污水廠污泥計(jì)算

1、是使污泥減量、穩(wěn)定、無害化及綜合利用。(1)確保水處理的效果，防止二次污染；(2)使容易腐化發(fā)臭的有機(jī)物穩(wěn)定化；(3)使有毒有害物質(zhì)得到妥善處理或利用；(4)使有用物質(zhì)得到綜合利用，變害為利。(1)按成分不同分：污泥：以有機(jī)物為主要成分。其主要性質(zhì)是易于腐化發(fā)臭，顆粒較細(xì)，比重較小(約為),含水率高且不易脫水， 屬于膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì)。初次沉淀池與二次沉淀池的沉淀物均屬污泥。沉渣：以無機(jī)物為主要成分。其主要是顆粒較粗，比重較大(約為 2左右)，含水率較 低且易于脫水，流動(dòng)性差。沉砂池與某些工業(yè)廢水處理沉淀池的沉淀物屬沉渣。(2)按來源不同分：初次沉淀污泥(也稱生污泥或新鮮污泥)：來自初次沉淀

2、池。剩余活性污泥(也稱生污泥或新鮮污泥)：來自活性污泥法后的二次沉淀池。腐殖污泥(也稱生污泥或新鮮污泥)：來自生物膜法后的二次沉淀池。消化污泥(也稱熟污泥)：生污泥經(jīng)厭氧消化或好氧消化處理后的污泥。化學(xué)污泥(也稱化學(xué)沉渣)：用化學(xué)沉淀法處理污水后產(chǎn)生的沉淀物。例如，用混凝沉 淀法去除污水中的磷； 投加硫化物去除污水中的重金屬離子；投加石灰中和酸性污水產(chǎn)生的沉渣以及酸、堿污水中和處理產(chǎn)生的沉渣等均稱為化學(xué)污泥。(3)城市污水廠污泥的特性見表 8-1表8-1城市廢水廠污泥的性質(zhì)和數(shù)量污泥種類污泥量g/ 0含水率相對(duì)密度比阻s2/g沉砂池沉渣3(L/m3)60初沉池污泥142595() X 1010

3、活性污泥法污泥7199698x 1010生物膜法污泥1021(1)污泥含水率：污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分?jǐn)?shù)稱為污泥含水率。1污泥中水的存在形式有：空隙水，顆粒間隙中的游離水，約 70%可通過重力沉淀(濃縮壓密)而分離；毛細(xì)水，是在高度密集的細(xì)小污泥顆粒周圍的水，由毛細(xì)管現(xiàn)象而形成的，約20%可通過施加離心力、負(fù)壓力等外力，破壞毛細(xì)管表面張力和凝聚力的作用力而分離；顆粒表面吸附水和內(nèi)部結(jié)合水，約10%表面吸附水是在污泥顆粒表面附著的水分，起附著力較強(qiáng)，常在膠體狀顆粒，生物污泥等固體表面上出現(xiàn)，采用混凝方法，通過膠體顆粒相互絮凝，排除附著表面的水分；內(nèi)部結(jié)合水，是污泥顆粒內(nèi)部結(jié)合的

4、水分，如生物污泥中 細(xì)胞內(nèi)部水分，無機(jī)污泥中金屬化合物所帶的結(jié)晶水等，可通過生物分離或熱力方法去除。通常含水率在 85%A上時(shí)，污泥呈流態(tài)；65%85%呈塑態(tài)；低于 60%寸則呈固態(tài)。2污泥體積、重量及所含固體物濃度之間的關(guān)系：V1/V2=WW2= (100-P2)/ (100-pi) =C/C1(8-1)式中：P1、V W、G污泥含水率為 P1時(shí)的污泥體積、重量與固體物濃度；p2、V2、W、C2污泥含水率為 P1時(shí)的污泥體積、重量與固體物濃度；說明：式(8-1 )適用于含水率大于 65%勺污泥。因含水率低于 65%A后，體積內(nèi)出現(xiàn)很多氣泡，體積與重量不在符合式(8-1 )的關(guān)系。例題8-1

5、:污泥含水率從 條低至95%寸，求污泥體積。解：由式(8-1 )V 2= V1 (100-P1) / (100-P2)= V1 () / (100-95 ) = (1/2) V可見污泥含水率從 條低至95%寸，污泥體積減少一半。(2)揮發(fā)性固體(或稱灼燒減重)和灰分(或稱灼燒殘?jiān)?：揮發(fā)性固體近似地等于有機(jī)物含量；灰分表示無機(jī)物含量。(3)可消化程度：表示污泥中可被消化降解的有機(jī)物數(shù)量。消化對(duì)象：污泥中的有機(jī)物。一部分是可被消化降解的(或稱可被氣化，無機(jī)化)；另一部分是不易或不能被消化降解的，如脂肪、合成有機(jī)物等。消化程度的計(jì)算公式：R=1-( PV2PS1 ) / ( PV1PS2 ) x

6、100(8-2 )式中：Rd可消化程度，%p S1、PS2分別表示生污泥及消化污泥的無機(jī)物含量，%p vi、pvi分別表示生污泥及消化污泥的有機(jī)物含量，%消化污泥量的計(jì)算公式： Vd= V (100-p 1)/ ( 100-Pd) (1- pvi/100 ) + pvi/100 (1- Rd/100 ) (8-3 )式中：Vd消化?泥量，m3/d;p d消化污泥含水率，取周平均值；V1生污泥量，m3/d;p1 生污泥含水率，取周平均值；p V1生污泥有機(jī)物含量，%R d可消化程度， %取周平均值；(4)濕污泥比重與干污泥比重：濕污泥重量等于污泥所含水分重量與干固體重量之和。濕污泥比重等于濕污泥

