污泥的处理处置ppt课件-ppt

-1污泥处理与处置-21.污泥概述•污泥的来源•污泥的分类•污泥的性质•污泥的危害-3•污泥(sludge)污水处理过程所产生的固体沉淀物质。•来源----市政污泥(civilsludge，也叫排水水泥sewagesludge)，主要指来自污水厂的污泥----管网污泥，来自排水收集系统的污泥。----河湖淤泥，来自江河、湖泊的淤泥。----工业污泥，来自各种工业生产所产生的固体与水、油、化学污染、有机质的混合物。1.1污泥的来源-41.2污泥的分类1.按成分不同分类污泥---以有机物为主要成分，含水率高，不易脱水，胶状结构，亲水物质。沉渣---以无机物为主要成分，含水率低，易于脱水，流动性差。2.按来源不同分为：初沉池污泥---来自初沉池无机成份较高腐殖污泥----来自生物膜法处理的污泥剩余污泥----来自活性污泥法处理二沉池排出的污泥消化污泥----生化处理排出污泥再经厌氧处理后的熟化污泥化学污泥----混凝、气浮、化学沉淀所产生的污泥生污泥-53.根据污水处理工艺分类初沉污泥(Primary)：只经过物理-化学处理二沉污泥(Secondary)：生物处理后的污泥三沉污泥(Tertiary)：脱磷/脱氮后的污泥4.根据污泥的性质，又可以区分为：·未消化生污泥（undigested）·消化污泥(digested)---好氧与厌氧之分。•PS:各个级别的污泥的物理化学性质不同，消化和未消化污泥的性质差别更大。很多后端处理工艺必须了解前端污泥的性质才能确定其处理方式。-6(1)生污泥→→→→最终处置(2)生污泥→→→→最终处置(3)生污泥→→→最终处置消化为主，产生沼气，其它利用(4)生污泥→→→→农肥(堆肥为主)(5)生污泥→→→农用(环保要求不高的边远地方，就近农用)(6)生污泥→→→→最终处置（焚烧为主，发电，有机物高）(7)生污泥→→→→→最终处置(完整方案，环保要求高的城市)浓缩自然干化堆肥浓缩湿污泥池浓缩机械脱水干燥焚烧消化浓缩机械脱水干燥焚烧浓缩消化自然干化浓缩消化机械脱水浓缩消化-71.3污泥的性质1.污泥含水率——污泥中含水分的重量百分数。初沉污泥含固率：2％～4％；剩余污泥含固率：0.5％～0.8％；脱水泥饼含固率：15％～25％。-81.3污泥的性质2.污泥固体----污泥含固率。挥发性固体（灼烧减量）——有机物含量灰分（灼烧残渣）——无机物含量•挥发性固体含量的测定方法如下：•将测完含水率的污泥样放在电炉上炭化（烧至不冒烟），再放入600℃高温炉中，灼烧0.5h，然后放冷或将温度降至110℃左右。取出放入105～110℃的烘箱中烘0.5h。取出放入干燥器内干燥0.5h，然后称量记录质量W3，代入下式，即可求出挥发固体含量。-9•式中Vs：为挥发性固体含量，%；W1：为空蒸发皿质量，g；W2：为烘干污泥试样质量与蒸发皿总质量，g；W3：为灼烧后的污泥样与蒸发皿总质量，g。%1001232污泥的性质思考：•含水率和含固率关系？•污泥处置的关键难点----含水率。-11•污泥含水率（1）含水率是制约污泥处置和利用的关键问题−60%是填埋与堆肥的起点，50%是焚烧的起点；（2）干化环节是污泥处理处置系统耗能的主要环节；（3）干化环节的新技术研发是实现污泥处理系统节能降耗的着力点。-12含水率高是污泥处理处置的难点所在污泥含水率从95%降至80%，污泥体积减少75%，从80%降至50%体积将再减少60%污泥含水率越高，热值越低，当含水率低于50%时，才适合焚烧含水率与污泥热值-132、微生物细胞和胶体物质造成处理困难•污泥中含有大量微生物细胞和有机胶体物质，脱水困难􀂇•污泥中有机物主要以固体形式存在，生物降解困难污泥处置的技术难点是：如何进行深度脱水降低含水率。含水率60%的污泥，其资源化潜力显著增大。原因：固体有机物的水解速率低；水解为控制步骤。-141.3污泥的性质3.可消化程度——表示污泥中可被消化降解的有机物数量(%)4.