广东污废水处理工培训章污泥处理与处置ppt课件

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第七章污泥处理与处置第一节污泥的来源、性质和数量第二节污泥的处理工艺第三节污泥浓缩第四节污泥稳定第五节污泥脱水第六节污泥的最终处置n污泥的处理和处置，就是要通过适当的技术措施，使污泥得到再利用或以某种不损害环境的形式重新返回到自然环境中。n第一节污泥的来源、性质和数量n一、污泥的来源、性质及主要指标来源栅渣沉砂池初沉池二沉池富含有机物，容易腐化、破坏环境，必须妥善处置n分类初沉污泥：污水处理初沉池剩余污泥：二沉池或生物反应池消化污泥：经过厌氧和好氧消化处理后化学污泥：混凝、化学沉淀等处理后按处理工艺的不同n处理目的降低含水率，使其变流态为固态，同时减少数量稳定有机物，使其不易腐化，避免对环境造成二次污染。城市污水厂所产生的污泥量约为处理水体积的1%左右（0.5%~1.5%）,含水率99.2%左右。n污泥的特性污泥中的固体总固体溶解固体不溶解固体又依据其中有机物的含量稳定性固体挥发性固体：600°C，VSSn污泥固体组分组分初沉污泥消化污泥剩余污泥范围典型值范围典型值范围总固体5-962-540.8-1.2挥发性固体60-806530-604059-88油脂6-30-5-2018-蛋白质20-302515-201832-41纤维素8-15108-1510-氮（以N计）1.5-42.51.6-332.4-5.0磷(以P2O5计)0.8-2.81.61.5-42.52.8-11钾（以K2O）0-10.40-310.5-0.7城镇污水处理厂污泥固体的典型组成n含水率污泥中水的质量分数叫含水率，含固率则是污泥中固体质量分数。含水率在85％以上呈流态，65％~85％时呈塑态，低于60％呈固态n污泥相对密度污相对密度指污泥的质量与同体积水质量的比值。主要取决于含水率和污泥中固体组分的比例。γi－污泥中第i项组分的相对密度；wi－污泥中第i项组分的质量分数，％。n污泥体积、相对密度和含水率的关系式中：V－污泥体积，m3；ms－污泥中固体的质量，kg；ρw－水的密度，kg/m3。n城市污水厂的污泥量污泥种类污泥量/(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生物膜法7~996～981.02活性污泥法10~2199.2～99.61.005~1.008污泥量n1.初沉污泥量式中：V—初沉污泥量，m3/d；Q—污水流量，m3/d；η—沉淀池中悬浮物的去除率，%；ρ0—进水中悬浮物浓度，mg/L；P—污泥含水率，%；ρ—污泥密度，以1000kg/m3计；S—每人每天产生的污泥量,一般采用0.3~0.8L/（d·人）;N—设计人口数，人。n2.剩余活性污泥量(活性污泥法)(1)剩余活性污泥量以VSS(挥发性固体)计:(2)剩余活性污泥量以SS计:(3)剩余活性污泥量以体积计:n四、污泥中的水分及其对污泥处理的影响1.污泥中的水分(1)游离水:存在于污泥颗粒间隙中的水，称为间隙水或游离水，约占污泥水分的70％左右。这部分水一般借助外力可与泥粒分离。(2)毛细水:存在于污泥颗粒间的毛细管中，称为毛细水，约占污泥水分的20％左右。也有可能用物理方法分离出来。(3)内部水:黏附于污泥颗粒表面的附着水和存在于其内部(包括生物细胞内的水)的内部水，约占污泥中水分的10％左右。有干化才能分离，但也不完全。nn2.污泥中的水分对污泥处理的影响污泥处理的方法常取决于污泥的含水率和最终的处置方式。n第二节污泥的处理工艺n污泥处理是污水处理的重要组成部分其处理目的是减少污泥量并使其稳定，便于污泥的运输和最终处置。其处理工艺主要由污泥的性质以及污泥最终处置的要求所决定。n储存浓缩稳定调理脱水干化最终处置城镇污水二级处理厂污泥处理典型流程储存浓缩调理脱水最终处置以无机物为主的工业污泥处理典型流程最终处置储存调理浓缩脱水带有生物除磷的城镇污水处理厂污泥处理典型流程n污泥最终处置方式卫生填埋堆肥（绿化用肥、农家肥）建筑材料焚烧n第三节污泥浓缩n污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。