7、重量與同體積的水重量之比值。干固體物質(zhì)包括有機(jī)物(即揮發(fā)性固體)和無機(jī)物(即灰分)。確定濕污泥比重和干污泥比重，對(duì)于濃縮池的設(shè)計(jì)、污泥運(yùn)輸及后續(xù)處理，都有實(shí)用價(jià)值。經(jīng)綜合簡(jiǎn)化后，濕污泥比重(丫)和干污泥比重(丫s)的計(jì)算公式分別為：(8-4 )(8-8)(8-7)N P、K)、微量元素及土壤改良丫 = (100 丫 s ) /丫 sp+ (100-p)或丫 =25000/250p+ (100-p) (100+)丫 s=250/ (100+)式中：丫一一濕污泥比重；丫 s污泥中干固體物質(zhì)平均比重，即干污泥比重;p濕污泥含水率，%pV污泥中有機(jī)物含量，%(5)污泥肥分：污泥中含有大量植物生長(zhǎng)所必需

8、的肥分(劑(有機(jī)腐殖質(zhì))。我國(guó)城市污水處理廠各種污泥所含肥分見表8-2。表8-2我國(guó)城市污水處理廠污泥肥分表污泥類別總氮磷(以P2O5計(jì))鉀(以K2O計(jì))有機(jī)物初沉污泥23135060活性污泥6070消化污泥2530(6)污泥重金屬離子含量：污泥中重金屬離子含量，決定于城市污水中工業(yè)廢水所占比例及工業(yè)性質(zhì)。污水經(jīng)二級(jí)處理后，污水中重金屬離子約有50猊上轉(zhuǎn)移到污泥中。若污泥作為肥料使用時(shí)，要注意重金屬是否超過我國(guó)農(nóng)林業(yè)部規(guī)定的農(nóng)用污泥標(biāo)準(zhǔn)(GB4284-84)。表8-3列舉我國(guó)北京、上海、天津、西安、蘭州、沈陽、黃石等幾個(gè)城市污水處理廠污泥中重金屬含量的范圍。表8-3我國(guó)城市污水處理廠污泥中重金

9、屬成分及含量重金屬離子名稱HgCdCrPbAsZnCuNi汞鎘銘鉛神鋅銅銀含量范隹13854085240056030011195546030農(nóng)林業(yè)部農(nóng)用污泥酸性土壤PHK5560030075500250100標(biāo)準(zhǔn)(GB4284-84)中性和堿性土壤PH152010001000751000500200(1)污泥量計(jì)算1初次沉淀污泥量和二次沉淀污泥量的計(jì)算公式：V=100C0 r Q/1000 (100-p) p(8-9)3式中：V初次沉淀污泥量，m/d ；3Q 污水流量，m/d ; 去除率， % (二次沉淀池刀以 80%十)C 0進(jìn)水懸浮物濃度，mg/L;P污泥含水率，%-沉淀污泥密度，以100

10、0kg/m3計(jì)。2 剩余活性污泥量的計(jì)算公式：Qs= A X/fX r(4-113)式中：q每日從系統(tǒng)中排除的剩余污泥量，m/d；AX揮發(fā)性剩余污泥量(干重)，kg/d ;f=MLVSS/MLSS生活污水約為，城市污水也可同此；回流污泥濃度，g/L。3 消化污泥量的計(jì)算公式：見公式（8-3 ） 。（ 2）污水處理廠干固體物質(zhì)平衡：污水處理廠內(nèi)部存在著固體物質(zhì)的平衡問題，通過固體物質(zhì)的平衡計(jì)算，有助于污泥處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與管理。污水處理廠固體物質(zhì)平衡的典型計(jì)算，可根據(jù)圖8-1 進(jìn)行。 （見 P332圖 8-1 ）設(shè)原污水懸浮物Xo為100,初次沉淀池懸浮物去除率以50%十，二次沉淀池去除率以80%

11、計(jì)，懸浮物總?cè)コ士側(cè)コ蕿?0%。各處理構(gòu)筑物固體回收率為：濃縮池為r 1=90%；消化池為r 2=80%； 懸浮物減量為r g=30%； 機(jī)械脫水為r 3=95%（預(yù)處理所加混凝劑的固體量略去不計(jì)） 。因此其平衡式為：進(jìn)入污泥濃縮池白懸浮物量：Xi= A X+X（8-10 ）XR=X' 2+ X / 3+ X / 4（8-11 ）式中：X1進(jìn)入濃縮池的固體物量；A X初次沉淀池排泥的懸浮物量加二次沉淀池剩余污泥中的懸浮物量；Xr等于濃縮池上清液含有的懸浮物量X 2,消化池上清液懸浮物量 X 3,機(jī)械脫水上清液懸浮物量 X，4的總和。進(jìn)入消化池的懸浮物量：X2= X1 r 1（ 8-

