水污染控制工程第十八章課件

第十八章污泥的處理和處置第一節(jié)污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量第二節(jié)污泥的處理工藝第三節(jié)污泥濃縮第四節(jié)污泥的穩(wěn)定第五節(jié)污泥的調(diào)理第六節(jié)污泥脫水第七節(jié)污泥的最終處置污泥的處理和處置，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。第一節(jié)污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量二沉池柵濾污泥性質(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(shí)呈塑態(tài)，低于60％呈固態(tài)當(dāng)含水率變化時(shí)，可近似地用下式計(jì)算濕污泥的體積：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)，是指污泥中在600oC的燃燒爐中能被燃燒，并以氣體逸出的那部分固體，反映污泥的穩(wěn)定化程度用指數(shù)比抗阻值(r)或毛細(xì)吸水時(shí)間(CST)評(píng)價(jià)公式估算1.初沉污泥量式中：V——初沉污泥量，m3/d；Q——污水流量，m3/d；η——沉淀池中懸浮物的去除率，%；C0——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)；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(jì)人口數(shù)，人。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(jì):(2)剩余活性污泥量以SS計(jì):(3)剩余活性污泥量以體積計(jì):公式估算三、污泥中的水分及其對(duì)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。2.污泥中的水分對(duì)污泥處理的影響污泥處理的方法常取決于污泥的含水率和最終的處置方式。第二節(jié)污泥的處理工藝一、污泥的處置二、污泥處置的前處理為了避免污泥進(jìn)入環(huán)境時(shí)，其有機(jī)部分發(fā)生腐敗,污染環(huán)境，常在脫水之前先進(jìn)行降解，稱穩(wěn)定。經(jīng)過穩(wěn)定的污泥如果脫水性能差，則還需調(diào)理。農(nóng)業(yè)利用填埋焚燒投放海洋建材第三節(jié)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。方法重力法氣浮法離心法一、重力濃縮重力濃縮主要用于濃縮初沉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(jì)參數(shù)為停留時(shí)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。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。2.氣浮濃縮法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要設(shè)計(jì)參數(shù):污泥負(fù)荷氣固比水力負(fù)荷回流比單位時(shí)間內(nèi)，通過氣浮池?cái)嗝娴母晒腆w量，單位為kg/（m2.h）或kg/（m2.d）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2602.氣浮濃縮法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要設(shè)計(jì)參數(shù):污泥負(fù)荷氣固比水力負(fù)荷回流比單位時(shí)間內(nèi)，通過氣浮池?cái)嗝娴奶幚硭?，單位為m3/（m2.h）為m3/（m2.d），一般40~80m3/（m2.d）或2~3.5m3/（m2.h)。2.氣浮濃縮法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)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(shí)取25%~50%

，用于污泥濃縮需計(jì)算確定剩余污泥離心濃縮第四節(jié)污泥的穩(wěn)定污泥穩(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(diǎn)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(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消化反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)兩級(jí)高負(fù)荷率厭氧消化系統(tǒng)二、影響污泥消化的主要因素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(shí)產(chǎn)生的重碳酸鹽不斷增加2.溫度中溫：33~35oC高溫：50~55oC3.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(shí)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(shí)間進(jìn)行復(fù)核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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(有機(jī)物)攪拌混合，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。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(zhǎng)繁殖釋放有害氣體使環(huán)境因素在反應(yīng)器內(nèi)保持均勻沼氣風(fēng)機(jī)攪拌三、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(cè)防護(hù)裝置加料，排料附屬設(shè)備消化池浮動(dòng)式頂蓋固定式頂蓋加熱池外加熱池內(nèi)加熱消化池構(gòu)造浮動(dòng)式蓋消化池固定式蓋消化池螺旋漿攪拌的消化池污泥消化池大型厭氧生物處理沼氣攪拌壓縮機(jī)熱交換器貯氣罐四、消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容池體設(shè)計(jì)加熱保溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)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(jì)算：消化池座數(shù)n：消化池有效容積按有機(jī)負(fù)荷(Ns)計(jì)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(shí)，p可取6%~18%；c——揮發(fā)性固體濃度，

VSSLs——單位容積消化池污泥（VSS）負(fù)荷率，kgVSS/（m3/d）。計(jì)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。第五節(jié)污泥脫水消化污泥、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。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。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件溫度pH調(diào)理劑配制濃度混合條件二、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污泥干化床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(jì)決定面積劃分塊數(shù)干化床面積三、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。污泥脫水性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)1.比阻抗值r當(dāng)p為常數(shù)值時(shí)，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：(1)帶式壓濾機(jī)的構(gòu)造:(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(tái)數(shù)(一般不少于2臺(tái))，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(dòng)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:轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)構(gòu)造圖污泥切割機(jī)進(jìn)泥螺桿泵脫水用高分子絮凝劑溶藥與投加裝置加藥螺桿泵藥液后稀釋裝置臥螺離心脫水機(jī)脫水上清液加入污泥儲(chǔ)罐污泥離心脫水機(jī)脫水后的干泥脫水機(jī)加藥裝置(2)轉(zhuǎn)筒離心機(jī)的選擇:根據(jù)離心機(jī)的處理能力，即每臺(tái)機(jī)每小時(shí)處理濕污泥立方米數(shù)，或每臺(tái)機(jī)每小時(shí)處理干污泥千克數(shù)來決定的。3.板框壓濾機(jī)(1)板框壓濾機(jī)的構(gòu)造(2)板框壓濾機(jī)的選用根據(jù)污泥量、過濾機(jī)的過濾能力來確定所需過濾