污泥处理与资源化利用2资料

城市建设与环境工程学院第五章污泥的处理处置及资源化利用城市建设与环境工程学院主要内容一、污泥的分类、性质与产生量(重点)二、污泥处理的目标三、污泥的贮存与运输五、污泥浓缩六、污泥的消化(重点)七、污泥的调理八、污泥的脱水与干燥(重点)四、污泥处理处置流程十、污泥处理处置及资源化(重点)九、污泥的干燥与焚烧城市建设与环境工程学院一、污泥的分类、性质与产生量（重点）1.分类1)按成分不同分为：•污泥有机物为主要成分，初次沉淀池与二次沉淀池的沉淀物均属污泥。易腐化发臭，颗粒细，比重小(约为1.02～1.006)，含水率高且不易脱水，胶状结构。•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(约为2左右)，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。城市建设与环境工程学院2)按来源不同分为：•初次沉淀污泥来自初次沉淀池。•剩余活性污泥来自活性污泥法后的二次沉淀池。•腐殖污泥来自生物膜法后的二次沉淀池。（以上3种污泥可统称为生污泥或新鲜污泥）•消化污泥生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后，称为消化污泥或熟污泥。•化学污泥用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物称为化学污泥或化学沉渣：一、污泥的分类、性质与产生量1.分类城市建设与环境工程学院2污泥的性质•污泥含水率污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。•P1,V1,W1,C1—污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度；•P2,V2,W2,C2—污泥含水率变为p2时的污泥体积、重量与团体物浓度;12122121100100CCppWWVV一、污泥的分类、性质与产生量城市建设与环境工程学院•污泥的脱水性能污泥的脱水性能可用污泥比阻来衡量，污泥比阻（r）指在一定压力下，在单位过滤界面上，单位重量的干污泥所受到的阻力。•灼烧减量和灼烧残量•污泥比重和干物质比重•pH值•碱度•有机物的含量•有机酸的含量•污泥颗粒组成•污泥热值一、污泥的分类、性质与产生量2.污泥的性质城市建设与环境工程学院•处理污泥占全部建设费用的20%～50%，甚至70%。污水处理厂产生的污泥占处理水量的0.3%～0.5%左右。•污泥含大量有害有毒物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等；•有用物质如植物营养素(氮、磷、钾)、有机物及水分等。二、污泥处理的目标城市建设与环境工程学院①减量化由于污泥含水率很高，体积很大，经处理后，污泥体积减至原来的十几分之一，且由液态转为固态，便于运输和消纳。②稳定化污泥中有机物含量很高，极易腐败并变臭，经消化阶段处理后，易腐败部分有机物被分解转化，不易腐败，恶臭大大降低，方便运输及处理。③无害化污泥中，尤其是初次沉淀池污泥中，含有大量的病原菌、寄生虫卵及病毒，易造成传染病大面积传播。经消化阶段处理，可杀灭大部分蛔虫卵、病原菌和病毒，大大提高污泥的卫生指标。④资源化污泥是一种资源，可通过多种方式利用。如污泥厌氧消化可回收沼气，采用污泥生产建筑材料，从某些工业污泥中提取有用的重金属等。污泥处理与处置达到如下目的：实现四化二、污泥处理的目标城市建设与环境工程学院三、污泥的贮存与运输①贮存目的平衡污泥产量的波动，为污泥处理工序提供均匀进料的条件。②贮存方式可在沉淀池内短期贮存、也可在污泥消化池内贮存。对于没有消化池的处理厂常贮存在单独的混合池和贮存池内。③运输方式一般采用管道、汽车和驳船输送。一般输送的固含量以5%为宜。超过10km时，压力管道较经济。城市建设与环境工程学院四.