12、12）濃縮池上清液懸浮物量：X 2= X1 （1-r 1）（8-13）消化池懸浮物減量：G= X2r g= X1r 1r g（ 8-14）進(jìn)入機(jī)械脫水設(shè)備的懸浮物量：X3=（ X2-G） r2（ 8-15）消化池上清液懸浮物量：X，3= （X2-G） （1-r 2）（8-16）脫水泥餅固體物量：X4= X3 r 3機(jī)械脫水上清液含有的懸浮物量：X，4= X3 （1-r 3）（8-17 ）回流至沉砂池前的上清液中所含懸浮物總量：%=X/ 2+ X / 3+ X/4 = X1(1-r 1rg-r 1r2r3+r1r2r3rg)(X1- X r) / X 1= r 1r g+nr 2r 3-r1r

13、2r 3rg= A X/ X 1X產(chǎn)AX/ r 1r g+r2r3 (1-r g) (8-18 )1）污泥輸送的方法：管道輸送（重力管道和壓力管道）；卡車；駁船等。管道輸送：適用于污泥輸送的目的地相當(dāng)穩(wěn)定；污泥的流動(dòng)性能較好，含水率 較高；污泥所含油脂分成較少，不會(huì)粘附于管壁縮小管徑增加阻力； 污泥的腐蝕 性低，不會(huì)對(duì)管材造成腐蝕或磨損；污泥的流量較大，一般應(yīng)超過3om/h。優(yōu)點(diǎn), 衛(wèi)生條件好，沒有氣味與污泥外溢，操作方便并利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，運(yùn)行管理 費(fèi)用低。缺點(diǎn)，一次性投資大，一旦建成后，輸送的地點(diǎn)固定，較不靈活?？ㄜ囕斔停哼m用于中、小型污水處理廠，不受運(yùn)輸目的地的限制，也不受污泥 性質(zhì)、

14、含水率的影響，也不需經(jīng)過中間轉(zhuǎn)運(yùn)，可以隨著季節(jié)的變化或地點(diǎn)的變化， 把污泥直接運(yùn)到進(jìn)行利用或處理的地方。優(yōu)點(diǎn)，方便靈活。缺點(diǎn)，運(yùn)費(fèi)較高。駁船輸送：適用于不同含水率的污泥。優(yōu)點(diǎn)，靈活方便，運(yùn)行費(fèi)用低。缺點(diǎn)， 需設(shè)中轉(zhuǎn)站。對(duì)管道、卡車、駁船輸送綜合經(jīng)濟(jì)比較列于表 8-4。表8-4 管道、卡車、駁船輸送綜合經(jīng)濟(jì)比較表建設(shè)投資運(yùn)行管理費(fèi)輸送1m的成本5道輸送111駁船輸送6K車輸送30注：以管道輸送的建設(shè)投資、運(yùn)行管理費(fèi)及每輸送 1m距離的成本為“ 1 ”單位(2)污泥輸送設(shè)備：輸送污泥用的污泥泵在構(gòu)造上必須滿足不易被堵塞與磨損，不易受腐蝕等基本條件。常見的有隔膜泵、旋轉(zhuǎn)螺栓泵、螺旋泵、混流泵、多級(jí)柱

15、塞泵和離心泵等。（1）污泥流動(dòng)的水力特性：污泥在含水率較高（高于 99%的狀態(tài)下，屬于牛頓流體，流動(dòng)的特性接近于水流。隨 著固體濃度的增高，污泥的流動(dòng)顯示出半塑性或塑性流體的特性，必須克服初始剪力以后才能開始流動(dòng)。污泥流動(dòng)的下臨界速度約為s,上臨界速度約為 m/s。污泥壓力管道的最小設(shè)計(jì)流速為 m/s。（2）壓力輸泥管道的沿程水頭損失（見P336公式（8-19）和表8-4）（3）壓力輸泥管道的局部水頭損失（見P337公式（8-20）和表8-5）污泥處理方案的選擇， 應(yīng)根據(jù)污泥的性質(zhì)與數(shù)量；投資情況與運(yùn)行管理費(fèi)用；環(huán)境保護(hù)要求以及有關(guān)法律與法規(guī)；城市農(nóng)業(yè)發(fā)展情況及當(dāng)?shù)貧夂驐l件等情況，綜合考慮后選

16、定。（1）生污泥一濃縮一消化一自然干化一最終處置（2）生污泥一濃縮一自然干化一堆肥一最終處置（3）生污泥一濃縮一消化一機(jī)械脫水一最終處置（4）生污泥一濃縮一機(jī)械脫水一干燥焚燒一最終處置（5）生污泥一濕污泥池一最終處置（6）生污泥一濃縮一消化一最終處置第（1）、（3）、（6）方案，以消化處理為主體，消化過程產(chǎn)生的生物能即沼氣（或稱消化氣、污泥氣），可作為能源利用，如用作燃料或發(fā)電；第（2）、（5）方案是以堆肥，農(nóng)用為主，當(dāng)污泥符合農(nóng)用肥料條件及附近有農(nóng)、林、牧或蔬菜基地時(shí)可考慮采用；第（4）方案是以干燥焚燒為主，當(dāng)污泥不適于進(jìn)行消化處理、或不符合農(nóng)用條件，或受污水處理廠用 地面積的限制等地區(qū)可考

