第10章 污泥的处理与处置.ppt

第十章污泥的处理和处置 污泥不治污水处理系统将崩溃 重庆长寿污水处理厂每天处理2万多吨污水 产生30吨污泥 离长江不到500米 该厂二期工程备用地上的200多吨污泥 2006年5月 10 1污泥的来源 性质和数量 城市污水厂的污泥主要有 栅渣 沉砂池沉渣 初沉池污泥和二沉池生物污泥等 垃圾处置 富含有机物 容易腐化破坏环境 必须妥善处置 处置前常需处理 处理的目的在于 降低含水率 使其变流态为固态 同时减少数量 稳定有机物 使其不易腐化 避免对环境造成二次污染 表征污泥性质的主要参数或项目有 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 含水率变化时 可近似用下式计算污泥的体积 污泥体积 相对密度与含水率的关系 污泥中固体的质量 kg 水的密度 kg m3 污泥的相对密度 指污泥的质量与同体积水质量的比值 若污泥中只含有一种固体成分 且含水率已知则 污泥中第i项组分的质量分数 污泥中第i项组分的相对密度 挥发性固体 用VSS表示 是指污泥中在600 的燃烧炉中能被燃烧 并以气体逸出的那部分固体 它通常用于表示污泥中的有机物的量 常用mg L表示 有时也用重量百分数表示 挥发性固体 氮 约含污泥干重的4 磷 约含2 5 和钾 约含0 5 有一定肥效 可用于改善土壤 但病菌 病毒 寄生虫卵 重金属等施用之前应采取必要的处理措施 有毒有害物含量 脱水性能 比抗阻值 r 单位过滤面积上 单位质量干污泥所受到的过滤阻力 称为比阻 单位m kg 比阻值越小 越宜于用压滤机或离心机脱水 常用比抗阻值 r 和毛细吸水时间 CST 表征污泥脱水性能 毛细吸水时间 CST 由于比阻实验测定的工作量很大 且人为操作误差也大 因此国外有人采用毛细吸水时间来近似代替比阻 毛细吸水时间 CapillarySuctionTime CST 的意义是 污泥水在吸水纸上渗透距离为1cm所需要的时间 以秒记 比阻值越大 CST也越大 污泥中的水分 污泥中水的存在形式包括 游离水 存在于污泥颗粒间隙中的水 约占污泥水分70 毛细水 存在于污泥颗粒间的毛细管中 约占20 内部水 黏附于污泥颗粒表面的附着水和存在于其内部的内部水 包括生物细胞内的水 占污泥水分10 只有干化才能部分分离 10 2污泥的处置 由于污水水质不同 采用工艺也不同 所以产生的污泥也不同 因而 污泥的处理工艺也有所不同 一般污泥的处理一般包括 浓缩 去除污泥中的间隙水 降低含水率 稳定 防止腐败 一般采用消化手段 调理 改变污泥的部分性状 以有利于后续处理 脱水 使污泥进一步脱水 变为固态 干化 降低污泥重量 进一步脱水 最终含水率在10 左右 污泥的处置 出路 农业利用 制成有机肥 填埋 经过稳定的污泥 可以与垃圾混合填埋 焚烧 焚烧可以减少污泥体积 灭菌 处理后可以填埋或进一步利用 但投资 运行费用较大 投放海洋 远洋 深海投放 存在隐患 10 3污泥浓缩 污泥浓缩目的 通过减少污泥的间隙水 达到降低污泥含水率 减少污泥体积的目的 其主要方法有 沉降法气浮法离心法 10 4污泥的稳定 稳定污泥的常用方法是消化法 厌氧生物处理 对于小型污水厂还有 好氧法 曝气池中进行 加长曝气时间 10 20天 氯氧化法 封闭容器中加入氯气 杀毒 灭菌 石灰稳定法 投加足量石灰 使pH高于12 抑制细菌 热处理法 高温 高压杀死微生物 破坏污泥结构 改善脱水性能 影响污泥的厌氧消化主要因素 pH值和碱度 7 0 7 3 由于厌氧产酸 以此需要维持2000mg L的碱度 以CaCO3计 温度 中温 33 35 高温 50 55 45 左右 负荷 容积负荷 有机物负荷 污泥投配率的概念 消化池的搅拌 有利于反应 每隔2h搅拌25min左右 有毒有害物质 沼气的收集与利用 污泥的厌氧消化 10 5污泥的脱水 污泥脱水的作用 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 可以分为两大类方法 污泥的自然干化污泥的机械脱水 污泥的自然干化 污泥的自然干化一般采用 污泥干化床和污泥塘两种方法 污泥干化床 是一片平坦的场地 污泥在干化床上由于水分的自然蒸发和渗透逐渐变干 体积逐渐缩小 流动性逐渐消失 该种方法需要大量的场地和劳动力 但是一般认为 对于中小型污水处理 还算经济使用的 