污泥比重——污泥重量与同体积水的比值5.污泥体积与含水率的关系含水率为Po的污泥，其体积为Vo，若含水率变为P，且当S1与S2及P与Po接近时，其体积V可近似按下式计算：例：污泥含水率从97.5%降低到95%时污泥体积降低了几倍？-156.污泥的脱水性能----用比阻(r)或毛细吸水时间(CST)评价⑴污泥过滤比阻γ(m/kg)，物理意义是：在一定压力下过滤时，单位干重的污泥滤饼，在单位过滤面积上的阻力。比阻越大的污泥，越难过滤，其脱水性能也越差。⑵污泥毛细吸水时间CST(秒)：其值等于污泥上滤纸接触时，在毛细管作用下，水分在滤纸上渗透1cm长度的时间。CST越大，污泥的脱水性能越差。-166.污泥的脱水性能----用比阻(r)或毛细吸水时间(CST)评价CST值测定装置示意图-177.污泥的数量污泥的数量估算一般有两个方法：1根据污水处理量和含固率进行估算。比如某城市平均污水含固率0.02%，日处理量60万吨，脱水污泥含固率20％，则年产湿泥饼：600,000x0.02%x360/20%=216,000吨/年2根据人口估算。比如某城市2,400,000人口，典型人均日产污泥(干)50克，脱水污泥含固率20％，则年产湿泥饼：2,400,000x50/1,000,000x360/20%=216,000吨/年-18初沉池污泥量剩余活性污泥量其中：ΔX——挥发性剩余污泥量（kg/d）干重，f=VSS/SS=0.75Xr——回流污泥浓度（g/l）其中：Q——污水流量(m³/d)η——去除率（%）C0——进水悬浮物浓度（mg/l）P——含水率ρ——沉淀污泥密度(kg/m³)V(m³/d)=100C0ηQ/10³(100-P)ρQs=ΔX/fXr-191.4污泥的危害1.含水率高，多达70％以上，这部分水份难以焚烧，运输成本高，堆放占地面积大，直接填埋则会使填埋场提前报废。2.微生物、病原体含量高，不加处理，直接施用或弃置，可能会污染食物链。3.恶臭污染环境，同时向大气排放温室气体（是二氧化碳的20倍）。4.超细粉末，在热干化和处理过程中存在较大的危险。5.含有重金属，如果不加控制施用，可能污染土地，造成不可逆的耕地退化。-201.5我国污泥的产生与污染现状1.我国污水的产生与处置现状-212.我国污泥的产生与污染现状-22-233.污泥污染的形势严峻-244.我国污泥的处置现状-25我国典型污泥处置工艺--------填埋-26我国典型污泥处置工艺---------堆肥‡污泥的产生‡污泥消化‡污泥脱水‡污泥堆肥化‡粗加工有机肥‡精加工有机肥堆肥要求：污泥混合后的含固率≥35%，因此需要添加大量的辅料，导致污泥实际处理能力有限-27我国典型污泥处置工艺---------焚烧流化床焚烧装置-28流化床干化处置-29干化-焚烧联合处置-30回转窑干化—焚烧联合处置-312.污泥的处理与处置2.1概述2.2污泥浓缩2.3污泥稳定2.4污泥脱水与干化2.5污泥综合利用2.6污泥的最终处置-322.1概述概念技术原则污泥处理（sludgetreatment）通常把污水厂污泥的稳定和脱水(一般脱水至含水率达70％～80％)称作污泥的处理浓缩脱水好氧消化厌氧消化减容减量无害化资源化污泥处置（sludgedisposal）将污泥的堆肥、填埋、干化和加热处理及最终利用，称为污泥的处置。干化堆肥焚烧填埋-33-342.1.1污泥流动的水力特性与水力条件污泥流动的水力特征污泥的输送主要决定于污泥含水率的大小。并应考虑污泥的利用途径。1污泥输送方法管道输送卡车输送驳船输送1.含水率〉99%的状态，流动的特性接近水流2.层流时，阻力很大。紊流状态时，阻力较小。设计时，要用大流速，处于紊流状态，下临界速度1.1m/s，上临界速度1.4m/s；因此污泥管道的最小设计流速1.0-2.0m/s。