第八章污泥的处理.

水污染控制工程2——第八章污泥的处理第八章污泥的处理8.1污泥的分类、性质与排除8.2污泥浓缩8.3污泥厌氧消化8.4污泥好氧消化8.5沼气利用8.6污泥自然干化8.7污泥消毒8.8污泥的机械脱水8.9污泥干燥8.10污泥焚烧8.11污泥最终处置与利用水污染控制工程2——第八章污泥的处理8.1污泥的分类、性质与排除水污染控制工程2——第八章污泥的处理污泥处置的目的使污水处理厂能够正常运行，确保污水处理效果；使有害有毒物质得到妥善处理或利用；使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理；使有用物质能够得到综合利用，变害为利。总之，污泥处理的目的是使污泥减量、稳定、无害化、综合利用。水污染控制工程2——第八章污泥的处理污泥处理的方案生污泥—浓缩—消化—自然干化—最终处置生污泥—浓缩—自然干化—堆肥—最终处置生污泥—浓缩—消化—机械脱水—最终处置生污泥—浓缩—机械脱水—干燥焚烧—最终处置生污泥—湿污泥池—最终处置生污泥—浓缩—消化—最终处置水污染控制工程2——第八章污泥的处理污泥的最终处置•作为肥料施用于农田、森林、草地或沙漠改良；•填地或投海；•作为能源或建材；•焚烧。水污染控制工程2——第八章污泥的处理污泥的分类•污泥：以有机物为主要成分的称污泥，污泥的性质是易于腐化发臭，颗粒较细，比重较小，含水率高且不易脱水，属于胶状结构的亲水性物质。初次沉淀池与二次沉淀池的沉淀物均属污泥；•沉渣：以无机物为主要成分的称沉渣，沉渣的主要性质是颗粒较粗，比重较大，含水率较低且易于脱水，流动性差，沉砂池与某些工业废水处理沉淀池的沉淀物属沉渣。成分不同水污染控制工程2——第八章污泥的处理来源不同•初次沉淀池污泥•剩余活性污泥•腐殖污泥生污泥（新鲜污泥）•生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后；消化污泥（熟污泥）•用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物。化学污泥水污染控制工程2——第八章污泥的处理污泥的性质指标11212212100100VWpCVWpC水污染控制工程2——第八章污泥的处理•近似地等于有机物含量；挥发性固体（灼烧减重）•表示无机物含量；灰分（灼烧残渣）•污泥中的有机物一部分是可被消化降解的，另一部分是不易或不能被消化降解的，如脂肪、合成有机物等；•可消化程度：表示污泥中可被消化降解的有机物数量。可消化程度水污染控制工程2——第八章污泥的处理fvsvvfvvsssv1001002501001.5100100100100250002501001001.5ppppppppppp水污染控制工程2——第八章污泥的处理污泥肥分•污泥中含有大量植物生长所必需的肥分（氮、磷、钾）、微量元素及土壤改良剂（有机腐殖质）；污泥重金属离子含量•污泥中重金属离子含量，决定于城市污水中工业废水所占比例及工业性质；•污水经二级处理后，污水中重金属离子约有50%以上转移到污泥中。水污染控制工程2——第八章污泥的处理8.2污泥浓缩水污染控制工程2——第八章污泥的处理污泥中所含水分•颗粒间的空隙水：约总水分的70%；•毛细水：颗粒间毛细管内的水，约占20%；•污泥颗粒吸附水及颗粒内部水：约占10%。水污染控制工程2——第八章污泥的处理降低含水率的方法•浓缩法：用于降低污泥中的空隙水，因空隙水所占比例最大，故浓缩是减容的主要方法；•自然干化法和机械脱水法：主要脱除毛细水；•干燥与焚烧法：主要脱除吸附水与内部水。水污染控制工程2——第八章污泥的处理水污染控制工程2——第八章污泥的处理8.2.1污泥重力浓缩重力浓缩理论•固体通量：单位时间内通过单位面积的固体重量，kg/(m2·h)；•单位时间内进入浓缩池的固体重量，等于排出浓缩池的固体重量；•通过浓缩池任一断面的固体通量由两部分组成：•浓缩池底部连续排泥所造成的向下流固体通量；•污泥自重压密所造成的固体通量。水污染控制工程2——第八章污泥的处理向下流固体通量自重压密固体通量总固体通量uiiiiuiiiGuCGvCGGGCuv水污染控制工程2——第八章污泥的处理8.3污泥的厌氧消化水污染控制工程2——第八章污泥的处理厌氧消化机理•在水解与发酵细菌作用下，使碳水化合物、蛋白质与脂肪水解与发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等；第一阶段——水解发酵•在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸；第二阶段——产氢产乙酸•通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组是对乙酸脱羧产生甲烷。