环保设备原理与设计--43污泥浓缩设备(XXXX版)(N

©BIPT环保设备原理与设计多媒体教案陈家庆教授©BIPT第四章污泥集运、处理技术与设备§4.1排泥设备及其设计§4.2污泥输送设备§4.3污泥浓缩设备§4.4污泥消化稳定设备§4.5污泥机械脱水设备§4.6污泥热干化与焚烧设备©BIPTNO.21b讲授提纲§4.3污泥浓缩设备污泥浓缩设备→污泥消化稳定设备→污泥机械脱水设备2014/1/3©BIPT浓缩(thickening)消化(digestion)脱水(dehydration)污泥经过浓缩池浓缩后，利用泵提升进入热交换器，然后进入厌氧消化池，在微生物作用下污泥中有机物得到降解。厌氧消化过程产生的沼气经脱水、脱硫后可作为燃料利用。消化稳定后的污泥经脱水形成泥饼外运处置。©BIPT本节内容提要〇、导言一、重力浓缩二、气浮浓缩三、转筒式浓缩机(RotaryDrumThickener，RDT)四、离心浓缩设备(CentrifugeThickeners)五、螺压过滤式浓缩机(RotaryScrewThickener)六、其它浓缩设备©BIPT污泥处理的主要目的是减少水分，为后续处理、利用和运输创造条件，消除污染环境的有毒有害物质，回收能源和资源。污泥处理的方法取决于污水的含水率和最终处置的方式，典型的处理工艺有浓缩、消化、脱水、干化及焚烧等。例如，含水率大于98%的污泥，一般要考虑浓缩，使含水率降至96%左右，以减少污泥体积，并有利于后续处理；为了便于污泥最终处置时的运输，则要进行污泥脱水，使含水率降至80%以下，才能装车运输。©BIPT(1)间隙水: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65％~85%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15%~20％左右。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)的结合水，约占污泥中水分的10％左右。有干化才能分离，但也不完全。内部水©BIPT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。污泥含水率与污泥状态的关系©BIPT污泥浓缩(thickening)是降低污泥含水率、降低污泥后续处理费用的有效方法，处理对象是污泥中的游离水(或称间隙水)。一般初沉池的污泥，含水率约为95%～96%，其中有机物约占60%～70%；二沉池剩余活性污泥的含水率约为99.6%～99.8%，其中有机物约占55%～65%。差示扫描量热仪DSC结合水©BIPT若污泥含水率的99.5%浓缩至98.5%，体积可减少到原来的1/2以下；浓缩至95%时，体积仅为原来的1/5左右，这就为后续处理创造了条件。如后续处理是厌氧消化，消化池的容积、加热量、搅拌能耗都可大大降低；如后续处理为机械脱水，则污泥调整的混凝剂用量、机械脱水设备的容量可大大减小。©BIPT常见的浓缩方法有重力浓缩、气浮浓缩、转筒浓缩、离心浓缩、螺压浓缩等，应根据具体情况选择使用。一、重力浓缩重力浓缩是污泥在重力场作用下的自然沉降，是一个物理过程，不需要外加能量，是一种最节能的污泥浓缩方法。重力浓缩沉降可以分为四种形态：自由沉降、干涉沉降、区域沉降和压缩沉降。重力浓缩既可以在浓缩池中进行，也可以在带式浓缩机上进行。重力浓缩池(GravityThickener)重力带式浓缩机(GravityBeltThickener，GBT)©BIPT1.1重力浓缩池(GravityThickener)重力浓缩池的池径一般为Φ5～30m，按其运行方式可分为连续式和间歇式两种，间歇式重力浓缩池主要用于小型污水处理厂，连续式重力浓缩池主要用于大、中型污水处理厂。(1)连续式重力浓缩池多采用辐流式结构，可分为带污泥浓缩机、不带污泥浓缩机以及多层浓缩池(带刮泥机)三种。浓缩池池底坡度一般为1/100～1/12。©BIPT连续式重力浓缩池©BIPT连续式污泥浓缩池©BIPTGravityThickening污泥浓缩机有悬挂式中心传动浓缩机、垂架式中心传动浓缩机和垂架式周边传动浓缩机三种，除了满足刮泥功能之外，还要起到在池内缓慢搅拌、提高污泥浓缩效果的作用，故除了配置有污泥刮板外，还在设备钢架上安装有竖向搅动栅条。©BIPTThemostcommondesignsincorporatebottommechanicalrakesystemsthatsweepsettledsolidsintoacentralinternalcone.Fromthecentralconethesolidsarethendischargedseparatelyforfurtherprocessingordewatering.Abridgethatspanstheclarifiertanksupportsthebottomrakes.AJMhasarangeoflighttoheavy-dutybridgeandbottomrakedesignstosuitanyclarificationorthickeningapplication.