水污染控制工程课件——污泥的处理处置

第九章污泥的处理与处置前言污水处理过程中产生大量的污泥。污泥中含有大量有害有毒物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等等；有用物质如植物营养素（N、P、K）、有机物及水分等等，因此污泥需要及时处理处置。前言①使污水厂能正常运行，确保污水处理效果，降低含水率，变流态为固态——②使有毒有害物质得到妥善的处理与利用——③使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理——④使有用的物质得到综合利用，变害为利——处理和处置目的污泥的处理和处置，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。减量化无害化资源化稳定化减量化无害化资源化稳定化(掌握)前言①作为肥料施用农田②填埋③投海④焚烧——作为能源最终处置方法污泥处理方案的选择应根据污泥性质、数量、投资、环保、农业发展等情况综合考虑后确定。(掌握)第二节污泥处理处置基本流程主要内容第一节污泥的分类、性质和数量第三节污泥浓缩第四节污泥的稳定第五节污泥的调理第六节污泥脱水第七节污泥的干燥与焚化一、污泥的分类及性质二、污泥性质指标(掌握)四、污泥中的水分及其对污泥处理的影响(掌握)第一节污泥的分类、性质和数量三、污泥量污泥的分类及性质易腐化发臭，颗粒较细，比重较小，含水率高且不易脱水，属胶状结构的亲水物质1.按成分不同分污泥以有机物为主要成分泥渣以无机物为主要成分污泥性质——泥渣性质——颗粒较粗，比重较大，含水率较低且易于脱水，流动性差来自初沉池来自活性污泥法后的二沉池来自生物膜法后的二沉池生污泥经厌氧/好氧消化后形成化学沉淀法处理后的沉淀物污泥的分类及性质2.按来源不同分初沉污泥剩余污泥腐殖污泥消化污泥化学污泥生污泥/新鲜污泥熟污泥栅渣、沉砂一般作为垃圾来处置一、污泥的分类及性质二、污泥性质指标(重点)四、污泥中的水分及其对污泥处理的影响第一节污泥的分类、性质和数量三、污泥量含水率是污泥中水含量的百分数，含固率则是污泥中固体或干泥含量的百分数，和为1含水率在85％以上呈流态,65％-85％时呈塑态，低于60％呈固态含水率降低将大大降低湿泥量，可近似地用下式计算湿污泥的体积：1212wwss21100100PPPPVV−−==污泥的性质指标例：99.5%→98.5%99.5%→95%含水率与含固率挥发性固体污泥中的有毒有害物质污泥的脱水性能V→1/3VV→1/10V污泥的性质指标含水率与含固率挥发性固体污泥中的有毒有害物质污泥的脱水性能挥发性固体(用VSS表示)，是指污泥中在600ºC的燃烧炉中能被燃烧，并以气体逸出的那部分固体，反映污泥的稳定化及可消化程度污泥的性质指标含水率与含固率挥发性固体污泥中的有毒有害物质污泥的脱水性能（1）污泥肥分（N、P、K）%P365表18-1（2）污泥重金属离子含量污水经二级处理后，50%以上的重金属离子转移到污泥中，污泥中含量都很高，故在作肥料使用时，要注意重金属离子含量是否超过《农业污泥标准》污泥的性质指标含水率与含固率挥发性固体污泥中的有毒有害物质污泥的脱水性能用指数比抗阻值(r)或毛细吸水时间(CST)评价污泥的性质指标一、污泥的分类及性质二、污泥性质指标四、污泥中的水分及其对污泥处理的影响第一节污泥的分类、性质和数量三、污泥量计算城市污水厂的污泥量时，一般以下表所列的经验数据为基础。P367表18-21.005~1.0081.005~1.00899.299.2--99.699.61010--2121活性污泥法活性污泥法1.021.029696--989877--99生物膜法生物膜法1.0151.015--1.021.029595--97.597.51414--2525初次沉淀池污泥初次沉淀池污泥1.51.560600.030.03沉砂池的沉砂沉砂池的沉砂密度密度/(kg/(kg··LL--11))含水率含水率/%/%污泥量污泥量/(L/(L··mm--33))污泥种类污泥种类污泥量公式估算P367-3681.