水污染控制第二十章課件

1、水污染控制工程教案課程名稱：水污染控制工程授課教師：宋衛(wèi)鋒 副教授 地點(diǎn)：大學(xué)城1-319時(shí)間：周2 1-2節(jié)、周4 3-4節(jié)、周5 6-7節(jié)9/13/20221第二十章 污泥的處理和處置 第一節(jié) 污泥的來(lái)源、性質(zhì)和數(shù)量一、概述城市污水處理廠污泥產(chǎn)生量約為處理水體積的0.5%-1.0%，獵德污水處理廠每天的污泥量為2200m3（44萬(wàn)m3/d，0.5%)，改變污泥性質(zhì)稱為處理，安排出路稱為處置。費(fèi)用與污水處理基本相等?；ㄙM(fèi)用占50%左右。對(duì)于污水處理廠來(lái)說(shuō)，以去除BOD5為目標(biāo)的目的已經(jīng)達(dá)到，重要的是污泥的處理和處置還沒(méi)有好的辦法。所以，污泥的處理處置是一個(gè)重要問(wèn)題。9/13/20222可供

2、選擇的方案： 9/13/20223一、污泥的分類與性質(zhì) 污泥與沉渣 柵渣、沉砂池沉渣、初沉池和二沉池生物污泥、化學(xué)污泥二、污泥的性質(zhì)指標(biāo)含水率：污泥中水分的重量與污泥總量之比的百分?jǐn)?shù)。85%以上為流態(tài)，65%85%為塑態(tài)，60%以下為固態(tài)。適用于含水率大于65%的污泥。含水率從99%降低到98%體積如何變化？從97.5%降到95%呢？9/13/20224揮發(fā)性固體：VSS，600以下燃燒，以氣體逸出的部分（減重）污泥中的有毒有害物質(zhì)：氮：4%，磷2.5%，鉀0.5%，也有病菌，病毒，寄生蟲卵等，必須進(jìn)行消化。重金屬應(yīng)特別注意，容易超過(guò)農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)（GB4284-84）。重金屬HgC

3、dCrPbAsZnCuNi范圍4.63-1383.6-24.19.2-54085-240012.4-560300-111955-46030-47.5酸壤pH6.55560030075500250100堿壤pH6.5152010001000751000500200城市污水處理廠污泥的一些數(shù)據(jù) mg/Kg9/13/20225(1)初沉泥式中0為進(jìn)水懸浮物濃度，為污泥密度。(2)剩余活性污泥量9/13/20227四、污泥的輸送和運(yùn)輸污泥中的水分及其對(duì)污泥輸送和運(yùn)輸?shù)挠绊?離心泵、隔膜泵、旋轉(zhuǎn)螺旋泵與螺旋泵 離心泵有PW型與PWL型兩種，揚(yáng)程較高時(shí)可采用，易被纖維狀物質(zhì)堵塞。 運(yùn)輸卡車、輪船等。9/1

4、3/20228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、氣浮、離心95-97近似糊裝自然干化法自然干化場(chǎng)、曬泥場(chǎng)70-80泥餅狀真空吸濾法真空轉(zhuǎn)鼓等60-80泥餅狀板框壓濾法板框壓濾機(jī)45-80泥餅狀帶式壓濾法帶式壓濾機(jī)78-86泥餅狀離心法離心機(jī)80-85泥餅狀不同脫水方法效果對(duì)比9/13/202210一、重力濃縮連續(xù)式和間歇式兩種型式。1、間歇式小型污水處理廠，停留時(shí)間912h，上清液回流至初沉池。2、連續(xù)式豎流式或輻流式。二、氣浮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。三、污泥的其他濃縮法 轉(zhuǎn)盤式、轉(zhuǎn)鼓式離心機(jī)

5、9/13/202211第四節(jié) 污泥的穩(wěn)定好氧穩(wěn)定，曝氣時(shí)間1020d。厭氧消化，一般當(dāng)污泥中揮發(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。污泥中有機(jī)物主要以固態(tài)存在；水解、酸化、乙酸化、甲烷化。廢水厭氧處理中甲烷化是控制過(guò)程，污泥的厭氧消化中固態(tài)物的水解，液化是控制過(guò)程。一、污泥厭氧消化法的發(fā)展和分類中溫消化（3036），高溫消化（5053）低負(fù)荷消化，不加熱，不攪拌，0.51.6kgVSS/m3d，停留時(shí)間3060d，最低不少于20d。高負(fù)荷消化，1.66.4 kgVSS/m3d或更高，連續(xù)運(yùn)行，加熱，攪拌，最少停留1015d，整個(gè)池液處于混合狀態(tài)，兩級(jí)運(yùn)行。9/13/202212三