污泥处理处置流程污泥处理处置的方法很多，污泥处理处置的基本工艺可分为以下几类：（1）浓缩→前处理→脱水→好氧消化→土地还原；（2）浓缩→前处理→脱水→干燥→土地还原；（3）浓缩→前处理→脱水→焚烧（或热分解）→灰分填埋；（4）浓缩→前处理→脱水→干燥→熔融烧结→做建材；（5）浓缩→前处理→脱水→干燥→做燃料；（6）浓缩→厌氧消化→前处理→脱水→土地还原；（7）浓缩→蒸发干燥→做燃料；（8）浓缩→湿法氧化→脱水→填埋；城市建设与环境工程学院以污泥焚烧发电流程为实例污泥脱水：污水处理厂污泥浓浆（含水率99.3%）加药调质后使用板框脱水机脱水至含水率60%出厂；污泥运输：采用封闭运输方式将脱水出厂污泥送至电厂干化车间；污泥干化：采用电厂蒸汽热干化将污泥干化至含水率30%以下；资源化利用：将干化污泥作为燃料同煤按照比例掺烧。污水处理厂脱水处理电厂干化、焚烧处置四、污泥处理处置流程城市建设与环境工程学院污泥处理工艺流程集泥池污泥仓脱水机消化池浓缩池污水处理设备生物除臭初沉污泥剩余污泥恶臭连续稳定达标上清液废液污泥外运连续稳定达标设污泥计量污泥调质设污泥计量混凝剂冲洗用水设地衡城市建设与环境工程学院污泥脱水处理工艺流程泥浆调浆进料压滤卸料泥饼城市建设与环境工程学院污泥干化、焚烧处置工艺流程污泥仓干化设备电厂锅炉污泥运输污泥输送干化污泥蒸汽冷凝液蒸汽电力灰渣综合利用臭气烟气达标排放城市建设与环境工程学院污泥脱水处理设备简介板框脱水机及工作原理城市建设与环境工程学院污泥干化设备简介双轴空心桨叶干燥机城市建设与环境工程学院车运湿污泥至泥斗泵送污泥至干化设备含水率80%干化至30%干化后的成品送电厂锅炉焚烧灰渣进行综合利用黄埔电厂污泥处理处置生产线流程城市建设与环境工程学院生产线按照日处理5万吨污水处理厂污泥处理规模设计，面积160平方，内设控制室、设备主机、料仓及成品仓等。气体收集及处理系统位于厂房外。黄埔电厂污泥处理处置生产线城市建设与环境工程学院a.臭气处理脱水车间污泥仓浓缩池负压收集生物除臭达标排放污泥处理过程臭气处理方式干化车间污泥仓负压收集电厂锅炉脱硫脱硝达标排放干化设备污泥干化过程臭气处理方式城市建设与环境工程学院b.废水处理污泥经脱水、干化及焚烧后的灰渣进入电厂粉煤灰系统进行再次利用。c.废渣处理污泥脱水过程所产生的废水输送回污水处理厂进行处理。污泥干化过程所产生的废水送至电厂循环水处置系统处理后达标排放。城市建设与环境工程学院d.重金属和二噁英污泥中的重金属经处置后主要有有两个去处：一是少量的随烟气排放，由于确定的污泥同煤混烧比例为5%，该比例小于电厂锅炉的煤质变化范围，掺烧污泥后锅炉的烟气污染物排放不会增加；二是大部分进过高温焚烧，经过矿化作用以矿物晶体形式后钝化在灰渣中，灰渣进行建材化利用后的浸出浓度也完全符合环保要求。城市建设与环境工程学院d.重金属和二噁英二噁英是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质。研究表明二噁英是由含氯有机物不完全燃烧通过复杂热反应形成的，当燃烧温度高于800℃、停留时间超过2S时不会形成二噁英。大型燃煤电产锅炉的炉温一般高于1200℃，所以采用该技术对污泥进行处置不会产生二噁英的污染问题。城市建设与环境工程学院•污泥处理实现“稳定化”和“减量化”，处置实现“无害化”和“资源化”•污泥处理处置单位能耗低•有效利用现有社会资源•污泥处置与电厂发电的双重“节能减排”技术优势城市建设与环境工程学院五、污泥浓缩(一）污泥浓缩概述污水处理中的污泥含水率一般为96%~99.8%，体积很大，通过污泥浓缩是含水率、污泥体积得到一定程度降低，从而降低污泥后续处理的设施的建设费用和运行费用。城市建设与环境工程学院污泥中的水分：四类(1)空隙水：被污泥颗粒包围起来的水分（70%）-重力(2)毛细水：颗粒间毛细管内的水（20%）--施加外力(3)表面吸附水：被颗粒表面吸附的水（a%）-混凝(4)内部水：污泥颗粒内部的结合水（b%）-热分解通常表面吸附水和内部水占污泥总水分的10%五、污泥浓缩城市建设与环境工程学院五、污泥浓缩城市建设与环境工程学院1、重力浓缩法原理：利用重力将污泥中的固体与水分离，使污泥的含水率降低。其构筑物称为污泥浓缩池。