初沉污泥量ρηρ)100(101003V0PqV−=1000SNV=式中：V——初沉污泥量，m3/d；qv——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。污泥量2.剩余活性污泥量(活性污泥法)VKYqPxρρρdSeSOVX)(−−=fPPXSS=(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:ρPPV)100(100SSSS−=公式估算污泥量一、污泥的分类及性质二、污泥性质指标四、污泥中的水分及其对污泥处理的影响(重点)第一节污泥的分类、性质和数量三、污泥量污泥量污泥中的水分及其对污泥处理的影响游离水(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。干化才能分离，但也不完全。污泥中的水分及其对污泥处理的影响1.污泥中的水分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。污泥量污泥中的水分及其对污泥处理的影响2.污泥中的水分对污泥处理的影响(重点)间隙水/游离水70%毛细水20%内部水10%去除方法浓缩（减容主要方法）机械脱水干化、焚烧将污泥的含水率降低到96%左右的操作，以减小体积。将污泥的含水率降低到80-85%以下的操作。将脱水污泥的含水率进一步降低到50—65%以下(最低达10%)的操作。浓缩——脱水——干化——2.污泥中的水分对污泥处理的影响(重点)污泥中的水分及其对污泥处理的影响一、污泥的处置（复习）二、污泥处置的前处理第二节污泥处理处置基本流程污泥处置的前处理1.前处理步骤P370-371储存—浓缩—稳定—调理—脱水—干化—处置以上是典型处理流程，并非每一步都是必需。不同处置方法，前处理方法也不相同P371图18-2、18-3(掌握)污泥处置的前处理2.污泥处理处置基本流程一般，经各级处理后，100kg湿污泥转化为干污泥时，重量常不到5kg一、污泥浓缩的目的(掌握)二、污泥浓缩的方法(掌握)第三节污泥浓缩三、污泥重力浓缩池的设计污泥浓缩的目的新鲜污泥含水率高，故体积非常大，对其后续处理造成困难。故污泥浓缩的目的在于减容一、污泥浓缩的目的二、污泥浓缩的方法(重点)第三节污泥浓缩三、污泥重力浓缩池的设计污泥浓缩的方法污泥浓缩主要减少污泥的方法沉降法（重力浓缩）气浮法离心法间隙水污泥浓缩的方法(一)沉降法（分层沉降）1.分层沉降P371文字说明污泥浓缩的方法(一)沉降法（分层沉降）1.分层沉降均匀沉降减速沉降压缩沉降污泥浓缩的方法(一)沉降法（分层沉降）1.分层沉降重力浓缩池工作状况P372污泥浓缩的方法(一)沉降法（分层沉降）2.用途P3773.分类（按运行方式）（熟悉）沉降法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（密度较大）。间歇式污泥浓缩池连续式污泥浓缩池污泥浓缩的方法(一)沉降法（分层沉降）3.分类（按运行方式）(1)间歇式污泥浓缩池运行时，先排除浓缩池中的上清液，回流初沉池前，腾出池容，再投入待浓缩的污泥。为此，应在浓缩池深度方向不同高度设上清液排出管。浓缩时间9-12h污泥浓缩的方法(一)沉降法（分层沉降）3.分类（按运行方式）(2)连续式污泥浓缩池（竖流式/辐流式沉淀池）污泥由中心管连续进泥，上清液由溢流堰出水，浓缩污泥用刮泥机缓缓刮至池中心的污泥斗并从排泥管排除。污泥浓缩的方法(一)沉降法（分层沉降）3.分类（按运行方式）(2)连续式污泥浓缩池（竖流式/辐流式沉淀池）刮泥机上装有垂直搅拌栅随刮泥机缓慢转动，每条栅后面形成微小涡流，有利于颗粒间的絮凝，并可造成空穴，促使污泥颗粒间的空隙水与气泡逸出，浓缩效果可提高20%以上。