第八章 污 泥 的 处 理
目的
减量化减少体积
减少有机物的含量稳定化
无害化
资源化
消除恶臭
基本流程: 生污泥 浓缩 消化 机械脱水焚烧最终处理
内 容• 污泥的分类、性质与排除• 污泥浓缩• 污泥的厌氧消化• 污泥的好氧消化• 污泥的机械脱水• 污泥的最终处置与利用
§8.1 污泥的分类、性质与排除 一、污泥的分类、性质及指标1. 污泥的分类与性质
按成分污泥
沉渣
按来源
初次沉淀污泥
剩余活性污泥
腐殖污泥消化污泥
化学污泥
生污泥
熟污泥
2. 污泥的性质指标 污泥含水率( p):污泥中所含水分的重量与
污泥总重量之比的百分数。
1C2
C
1p1
2p1
2W
1W
2V
1V
例:污泥体积为 V1 ,含水率为 99 %,浓缩为含水率为 96 %时,求 V2 ?
2p100
)1
p100(1
V
2V
%961
%)991(1
V
1V
41
挥发性固体和灰分: MLSS、MLVSS
MLVSS (有机物) =MLSS- 灰分(无机) 可消化程度: Rd
可降解(厌氧消化)有机物占总有机物的比例
湿污泥比重与干污泥比重: γ
100)pp
pp1(
dR
2s1v
1s2v
s
p100p
p100p
p100p
100
s
s
3. 污泥的流动特性与输送 流动特性:粘性大,阻力大,其输送管道最小设
计流速为 1.0 ~ 2.0m/s。
输送方法:管道、卡车、驳船 输送设备:隔膜泵、旋转螺栓泵、螺旋泵、混流
泵、柱塞泵、 PW 型、 PWL 型离心泵
f
v
v
v
s
p100p100
vs p5.1100
250
污泥的肥分污泥重金属离子含量
※ §8.2 污 泥 浓 缩一、浓缩目的与对象• 目的:减容
空隙水( 70 %)
毛细水( 20 %)
吸附水 颗粒内部水
污泥中的水分
• 浓缩对象:降低污泥中的空隙水• 方法分类:重力浓缩和气浮浓缩
10 %
二、污泥重力浓缩
1. 原理:压缩沉淀
2. 固体通量理论 固体通量 (G) :单位时间内,通过单位面积的固
体重量, kg/(m2·h)
固体总通量: GT = Gu + Gi
Gu— 下流固体通量; kg/(m2 h)﹒
Gi— 自重压密固体通量; kg/(m2 h)﹒
下流固体通量 Gu :
Gu= u﹒Ci
u— 向下流流速; u=Qu/A
一般为 0.25~ 0.51 m/h
自重压密固体通量 Gi :
Gi= vi﹒Ci
vi— 固体浓度为 Ci 时的液面沉速; m/h
C
G
CL
GL
GT= (vi+u)Ci
极限固体通量( GL):在浓缩池的深度方
向,必存在着一个控制断面,这个控制断面的固体通量最小,即 GL ,其它断面的固
体通量都大于 GL。
进入的固体通量应≤ GL
L
00
G
CQA
浓缩时间不小于 12h
3. 连续流重力浓缩池的基本构造与形式 基本构造 形式:辐流式、竖流式、多斗式等。三、污泥气浮浓缩1. 原 理:
压缩空气 溶入污水 减压释放 气泡 黏附污泥
气泡+污泥颗粒上 浮分 离
2. 工艺流程:• 全溶气气浮• 部分溶气气浮• 回流加压溶气气浮3. 气浮浓缩池的构造和形式• 圆形:深度不小于 3m• 矩形:长:宽= 3: 1~ 4: 1
深宽比≥ 0.3 ,有效水深 3~ 4m
水平流速: 4~ 10mm/s
处理能力小于 100m3/h 时,多采用矩形池;处理能力大于 100m3/h ,小于 1000m3/h 时,多采用圆形幅流式。
4. 气浮浓缩池的设计 面积、高度、空气量、溶气罐压力(1) 溶气比(气固比): 气浮时有效空气重量与污泥中固体重量之比 Aa/S 一般为 0.005~ 0.06 ,常用 0.03~ 0.04
无回流:0
aa
C
)1fP(S
S
A
有回流:
0
aa
C
)1fP(RS
S
A
(2) 水力负荷: 有回流: 1.0~ 3.6 m3/(m2 h)﹒
无回流: 0.5~ 1.8 m3/(m2 h)﹒
(3) 表面积: A=Q0/q ; A=Q0( R+ 1) /q
(4) 溶气罐的容积: 一般按加压水停留 1~ 3min 计算 压力 0.2~ 0.4MPa ,溶气效率 50 %~ 80 %,
径高比: 1: (2~4 )四、其它浓缩方法1. 离心浓缩; 2. 离心筛网; 3. 微孔过滤机
※§8.3 污泥的厌氧消化※ 一、厌氧消化机理• 三阶段理论a. 水解发酵阶段b. 产氢产乙酸段c. 产甲烷段有机物质
水解
发酵细菌
乙酸H2
CO2
产氢、产乙酸
产氢、产乙酸细菌
产甲烷
产甲烷细菌
较高级的有机
酸
CH4
※ 产甲烷菌特点:• 对 pH值敏感• 对温度敏感• 世代周期长• 专一性强• 专性厌氧
二、厌氧消化的影响因素1. 温度 中温消化( 30 ~ 36℃),约 20 ~ 30d
高温消化( 50 ~ 53℃),约 10 ~ 15d
2. 生物固体停留时间(污泥龄)与负荷
每日排出的生物量池内总生物量
