污泥处理构筑物运行与维护

黑龙江生态工程职业学院项目五污泥处理构筑物运行与维护在废水处理的过程中，产生大量的污泥，约为处理水量的0.3%～0.5%（含水量为97％计）。污泥处理的费用约占全厂总费用的20～50％，是废水处理工程的重要方面。污泥处置的目的在于：使废水处理厂能够正常运行有毒物质得到及时处置，有用物质得到利用，以便达到变害为利、综合利用、保护环境的目的。一、污泥的来源、性质和数量1、污泥的来源、性质及主要指标按其所含主要成分的不同，分为污泥和沉渣。以有机物为主要成分的称为污泥，特性是有机物含量高，容易腐化发臭，颗粒较细，相对密度较小，含水率高且不易脱水，是呈胶状结构的亲水性物质，便于管道输送。如初次沉淀池与二次沉淀池排出的污泥。以无机物为主要成分的称为沉渣，特性是颗粒较粗，相对密度较大，含水率低且易于脱水，但流动性较差，不易用管道输送。如沉砂池和沉淀池所排出的污泥。按产生的来源，污泥可分为三种1）初次沉淀污泥：来自初次沉淀池，其性质随污水的成分。2）腐殖污泥与剩余活性污泥：来自生物膜法和活性污泥法后的二次沉淀池。3）熟污泥：初次沉淀污泥、腐殖污泥和剩余活性污泥经消化处理后，即为熟污泥，或称消化污泥。特性：有机物含量低，易脱水。表征污泥性质的主要参数或项目有：含水率与含固率、相对密度、挥发性固体、污泥的肥分、污泥的细菌组成等。1）含水率与含固率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。污泥含水率较高，相对密度接近于1。含水率在85％以上呈流态,65％~85％时呈塑态，低于60％呈固态。污泥的体积、质量、所含固体物浓度及含水率的关系可表示为：V1/V2=W1/W2=100-p2/100-p1=c1/c22）污泥的相对密度污泥的相对密度等于污泥质量与同体积水质量的比值，而污泥质量等于所含水分质量与干固体质量之和。污泥的相对密度为：γ‘s＝100γs/pγs+(100-p)干固体包括有机物（挥发性固体）和无机物（灰分），其中有机物所占百分比和相对密度为pv,γv(一般为1),无机物相对密度为γa（一般为2.5～2.65）,则干固体相对密度为：100/γs=pv/γv+100-pv/γa简化为γ‘s＝25000/250p+(100-p)（100＋1.5pv）3）挥发性固体挥发性固体（用VSS表示），是指污泥中在600C的燃烧炉中能被燃烧，并以气体逸出的那部分固体。近似代表污泥中有机物含量。初沉池中VSS含量约为65％，活性污泥和生物膜VSS约为75％。4）污泥的肥分污泥含有氮、磷、钾和植物生长所需的其它微量元素。5）污泥的细菌组成污泥中，含有大量细菌及各种寄生虫卵，必须进行检查与处理。2、污泥量计算城市污水厂的污泥量时，一般以表所列的经验数据为依据：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14-2595-97.51.015-1.02二次沉淀池污泥生物膜法7-1996-981.02活性污泥法10-2199.2-99.61.005-1.0081）初沉污泥量V=100C0ήQ/103(100-P)ρ式中：V——初沉污泥量m3/d；qv——污水流量m3/d；ή——沉淀池中悬浮物的去除率，%C——污水中悬浮物浓度，mg/lP——污泥含水率，%ρ——污泥密度，以1000kg/m32）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：PX=aQCs0ή-bVCx式中：PX——剩余活性污泥，kgVSS/d;a——产率系数，kgVSS/kgBOD5,一般采用0.5-0.6；Cs0——曝气池入流的BOD5，kg/m3;Q——曝气池设计流量，m3/d;b——内源代谢系数，一般采用0.06-0.1d-1;Cx——曝气池的平均VSS浓度，kg/m3;V——曝气池容积，m3（2）剩余活性污泥量以SS（悬浮固体）计：PSS=PX/f式中：PSS——剩余活性污泥量，m3/df——VSS/SS之值，一般采用0.6-0.753、污泥中的水分及其对污泥处理的影响污泥中水的存在形式大致有四种：空隙水存在于污泥颗粒间隙中的水，称为空隙水或游离水，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。