污泥浓缩的方法(一)沉降法（分层沉降）3.分类（按运行方式）(2)连续式污泥浓缩池（竖流式/辐流式沉淀池）污泥浓缩的方法(二)气浮浓缩法——1.原理（复习）2.用途密度接近于水、疏水的污泥，易膨胀、发酵的剩余污泥压力溶气气浮污泥浓缩的方法(二)气浮浓缩法——压力溶气气浮3.气浮浓缩系统组成及工作原理无回流污泥浓缩的方法(二)气浮浓缩法——压力溶气气浮3.气浮浓缩系统组成及工作原理有回流污泥浓缩的方法(二)气浮浓缩法——压力溶气气浮3.气浮浓缩系统组成及工作原理——进水室+气浮池加压溶气装置气浮分离装置进水室的作用是使减压后的溶气大量释放出微细气泡，并迅速附着在污泥颗粒上。P378气浮池的作用是使污泥上浮浓缩，用刮泥机挂除，不能上浮的颗粒沉至池底，随设在池底的清液排水管一起排出。进水室？污泥浓缩的方法(二)气浮浓缩法——压力溶气气浮4.气浮浓缩混凝剂的应用使气泡易于粘附，提高气浮浓缩效果当气浮浓缩后的污泥，用以回流曝气池时，则不宜加混凝剂，以免影响活性污泥质量。无机混凝剂有机高分子聚合电解质铝盐、铁盐、活性二氧化硅聚丙烯酰胺（PAM）污泥浓缩的方法(三)离心浓缩法1.原理难脱水的污泥、生物除磷污泥利用污泥中固液相密度的不同，在高速旋转的离心机中受到不同离心力而使两者分离达到浓缩的目的。2.用途污泥浓缩的方法(三)离心浓缩法3.离心机转筒式盘式篮式盘式转筒式微滤机（转筒式）离心筛网浓缩器旋转筛网笼常用污泥浓缩的方法(三)离心浓缩法3.离心机——微滤机污泥浓缩的方法(三)离心浓缩法3.离心机——微滤机污泥浓缩的方法(三)离心浓缩法3.离心机——微滤机污泥浓缩的方法(三)离心浓缩法3.离心机——离心筛网浓缩器污泥从中心分配管压入旋转筛网笼，筛网笼低速旋转．使清液通过筛网从出水集水室排出，浓缩污泥从底部排出，筛网定期用反冲洗系统反冲。污泥浓缩的方法(三)离心浓缩法3.离心机剩余污泥机械浓缩一、污泥浓缩的目的二、污泥浓缩的方法第三节污泥浓缩三、污泥重力浓缩池的设计一、厌氧消化机理（掌握）二、发展与分类第四节污泥的稳定三、消化池的构造四、消化池的设计包括生物和化学稳定。其中生物稳定常用厌氧消化，好氧消化自习六、污泥的化学稳定五、沼气利用与废水厌氧处理基本相同，同样经历三个阶段。不同的是，这里有机物为固态的。厌氧消化机理水解发酵—产氢产乙酸—产甲烷两种消化过程的控制阶段有所不同，污水为产甲烷阶段，污泥为水解阶段。一、厌氧消化机理二、发展与分类（熟悉）第四节污泥的稳定三、消化池的构造四、消化池的设计六、污泥的化学稳定五、沼气利用包括生物和化学稳定。其中生物稳定常用厌氧消化，好氧消化自习发展与分类高温消化中温消化依操作温度依据负荷率低负荷率消化高负荷率（高速）消化发展与分类不设加热搅拌装置，间歇进泥，分层依据负荷率——低负荷率消化传统消化池P383图其他运行方式发展与分类设加热搅拌装置，连续进泥，不分层依据负荷率——高负荷率消化（高速）两级高负荷率厌氧消化系统发展与分类依据负荷率——高负荷率消化（高速）回流设加热搅拌装置，连续进泥，不分层一、厌氧消化机理二、发展与分类第四节污泥的稳定三、消化池的构造（熟悉）四、消化池的设计常用厌氧消化，好氧消化自习六、污泥的化学稳定五、沼气利用消化池的构造1.池形（复习）——用于大型消化池（V10000m3）圆柱形蛋形锥底平底无死角；污泥表面积小，浮渣易除；总表面积小，易保温；防水聚沼效果好。消化池的构造1.池形大型厌氧生物处理消化池的构造1.池形污泥消化池消化池的构造1.池形大型厌氧生物处理消化池的构造2.结构集气罩池盖池体下椎体浮动式固定式消化池的构造2.结构——固定式消化池的构造2.结构——浮动式顶盖随池内压力改变P384优缺点消化池的构造3.附属设备（1）投配、排泥、溢流系统生污泥先排入污泥投配池，经污泥泵抽送至消化池。投配池矩形（加盖、排气管、溢流管），至少设两个。