城市污水处理厂污泥的处理和处置

1、第九章 污泥的处理和处置,第一节 污泥的来源、性质和数量,第二节 污泥的处置及其前处理,第三节 污泥浓缩,第四节 污泥的稳定,第五节 污 泥 的 调 理,第六节 污 泥 脱 水,第七节 污泥的干燥与焚化,污泥的处理和处置，就是要通过适当的技术措施，使污泥得到再利用或以某种不损害环境的形式重新返回到自然环境中。,第一节 污泥的来源、性质和数量,一、污泥的来源、性质及主要指标,来源,处理目的,富含有机物，容易腐化、破坏环境，必须妥善处置,城市污水厂所产生的污泥量约为处理水体积的1%左右（0.5%1.5%）,含水率99.2%左右。,二沉池栅滤,污泥性质表征参数,例：某废水处理厂的剩余活性污泥量为24

2、0m3/d，含水率为99.3%，泥温20C。现采用回流加压溶气气浮法浓缩污泥，要求含固率达到4%，压力容器罐的表压p为3105Pa。试计算气浮浓缩池的面积A和回流比R。若浓缩装置改为每周运行7d，每天运行16h，计算气浮池面积。,解：,设计一座矩形的平流气浮浓缩池 污泥流量qv=240m3/d=10m3/h,气浮浓缩池面积A 污泥负荷取75kg/(m2.d)，污泥密度为1000kg/m3,则,2. 回流比R 据经验，气固比As取0.02。 采用装设填料的压力罐，溶解效率f=0.9。 20时，空气饱和溶解度：,入流污泥浓度0为7000g/m3 代入（20-7）式：,回流水量：,溶气罐净体积（不包

3、括填料）按溶气水停留3min计算，则：,以水力负荷校核气浮池面积：,符合要求。,3. 若浓缩池每天运行16h，则流量,污泥负荷仍取75kg/(m2.d)=3.125kg/(m2.h)，则,回流比（R）仍为380%。,回流水量：,溶气罐净体积：,以水力负荷校核气浮池面积：,符合要求。,污泥性质表征参数,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，反映污泥的稳定化程度,用指数比抗阻值(r)或毛细吸水时间(CST)评价,二、污泥量,计算城市污水厂的污泥量时，一般以下表所列的经验数据为基础。,公式估算,1. 初沉污泥量,式中： V初沉污泥量，m3/d；

4、 qv污水流量， m3/d； 沉淀池中悬浮物的去除率，%； 0进水中悬浮物浓度，mg/L； P污泥含水率，%； 污泥密度，以1000kg/m3计； S每人每天产生的污泥量,一般采用0.30.8L/（d人）; N设计人口数，人。,2. 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:,(2) 剩余活性污泥量以SS计:,(3) 剩余活性污泥量以体积计:,公式估算,三、污泥中的水分及其对污泥处理的影响,1. 污泥中的水分,2. 污泥中的水分对污泥处理的影响,污泥处理的方法常取决于污泥的含水率和最终的处置方式。,第二节 污泥的处置及其前处理,一、污泥的处置,二、 污泥处置

5、的前处理,为了避免污泥进入环境时，其有机部分发生腐败,污染环境，常在脱水之前先进行降解，称稳定。经过稳定的污泥如果脱水性能差，则还需调理。,污泥处理与处置,第三节 污 泥 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间隙水。,一、沉降法,沉降法主要用于浓缩初沉污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。,1. 间隙式污泥浓缩池,设计参数为停留时间，一般为912h。,浓缩池的上清液，应回到初沉池前重新处理。,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)。,二、 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

6、泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。,1. 气浮浓缩系统的组成,气浮浓缩系统主要由加压溶气装置和气浮分离装置两部分组成。,2. 气浮浓缩法的主要设计参数,主要设计参数:,污泥负荷,气固比,水力负荷,回流比,单位时间内，通过气浮池断面的干固体量，单位为kg/（m2.h）或kg/（m2.d）,气浮池污泥负荷:,2. 气浮浓缩法的主要设计参数,主要设计参数:,污泥负荷,气固比,水力负荷,回流比,溶气水经减压释放出的空气量与需浓缩的固体量之质量比，常用As表示；用于污泥浓缩一般取0.010.04,2. 气浮浓缩法的主要设计参数,主要设计参数:,污泥负荷,气固比,水力负荷,回流比,单位时间内，通过气浮

7、池断面的处理水量，单位为m3/（m2.h）为 m3/（m2.d），一般4080m3/（m2.d）或 23.5 m3/（m2.h)。,2. 气浮浓缩法的主要设计参数,主要设计参数:,污泥负荷,气固比,水力负荷,回流比,加压溶气水量与需要浓缩的污泥量的体积比，通常以R表示，用于污水处理时取25%50% ，用于污泥浓缩需计算确定,三、离心浓缩法,转筒式离心机用于污泥浓缩的运行参数,剩余污泥机械浓缩,第四节 污泥的稳定,污泥稳定化的处理方法:,厌氧消化法,好氧消化法,氯化氧化法,石灰稳定法,热处理法,两级高负荷率厌氧消化系统,二、 影响污泥消化的主要因素,1. pH和碱度,最佳为7.07.3,3. 负