毛细水存在于污泥颗粒间毛细管中，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。吸附水和内部水粘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。只有干化才能分离，但也不完全。4、污泥贮存与运输（1）污泥的贮存污泥贮存的作用是平衡污泥产量的波动，为污泥处理工序提供均匀的进料条件。可通过曝气和混合减少病原体的数量。污泥的贮存应注意二次污染。（2）污泥的运输污泥的运输方式主要取决于污泥含水率的大小。当污泥要远距离的运输时，应考虑脱水和干化后再运输。一般当距离不超过10km时采用管道输送，考虑流速、含水率。二、污泥的浓缩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空隙水。污泥浓缩的方法有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。在选择浓缩方法时，要综合处理厂的规模、占地大小、周边环境的要求、污泥性质等多方面因素。1、重力浓缩重力浓缩主要用于浓缩初沉污泥及初沉污泥与剩余活性污泥或与腐殖污泥的混合污泥。（1）间歇式污泥浓缩池间歇浓缩池可建成矩形或圆形，用于小型污水处理厂。（2）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），用于大型污水处理厂。φ200φ20023142000042005001400图22-3有刮泥机及搅动栅的连续式重力浓缩池1-中心进泥管；2-上清液溢流堰；3-排泥管；4-刮泥机；5-搅动栅缺点：使有机污泥产生不良的气味。解决办法：在浓缩前加石灰。（3）重力浓缩池的运行维护1.主要工艺参数：固体负荷（30～60kg/(m3·d)）；浓缩时间(大于12h)；污泥含水率；有效水深（4m）；刮泥机外缘速度。浓缩效果主要用浓缩比、固体回收率；分离率来评价。2、运行与维护：（1）进泥量的控制；（2）水力停留时间的控制；（3）温度的影响与调节（4）排泥控制；（5）分析测量与记录；（6）浓缩池日常维护3、运行时的异常问题及解决对策2、气浮浓缩法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。气浮法对于相对密度接近于水的、疏水的污泥尤其适用。气浮法用于浓缩剩余活性污泥或腐殖污泥。其浓缩效果好于重力浓缩法：时间短，耐冲击负荷和温度的变化，污泥处于好氧环境，基本没有气味。缺点：运行费用高。气浮池污泥负荷: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260气浮浓缩池的运行维护影响因素：混凝剂投加与否的问题；污泥膨胀的膨胀；刮泥周期的影响。工艺控制与技术参数：①进泥量；②水力表面负荷控制；③加压水量控制；④气量的控制；⑤回流比；⑥溶气罐；⑦回流水加压泵分析测量与记录分析项目：含水率（含固量）；BOD5（分离清液）；SS（分离清液）。测量项目：温度〔环境温度和污泥温度）；流量（溶入每池的空气流量、加压水量、进泥量与排泥量）。异常问题及对策3、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离心机种类有转盘式离心机、篮式离心机和转鼓离心机。衡量浓缩效果的主要指标有出泥含固率和固体回收率等。离心浓缩法的优点是效率高、需时短、占地少。缺点：在浓缩剩余活性污泥时，为了取得好的浓缩效果，得到较高的出泥含固率和固体回收率，一般需添加聚合硫酸铁、PAM等助凝剂，使运行费用提高；电耗高。另外常用的离心设备是离心筛网浓缩器见书p269，可浓缩活性污泥的混合液。