第三阶段——产甲烷水污染控制工程2——第八章污泥的处理水污染控制工程2——第八章污泥的处理水污染控制工程2——第八章污泥的处理8.3.3厌氧消化的影响因素温度因素•中温甲烷菌（适应温度区为30～36℃）；•高温甲烷菌（适应温度区为50～53℃）；•中温消化：挥发性有机物负荷为0.6～1.5kg/(m3·d)，产气量约1.0～1.3m3/(m3·d)，消化时间20d～30d；•高温消化：挥发性有机物负荷为2.0～2.8kg/(m3·d)，产气量约3.0～4.0m3/(m3·d)，消化时间10d～15d。水污染控制工程2——第八章污泥的处理中温消化的温度与人体温接近，故对寄生虫卵及大肠菌的杀灭率较低；高温消化对寄生虫卵的杀灭率可达99%，对大肠菌指数可达10～100，能满足卫生要求。水污染控制工程2——第八章污泥的处理生物固体停留时间与负荷污泥龄：消化池的有效容积：消化池的投配率：每日投加新鲜污泥体积占消化池有效容积的百分数。erceevMMtSVS水污染控制工程2——第八章污泥的处理•厌氧消化是由细菌体的内酶和外酶与底物进行的接触反应，因此必须使两者充分混合；•搅拌的方法：泵加水射器搅拌法、消化气循环搅拌法和混合搅拌法等。搅拌和混合水污染控制工程2——第八章污泥的处理•C/N达到(10~20):1为宜；•如C/N太高，细胞的氮量不足，消化液的缓冲能力低，pH值容易降低；•C/N太低，氮量过多，pH值可能上升，铵盐容易积累，会抑制消化进程。营养与C/N比水污染控制工程2——第八章污泥的处理氮的守恒与转化；有毒物质；酸碱度、pH值和消化液的缓冲作用：•应保持碱度在2000mg/L以上，使其有足够的缓冲能力。水污染控制工程2——第八章污泥的处理8.3.5两级厌氧消化根据消化过程沼气产生的规律进行设计，节省污泥加温与搅拌所需的能量；第一级消化池有加温、搅拌设备，并有集气罩收集沼气，然后把排出的污泥送入第二级消化池；第二级消化池没有加温与搅拌设备，依靠余热继续消化，消化温度约为20～26℃，产气量约占20%，可收集或不收集，由于不搅拌，所以第二级消化池有浓缩的功能。水污染控制工程2——第八章污泥的处理8.3.6两相厌氧消化两相消化把第一、二阶段与第三阶段分别在两个消化池中进行，使各自都有最佳环境条件；两相消化池容积小、加温与搅拌能耗少，运行管理方便，消化更彻底；第一相消化池的投配率为100%，停留时间为1d；第二相消化池的投配率为15%～17%，停留时间6～6.5d；第二相消化池有加温、搅拌设备及集气装置，产气量约为1.0～1.3m3/m3，每去除1kg有机物的产气量约为0.9～1.1m3/kg。水污染控制工程2——第八章污泥的处理8.8污泥的机械脱水水污染控制工程2——第八章污泥的处理污泥脱水机图水污染控制工程2——第八章污泥的处理8.8.1机械脱水前的预处理•改善污泥脱水性能，提高机械脱水效果与机械脱水设备的生产能力。预处理的目的•在污泥中加入混凝剂，助凝剂等化学药剂，使污泥颗粒絮凝，比阻降低，改善脱水性能。•常用的混凝剂：无机混凝剂及其高分子聚合电解质、有机高分子聚合电解质、微生物混凝剂。化学调理法水污染控制工程2——第八章污泥的处理•使有机物分解，破坏胶体颗粒稳定性，污泥内部水与吸附水被释放，比阻可降低，脱水性能大大改善，寄生虫卵、致病菌与病毒等可被杀灭；•热处理兼有污沉稳定、消毒和除臭等功能。热处理法•冷冻—融解使污泥颗粒的结构被彻底破坏，脱水性能大大提高，颗粒沉降与过滤速度可提高几十倍，可直接进行机械脱水。冷冻法水污染控制工程2——第八章污泥的处理8.8.2机械脱水的基本原理以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制通过过滤介质，形成滤液，而固体颗粒被截留在介质上，形成滤饼，从面达到脱水的目的。水污染控制工程2——第八章污泥的处理•依靠污泥本身厚度的静压力（如干化场脱水）；•在过滤介质的一面造成负压（如真空吸滤脱水）；•加压污泥把水分压过介质（如压滤脱水）；•造成离心力（如离心脱水）。造成压力差推动力的方法有