排泥水处理教程ppt课件

欢迎大家参与污泥处理的讨论 一 背景材料 排泥水的定义由于水处理工艺不同 国内外存在差别在国内 排泥水主要是指沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水在国外一般指水厂生产过程中的废弃物 Residual 例如 还有石灰软法产生的污泥 排泥水中污泥的主要成份 排泥水中的污染物 最主要的污染物是悬浮固体 SS和VSS 总固体含量在0 1 1 0 之间 资料报道排泥水BOD5在30 150mg L之间CODMn在500 15000mg L之间另外 由于水处理过程中的浓缩作用 污泥中还有各种重金属离子 排泥水直接排放对环境的影响 粗略估计 上海市全部水厂每年向水体排放的悬浮固体达30万吨以上 有机物在3万吨左右对地表水体造成污染悬浮物沉积 淤塞河道 影响行洪和航运高浓度Al OH 3污泥对水生生物有毒性 二 自来水厂排泥水处理的历史 1937 1938年 美国芝加哥一个实验水厂中首次进行了水厂废弃物处理研究 1946年 AWWA任命一个8人委员会 分别对水厂的三类废弃物处理进行研究五 六十年代 在日本和英国也有人对水厂废弃物处理技术进行研究1965年 美国颁布水质法案 将水厂废弃物等同于一般工业废弃物看待 并要求进行处理 1972年 美国又颁布了水质法案的修正案 加强了包括水厂排泥水在内的污水排放控制 七十年代污泥脱水机械技术的发展对实施排泥水处理直到了很大的推动作用八 九十年代 国外排泥水处理工艺已形成较为完善的系统 并展开有关的理论研究我国在八十年代末 由原上海市自来水公司首次开展了水厂排泥水处理小试研究到目前为止 我国实施的水厂排泥水处理工程很少 对此进行的研究也很有限 可供选择的水厂排泥水处理方法 沉淀池排泥水 滤池反冲洗废水 机械浓缩 重力浓缩 污泥调节 混凝剂回收 脱水污泥塘 离心脱水 板框压滤机 干化床脱水 真空过滤机 带式压滤机 直接排放 土地施用 制造有用产品 卫生填埋 城市污水处理厂 永久性污泥塘 污泥来源 污泥调节 污泥脱水 污泥处置 污泥浓缩 存放 水量调节 铝盐 三 排泥水处理工艺 闵行排泥水处理的工艺流程图 1 污泥收集 沉淀池间隙性排泥 浓度不均匀滤池间隙性反冲洗 瞬间流量很大设置污泥收集系统的目的是 均衡流量适当调匀排泥水水质缓冲作用 闵行水厂的污泥收集池 2 污泥浓缩 污泥浓缩的方法重力浓缩机械浓缩 主要是离心机浓缩 污泥浓缩的目的 提高排泥水的含固率 便于脱水机械进行污泥脱水减少排泥水的容积 从而缩小脱水机械的规模特殊情况下 对污泥量进行适当的调节 污泥浓缩能显著减少泥水容积 根据物料平衡 有 V1 C1 V2 C2则有V2 V1 C1 C2假定浓缩前污泥浓度为1 浓缩后污泥浓度为4 则浓缩后污泥容积将为浓缩前的1 4 污泥浓缩的要求 出泥含固率达到脱水机械对进泥的要求固液分离效率高 上清液达到排放标准运行稳定 能抵抗一定的冲击负荷浓缩池占地面积较小不发生浓缩池积泥现象 闵行Lamella浓缩池 石家庄第八水厂浓缩池 石家庄第八水厂浓缩池积泥情况 北京水源九厂浓缩池 国内几家水厂浓缩池比较 3 污泥调质 调节 定义在经过浓缩的泥水中加入某种化学药剂或对其进行适当的处理 使污泥水中的固体成份性质发生改变而更加易于脱水的一种处理方法 方法物理法化学法 物理调质法 加热调质法在较高的压力 250 400psi 下将污泥加热到350 400 F 分离水色 浊度较高 使用少硅藻土预涂法在脱水机械滤布上预涂硅藻土 阻止污泥颗粒与滤布接触 改善脱水性能冰冻 解冻法将泥水冻结后再将其融化 污泥脱水性能会得到显著改善 化学调质法 加酸 加碱调质法向泥水中加入适量的酸或碱 脱水性能改善石灰调节法石灰也是一种碱 同时石灰颗粒较粗 可使泥饼产生较大孔隙 