-35污泥的输送1、管道输送输送的目的地很稳定污泥的流动性很好，含水率较高所含油脂成分较少,污泥的腐蚀性低污泥的流量较大〉30m³/h※重力管道——坡度0.01-0.02，d不小于200mm驳船——适用于不同的含水率的污泥2、污泥输送设备（1）隔膜泵（2）螺旋泵等-36污泥泵隔膜泵-37螺旋泵螺旋泵-38污泥输送机-39污泥输送系统-40污泥流动的水力计算1、压力输送管道的沿程水头损失哈森——紊流公式hf=6.82(L/D1.17)(v/CH)1.85其中：hf——沿程损失（m）L——长度（m）D——管径CH——哈森系数，由污泥浓度决定2、压力输送管的局部水头损失hi=ξV²/2g(厂外主要沿程损失)-412.1.2污泥水分布结构1.根据污泥中所含水分与污泥结合的情况，污泥中所含水分可分为自由水和结合水。•自由水指的是不直接与污泥结合，也不受污泥颗粒影响的那部分水，可以通过浓缩去除。•结合水分为：间隙水、毛细水、水合水。间隙水存在于絮体或有机体的空隙之间，条件变化时可变成自由水。毛细水指结合力大、结合紧的多层水分子。重力浓缩不能去除这部分水，必须用人工干化、机械脱水或热处理方法去除。水合水存在于细胞内，只有热处理才能去除。-42-432.污泥中的水分对污泥处理的影响污泥处理的方法取决于污泥含水率和最终的处置方式。污泥的含水率与污泥状态-44-452.2污泥的浓缩2.2.1概述2.2.2重力浓缩法2.2.3气浮浓缩法力-46污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要是减缩污泥的间隙水。方法重力浓缩气浮浓缩离心浓缩2.2.1概述-472.2.2污泥重力浓缩重力浓缩理论1.迪克（Dick）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通过浓缩池任一浓缩断面i的固体通量G等于向下流固体通量Gu和自重压密固体通量Gi之和：G=Gu+Gi=uCi+ViCi向下流固体通量（底流牵动通量）Gu=uCi式中Ci——通过1’-1’断面的污泥固体浓度(kg/m³)；u——向下流流速(m/h)-48自重压密固体通量（固体舒流通量）Gi=ViCiVi为固体浓度为Ci时的界面沉速，当Ci500mg/l时不会出现泥水分离，Cm形成泥水分离的最低沉速当u为定值时，Gu与Gi成直线关系总固体通量G=Gu+Gi=uCi+ViCi=Ci(u+Vi)设计中设定极限固体浓度（CL）——固体浓度大于CL，通不过此界面极限固体通量（GL）——在浓缩池的深度方向，必存在一个控制断面，这个控制断面的固体通量最小。浓缩池的设计断面面积A≥Q0C0/GLA——浓缩池面积Q0——入流污泥量m³/hC0——入流固体浓度kg/hGL——极限固体通量kg/m².h-49静态试验的方法——分析连续式重力浓缩池的方法前提：工作达到平衡——固体浓度Ci的断面位置是稳定的Q0C0=QuCu+QeCeGi=Vi/(1/Ci-1/Cu)Ai=Q0C0/Gi=Q0C0(1/Ci-1/Cu)/Vi其中：Q0、C0为已知数据Qu、Cu——浓缩池排出污泥量及固体物浓度QeVi——上清液流量及固体物浓度3.肯奇理论（kunch）前提——物质颗粒群成层沉淀时，某层污泥的沉降速度是该层颗粒污泥浓度的函数（固体浓度速度关系式）肯奇公式Ci=C0H0/(Hi+Viti)Vi=(Hi’-Hi)tiCi——界面高度为Hi时的污泥固体浓度Hi——ti时的污泥界面速度2.科伊——克里维什理论-50-51重力式连续浓缩池深度的设计1.浓缩池总深度：压缩区高度Hs阻滞区与上清液高度池底坡超高2.排泥浓度是浓缩时间的函数，与污泥层厚度无关3.压缩区高度Hs的计算——柯伊克里什维法Hs=Q0C0tu(ρs-ρw)/ρs(ρm-ρw)AQ0C0——入流污泥固体重量(kg/h)tu——达到排泥浓度时所需要的浓缩时间ρs——污泥中固体物密度kg/m³ρm——污泥的平均密度kg/m³ρw——上清液的密度，取1000kg/m³-52连续流重力浓缩池的基本构造与形式1.浓缩池必须同时满足：上清液澄清排出的污泥固体浓度达到设计值固体回收率高＝(浓缩污泥