运行方式：间隙运行、连续运行（二）常用污泥浓缩方法五、污泥浓缩城市建设与环境工程学院间隙运行：污泥放入经一定浓缩时间后，依次开启设在不同高度的清液管上阀门，分层地放掉上清液，然后通过排泥管排放污泥后，再向池内排入下一批待处理污泥。五、污泥浓缩浮子式污泥沉淀装置城市建设与环境工程学院连续运行——连续运行的一般有竖流式和幅流式两种。下图为幅流式浓缩池五、污泥浓缩城市建设与环境工程学院连续式重力浓缩池五、污泥浓缩城市建设与环境工程学院重力浓缩池的日常维护——表面浮渣应及时清除——初次沉淀池污泥与剩余活性污泥混合浓缩时，应保证两种污泥均匀混合。——温度极高时，污泥会上浮，导致无法浓缩。可加入Cl2、KMnO4、O3等氧化剂抑制微生物活动，保证浓缩效果。——浓缩池较长时间没有排泥时，应先排空浓缩池，严禁直接开启污泥浓缩机。五、污泥浓缩城市建设与环境工程学院——在寒冷地区浓缩池液面结冰时，应先破冰并使之融化，再开启污泥浓缩机。——应定期检查上清液溢流堰的平整度，保证出水均匀。——应对池壁、出水堰等部位定期清刷，降低恶臭。——应定期排空，检查是否积泥或积砂，并对水下部件予以防腐处理。五、污泥浓缩城市建设与环境工程学院重力浓缩池工艺控制条件a)固体负荷30~60kg/（m2·d）b)浓缩时间不小于12hc)含水率（活性污泥二沉池污泥浓缩后）97%~98%d)有效水深4me)刮泥机外缘线速度1~2m/min城市建设与环境工程学院重力浓缩池效果的检测评价指标•浓缩比：浓缩池排泥浓度与入流泥浓度比•固体回收率：被浓缩到排泥中的固体占入流固体的百分比。•分离率：浓缩池上清液量占入流污泥量的百分比至此城市建设与环境工程学院2.机械浓缩机械浓缩设备主要形式有：•转鼓式浓缩机•螺旋式浓缩机•带式浓缩机•离心式浓缩机后一种是借助于人工重力场的作用进行污泥“液相”和“固相”分离的机械。五、污泥浓缩借助于自然重力场的作用，通过投加化学絮凝药剂来抵消水分子间结合力的。城市建设与环境工程学院转鼓浓缩机贮泥斗转鼓式浓缩机污泥泵混合器滤液冲洗水药剂污泥浓缩污泥转鼓式浓缩机工作系统图五、污泥浓缩城市建设与环境工程学院螺旋式浓缩机螺旋式浓缩机示意图图26-6螺旋式浓缩机示意图絮凝反应器污泥进口滤液排出口浓缩污泥泵螺旋式浓缩机五、污泥浓缩城市建设与环境工程学院带式浓缩机带式浓缩机示意图进泥滤液真空泵絮凝反应器污泥带式浓缩机冲洗水喷头浓缩污泥泵五、污泥浓缩城市建设与环境工程学院离心浓缩法原理及优缺点原理：利用污泥中固、液比重不同，在高速旋转的机械中具有不同的离心力而进行分离浓缩，经不同的通道导出机外。由于离心力是重力的500~3000倍，因此在很小的离心机内只需十几分钟就完成。含固量从0.5%增至6%。优缺点：场地卫生条件好，占地少，浓缩后污泥含水率低。但耗电量高，设备维修工作量大，要采用防噪声的措施。离心分离机城市建设与环境工程学院离心式浓缩机示意图五、污泥浓缩城市建设与环境工程学院3.气浮浓缩（条件？）•气浮浓缩是利用固体与水的密度差而产生的浮力，使固体上浮，达到固液分离，实现固体浓缩的目的。•对于密度小于1g/cm3固体，可以直接进行上浮分离；•对密度大于1g/cm3的固体，则可通过减小其密度，从而实现固液分离。•一般采用将气泡附着在污泥颗粒周围的方法，降低固体密度，产生上浮的动力，达到浓缩的目的。五、污泥浓缩城市建设与环境工程学院•气浮浓缩与重力浓缩相反，它是依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒的周围，通过减小颗粒的比重，形成上浮污泥层，撇除浓缩污泥层到污泥槽，并用浮渣泵把污泥槽污泥送到下一段污泥处理设施，气浮池下层液体回流到废水处理装置。通常使用混凝剂作为浮选助剂，以提高气浮性能。气浮浓缩法原理城市建设与环境工程学院•优点：是单位池容积的处理能力大、脱水效率高，占地面积小，富含氧分的污泥不易腐化变质，适用于废水生物处理系统有机性污泥的浓缩脱水。•缺点：是运行电耗高，设施较多，操作管理比较繁琐。气浮浓缩法的特点五、污泥浓缩城市建设与环境工程学院气浮浓缩装置主要由三部分组成，即布气或溶气系统、溶气释放系统（存在于加压溶气气浮中）及气浮分离系统。•布气或溶气系统指通过布气或溶气装置如水泵、叶轮、曝气装置、