17、慮采用。焚燒產(chǎn)生的熱能，可作為能源。污泥最終處理方法包括作為肥料施用于農(nóng)田、森林、草地或沙漠改良；填地或投海；作為能源或建材；焚燒等。不同脫水方法及脫水效果列于表8-7。表8-7不同脫水方法及脫水效果表脫水方法脫水裝置脫水后含水率%脫水后狀態(tài)濃縮法重力濃縮、氣浮濃縮、離心濃縮9597近似糊狀自然干化法自然干化場(chǎng)、曬砂場(chǎng)7080泥餅狀機(jī)真空吸濾法真空轉(zhuǎn)鼓、真空轉(zhuǎn)盤等6080泥餅狀械壓濾法板框壓濾機(jī)4580泥餅狀脫滾壓帶法滾壓帶式壓濾機(jī)7886泥餅狀水離心法離心機(jī)8085泥餅狀干燥法各種干燥設(shè)備1040粉狀、粒狀焚燒法各種焚燒設(shè)備010灰狀(1)污泥濃縮的目的是降低污泥含水率，減少污泥體積，以利于

18、后續(xù)處理與利用。(2)常用濃縮方法的特點(diǎn)見表8-8。表8-8常用污泥濃縮方法及比較濃縮方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍重力濃縮法貯泥能力強(qiáng)，動(dòng)力消耗占地面積較大；濃縮效果主要用于濃縮初沉污小；運(yùn)行費(fèi)用低，操作較差，濃縮后污泥含水率泥；初沉污泥和剩余活簡(jiǎn)便高；易發(fā)酵產(chǎn)生臭氣性污泥的混合污泥氣浮濃縮法占地面積??；濃縮效果占地面積、運(yùn)行費(fèi)用小于主要用于濃縮初沉污較好，濃縮后污泥含水重力濃縮法；污泥貯存能泥；初沉污泥和剩余活率較低；能同時(shí)去除油力小于重力濃縮法；動(dòng)力性污泥的混合污泥。特脂，臭氣較少消耗、操作要求局于重力別適用于濃縮過程中濃縮法易發(fā)生污泥膨脹、易發(fā)酵的剩余活性污泥和生物膜法污泥離心濃縮法占地面積很小

19、；處理能專用離心機(jī)價(jià)格局；電耗目前主要用于難以濃力大；濃縮后污泥含水是氣浮法的10倍；操作縮的剩余活性污泥和率低，全封閉，無臭氣管理要求局場(chǎng)地小，衛(wèi)生要求高，發(fā)生濃縮后污泥含水率很低的場(chǎng)合（ 1 ）原理：重力濃縮是一種重力沉降過程，依靠污泥中的固體物質(zhì)的重力作用進(jìn)行沉降與壓密。（ 2）分類：根據(jù)運(yùn)行情況分為間歇式和連續(xù)式兩種。間歇式重力濃縮池：是一種圓形水池，底部有污泥斗。工作時(shí)，先將污泥充滿全池，經(jīng)靜置沉降，濃縮壓密，池內(nèi)將分為上清液、沉降區(qū)和污泥層，定期從側(cè)面分層排出上清液，濃縮后的污泥從底部泥斗排出。（見 P347 圖 8-15） 間歇式濃縮池主要用于污泥量小的處理系統(tǒng)。濃縮池一般不少于

20、兩個(gè)，一個(gè)工作，另一個(gè)進(jìn)入污泥，兩池交替使用。連續(xù)式重力濃縮池：分為豎流式和輔流式兩種。其運(yùn)行基本工作狀況及固體與液體平衡關(guān)系 （見 P339 圖 8-6 ） 。 剩余活性污泥經(jīng)濃縮池中心管流入，入流污泥流量及其固體濃度分別以Q、C0表示。上清液由溢流堰溢出稱為出流，其流量與固體濃度分別以Q、Ce表示。濃縮污泥從池底排出稱為底流，底流流量與固體濃度分別以Q、CU表示。濃縮池中存在著三個(gè)區(qū)域，即上部澄清區(qū)；中間阻滯區(qū)（當(dāng)污泥連續(xù)供給時(shí)，該區(qū)的固體濃度基本恒定，不起濃縮作用，但其高度將影響下部壓縮區(qū)污泥的壓縮程度）；下部為壓縮區(qū)。單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入濃縮池的固體重量，等于排出濃縮池的固體重量（上清液所含

21、固體重量忽略不計(jì)）。通過濃縮池任一斷面的固體通量，由兩部分組成，一部分是濃縮池底部連續(xù)排泥所造成的向下流固體通量；另一部分是污泥自重壓密所造成的固體通量。連續(xù)式重力濃縮池的基本構(gòu)造（見P346 圖 8-12 ） 。其特點(diǎn)是裝有與刮泥機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)的垂直攪拌柵，能使?jié)饪s效果提高20%以上。因?yàn)閿嚢钖磐ㄟ^緩慢旋轉(zhuǎn)（圓周速度220cm/s） ，可形成微小渦流，有助于顆粒間的凝聚，并可造成空穴，破壞污泥網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，促使污泥顆粒間的空隙水與氣泡逸出。（ 3）設(shè)計(jì)要點(diǎn)：小型污水處理廠采用方形或圓形間歇式濃縮池；大、中型污水處理廠采用豎流式和輻流式連續(xù)式濃縮池；間歇式濃縮池的主要設(shè)計(jì)參數(shù)是水力停留時(shí)間，停留時(shí)間由