有利于脱水高分子絮凝剂调质 使用最多PAM 向泥水中加入有机高分子絮凝剂 使污泥颗粒结成较大絮体 大大改善脱水性能 PAM污泥调质机理 PAM主要是利用其长分子链 在污泥颗粒间架桥形成多孔 稳定且粒径很大的结构 这种结构可让水分通过 且将污泥颗粒稳定在既定的位置上 从而提高了污泥的脱水性能 污泥颗粒直径随絮凝剂投加率的变化 闵行阴离子型PAM比阻试验结果 闵行非离子型PAM比阻试验结果 闵行阳离子型PAM比阻试验结果 注意PAM单体的毒性 PAM聚合物基本没有毒性 但试验证明其单体有毒老鼠 兔 豚鼠半致死量LD50为150 180mg kg对鼠 猫 猴在剂量施用 症状有进行性后肢硬化和蜕化 后肢平衡控制功能丧失 尿潴留 前肢运动失调等试验大鼠饮用含有丙烯酰胺的水后 增加了多处良性或恶性肿瘤的发病率PAM单体对人体有一定刺激作用 易被人体皮肤吸收 各国对PAM单体的有关标准 日本 PAM产品单体含量 0 05 污泥处理分离水中PAM含量 0 01ppm美国 PAM投药量1mg l时其单体含量 0 05 WHO 饮用水中PAM单体指标值为0 5 g l欧盟 饮用水中丙烯酰胺指标值为0 10 g l中国 用于饮用水的PAM产品单体含量应 0 05 闵行PAM溶解设备 闵行PAM投加设备 4 污泥脱水 污泥中水分的分类 污泥中水分的分类 自由水 FreeWater 与污泥中的固体成份没有关系 不受污泥颗粒的影响间隙水 InterstitialWater 污泥颗粒间隙中 矾花结构破坏可转化为自由水表面水 VicinalWater 存在于污泥颗粒表面 有数层分子的厚度 以氢键与污泥颗粒相结合 总是黏附在污泥颗粒表面化学结合水 WaterofHydration 以化学键同污泥颗粒相结合 只有消耗热能才能将它们分离 污泥脱水的目标确定 污泥脱水的方法 非机械式污泥脱水污泥干化床污泥干化塘 机械式污泥脱水真空过滤机污泥造粒机板框压滤机带式压滤机离心机 带底部排水系统污泥干化床示意图 污泥干化床的优缺点 优点运行费用低不需要特殊设备土地价格低时 投资少可获得较高含固率的泥饼 缺点占地面积大脱水效果受气候影响大脱水时间长泥饼起运麻烦 转鼓式真空过滤机优缺点 优点能耗较低 缺点真空系统复杂 维护困难滤布易损坏 更换频繁操作环境卫生条件差泥饼含固率不高真空过滤机属淘汰机型 新建项目已基本不采用 离心脱水机构造示意图 1 螺旋输送器 2 转筒 3 空心转轴 污泥入流管 4 变速箱 5 驱动轮 6 罩盖 7 轴承 离心机的原理 离心机作用于污泥颗粒的离心力为 污泥颗粒所受的离心力和重力的比值 称为分离因数 目前常用的离心机分离因数可高达1500 4000 影响离心机脱水效果的因素 机械因素转筒长度与直径转筒转速差速水池深度与容积岸区锥角 与岸区长度B污泥供给点螺旋输送器的磨损 工艺因素污泥投配速率与停留时间污泥性质与调节脱水后的处置方法 离心机的机械因素及尺寸 L 转筒长度 B 锥体长 即岸区长度 Z 水池深度 S 螺距 锥角 b 转筒旋转角速度 s 螺旋输送器旋转角速度 Y 泥饼厚度 D 转筒直径 D1 锥端直径 r1 水池表面半径 r2 转筒半径 离心脱水机照片 离心机的脱水泥饼 离心机的优缺点 优点占地面积小能全自动连续运行新型离心机适用于各种污泥脱水污泥在封闭系统中处理 卫生条件好 缺点设备高速运转 容易磨损 维护费用较高噪音较高电耗也较高 带式压滤机构造示意图 1 絮凝 混合器 2 沉淀浓缩区 3 梳耙 可移动 4 熨平轮 可移动 5 过滤转鼓 6 气动附加压力轮 7 张紧皮带轮 8 刮泥刀 9 气动滤布校准装置 10 封闭清洗系统 11 气动滤布张紧器 12 絮凝剂加注点 有过滤浓缩段的带式压滤机 无过滤浓缩段带式压滤机 带式压滤机脱水泥饼 带式压滤机的优缺点 