陜西科技大學(xué)807環(huán)境工程學(xué)考點精講 25

1、專業(yè)課考點精講課程第25講污泥的處理與處置（2）【考點概述】1、污泥濃縮（） 【復(fù)習(xí)思路及目的】1、了解污泥濃縮的幾種方法【考點精講】考點三、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。經(jīng)濃縮后的污泥近似糊狀，仍保持流動性。污泥濃縮的方法有沉降法、氣浮法和離心法。在選擇濃縮方法時，除了各種方法本身的特點外，還應(yīng)考慮污泥的性質(zhì)、來源、整個污泥處理流程及最終處置方式等。如沉降法用于濃縮初沉淀污泥和剩余活性污泥的混合污泥時效果較好；單純的剩余活性污泥一般用氣浮法濃縮，近年發(fā)展到部分采用離心法濃縮。一、沉降法沉降法適用范圍：主要用于濃縮初沉污泥及初沉污

2、泥和剩余活性污泥的混合污泥。按其運行方式可分為間歇式和連續(xù)式。1間歇式污泥濃縮池間歇式濃縮池是間歇進泥，因此，在投入污泥前必須先排除濃縮池已澄清的上清液，騰出池容，故在濃縮池不同高度上應(yīng)設(shè)多個上清液排出管。間歇式操作管理麻煩，且單位處理污泥所需的池體積比連續(xù)式的大。多用于小型污水處理廠(站)，可建成矩形或圓形，見圖20-3。間歇濃縮池設(shè)計的主要參數(shù)是停留時間。停留時間太短，濃縮效果不好；太長不僅占地面積大，還可能造成有機物厭氧發(fā)酵，破壞濃縮過程。停留時間的長短最好經(jīng)過試驗決定，在不具備試驗條件時，可按不大于24 h設(shè)計，一般取912 h。濃縮池的上清液，應(yīng)回流到初沉池前重新進行處理。(a)帶中

3、心管間歇式濃縮池(b)不帶中心管間歇式濃縮池圖20-3間歇式污泥濃縮池2連續(xù)式污泥濃縮池 連續(xù)式重力濃縮池可采用豎流式、輻流式沉淀池的型式，一般都是直徑520 m圓形或矩形鋼筋混凝土構(gòu)筑物?？煞譃橛泄文鄼C與污泥攪動裝置的濃縮池，不帶刮泥機的濃縮池，以及多層濃縮池等三種。有刮泥機與攪拌裝置的連續(xù)式濃縮池見圖20-4。池底面傾斜度很小，為圓錐形沉淀池， 池底坡度為l10。進泥口設(shè)在池中心，周圍有溢流堰。為提高濃縮效果和濃縮時間，可在刮泥機上安裝攪拌裝置，刮泥機與攪拌裝置的旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)很慢，不至于使污泥受到攪動，其旋轉(zhuǎn)周速度一般為0.020.20 m/s。攪拌作用可使?jié)饪s時間縮短45h。帶刮泥機及攪拌

4、柵的連續(xù)式濃縮池見圖20-5。 刮泥機上設(shè)置的垂直攪拌柵隨刮泥機轉(zhuǎn)動的線速度為1rpm，每條柵條后面形成微小渦流，造成顆粒絮凝變大，并可造成空穴，使顆粒間的間隙水與氣泡逸出，濃縮效果可提高20以上。圖20-4連續(xù)式重力濃縮池構(gòu)造示例圖20-5有刮泥機及攪動?xùn)诺倪B續(xù)式重力濃縮池1一中心進泥管；2一上清液溢流堰；3一排泥管；4一刮泥機；5一攪動?xùn)?如不用刮泥機，可采用多斗連續(xù)式濃縮池，采用重力排泥，污泥斗錐角大于55，并設(shè)置可根據(jù)上清液液面位置任意調(diào)動的上清液排除管，排泥管從污泥斗底排除。通常，重力濃縮池進泥可用離心泵，排泥則需要用活塞式隔膜泵、柱塞泵等壓力較高的泥漿泵。重力濃縮法操作簡便，維修、

5、管理及動力費用低，但占地面積較大。 連續(xù)式濃縮池的合理設(shè)計與運行取決于對污泥沉降特性的確切掌握。污泥的沉降特性與固體濃度、性質(zhì)及來源有密切關(guān)系。在設(shè)計時，最好先進行污泥濃縮試驗，掌握沉降特性，得出設(shè)計參數(shù)。a. 設(shè)計參數(shù)主要包括：(1) 濃縮池的固體通量:單位時間內(nèi)，通過濃縮池任一斷面的干固體量,kg/(m2h)或kg/(m2d)；當(dāng)為初次污泥時，污泥固體負荷宜采用80120 kg/(m2d)；當(dāng)為剩余活性污泥時，污泥固體負荷宜采用3060 kg/(m2d)，當(dāng)為混合污泥時，污泥固體負荷宜采用2580 kg/(m2d)(2) 水力負荷:單位時間內(nèi)，通過單位濃縮池表面積的上清液溢流量m3/(m2