8、荷,厌氧消化池的容积决定于厌氧消化的负荷率。,表达方式,4. 消化池的搅拌,在有机物的厌氧发酵过程中，让反应器中的微生物和营养物质(有机物)搅拌混合，充分接触，将使得整个反应器中的物质传递、转化过程加快。,5. 有毒有害物质,沼气风机搅拌,三、 消化池的构造,主要设备,消化池构造,浮动式盖消化池,固定式盖消化池,螺旋浆搅拌的消化池,污泥消化池,大型厌氧生物处理,沼气搅拌压缩机,热交换器,贮气罐,四、消化池的设计计算,内容,池体设计,加热保温系统设计,搅拌设备设计,消化池有效容积按每天处理污泥量及污泥投配率进行计算：,消化池座数n：,消化池有效容积按有机负荷(Ns)计算：,式中：V消化池有效容积

9、，m3； V每天要处理的污泥量，m3/d； p污泥投配率，城市污水厂高负荷率消化池，当消化温度为3035时，p可取6%18%； n消化池的座数； Gs每日要处理的污泥干固体量， kg VSS/d ； Ns单位容积消化池污泥（VSS）负荷率， kg VSS/（m3/d）。,计算消化池的构造尺寸：,消化池必须附设各种管道：污泥管、上清液排放管、溢流管、沼气管和取样管。,五、沼气(消化气)的收集和利用,污泥和高浓度有机废水的厌氧消化均会产生大量沼气。,在设计消化池时必须同时考虑相应的沼气收集、储存和安全等配套设施，以及利用沼气加热入流污泥和池液的设备。,污泥消化所产生的以甲烷为主的消化气量，主要取决

10、于被消化的挥发固体量。,第五节 污泥的调理,一、概述,消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥与初沉污泥的混合污泥等在脱水之前应进行调理，以改善污泥的脱水性能。,调理就是破坏污泥的胶态结构、减少泥水间的亲和力，改善污泥的脱水性能。,二、污泥脱水性能的评价指标,1. 比阻抗值r,当p为常数值时，可积分并整理成为下式：,由此：,比阻抗值的物理意义是单位干重滤饼的阻力，比阻抗值越大的污泥，越难过滤，其脱水性能也差。,t/V与V呈直线关系，其斜率为：,2. 毛细吸水时间(CST),其值等于污泥与滤纸接触时，在毛细管的作用下，水分在滤纸上渗透1cm长度的时间，以秒计。,CST值测定装置示意图,三、 加药调理

11、法,1. 调理剂种类,2. 调理剂投加量的确定,作比阻抗r及CST与调理剂用量的关系曲线图确定最佳调理剂用量和品种。,3. 影响污泥调理效果的因素,污泥性质,调理剂品种,污泥调理条件,第六节 污 泥 脱 水,一、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，减轻其质量。,二、 污泥的自然干化,1. 污泥干化床的构造,污泥干化床,干化床面积,三、 污泥的机械脱水及其设备,1. 带式压滤机,带式压滤机工艺的开发成功的关键是滤带的开发，是合成有机聚合物发展的结果。,(1) 带式压滤机的构造:,(2) 带式压滤机的选用:,通常根据带式压滤机生产能力、污泥量来确定所需滤机宽度和台

12、数(一般不少于2台)，并需绘制脱水车间设备布置图。,2. 污泥离心脱水和转筒式离心机,污泥离心脱水的原理与离心分离、离心浓缩相同，即利用转动使污泥中的固体和液体分离。,(1) 转筒式离心机的构造和脱水过程:,转筒式离心机构造图,污泥切割机,进泥螺杆泵,脱水用高分子絮凝剂,溶药与投加装置,加药螺杆泵,药液后稀释装置,卧螺离心脱水机,脱水上清液加入污泥储罐,污泥离心脱水机,脱水后的干泥,脱水机加药装置,(2) 转筒离心机的选择:,根据离心机的处理能力，即每台机每小时处理湿污泥立方米数，或每台机每小时处理干污泥千克数来决定的。,3. 板框压滤机,(1)板框压滤机的构造,(2) 板框压滤机的选用,根据

13、污泥量、过滤机的过滤能力来确定所需过滤面积和压滤机台数及设备布置。,滤板、滤框和滤布,板框压滤机,箱式板框压滤机,工作原理：利用过滤介质（常用为涤纶布）二面压力差为推动力，水被强制通过介质，污泥截留在介质表面。,滤板、滤框和滤布组合后的工作状况示意图,第七节 污泥的干燥与焚化,一、 概述,污泥干燥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。,二、污泥的干燥与焚化设备,1. 转筒式干燥器和焚化炉,2. 流化床焚化炉,3. Sevar干燥器,三、各种污泥干燥器和焚化炉的选择,第八节 污泥的管道输送,污泥输送中的阻力与流速和粘滞力有关，且粘滞力不为常数，为非牛顿流体。,污泥在输送时的流态分为层流和紊流。,层流区的摩阻损失随着污泥的含固率、挥发固体的含量提高和温度降低而增大。,紊流区时认为摩阻损失对污泥和水相同而不致产生有影响的误差。,不同类型的污泥的压头损失的乘数,欲用管道输送未经稳定的初沉污泥152m，流量为19L/s，污泥含固率为7，用水力学上的海森威廉公式时(CH=10