6、、厭氧消化池的池形和構(gòu)造消化池是一個(gè)錐底或平底的圓池，四周為垂直墻體。平底或坡度較小時(shí)需設(shè)刮泥裝置。整個(gè)池子由集氣罩、池蓋、池體和下錐體四部分組成。圓形消化池直徑一般為630m，柱體高約為直徑的一半，總高接近于直徑。浮動(dòng)式頂蓋。附屬設(shè)備：加料、排料、加熱、攪拌、破渣、集氣、排液、溢流。1、投配、排泥與溢流系統(tǒng)投配管一般布置在泥位上層，排泥管一般布置在底部。最小為DN150；溢流管最小管徑為200mm。必須考慮是在池內(nèi)受壓狀態(tài)下溢流，絕對(duì)避免沼氣與大氣相通。新污泥由泵提升到頂進(jìn)泥管送入池內(nèi)，螺旋泵、離心污水泵。9/13/2022142、沼氣的排出、收集與貯存設(shè)備沼氣管徑按日平均產(chǎn)生量計(jì)算，管內(nèi)流

7、速78m/s，平均為5m/s。貯氣柜的容積一般按日產(chǎn)量的25%40%。3、攪拌25h內(nèi)將全池污泥攪拌一次。沼氣攪拌：壓縮后的沼氣通過(guò)配氣環(huán)管，通到每根立管，立管氣流速度為715m/s，末端距池底12m，攪拌氣量為1000m3，池容57m3/min。泵加水射器攪拌生污泥用泵加壓后，射入水射器，水射器頂端浸在污泥面下0.20.3m，泵壓應(yīng)大于0.2MPa，生污泥量與水射器吸入的污泥量之比為1：（35）。4、加熱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。池外間接加熱。9/13/202215四、消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算池體設(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)。國(guó)內(nèi)一般按污泥投配確定消化

8、池有效容積，按每天處理污泥量及污泥投配率進(jìn)行計(jì)算。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，消化溫度為3035時(shí)，P可取68%為宜。小型消化池的容積為2500m3以下；中型為5000m3左右；大型可達(dá)10000m3以上。圓柱形池體的直徑一般為635m，柱體高與直徑之比為1：2，池總高與直徑之比約0.81.0。9/13/202217五、消化池的運(yùn)行與管理（一）、消化污泥的培養(yǎng)與馴化新建的消化池，需要培養(yǎng)消化污泥，方法有兩種：1、逐步培養(yǎng)法將每天排放的初次沉淀污泥和濃縮后的活性污泥投入消化池，然后加熱，使每小時(shí)溫度升高1度，當(dāng)溫度到消化溫度后，維持溫度，然后逐日加

9、入新鮮污泥，直至設(shè)計(jì)泥面，停止加泥，維持消化溫度，使有機(jī)物水解，液化，約需3040d，待污泥成熟，產(chǎn)生沼氣后，方可投入正常運(yùn)行。2、一次培養(yǎng)法將池塘污泥，經(jīng)22mm孔網(wǎng)過(guò)濾，后投入消化池，投加量占消化池的1/10，以后逐日加入新鮮污泥至設(shè)計(jì)泥面，控制pH6.57.5，1/h，至消化溫度，穩(wěn)定35d，污泥成熟，再投加新鮮污泥。9/13/202218（二）正常運(yùn)行的化驗(yàn)指標(biāo)產(chǎn)氣率，沼氣成分，投配污泥含水率9496%，有機(jī)物含量6070%，有機(jī)物分解程度4555%，脂肪酸以醋酸計(jì)為2000mg/L左右，總堿度大于2000mg/L，NH3-N 5001000mg/L（三）正常運(yùn)行的控制參數(shù)攪拌，污泥氣

10、攪拌可全日進(jìn)行，水力提升器攪拌量應(yīng)為消化池容積的兩倍，間歇進(jìn)行，攪拌半小時(shí)，間歇1.52.0h。排泥，先排上清液再排泥，消化池內(nèi)污泥濃度不低于30g/L。沼氣氣壓：11761961Pa之間，過(guò)高過(guò)低都說(shuō)明池組工作不正?；蜉敋夤芄收?。9/13/202219第五節(jié) 污泥的調(diào)理一、城市污水廠污低中的固體物質(zhì)主要是腐殖質(zhì)，與水的親和力很強(qiáng)，脫水非常困難。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。二、污泥脫水性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)1、比阻抗值 rb：與污泥性質(zhì)有關(guān)的數(shù)值P：過(guò)濾壓力（濾布前后的壓力差）A：過(guò)濾面積：濾出液的動(dòng)力粘滯度c：?jiǎn)挝惑w積濾出液所得濾餅干重物理意義：?jiǎn)挝桓芍貫V餅的阻力。比