6、h)或m3/(m2d)；(3) 水力停留時間(h或d): 濃縮時間不宜小于10 h；但也不要超過18 h，以防止污泥厭氧腐化。(4) 進泥含水率：當(dāng)為初次污泥時，其含水率一般為9597；當(dāng)為剩余活性污泥時，其含水率一般為99.299.6；當(dāng)為混合污泥時，其含水率一般為9899.5。(5) 濃縮后污泥含水率：由曝氣池后二次沉淀池進入污泥濃縮池的污泥含水率，當(dāng)采用99.299.6時，濃縮后污泥含水率宜為9798。(6) 污泥室容積和排泥時間：應(yīng)根據(jù)排泥方法和兩次排泥間隔時間而定，當(dāng)采用定期排泥時，兩次排泥間隔一般可采用8h。(7) 二次污染：污泥濃縮池一般均散發(fā)臭氣，必要時應(yīng)考慮防臭或脫臭措施。臭

7、氣控制可以從以下三個方面著手，即封閉、吸收和掩蔽。所謂封閉，是指用蓋子或其他設(shè)備封住臭氣發(fā)生源或用引風(fēng)機將臭氣送入曝氣池內(nèi)吸收氧化；所謂吸收，是指用化學(xué)藥劑來氧化或凈化臭氣；所謂掩蔽，是指采用掩蔽劑使臭氣暫時不向外擴散。b. 設(shè)計方法：可根據(jù)計算的干固體量除以固體通量(可查教材P283表20-3)計算出濃縮池的面積，并應(yīng)與按水力負荷核算的面積相比較，取其大值作為濃縮池的面積。初沉污泥最大水力負荷可取1.21.6 m3(m2h)，剩余活性污泥取0.20.4 m3(m2h)濃縮池的有效水深一般采用4 m，當(dāng)采用豎流式濃縮池時，其水深按沉淀部分的上升流速不大于0.1mm/s計算。濃縮池容積應(yīng)按污泥在

8、其中停留1016 h進行核算，不宜過長。c計算公式二、氣浮濃縮法按照亨利定律:在一定溫度下,空氣在液體中的溶解度與空氣受到的壓力成正比。當(dāng)壓力恢復(fù)常壓后,所溶在水中的空氣即變成微細氣泡從液體中釋放出，若液體中有細小顆粒，這些大量的微細氣泡附著在顆粒的表面，使顆粒相對密度減小而被強制上浮，達到氣浮濃縮的目的。氣浮法對于濃縮密度接近于水的、疏水的污泥尤其適用，對于濃縮時易發(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。目前，濃縮污泥最常用的方法是壓力溶氣氣浮。1氣浮濃縮系統(tǒng)的組成組成：由加壓溶氣裝置和氣浮分離裝置兩部分組成。圖20-6所示是氣浮濃縮的典型工藝流程。氣浮濃縮工藝流程圖(1) 加

9、壓溶氣裝置 目前較常用的有“水泵一空壓機式溶氣系統(tǒng)”和“內(nèi)循環(huán)式射流溶氣系統(tǒng)”。 溶氣罐一般按加壓水停留13 min設(shè)計，溶氣效率為5090，絕對壓力采用2.51055105 Pa。(2) 氣浮分離裝置(氣浮濃縮池) 氣浮濃縮池有矩形的平流式和圓形的升流式之分。前者使用得多，其底部呈55-60斗形，可以排除難以上浮而沉淀的污泥。當(dāng)采用平底時，應(yīng)考慮如何定期清除積存于底部的沉淀物。 據(jù)國外資料介紹，污泥在氣浮濃縮池中的平均停留時間可短至35min，國內(nèi)建議不小于20min。 由于污泥濃縮效果的優(yōu)劣與污泥顆粒粘附微氣泡的情況有關(guān)，在設(shè)計時，應(yīng)選用合適的釋放器，以獲得高質(zhì)量的微氣泡，同時也應(yīng)使減壓后

10、的溶氣水與入流污泥在某一固定混合容器或管段內(nèi)充分混合，以達到較好的污泥濃縮效果及降低溶氣水量的目的。2氣浮濃縮法的主要設(shè)計參數(shù)（1） 設(shè)計氣浮濃縮池的主要參數(shù)有污泥負荷、氣固比、水力負荷、回流比等。氣固比：是指溶氣水經(jīng)減壓釋放出的空氣量與需濃縮的固體量之重量比，常用AS表示，一般采用0.030.04（質(zhì)量比）?；亓鞅? 是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。在有條件時，設(shè)計前應(yīng)進行必要的試驗，針對污泥及溶氣水的特性，求得在不同壓力下，不同污泥負荷、水力負荷時的污泥濃縮效果以及出水的懸浮固體濃度、回流比、氣固比等，從而決定最佳設(shè)計參數(shù)。在缺乏試驗條件時，氣固比(AS)一般取0.