c )d(t
Q
V
QX
VX
※ 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。
※ n 一般取 5 %~ 8 % 投配率↑, pH值↓,污泥消化率↓,产气率↓; 投配率↓,消化率↑,产气率↑,池容↑。3. 搅拌和混合 作用:生污泥、消化污泥混合; 温度、底物、微生物分布均匀,防止结壳; 加速消化气释放
t
1
V
Qn ==
消化池有效容积每日投加生污泥体积
4. 营养与 C/N 比 C/N 比高, pH值↓,缓冲能力↓,细胞氮量不足; C/N 比低, pH值↑,氨积累,抑制消化。 C/N 比: 10~ 20: 1
5. 有毒物质 重金属离子, S2-离子,氨6. 酸碱度、 PH值和消化液的缓冲作用 产氢、产乙酸菌: pH= 5~ 6.5
产甲烷菌: pH= 6.6~ 7.5
消化系统中保持碱度在 2000mg/L以上。
三、 消化池的构造与设计1. 池形:圆柱形、蛋形(适用于大型污水处理厂)2. 构造和设计 构造:• 投配、排泥和溢流系统• 沼气收集与贮存设备• 搅拌设备 泵加水射器搅拌、联合搅拌、沼气搅拌• 加温设备设计: 消化池容积计算、热工计算、加温设备、搅拌
方式与功率、沼气产量及贮气柜计算
四、两级与两相厌氧消化• 两级消化:按沼气产生规律设计a. 第一级:加温,搅拌,收集沼气(约 80 %);b. 第二级:无加温与搅拌设备,依靠第一级污泥
余热,消化温度为 20 ~ 26℃,产气约 20 %,不收集。
• 两相消化:根据厌氧消化机理设计a. 第一相:水解发酵和产氢产乙酸两阶段在一个
池内;b. 第二相:产甲烷段在一池内。
§8.4 污泥的好氧消化一、机 理 使污泥处于内源呼吸期二、特 点• 优 点:① 可生物降解有机物的降解程度高;② 上清夜 BOD 浓度低;③ 消化污泥量少、无臭、稳定、易脱水;④ 消化后污泥肥分高,易被植物吸收;⑤ 运行管理方便、简单。
• 缺 点:① 能耗多、运行费用高;② 不能回收沼气;③ 有机物分解随温度波动大;④ 消化后污泥浓缩时上清夜 SS 浓度高。
§8.5 污泥的脱水一、污泥的自然干化(干化场)
1. 干化场的分类与构造 自然滤层干化场:适用于自然土质渗透性能
好,地下水位低的地区。 人工滤层干化场:人工铺设(敞开式、有盖
式)
不透水层、排水管道系统、滤水层、隔墙与围堤、顶盖
2. 脱水特点及影响因素 脱水特点: 渗透(开始 2 ~ 3d)、蒸发(数周)、人工撇
除 影响因素: 污泥性质 气候条件3. 干化场的设计与计算 总面积:面积污泥负荷 m3/(m2﹒a)、m/a
划分块数
二、机械脱水前预处理 目的:改善污泥脱水性能,提高机械脱水效果
与设备的生产能力。 方法:化学调节法、热处理法、冷冻法及淘洗法。1. 化学调节法原 理:加入混凝剂、助凝剂等化学药剂,降低污
泥比阻,改善脱水性能。 污泥比阻:单位过滤面积上,单位干重污泥所具
有的阻力称污泥比阻
2. 热处理法• 原 理:加热破坏胶体颗粒稳定性,污泥内部
水与吸附水被释放,比阻降低,寄生虫卵、致病菌与病毒可被杀灭。
• 适用范围:初沉污泥、消化污泥、活性污泥、腐殖污泥及其混合污泥;
• 分 类:高温加压和低温加压两种。3. 冷冻法• 原 理: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,可直接进行机械脱水。
4. 淘洗法• 原 理:利用污水处理厂的出水和自来水等把消化
污泥中的碱度洗掉以便节省混凝剂用量。三、机械脱水的基本原理 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。
方法类型:按造成压力差推动力的不同分为 4种。a. 干化脱水:依靠污泥本身厚度的静压力;b. 真空吸滤脱水:过滤介质一面造成负压; 适用于初沉污泥、消化污泥
c. 压滤脱水:加压污泥把水分压过介质;
d. 离心脱水:造成离心力。
四、污泥的干燥与焚烧
§8.6 污泥最终处置与利用一、农肥利用与土地处理1. 污泥的农肥利用• 条件:① 满足卫生学要求;② 重金属含量应满足农用标准;③ 总氮含量不能太高。2. 土地处理• 方式:改造土壤;污泥专用处理场
二、污泥堆肥1. 基本原理 一般采用好氧条件,利用嗜温菌、嗜热菌的作用,
分解污泥中有机物质并杀灭传染病菌、寄生虫卵与病毒,提高污泥肥分。
• 两阶段:一级堆 肥和二级堆 肥a. 一级堆 肥:发热、高温消毒及腐熟。b. 二级堆 肥:自然堆放,进一步熟化、干燥、成粒
• 堆肥成熟的标志:物料呈黑褐色、无臭味、手感松散、颗粒均匀、蚊蝇不繁殖,病原菌、寄生虫卵、病毒及植物种子均被杀灭,氮、磷、钾等肥效增加且易被作物吸收。
2. 污泥单独堆肥3. 污泥与城市垃圾混合堆肥三、 污泥制造建筑材料 生化纤维板、混凝土、砖
四、污泥裂解五、污泥填地与填海造地
Top Related