方法重力浓缩气浮浓缩离心浓缩n一、重力浓缩重力浓缩主要用于浓缩初沉污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。1.间隙式污泥浓缩池设计参数为停留时间，一般为9~12h。浓缩池的上清液，应回到初沉池前重新处理。n2.连续式污泥浓缩池连续运行的浓缩池可采用沉淀池的形式，一般为竖流式(或辐流式)。设计参数:浓缩池的固体通量[kg/(m2·h)或kg/(m2·d)]水力负荷[m3/(m2·h)或m3/(m2·d)]水力停留时间(h或d)n二、气浮浓缩气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。1.气浮浓缩系统的组成气浮浓缩系统主要由加压溶气装置和气浮分离装置两部分组成。n2.气浮浓缩的主要设计参数污泥负荷单位时间内，通过气浮池断面的干固体量，单位为kg/（m2.h）或kg/（m2.d）污泥种类负荷/（kg.m-2.d-1)空气曝气的活性污泥25～75空气曝气的活性污泥经沉淀后50～100纯氧曝气的活性污泥经沉淀后60～15050%的初沉污泥+50%的活性污泥经沉淀后100～200初次沉淀池污泥至260n气固比溶气水经减压释放出的空气量与需浓缩的固体量之质量比，常用As表示；用于污泥浓缩一般取0.01～0.04Qg－气浮池释放出的气体量，等于进、出池溶解气体量之差值，kg/h；QS－流入的污泥固体量，kg/h；Q－流入的污泥量，m3/h;C0－流入的污泥浓度；kg/m3；R－回流比，加压溶气水量与需要浓缩的污泥量的体积比；Sa－常压下空气在回流水中的饱和浓度，kg/m3；P－溶气灌压力（绝对压力），一般采用0.3MPa；f－溶解效率，当溶气灌内加填料及溶气时间为2-3min时，f取0.9，不加填料时，f取0.5。n水力负荷单位时间内，通过气浮池断面的处理水量，单位为m3/(m2.h)或m3/(m2.d)，一般40~80m3/(m2.d)或2~3.5m3/(m2.h)。回流比加压溶气水量与需要浓缩的污泥量的体积比，通常以R表示，用于污水处理时取25%~50%，用于污泥浓缩需计算确定n三、离心浓缩法原理利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋转的离心机中受到不同的离心力而使两者分离，达到浓缩的目的效果指标出泥含固率，3min停留时间，含固率可达到4％固体回收率浓缩后污泥的固体总量与入流污泥中的固体总量的比值n污泥种类入流污泥含固率/%浓缩后污泥含固率/%高分子聚合物需要量/(g.kg-1污泥干固体)固体物质回收率/%剩余活性污泥0.5~1.58~10085~900.5~1.590~95厌氧消化污泥1~38~10080~900.5~1.590~95普通生物滤池污泥2~38~9090~95转筒式离心机用于污泥浓缩的运行参数n剩余污泥机械浓缩n第四节污泥稳定n污泥稳定化的处理方法:厌氧消化法好氧消化法污泥的生物稳定氯稳定法石灰稳定法臭氧稳定法污泥的化学稳定n目的污泥中的挥发性固体的量降低40％左右过程水解、酸化、产乙酸、产甲烷控制过程固态物的水解、液化、产甲烷优点产生能量使污泥固体总量减少作土壤调节剂杀死致病菌缺点投资大运行易受环境条件的影响消化污泥不易沉淀消化反应时间长污泥的厌氧生物稳定－最常用的方法nn两级高负荷率厌氧消化系统nn二、影响污泥消化的主要因素1.pH和碱度最佳为7.0~7.3厌氧消化产生有机酸pH甲烷菌分解有机酸时产生的重碳酸盐不断增加2.温度中温：33~35ºC高温：50~55ºCn3.负荷厌氧消化池的容积决定于厌氧消化的负荷率。表达方式容积负荷参数为投配率日进入的污泥量与池子容积之比，在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留时间有机物负荷参数为有机负荷率每日进入的干泥量与池子容积之比消化时间进行复核n4.消化池的搅拌在有机物的厌氧发酵过程中，让反应器中的微生物和营养物质(有机物)搅拌混合，充分接触，将使得整个反应器中的物质传递、转化过程加快。5.