©BIPTNGD型污泥浓缩机结构示意图(悬挂式)1-刮泥装置总成；2-栅条；3-钢梁；4-出水堰流；5-稳流筒；6-减速机座；7-行星摆线针轮减速器；8-联轴器；9-联结轴系统；10-水下长轴；11-水下短轴；12-拉紧调整系统；13-小刮泥板；14-水下轴承座总成©BIPTSTC-I型中心传动浓缩刮泥机(半桥垂架式)结构示意图1-扶梯；2-浮渣刮板；3-工作桥；4-刮臂提拉杆；5-小刮刀；6-中心驱动装置；7-浓集栅条；8-刮泥架刮臂；9-浮渣漏斗©BIPTSTC-II型中心传动浓缩刮泥机(悬挂式)结构示意图1-出水堰板；2-拉紧调整系统；3-工作桥；4-驱动装置；5-稳流筒；6-小刮泥板；7-水下轴承总成；8-刮集装置；9-浓集栅条©BIPTSTP系列周边传动浓缩机的结构示意图1-驱动装置；2-浮渣漏斗；3-工作桥；4-浮渣耙板；5-栏杆；6-刮集装置；7-小刮板；8-稳流筒；9-浓缩栅条©BIPTEnvirex®GravityThickenerforConcentratedMunicipalandIndustrialSludgeHandlingEnvirex®GravityThickenersareheavydutycircularcollectors,customdesignedforhigherservicefactorsandincreasedsludgeloads.Additionally,theycanbeprovidedwithpicketsfordewatering,liftingdevicesforheavysolidsapplicationsandmore.Sincegravitythickenersaredesignedforsludgehandlingratherthanliquidhandling,theyarefurnishedwithsteeperfloorslopesthanconventionalclarifiers.©BIPTThickenerOptimizationPackage在具体的重力浓缩池的具体结构设计方面，美国WesTechEngineering公司在上部EvenFlo™进泥井(Feedwell)、池内空气提升污泥稀释系统(AirLiftdilutionsystem)、池底污泥控制系统(UnderflowControlSystem)等方面进行了较为深入的研究，并开发了污泥浓缩池优化设计软件包(ThickenerOptimizationPackage)。©BIPTEvenFlo™Feedwell【进泥井】UnderflowControlSystem©BIPTComputationalFluidDynamics(CFD)analysisdemonstratinganunevenfeeddistributionfromaconventionalfeedwell.WesTech’sEvenFloFeedwellconvertstherotationalmomentumofthefeedstreamintoaconcentricradialflow.Aproperlydesignedfeedwellshouldprovideenergydissipationaswellasevendistributionofthefeedintothethickener.WesTech’sEvenFlodesignconsistsofatwo-partfeedwellsystem.Aninnerchamberconvertsthefeedenergyintoaconcentricradialflow.Themainfeedwellchamberthenevenlydistributesthefeedintothesedimentationzoneofthethickener.©BIPTRotationalMomentumtoradialflowillustratesevendistributionintothesedimentationzonefromanEvenFloFeedwell.EvenFloEnergyDissipation©BIPTShort-circuitinginthesedimentationzoneduetoapoorlydesignedfeedwell.EffluentVelocityProfile–EvenFloFeedwell©BIPTAMIRACFDoftheEvenFlofeedwellAMIRAindependentlyanalysedtheEvenFlofeedwelldesign.Theirmodelbelowshowssolidsexitingtheinnerchamberwhereflocculentisaddedinabrief,highvelocityregion.Thenflocsquicklygrowinthemainzoneofthefeedwellandthenareevenlydischarged.Amira是澳大利亚VisageImaging公司出品的一个功能强大的，多方面的工具软件©BIPTThickenersoftenrequiredilutionofthefeedtoimprovesettlingratesandflocconsumption.Dilutionsystemsthatrelyonspecificgravitydifferentialbetweenthefeedandsupernatant【上清液】areoftenlimited.WesTech’sAirLiftdilutionsystemusesanairliftpumptodrawclarifiedwaterevenlyfromthethickenersurfaceintothefeedwell.Anevendrawfrommultiplepointspreventsflowdisturbancesinthequiescentsettlingzonewhileensuringproperdilution/feedmixinginsidethefeedwell.Dilutionflowcanberegulatedwithprecisionbyoperatororautomaticadjustmentoftheairflowtothesystem.©BIPTEvenFlo™FeedwellandAirLiftDilutionWesTech’sAirLiftdilutionsystemusesanairliftpumptodrawclarifiedwaterevenlyfromthethickenersurfaceintothefeedwell.Anevendrawfrommultiplepointsprevents