22、試驗(yàn)確定。時(shí)間過短，濃縮效果差；過長(zhǎng)會(huì)造成污泥厭氧發(fā)酵。無試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可按1224h 設(shè)計(jì)。當(dāng)以濃縮后的濕污泥作肥料時(shí)，污泥濃縮和貯存可采用方或圓形濕污泥池，有效水深采用1，池底坡，坡向一端。連續(xù)式濃縮池的主要設(shè)計(jì)參數(shù)有：固體通量和水力負(fù)荷。有效水深采用4m,豎流式有效水深按沉淀部分的上升流速不大于s 進(jìn)行復(fù)核。池容積按濃縮1016h 核算。當(dāng)采用定期排泥時(shí)，兩次排泥間隔可取8h。濃縮池的上清液應(yīng)回送初沉池或調(diào)節(jié)池重新處理。（ 4）設(shè)計(jì)計(jì)算：濃縮池表面積F:選定固體通量，計(jì)算濃縮池表面積F，s,與用水力負(fù)荷計(jì)算的濃縮池表面積F,w進(jìn)行比較，取其大者。按固體通量，計(jì)算濃縮池表面積F / s （

23、m2）： F / s=Qco /q s按水力負(fù)荷計(jì)算的濃縮池表面積F / w （mi） ： F /后Q/qw則 F=max （F，s, Fx w）式中：Q污泥量，m3/d ;-污泥含固量，kg/m3;q s選定的固體通量，kg/ （）;qw水力負(fù)荷，m/ （）;濃縮池有效池容 W和停留時(shí)間t :根據(jù)確定的池表面積 F,計(jì)算濃縮池的有效容積 W , 根據(jù)VT復(fù)核污泥在池中停留時(shí)間t /。若t /大于1016h,則修定固體通量，重新計(jì)算上述各值，最終確定濃縮池設(shè)計(jì)表面積F、有效容積 WW亭留時(shí)間t。計(jì)算有效容積 W （ m3）: VT =Fh2復(fù)核停留時(shí)間t / （ h）: t / = WT /Q

24、式中：h2有效水深， mi（ 5）運(yùn)行管理：在濃縮池的運(yùn)行管理中，應(yīng)經(jīng)常對(duì)濃縮效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，并隨時(shí)予以調(diào)節(jié)。濃縮效果通常用濃縮比（排泥濃度/入流污泥濃度）、固體回收率（濃縮到排泥中的固體/入流總固體）和分離率（上清液量/入流污泥量）三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。一般來說，濃縮初沉污泥時(shí)，濃縮比應(yīng)大于2，固體回收率應(yīng)大于90%；濃縮活性污泥與初沉污泥組成的混合污泥時(shí)，濃縮比大于2，分離率應(yīng)大于85%。如果某一指標(biāo)低于以上數(shù)值，應(yīng)分析原因，檢查進(jìn)泥量是否合適，控制的qs是否合理，濃縮效果是否受到了溫度等因素的影響。（ 1 ）原理：采用壓力溶氣浮選方法，通過壓力溶氣罐溶入過量空氣，然后突然減壓釋放出大量的微

25、小氣泡，并附著在污泥顆粒周圍，使其相對(duì)密度減小而強(qiáng)制上浮，從污泥表層獲得 濃縮。（ 2）適用條件：適用于相對(duì)密度接近1 的活性污泥的濃縮污泥，如活性污泥（相對(duì)密度）生物過濾法污泥（相對(duì)密度），尤其是采用接觸氧化法時(shí)，脫落的生物膜含大量氣泡，比重更接近于1，用浮選濃縮較為有利。（ 3）氣浮濃縮的工藝流程（見 P347 圖 8-16） ，可分為無回流，用全部污泥加壓氣??；有回流水，用回流水加壓氣浮兩種方式運(yùn)行。進(jìn)水室的作用，是使減壓后的溶氣水大量釋放出微細(xì)氣泡，并迅速附著在污泥顆粒上。氣浮池的作用，是上浮濃縮，在池表面形成濃縮污泥層由刮泥機(jī)刮出池外。不能上浮的顆粒沉至池底，隨設(shè)在池底的清液排水管一

26、起排出；部分清液回流加壓，并在溶氣罐中壓入壓縮空氣，使空氣大量地溶解在水中。減壓閥的作用，是使加壓溶氣水減壓至常壓，進(jìn)入進(jìn)水室起氣浮作用。氣浮濃縮可以使污泥含水率從99%以上降低到95%97%，澄清液的懸浮物濃度不超過%，可回流到污水處理廠的入流泵房。（ 4）設(shè)計(jì)計(jì)算：（詳見P349349）氣浮濃縮池的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括氣浮濃縮池所需氣浮面積、深度、 空氣量、溶氣罐壓力等。溶氣比的確定：氣浮時(shí)有效空氣重量與污泥中固體物重量之比或氣固比，用Aa/S表示。氣浮濃縮池表面水力負(fù)荷：回流比R的確定：氣浮濃縮池的表面積：（ 1 ）原理：是利用污泥中的固體、液體的比重差，在離心力場(chǎng)所受到的離心力的不同而被分

27、離。（ 2）適用條件：主要用于濃縮剩余活性污泥等難脫水污泥或場(chǎng)地狹小的場(chǎng)合。（ 3）離心機(jī)的種類：連續(xù)式離心機(jī)、間歇式離心機(jī)、盤式和籃式離心機(jī)。（ 4）主要參數(shù)：入流污泥濃度、排出污泥含固量、固體回收率、高分子聚合物的投加量等。離心機(jī)的運(yùn)行參數(shù)列于（ P352 表 8-12） 。高濃度有機(jī)污泥通過厭氧或好氧消化，污泥中的揮發(fā)性固體變?yōu)榉€(wěn)定的腐殖質(zhì)，同時(shí)減少污泥體積60%左右，并改善污泥性狀，控制致病微生物，為污泥的后續(xù)處理做好準(zhǔn)備。經(jīng)濟(jì)的污泥處理系統(tǒng)是：厭氧消化處理初沉池污泥；好氧消化處理剩余活性污泥。表8-10污泥厭氧與好氧消化的比較消化方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件厭氧不需曝氣，運(yùn)行能耗和費(fèi)用低；可