影响其脱水效果的因素主要有 气候条件 污泥性质 污泥调理等 污泥干化场 污泥的机械脱水 机械脱水是污泥脱水的主要方向之一 主要的脱水机械有 转筒离心机 板框压滤机 带式压滤机 真空过滤机等 其应用比例约为 8 7 6 3 4 6 1 真空过滤机目前趋于淘汰 带式压滤机 带式压滤机 污泥脱水机 PDY型浓缩脱水一体机 IK带式污泥脱水机 污泥离心脱水设备 污泥脱水板框式压滤机 污泥的最终处置 与生活垃圾混合堆肥 流化床焚烧炉 污泥焚烧炉 湿式燃烧 氧化沟工艺 日处理污水20万吨 济南市水质净化二厂污泥脱水车间 中控室 10 6污泥系统的设计计算 管路计算 污泥输送一般采用管道输送 没有气味和污泥外溢 操作方便 但一次性投资较大 污泥管道可分为 重力管道 近距离输送 管径不小于200 和压力管道 远距离输送 两种 固含率较低 含水率高 99 时 污泥接近于水流体 固含率高 则成为假塑性 塑性 流体 层流状态阻力高于紊流状态 所以 对于该种污泥 流速一般取大值 对于压力管道 最小流速一般为 1 0 2 0m s 压力管道输送水力计算 水头损失包括 沿程水头损失 和局部水头损失 沿程水头损失哈森 威廉姆斯公式 哈森 威廉姆斯系数 与污泥浓度有关 为安全起见 哈森 威廉姆斯公式结果需要乘以K值 局部水头损失 局部阻力系数 例题 某城市污水处理厂日产硝化污泥2500m3 d 含水率为98 用管道输送至厂外农场灌溉 输送距离为500m 沿线设阀门一个 900弯头两处 试设计管路系统 污泥浓缩池设计计算 设计参数主要包括 浓缩池固体通量 单位时间 通过浓缩池断面的干固体量 kg m2h 水力负荷 单位时间 通过单位浓缩池表面积的上清液溢流量 m3 m2h 水力停留时间 污泥浓缩池设计计算 固体浓度污泥固体通量 污泥的固体通量应该按照污泥沉淀曲线试验数据确定 当没有污泥沉淀试验数据 设计阶段常遇到的情况 可参考经验值 例题 某污水厂日产剩余污泥2200m3 含水率99 4 固体浓度6kg m3 浓缩后使污泥固体浓度为30kg m3 含水率97 试设计重力浓缩池 消化池的设计计算 消化池的设计计算包括 池体设计 加热保温系统设计 搅拌系统设计 池体设计包括 池体选型 确定池数目 单池容积 确定池体各部尺寸和布置消化池的个种管道 消化温度 中温 33 3度 高温 50 55度 消化时间 中温消化20 30d 高温消化 10 15d 有机负荷率和产气量 中温 有机负荷率0 6 1 5kg m3d 产气量1 0 1 3m3 m3d 高温 有机负荷率2 0 2 8kg m3d 产气量3 0 4 0m3 m3d 两级消化中 一级二级容积比可采用1 1 2 1 3 1 消化池的设计计算 一般参数 池体设计 圆柱形池体直径一般为6 35m 柱体高径比为1 2 池底坡度一般为0 08 池顶直径为2m 池顶至少设置两个直径为0 7m的检修空 以固定盖式消化池为例 池体的设计 投配比法 目前国内的一般方法 消化池有效容积 污泥投配率 中温消化时 可取6 18 每天要处理的污泥量 考虑事故或检修 消化池不少于2座 小型消化池 2500m3 中型 5000m3 大型 10000m3 座数 单池有效容积 池体设计 有机负荷率法 也可以按照有机负荷率计算消化池有效容积 每日要处理的污泥干固体量 kgVSS d 单位容积消化池污泥负荷率 kgVSS m3d 有机负荷率的选择可参考p296 表20 6 例题 某城市污水厂混合污泥经浓缩后 含水率为96 污泥量600m3 d 挥发性固体 VSS 含量为65 采用中温消化 消化后VSS去除50 试设计消化池各部分尺寸 沉降法 主要用于浓缩初沉池污泥以及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥 可以分为 间歇式和连续式两种 间歇式 停留时间一般取9 12小时 沉降法 连续式污泥浓缩池 一般为竖流式或辐流式 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 并得到浓缩的过程 气浮法应用范围 污泥浓度接近于水 污泥为疏水状态 易膨胀 发酵的剩余活性污泥 离心浓缩法 利用污泥中固相 液相的密度不同 在高速离心机中受到的离心力液不通 而使两者分离 达到浓缩的目的 为了达到良好的分离效果 一般需要添加PFS 聚合硫酸铁 PAM 聚丙烯酰胺 等助凝