比水力負(fù)荷回流比單位時間內(nèi)，通過氣浮池斷面的處理水量，單位為m3/(m2.h)為m3/(m2.d)，一般40~80m3/(m2.d)或2~3.5m3/(m2.h)。8污泥的處理與處置2.氣浮濃縮法的主要設(shè)計參數(shù)主要設(shè)計參數(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，用于污水處理時取25%~50%

，用于污泥濃縮需計算確定8污泥的處理與處置重力濃縮與氣浮濃縮的比較

優(yōu)點缺點重力濃縮運行費用低，系統(tǒng)簡單，管理簡單停留時間長、池容大，污泥可能腐化發(fā)臭和脫N上浮氣浮濃縮停留時間短，池容小，污泥不會腐化發(fā)臭和脫N上浮運行費用高，系統(tǒng)復(fù)雜，管理麻煩8污泥的處理與處置例：某廢水處理廠的剩余活性污泥量為240m3/d，含水率為99.3%，泥溫20oC?，F(xiàn)采用回流加壓溶氣氣浮法濃縮污泥，要求含固率達(dá)到4%，壓力容器罐的表壓p為3×105Pa。試計算氣浮濃縮池的面積A和回流比R。若濃縮裝置改為每周運行7d，每天運行16h，計算氣浮池面積。解：設(shè)計一座矩形的平流氣浮濃縮池污泥流量qv=240m3/d=10m3/h氣浮濃縮池面積A污泥負(fù)荷取75kg/(m2.d)，污泥密度為1000kg/m3,則氣浮濃縮計算示例8污泥的處理與處置2.回流比R據(jù)經(jīng)驗，氣固比As取0.02。采用裝設(shè)填料的壓力罐，溶解效率f=0.9。20℃時，空氣飽和溶解度：入流污泥濃度р0為7000g/m3代入（20-7）式：回流水量：8污泥的處理與處置溶氣罐凈體積（不包括填料）按溶氣水停留3min計算，則：以水力負(fù)荷校核氣浮池面積：符合要求。8污泥的處理與處置3.若濃縮池每天運行16h，則流量污泥負(fù)荷仍取75kg/(m2.d)=3.125kg/(m2.h)，則回流比（R）仍為380%?；亓魉浚喝軞夤迌趔w積：8污泥的處理與處置以水力負(fù)荷校核氣浮池面積：符合要求。8污泥的處理與處置三、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停留時間，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8污泥的處理與處置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0.5~1.58~10085~900.5~1.590~95厭氧消化污泥1~38~10080~900.5~1.590~95普通生物濾池污泥2~38~9090~959~110.75~1.595~97轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)用于污泥濃縮的運行參數(shù)8污泥的處理與處置剩余污泥機(jī)械濃縮8污泥的處理與處置第4節(jié)污泥的穩(wěn)定8污泥的處理與處置污泥穩(wěn)定化的處理方法: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8污泥的處理與處置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)乙酸、產(chǎn)甲烷控制過程固態(tài)物的水解、液化、產(chǎn)甲烷優(yōu)點產(chǎn)生能量使污泥固體總量減少作土壤調(diào)節(jié)劑殺死致病菌缺點投資大運行易受環(huán)境條件的影響消化污泥不易沉淀消化反應(yīng)時間長8污泥的處理與處置影響污泥厭氧消化的主要因素1.pH和堿度最佳為7.0~7.3厭氧消化產(chǎn)生有機(jī)酸pH甲烷菌分解有機(jī)酸時產(chǎn)生的重碳酸鹽不斷增加2.溫度中溫：33~35oC高溫：50~55oC8污泥的處理與處置3.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)方式容積負(fù)荷參數(shù)為投配率日進(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)入的干泥量與池子容積之比消化時間進(jìn)行復(fù)核8污泥的處理與處置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，利于微生物生長繁殖釋放有害氣體使環(huán)境因素在反應(yīng)器內(nèi)保持均勻8污泥的處理與處置8污泥的處理與處置兩級高負(fù)荷率厭氧消化系統(tǒng)8污泥的處理與處置8污泥的處理與處置沼氣風(fēng)機(jī)攪拌8污泥的處理與處置消化池的構(gòu)造主要設(shè)備攪拌螺旋漿鼓風(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鼓風(fēng)機(jī)或用射流器抽吸污泥氣進(jìn)行攪拌集氣排液溢流監(jiān)測防護(hù)裝置加料，排料附屬設(shè)備消化池浮動式頂蓋固定式頂蓋加熱池外加熱池內(nèi)加熱8污泥的處理與處置消化池構(gòu)造8污泥的處理與處置浮動式蓋消化池8污泥的處理與處置固定式蓋消化池8污泥的處理與處置螺旋漿攪拌的消化池8污泥的處理與處置污泥消化池8污泥的處理與處置大型厭氧生物處理8污泥的處理與處置沼氣攪拌壓縮機(jī)8污泥的處理與處置熱交換器8污泥的處理與處置貯氣罐8污泥的處理與處置消化池的設(shè)計計算內(nèi)容池體設(shè)計加熱保溫系統(tǒng)設(shè)計攪拌設(shè)備設(shè)計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8污泥的處理與處置消化池有效容積按每天處理污泥量及污泥投配率進(jìn)行計算：消化池座數(shù)n：消化池有效容積按有機(jī)負(fù)荷(Ns)計算：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30~35℃時，p可取6%~18%；n——消化池的座數(shù)；Gs——每日要處理的污泥干固體量，

kgVSS/d；Ns——單位容積消化池污泥（VSS）負(fù)荷率，kgVSS/（m3/d）。8污泥的處理與處置計算消化池的構(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。8污泥的處理與處置沼氣(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產(chǎn)生大量沼氣。在設(shè)計消化池時必須同時考慮相應(yīng)的沼氣收集、儲存和安全等配套設(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。8污泥的處理與處置第5節(jié)污泥的調(diào)理8污泥的處理與處置1、概述消化污泥、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8污泥的處理與處置2、污泥脫水性能的評價指標(biāo)1.比阻抗值r當(dāng)p為常數(shù)值時，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，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：8污泥的處理與處置2.毛細(xì)吸水時間(CST)其值等于污泥與濾紙接觸時，在毛細(xì)管的作用下，水分在濾紙上滲透1cm長度的時間，以秒計。CST值測定裝置示意圖8污泥的處理與處置3、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。8污泥的處理與處置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)理條件溫度pH調(diào)理劑配制濃度混合條件8污泥的處理與處置第6節(jié)污泥脫水8污泥的處理與處置一、概述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，減輕其質(zhì)量。二、污泥的自然干化1.污泥干化床的構(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鐵軌8污泥的處理與處置污泥干化床8污泥的處理與處置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)計決定面積劃分塊數(shù)干化床面積8污泥的處理與處置三、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。8污泥的處理與處置(1)帶式壓濾機(jī)8污泥的處理與處置8污泥的處理與處置8污泥的處理與處置8污泥的處理與處置(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)寬度和臺數(shù)(一般不少于2臺)，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:8污泥的處理與處置轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)構(gòu)造圖8污泥的處理與處置污泥切割機(jī)8污泥的處理與處置進(jìn)泥螺桿泵8污泥的處理與處置脫水用高分子絮凝劑8污泥的處理與處置溶藥與投加裝置8污泥的處理與處置加藥螺桿泵8污泥的處理與處置藥液后稀釋裝置8污泥的處理與處置臥螺離