28、認(rèn)得部分能源（沼氣）易產(chǎn)生臭氣；管理水平要求較局廢水處理廠，規(guī)模不限；多采用中溫消化好氧中小規(guī)模時(shí)，投資少、上清液中BOD SS NH-N均低于厭氧消化，操作管理簡(jiǎn)便；消化池中不加溫，不產(chǎn)生臭氣供氧消耗的能量大，運(yùn) 行費(fèi)用高；消化污泥脫 水性能差，有機(jī)物分解 率較低中小規(guī)模廢水處理廠，特別適用于無初沉池的好氧生物污水處理廠（1）厭氧消化的機(jī)理：1979年，伯力特（Bryant ）等人根據(jù)微生物的生理種群提出的厭氧消化的三階段理論，第一階段是在水解與發(fā)酵細(xì)菌作用下，使碳水化合物，蛋白質(zhì)與脂肪水解與發(fā)酵轉(zhuǎn)化成單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氫等；第二階段是在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，把第一階 段

29、的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成氫、二氧化碳和乙酸；第三階段是通過兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌的作用， 一組把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷，另一組是對(duì)乙酸脫竣產(chǎn)生甲烷。參與的微生物種類，參與厭氧消化第一階段的微生物包括細(xì)菌、原生動(dòng)物和真菌，統(tǒng)稱水解與發(fā)酵細(xì)菌，大多數(shù)為專性厭氧菌， 也有不少兼性厭氧菌；參與厭氧消化第二階段的微生物是一群極為重要的菌種一一產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌以及同型乙酸菌；參與厭氧消化第三階段的微生物是甲烷菌一一甲烷發(fā)酵階段的主要細(xì)菌，屬于絕對(duì)的厭氧菌。（2）厭氧消化的影響因素：影響厭氧消化的主要因素有溫度、生物固體停留時(shí)間（污泥齡）與負(fù)荷、攪拌和混合、營(yíng)養(yǎng)與C/N比、氮的守恒與轉(zhuǎn)化、有毒物質(zhì)、酸堿度、PH值和消化液

30、的緩沖作用等。（3）厭氧消化池池形：厭氧消化池池形，（見P361圖8-26）。圓柱形，池徑一般為 6M35M池總高與池徑之 比取，池底、池蓋彳角一般取 15°20° ,池頂集氣罩直徑取 2M5M高1M3M蛋形一般 用于大型消化池，容積可達(dá)到 10000M3以上，攪拌充分、均勻，無死角，污泥不會(huì)在池底固結(jié)；池內(nèi)污泥的表面積小，即使生成浮渣，也容易清除；在池容相等的條件下，池子總表面積比圓柱形小，故散熱面積小，易于保溫；蛋形的結(jié)構(gòu)與受力條件最好，如采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可節(jié)省材料；防滲水性能好，聚集沼氣效果好。（ 4）厭氧消化池的構(gòu)造與設(shè)計(jì)：消化池的構(gòu)造主要包括污泥的投配、排泥及

31、溢流系統(tǒng)，沼氣排出、收集與貯氣設(shè)備，攪拌設(shè)備及加溫設(shè)備等。投配、排泥：溢流系統(tǒng)：保持沼氣室壓力恒定。常用的形式有倒虹管式、大氣壓式和水封式等。沼氣的收集與貯氣設(shè)備：攪拌設(shè)備：使池內(nèi)污泥溫度與濃度均勻，防止污泥分層或形成浮渣層，緩沖池內(nèi)堿度，從而提高污泥分解速度。主要有泵加水射器攪拌、聯(lián)合攪拌法和沼氣攪拌。加溫設(shè)備：加溫的目的是維持消化池的消化溫度（中溫或高溫）， 使消化能有效地進(jìn)行。加溫的方法有用熱水或蒸汽直接通入消化池或通入設(shè)在消化池內(nèi)的盤管進(jìn)行間接加溫。（計(jì)算見P364366）消化池的容積計(jì)算：為了防止檢修時(shí)全部污泥停止厭氣處理，消化池?cái)?shù)量應(yīng)兩座或兩座以上。消化池的有效容積V=Sv/S式中

32、：Sv新鮮污泥中揮發(fā)性有機(jī)物重量，kg/d ;S揮發(fā)性有機(jī)物負(fù)荷，中溫消化用 （）,高溫消化用 kg/ （）;3V消化池的有效谷積，m。（ 5）厭氧消化的應(yīng)用：兩級(jí)厭氧消化，根據(jù)消化過程沼氣產(chǎn)生的規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)。目的是節(jié)省污泥加溫與攪拌所需的能量。P367 例題 8-7兩相厭氧消化，根據(jù)消化機(jī)理進(jìn)行設(shè)計(jì)。目的是使各相消化池具有更適合于消化過程三個(gè)階段各自的菌種群生長(zhǎng)繁殖的環(huán)境。（ 6）消化池的運(yùn)行與管理：消化污泥的培養(yǎng)與馴化：逐步培養(yǎng)法、一次培養(yǎng)法。正常運(yùn)行的化驗(yàn)指標(biāo)：正常運(yùn)行的控制參數(shù)：新鮮污泥投配率、消化溫度、攪拌時(shí)間、排泥效果和沼氣氣壓等。消化池發(fā)生異?，F(xiàn)象時(shí)的管理：表現(xiàn)在產(chǎn)氣量下降，上清