优点能连续运行能耗低噪音小 缺点卫生条件较差跑泥严重 回收率低PAM耗用多 费用高泥饼含水率较高 板框压滤机构造示意图 膜式板框压滤机照片 板框压滤机形成的泥饼 板框压滤机的优缺点 优点适用于各种污泥脱水脱水泥饼的含固率高对污泥调质要求低能耗较低 缺点只能间隙性运行设备较复杂泥饼卸料困难 可能需要人工操作 5 泥饼处置 泥饼处置的方法 卫生填埋土地利用综合利用 城市生活垃圾卫生填埋技术标准 CJJ517 88 第4 0 4条 填埋作业应符合下列规定 1 每层垃圾压实后必须覆土20 30cm2 填埋场之上应覆一层20 30cm 渗透率不大于10 7cm s的粘土 其上再覆盖45 50cm的自然土 并均匀压实 目前 垃圾填埋场的覆土作业 主要有三方面的需求 1 日覆土 每日垃圾填埋作业完成时 为达到已填埋垃圾裸露时间不超过24小时 要求在垃圾作业面上覆土15 20cm 2 中间覆土 有些已填埋过生活垃圾的作业单元 由于需自然压实或其它原因 需间隔一段时间再继续填埋作业 这些作业单元需覆土30cm 3 最终覆盖 已达饱和的垃圾填埋单元 需进行最终覆盖 最终覆盖要求第一层覆土厚度需达60cm 然后再覆盖一层15 30cm的营养土 以利于垃圾填埋面的生态恢复 垃圾填埋场对覆土的土质要求 要达到卫生填埋的要求要兼顾垃圾填埋场土地的最终利用 恢复土地的利用价值自来水厂脱水泥饼土质一般能够满足垃圾填埋场的覆土要求 上海市闵行水厂一车间脱水泥饼成分分析结果 土壤环境质量标准 GB15618 1995 农用污泥中污染物控制标准 GB4284 84 污泥资源化利用还存在的问题 1 制造陶瓷 砖和建筑材料的原料有一定的品质要求 因而对泥饼成份品质要求较高 多数情况下需要加入一定量的添加剂才能满足要求 2 污泥的性质会不断变动 给制造质量稳定的产品带来困难 3 制造过程复杂 成本较高 4 用自来水厂脱水泥饼制作产品时 自来水厂污泥的数量就显得不足 不能形成规模生产 在价格上同市场上现有的同种产品就无法竞争 四 污泥处理课题研究的内容 1 确定污泥量 确定污泥量的内容 水厂排泥水总量确定排泥水总量对污泥处理工艺中的截留池 污泥浓缩池大小决定有重要意义水厂总干污泥产量确定干污泥产量决定污泥处理工艺中脱水机械规模的确定 排泥水总量确定的内容 沉淀池排泥水量的确定根据沉淀池排泥每天排泥历时 排泥秒流量确定每天的排泥水总量滤池反冲洗废水量确定根据滤池反冲洗周期 历时 秒流量计算出每天滤池反冲洗废水总量在特定的排泥水处理工艺流程下 可不考虑滤池反冲洗 减少沉淀池排泥水量 影响干污泥产量的因素 原水中总悬浮固体的浓度原水色度的高低水厂混凝剂的投加量水厂其它水处理剂的投加量 如PAC PAM 石灰 水玻璃等 干污泥量的确定方法 计算法混凝剂物料平衡分析法现场测定法以上方法中计算法使用最为广泛 计算法确定干污泥量的原理 原水中的悬浮固体以1 1比例产生污泥混凝剂 以硫酸铝为例 根据化学公式计算投加量与污泥产生量之间的关系 Al2 SO4 3 14H2O 6HCO3 2Al HO 3 6CO2 14H2O 3SO42 其它水处理中的添加物也可认为以1 1的比例产生污泥色度认为以1 0 2的比例产生污泥 干污泥量的计算公式 日本水道协会推荐采用下式计算干污泥量 S Q T E1 CE2 10 6英国水研究中心推荐用下式计算污泥量S 2T 0 2C 1 53A 1 9F美国Cornwell推荐用如下两式S 8 34Q 0 44Al SS A S 8 34Q 2 9Fe SS A 月浦水厂原水浊度 SS相关性 月浦水厂混凝剂投加量 月浦水厂混凝剂投加量分布情况 月浦水厂两年的浊度变化曲线 月浦水厂原水浊度概率分布 月浦水厂干污泥产量分析结果 2 浓缩池模型动态试验 Lamella浓缩池的优点