有毒有害物质作用使池内污泥浓度分布均匀，利于微生物生长繁殖释放有害气体使环境因素在反应器内保持均匀n沼气风机搅拌n三、消化池的构造主要设备搅拌螺旋浆鼓风机射流器抽吸污泥气破渣用自来水或污泥上清液喷淋将循环污泥或污泥液送到浮渣层上用鼓风机或用射流器抽吸污泥气进行搅拌集气排液溢流监测防护装置加料，排料附属设备消化池浮动式顶盖固定式顶盖加热池外加热池内加热n消化池构造n浮动式盖消化池n固定式盖消化池n螺旋浆搅拌的消化池n污泥消化池n大型厌氧生物处理n沼气搅拌压缩机n热交换器n贮气罐n四、消化池的设计计算内容池体设计加热保温系统设计搅拌设备设计池体选型确定池的数目和单池容积确定池体各部尺寸布置消化池的各种管道n消化池有效容积按每天处理污泥量及污泥投配率进行计算：消化池座数n：消化池有效容积按有机负荷(Ns)计算：式中：V——消化池有效容积，m3；V'——每天要处理的污泥量，m3/d；p——污泥投配率，城市污水厂高负荷率消化池，当消化温度为30~35℃时，p可取6%~18%；n——消化池的座数；Gs——每日要处理的污泥干固体量，kgVSS/d；Ns——单位容积消化池污泥（VSS）负荷率，kgVSS/（m3/d）。n计算消化池的构造尺寸：消化池必须附设各种管道：污泥管、上清液排放管、溢流管、沼气管和取样管。n五、沼气(消化气)的收集和利用污泥和高浓度有机废水的厌氧消化均会产生大量沼气。在设计消化池时必须同时考虑相应的沼气收集、储存和安全等配套设施，以及利用沼气加热入流污泥和池液的设备。污泥消化所产生的以甲烷为主的消化气量，主要取决于被消化的挥发固体量。n污泥的好氧生物稳定n污泥的石灰稳定n污泥的氯稳定n污泥的臭氧稳定n第五节污泥脱水n一、污泥调理在污泥脱水前需要通过物理、化学或物理化学作用，改善污泥的脱水性能。通过调理可改变污泥的组织结构，减小污泥的黏性，降低污泥的比阻，从而改善污泥的脱水性能的目的。污泥经调理后，不仅脱水压力可大大减少，而且脱水后污泥含水率可大大降低。n化学调理原理用化学药品破坏泥水间的亲和力，通过调理使污泥的比阻抗(或CST)降低1.调理剂种类无机调理剂有机调理剂2.调理剂投加量的确定作比阻抗r及CST与调理剂用量的关系曲线图确定最佳调理剂用量和品种。n3.影响污泥调理效果的因素污泥性质调理剂品种污泥调理条件温度pH调理剂配制浓度混合条件n物理调理n1.污泥干化床的构造二、污泥脱水自然脱水n污泥干化床n2.污泥干化床脱水效果的影响因素气候条件污泥性质污泥调理3.污泥干化床的设计决定面积划分块数干化床面积n二、污泥脱水性能的评价指标1.比阻抗值r当p为常数值时，可积分并整理成为下式：由此：比阻抗值的物理意义是单位干重滤饼的阻力，比阻抗值越大的污泥，越难过滤，其脱水性能也差。t/V与V呈直线关系，其斜率为：n2.毛细吸水时间(CST)其值等于污泥与滤纸接触时，在毛细管的作用下，水分在滤纸上渗透1cm长度的时间，以秒计。CST值测定装置示意图n脱水机械转筒离心机板框压滤机带式压滤机真空过滤机1.带式压滤机带式压滤机工艺的开发成功的关键是滤带的开发，是合成有机聚合物发展的结果。机械脱水n(1)带式压滤机的构造:nnnnn(2)带式压滤机的选用:通常根据带式压滤机生产能力、污泥量来确定所需滤机宽度和台数(一般不少于2台)，并需绘制脱水车间设备布置图。2.污泥离心脱水和转筒式离心机污泥离心脱水的原理与离心分离、离心浓缩相同，即利用转动使污泥中的固体和液体分离。(1)转筒式离心机的构造和脱水过程:n转筒式离心机构造图n污泥切割机n进泥螺杆泵n脱水用高分子絮凝剂n溶药与投加装置n加药螺杆泵n药液后稀释装置n卧螺离心脱水机n脱水上清液加入污泥储罐n污泥离心脱水机n脱水后的干泥n脱水机加药装置n(2)转筒离心机的选择:根据离心机的处理能力，即每台机每小时处理湿污泥立方米数，或每台机每小时处理干污泥千克数来决定的。3.板框压滤机(1)板框压滤机的构造(2)板框压滤机的选用根据污泥量、过滤机的过滤能力来确定所需过滤面积和压滤机台数及设备布置。n滤板、滤框和滤布n板框压滤机n箱式板框压滤机nnn工作原理：利用过滤介质（常用为涤纶布）二面压力差为推动力，水被强制通过介质，污泥截留在介质表面。n滤板、滤框和滤布组合后的工作状况示意图n第六节污泥的最终处置n污泥的综合利用用作肥料和改良土壤其他用途湿式氧化n1.转筒式干燥器和焚化炉污泥的焚烧n2.流化床焚化炉n3.Sevar干燥器n污泥处理与处置n三、各种污泥干燥器和焚化炉的选择各种污泥干燥器的比较各种污泥焚化炉的比较