11、010.04；水力負荷取4080m3(m2d)；回流比(R)一般為2535?；亓鞅瓤砂匆韵鹿?，根據(jù)所需空氣量計算：式中：As 氣固比；Aa 所需空氣量，g/h；S 進入氣浮池的固體總量(不計回流水SS)，g/h；Sa 一定溫度下，1.013x105Pa時的空氣飽和溶解度，mg/L，入流污泥濃度，g/m3；R一 回流比；P 絕對大氣壓(表壓)，Pa；f 溶解效率，當(dāng)溶氣罐內(nèi)加填料及溶氣時間為23 min時，f=0.9，不加填料時，f=0.5。水力負荷：13.6m3/m2h，一般采用1.8m3/m2h。固體負荷：1.85.0kg/m2h，。（2） 其它參數(shù)（1）對于活性污泥，其進泥濃度不應(yīng)超過5

12、g/L，即含水率約99.5%（包括氣浮池的回流）。(2)刮渣刮泥設(shè)備：污泥顆粒上浮形成水面的浮渣層厚度，一般控制為0.15-0.3m,利用出水設(shè)置的堰板進行調(diào)節(jié)。刮渣機的刮板移動速度，一般采用0.5m/min,并應(yīng)有調(diào)節(jié)的可能，使其速度有減少或增加一倍的幅度。下沉污泥顆粒的泥量，一般可按進泥量的1/3計算，池底刮泥機的設(shè)計數(shù)據(jù)參見沉淀池刮泥機的有關(guān)參數(shù)。刮出的浮渣，即氣浮后的污泥，由于含有空氣，其其實相對密度一般為0.7，需貯存幾小時后才能恢復(fù)正常。若立即抽送時，用選用合適的泵型。（3）加壓溶氣裝置：加壓溶氣的氣固比，一般采用0.03-0.04（質(zhì)量比），溶氣效率通常取50%。溶氣罐的容積，一

13、般按加壓水停留1-3min計算，其絕對壓力一般采用2.94*105-4.90*105 Pa,罐體高與直徑之比，常用2-4.加壓泵的出水管壓力，不應(yīng)低于溶氣罐的壓力，一般采用2.94*1054.90*105 Pa3氣浮濃縮的計算公式【例】某廢水處理廠的剩余活性污泥量為240m3/d，含水率993，泥溫20?，F(xiàn)采用回流加壓溶氣氣浮法濃縮污泥，要求含固率達到4，壓力溶氣罐的表壓P為3103Pa。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7 d，每天運行16 h，計算氣浮池面積?！窘狻吭O(shè)計一座矩形的平流式氣浮濃縮池污泥流量qv=240m3/d=10m3/h氣浮濃縮池面積A污泥負荷取75

14、kg/(m2d)，污泥密度為1000kg/m3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=0.920時，空氣飽和溶解度Sa=0.01871.164=0.0218g/L=21.8 mg/L。人流污泥濃度為7000g/m3代入(207)式：回流水量:溶氣罐凈體積(不包括填料)按溶氣水停留3min計算，則：(m3)以水力負荷校核氣浮池面積：m3/(m2d)符合要求。 若濃縮池每天運行16h，則流量污泥負荷仍取75kg/(m2d)=3.125 kg/(m2h)，則(m2)回流比(R)仍為380。回流水量：38015=57(m3/h)溶氣罐凈體積：(m3)以水力負荷校核氣浮池面

15、積：m3/(m2h)=51.4m3/(m2d)符合要求。三、離心濃縮法1. 離心濃縮法的原理:利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋轉(zhuǎn)的離心機中受到不同的離心力而使兩者分離，達到濃縮的目的。被分離的污泥和水分別由不同的通道導(dǎo)出機外。2. 離心濃縮法的特點:離心濃縮機呈全封閉式，可連續(xù)工作。一般用于濃縮剩余活性污泥等難脫水物。污泥在機內(nèi)停留時間只有3 min左右，出泥含固率可達4以上。由于工作效率高，占地面積小，衛(wèi)生條件好等特點，離心法在國外利用較高。在國內(nèi)也日益受到重視。3衡量離心濃縮效果的主要指標(biāo)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人流污泥中的固體總量的比值。固體回收率越高，分離液中SS的濃度則越低，泥水分離效果越好，濃縮效果亦越好。4離心濃縮與氣浮濃縮的比較離心