33、液水質(zhì)惡化等。（ 1 ）好氧消化的機(jī)理：利用微生物的內(nèi)源呼吸作用分解有機(jī)物。（ 2）好氧消化池的構(gòu)造：（見 P373 圖 8-33 ）（ 3）設(shè)計(jì)參數(shù)：水力停留時(shí)間（20c下），剩余活性污泥1015d;剩余活性污泥+初沉污泥1525d。污泥濃度，為達(dá)到消化池內(nèi)的充分混合和必要的溶解氧濃度，限制濃縮污泥濃度在2%3%。濃縮池的固體負(fù)荷不應(yīng)超過2449 kg/ （） 。消化池的揮發(fā)性固體負(fù)荷 kgVSS/（） 。污泥溫度，好氧消化為放熱反應(yīng)，池內(nèi)溫度稍高于入池污泥溫度，大致為2025。當(dāng)溫度低于20c時(shí)，水力停留時(shí)間將大為延長(zhǎng)，PH值隨之下降。需氧量，分解污泥中有機(jī)物的需氧量約為2kgO/kgVS

34、S,為保持混合液12mg/L的氧濃度，充氣量按1520L/ 和 2040L/ 池容計(jì)算。擴(kuò)散裝置采用大氣泡曝氣器，氧轉(zhuǎn)移率5%8%。池型和池?cái)?shù)，采用分格式矩形池或圓形池。池?cái)?shù)不少于兩座。矩形池有效水深35m，長(zhǎng)和水深比取12。超高（防泡）。3攪拌所需能量，用機(jī)械曝氣器2040W/m3。（4）好氧消化池容積（V）計(jì)算：V=QX/S（mi）3式中：Q進(jìn)入好氧消化池生污泥量，m/d;X 0 污泥中原有生物可降解揮發(fā)性固體濃度，L；S 有機(jī)負(fù)荷， （） ，取 （）。（ 5）好氧消化需空氣量的計(jì)算：好氧消化所需空氣量應(yīng)滿足兩方面的需要：其一是滿足細(xì)胞物質(zhì)自身氧化所需，當(dāng)活性污泥進(jìn)行好氧消化時(shí)，滿足自身氧

35、化需氣量為（） ，當(dāng)為初次沉淀污泥與活性污泥混合時(shí)，滿足自身氧化需氣量為 m3/（） ；其二是滿足攪拌混合需氣量，當(dāng)為活性污泥時(shí)，需氣量為 m3/（），當(dāng)為混合污泥時(shí)，需氣量為不少于m3/（）?？梢?，后者大于前者，故工程設(shè)計(jì)中，以滿足攪拌混合所需空氣量計(jì)算。（ 1 ）沼氣的性質(zhì)：厭氧消化產(chǎn)生的沼氣，可稱為生物能，是一種無色氣體，主要成分CH, CO,并含有少量的H2S, CH的燃燒值為3500040000kj/m 3,沼氣的燃燒值隨 CH含量而異。（ 2）沼氣的主要用途：沼氣可作為家庭生活燃料，每日每人約需；作為鍋爐燃料，加溫消化池污泥；作為化工原料，沼氣中 CO可制造干冰，CH4可制CC14

36、或炭黑；利用沼氣發(fā)電并利用冷卻水與鍋爐廢氣加溫污泥。（ 3）沼氣的凈化：沼氣凈化主要包括脫硫、除濕和過濾。脫硫：沼氣作為能源利用時(shí)，要求HbS的濃度低于（合m3）,否則對(duì)輸氣管道、禾1J用設(shè)備（如鍋爐、沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)等）有腐蝕作用。方法有干式脫硫、濕式脫硫和用水噴淋洗脫等。除濕：水分與沼氣中的 HbS產(chǎn)生氫硫酸腐蝕管道和設(shè)備；水分凝聚在檢查閥、安全閥、流量計(jì)、調(diào)節(jié)器等設(shè)備的膜片和隔膜上影響其準(zhǔn)確性；水分能增大管路的氣流阻力；水分能降低沼氣的熱值。采用的方法是在管道低點(diǎn)設(shè)凝水器，冷凝水定期排除。過濾：沼氣中常攜帶一些雜質(zhì)，尤其在消化池運(yùn)行初期或消化狀態(tài)不穩(wěn)定時(shí)雜質(zhì)較多。因此進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)前一般應(yīng)采取過濾

37、措施。濾網(wǎng)可設(shè)在沼氣管路上，一些發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)備內(nèi)部也設(shè)有濾網(wǎng)，應(yīng)定期清洗。（ 1 ）機(jī)械脫水前的預(yù)處理：預(yù)處理的目的是改善污泥脫水性能，提高機(jī)械脫水效果與機(jī)械脫水設(shè)備的生產(chǎn)能力。預(yù)處理的方法有化學(xué)調(diào)節(jié)法、熱處理法、冷凍法及淘洗法等。（ 2）機(jī)械脫水的基本原理：其基本原理是以過濾介質(zhì)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。造成壓力差推動(dòng)力的方法有：依靠污泥本身厚度的靜壓力（如干化場(chǎng)脫水）；在過濾介質(zhì)的一面造成負(fù)壓（如真空吸濾脫水）；加壓污泥把水分壓過介質(zhì)（如壓濾脫水）； 造成離心力（如離心脫水）。（ 3）機(jī)械脫水的方法：機(jī)械脫水的方法有真