缺点：回收率低，出水浑浊，不能作为单独的浓缩设备。离心浓缩装置的主要技术参数和运行时注意的问题转盘式离心装置要求污泥先进行预筛滤，以防止该离心装置排放嘴的堵塞；当停止、中断离心装置进料或进料量减少到最低值以下时，应及时用压力水冲洗，以防排出孔堵塞；转盘装置的转动部件，每两周必须进行人工冲洗；对于螺旋式离心机装置，磨损是一个严重的问题，应注意及时清洗设备；离心滤液会有相当多的悬浮物固体，应回流到处理装置。污泥消化是利用微生物的代谢作用，使污泥中的有机物质稳定化，减少污泥体积，降低污泥中病原体数量。1、厌氧消化原理和功能机理与废水厌氧消化相同。消化后的污泥称熟污泥和消化污泥。消化后污泥体积可以减少60％～70％。2、污泥厌氧消化法的分类低负荷消化法；高负荷消化法；两相消化法。四、污泥消化厌氧接触消化3、厌氧消化系统的组成污泥消化系统由五部分组成：消化池、进排泥系统、搅拌系统、加热系统、集气系统4、消化池的运行与维护（1）消化污泥培养与驯化逐步培养法一步培养法（2）消化池的日常维护（3）消化池的异常问题分析及排除1）VFA/ALK升高2）产气量降低3）消化池气相出现负压，空气自真空泵安全阀进入消化池4）消化池压力增大5）上清夜固含量升高6）消化液温度降低五、污泥脱水1、概述污泥脱水的作用是去除污泥中的毛细水和表面附着水,从而缩小其体积,减轻其重量.基本原理：污泥机械脱水是以过滤介质两面的压力差为推动力，使污泥中的水被强制的通过过滤介质，称为过滤液，而固体被截留在介质上，称为滤饼，从而使污泥达到脱水的目的。机械脱水的基本过程示意P270.2、机械脱水设备1）过滤法脱水设备（1）真空过滤机:是目前使用较为广泛的一种方法，使用的机械是真空转鼓过滤机，也称转鼓式真空过滤机，国内使用较多的是GP型转鼓真空过滤机。主要应用在初次沉淀污泥和消化污泥的脱水。特点是能够连续操作，运行平稳，可以自动控制。缺点是过滤介质紧包在转鼓上，再生与清洗不充分，容易堵塞，影响生产效率，附属设备多，工序复杂，运行费用高。真空过滤的重要影响因素有工艺和机械两方面。（2）板框压滤机：压滤脱水使用的机械称为板框压滤机。可分为人工和自动板框式压滤机。可以处理各种性质的污泥，其预处理的絮凝剂以简单的无机絮凝剂为主，脱水效果比真空过滤和离心机好。缺点是不能连续运行，操作麻烦，产率低。其过滤能力与污泥性质、泥饼厚度、过滤压力、过滤时间和滤布的种类有关。（3）带式压滤机：滚压脱水使用的机械是带式压滤机，其特点是不需要真空或加压设备。滚压的方式有两种：滚压轴上下相对；滚压轴上下错开。其预处理的絮凝剂是高分子有机絮凝剂。滤带行走速度和压榨压力影响带式压滤机的生产能力和泥饼的含水率。不能处理含油污泥，因为使滤布有防水作用，容易使滤饼从设备侧面被挤出。2）污泥的离心脱水设备：主要是离心机。适用于污泥脱水的一般为卧式螺旋离心脱水机。特点是可以连续生产，操作方便，可自动控制，卫生条件好，占地面积少，但污泥预处理要求较高，需使用高分子聚合电解质作絮凝剂。滤板、滤框和滤布污泥脱水构筑物的运行与维护1．污泥调理是保证脱水效果的重要措施，应控制好污泥调理的操作环节。2．污泥脱水机在运行前，应该先将滤布浸湿，这样有利于泥饼剥落。3．经常检查脱水机的运行状态，针对不正常现象，采取纠偏措施，保证正常运行。4．按照所用脱水机类型的要求，认真做好设备的日常维护保养工作，经常检查脱水机易磨损件的磨损情况，必要时予以更换，如脱水机的转轴、滤布等。5．做好进泥量、泥饼量、污泥含固率、药剂投加量、能耗等的分析测量与记录工作。六、污泥的干化污泥干化是将脱水污泥通过处理,去除污泥中绝大部分毛细管水,吸附水和颗粒内部水的方法.分为自然干化法和烘干法。1、自然干化自然干化采用污泥干化场，是利用天然的蒸发、渗滤、重力分离等作用，使泥水分离达到脱水的目的。是污泥脱水中最经济的方法。通过自然干化，污泥的含水率可降低至75％，干化后的污泥压成饼状，可以直接运输。1）污泥干化场的构造2）干化场脱水的影响因素有气候条件、污泥性质等3）污泥干化场面积的确定随污泥