11、阻抗值越大，越難過(guò)濾。9/13/202220各種污泥的大致比阻值（m/Kg）2、毛細(xì)吸水時(shí)間CSTCapillary Suction Time，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所需時(shí)間，以秒計(jì)。機(jī)械脫水時(shí)，比阻值在（0.98-3.92）*1012 m/Kg之間為宜。所以要調(diào)理。化學(xué)調(diào)節(jié)法，熱處理法及冷凍法。初沉泥（46.1-60.8）*1012消化污泥(123.6-139.3) *1012活性污泥(164.8-282.5) *1012腐殖污泥(59.8-81.4) *10129/13/202221三、加藥調(diào)理法1、調(diào)理劑種類（1）無(wú)機(jī)調(diào)理劑鐵鹽：FeCl36H2O,

12、 Fe2(SO4)34H2O, 硫酸亞鐵, FeSO47H2O；鋁鹽：硫酸鋁，三氯化鋁，堿式氯化鋁，聚合氯化鋁。鐵鹽和石灰聯(lián)用，pH12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。陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺效果好。2、調(diào)理劑投加量的確定 FeCl3：5%10% 消石灰：20%40% 聚鋁和聚鐵：1%3% 陽(yáng)離子聚丙烯酰胺：0.1%0.3% 9/13/202222第五節(jié) 污泥脫水一、概述二、污泥的自然干化三、污泥的機(jī)械脫水及其設(shè)備板框壓縮機(jī)、帶式壓濾機(jī)、轉(zhuǎn)筒離心機(jī)、真空過(guò)濾機(jī)等。板框壓縮機(jī)1、構(gòu)造簡(jiǎn)單，推動(dòng)力大，適用于各種污泥。間歇操作。板和框相間排列而成，濾

13、板兩側(cè)有濾布，用壓緊裝置把板與框壓緊，即在板與框之間構(gòu)成壓濾室，在板與框的上端中間相同部位開有小孔，壓緊后成一通道，加壓到0.20.4MPa的污泥，由該通道進(jìn)入壓濾室，濾板的表9/13/202224面刻有濾槽，下端鉆有供濾液排出的孔道，濾液在壓力下，通過(guò)濾布，沿溝槽與孔道排出。2、壓濾機(jī)的類型人工板框壓縮機(jī)和自動(dòng)板框壓縮機(jī)。一塊一塊卸下，剝離泥餅后再裝上，自動(dòng)式。自動(dòng)式：水平式和垂直式，周期1.54h，長(zhǎng)24m。9/13/202225壓濾機(jī)在工作9/13/202227壓濾機(jī)的板框9/13/202228板框疊在一起9/13/202229（二）、帶式壓濾機(jī)導(dǎo)向滾軸、壓榨輥軸和上、下濾帶，以及濾帶的

14、張緊，調(diào)速、沖洗、糾編和驅(qū)動(dòng)裝置等。P型布置：輥軸上下相對(duì)，壓榨的時(shí)間幾乎瞬時(shí)，壓力大，一般適用于疏水性的無(wú)機(jī)污泥。S型布置：輥徑大小不同，相互錯(cuò)開，接觸面大，時(shí)間長(zhǎng)，但力較小，但滾壓過(guò)程中對(duì)污泥有一種剪切力的作用，促進(jìn)污泥脫水。適用于城市污水廠。大軸壓強(qiáng)小在前，小軸壓強(qiáng)大在后，逐步脫水，降到80%以下。藥劑費(fèi)占92%94%，耗電0.7Kwh/m3原96%污泥。9/13/202230帶式壓濾機(jī)的一種9/13/202231又一種帶式壓濾機(jī)9/13/202232（三）、污泥離心脫水和轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)占地小，固體回收率高，分離濁度低，處理量大，自動(dòng)化程度高，但動(dòng)力費(fèi)用較高，總運(yùn)行費(fèi)用較低。離心機(jī)的類型：

15、分離因素（離心力與重力之比）：=w2r/g=10001500為低速離心機(jī)，=15003000為中速離心機(jī)，3000為高速離心機(jī)。高速離心機(jī)轉(zhuǎn)速快，對(duì)脫水泥餅有沖擊并有剪切力，故宜用低速離心機(jī)。9/13/202233離心脫水機(jī)工作原理9/13/202234第六節(jié) 污泥的干燥與焚燒干燥后污泥含水率可降到20%以下，焚燒處理，含水率可降到0。一、污泥干燥回轉(zhuǎn)圓筒式干燥器（回流使進(jìn)泥含水率低于50%）9/13/202235二、污泥的焚燒不符合衛(wèi)生要求、有毒物質(zhì)含量高，或污泥的熱值高，可以自燃發(fā)電時(shí)，焚燒前先干燥。焚燒設(shè)備：回轉(zhuǎn)焚燒爐、多段焚燒爐和流化床焚燒爐等。熱值為17408.7kJ/Kg的污泥，當(dāng)含水量與有機(jī)物之比為3.5：1時(shí)，可自燃而不必加輔助燃料。污泥種類燃燒熱值KJ/Kg（干）初沉泥：新鮮 消化15826-18191.67201.3初沉