38、空吸濾法、壓濾法和離心法等。（ 1 ）主要構(gòu)筑物是干化場(chǎng)：干化場(chǎng)分為自然濾層干化場(chǎng)和人工濾層干化場(chǎng)。自然濾層干化場(chǎng)適用于自然土質(zhì)滲透性能好，地下水位低的地區(qū)；人工濾層干化場(chǎng)在干燥、 蒸發(fā)量大的地區(qū)，采用由瀝青或混凝土鋪成的不透水層而無濾水層的干化場(chǎng)，依靠蒸發(fā)脫水。(2)自然干化的機(jī)理：干化場(chǎng)脫水主要依靠滲透、蒸發(fā)與撇除。影響干化場(chǎng)脫水的因素有氣候條件和污泥性質(zhì)等。(3)干化場(chǎng)的設(shè)計(jì)：干化場(chǎng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是確定總面積與分塊數(shù)。干化場(chǎng)的總面積決定于面積污泥負(fù)荷一一單位干化場(chǎng)面積每年可接納的污泥量。面積負(fù)荷的數(shù)值與當(dāng)?shù)貧夂蚣拔勰嘈再|(zhì)有關(guān)。干化場(chǎng)的分塊數(shù)，為了使每次排入干化場(chǎng)的污泥有足夠的干化時(shí)間，并

39、能均勻地分布在干化場(chǎng)上以及鏟除泥餅的方便，干化場(chǎng)的分塊數(shù)最好大致等于干化天數(shù)，如干化天數(shù)為8天，則分為8塊，每次排泥用1塊。每塊干化場(chǎng)的寬度與鏟泥餅的機(jī)械與方法有關(guān)，一般用 610 米。表8-11各種脫水方法的比較方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍機(jī)板框壓濾機(jī)：濾餅含固率局；固體間歇操作，過濾能其他脫水設(shè)備不適用的場(chǎng)械間歇脫水回收率高；藥品消耗力較低；基建設(shè)備合；需要減少運(yùn)輸、干燥或脫液壓過濾少，濾液清澈投資大焚燒費(fèi)用；降低填埋用地的水場(chǎng)合帶式壓濾機(jī)：機(jī)器制造容易，附屬聚合物價(jià)格貴，運(yùn)特別適合于無機(jī)性污泥的連續(xù)脫水設(shè)備少，投資、能耗行費(fèi)用高；脫水效脫水；有機(jī)粘性污泥脫水不機(jī)械擠壓較低；連續(xù)操作，管率小及板框

40、壓濾機(jī)適宜采用理簡(jiǎn)便，脫水能力大離心機(jī)：基建投資少，占地少；國(guó)內(nèi)目前多采用進(jìn)不適于密度差很小或液相連續(xù)脫水設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊；不投口離心機(jī)，價(jià)格昂密度大于固相的污泥脫水離心力作用加或少加化學(xué)藥劑；貴；電力消耗大；處理能力大且效果污泥中含有砂礫，好；總處理費(fèi)用較低；易磨損設(shè)備；有一自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便、衛(wèi)生定噪聲自污泥干化床；基建費(fèi)用低，設(shè)備投占地面積大、衛(wèi)生用于滲透性能好的污泥脫然間歇運(yùn)行資少；操作簡(jiǎn)便，運(yùn)條件差；受污泥性水；氣候比較十燥的地區(qū)，干自然蒸發(fā)和行費(fèi)用低，勞動(dòng)強(qiáng)度質(zhì)和氣候影響大多雨地區(qū)小宜建于露天； 用化滲透大地不緊張或環(huán)境衛(wèi)生條件允許的地區(qū)干燥是進(jìn)一步去除毛細(xì)水，使含水率降至10%3

41、0%焚燒則是去除吸附水和內(nèi)部水，使含水率降至零，有機(jī)物氧化為CO、HkO和灰，S、N金屬、鹵素和其他元素都被轉(zhuǎn)變成各種最終產(chǎn)物。適用于各種有機(jī)污泥和廢液。焚燒是徹底的處理方法，可回收熱量，但其設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用較大。一般，當(dāng)脫水污泥有利用價(jià)值時(shí)才采用干燥；對(duì)難以利用和脫水的污泥，或當(dāng)填埋等處置受到限制時(shí)，才采用焚燒。表8-14污泥加熱干燥器的比較種類熱空氣溫度C干燥時(shí)間MIN干化污泥含水率尾氣臭昧尾氣含灰干燥器構(gòu)造占地回轉(zhuǎn)窯干燥器12054030321020較低低較簡(jiǎn)單較大多層干燥器810較低低復(fù)雜中急聚干燥器110530<110較低高較簡(jiǎn)單小Sevar干燥器801505080510低無簡(jiǎn)單大表8-15各種焚燒裝置的比較種類燃燒溫度C尾氣污染間歇運(yùn)行時(shí)的啟動(dòng)時(shí)間爐子壽命A維修次數(shù)爐子結(jié)構(gòu)設(shè)備投資占地H次/A回轉(zhuǎn)窯700800有2451較復(fù)雜100100多層爐760870有241023復(fù)雜507075流化床700850無立即15