污泥处置与资源化技术

1、污泥处置与资源化技术污泥处置与资源化技术籍国东北京大学环境工程系2004年3月26日环境工程概论u污泥是由原污水中的固体和处理过程中产生的固体组成的； u污泥处理是废水处理过程中产生的另一个环境问题；u污水处理程度越高就会产生越多的污泥；u对现在污水处理厂来说，污泥的处理与处置已成为污水处理系统运行中最复杂、且花费最高的部分；概述概述污泥处理与处置的基本流程u浓缩：浓缩：利用重力或气浮的方法尽可能多的分离出污泥中的水分；u稳定：稳定：利用消化，即生物氧化的方法将污泥中的有机固体物质转化为其它惰性物质，以避免在用作土壤改良剂或用于其它用途时，产生臭味或危害健康；u调理：调理： 利用加热或化学试剂

2、处理污泥，使污泥中的水分容易分离；u脱水：脱水：用真空、加压或干燥方法使污泥中的水分进一步分离；u减量：减量：利用湿式氧化法或焚烧等化学氧化方法将污泥固体物质转化为更稳定的物质，由于减少了污泥的体积，故称为减量。u处置：处置：将污泥所含各种物质转移至土壤、水或大气中。污泥处理与处置的基本流程污泥初步操作浓缩调理脱水填埋利用脱水稳定调理减量灰渣课程内容设置u1. 污泥的来源及特性u2. 污泥的浓缩与稳定u3. 污泥的调理与减量u4. 污泥的脱水与干化u5. 污泥的干燥与焚烧u6.处理后污泥的运输及贮存u7. 污泥最终处置与资源化u8.污泥处置设备1. 污泥的来源及特性污泥的来源及特性u1.1 污

3、泥的来源与特性u1.2 污泥的组成u1.3 污泥的输送u1.4 污泥处理前的初步操作1. 污泥的来源及特性污泥的来源及特性u1.1 污泥的来源与特性污泥的来源与特性u1.1.1 污泥的来源与特性污泥的来源与特性（1）砂砾：）砂砾：在沉砂池中所搜集的砂、碎玻璃渣等较重物质，并非真正的污泥，但是仍需要加以处置。由于砂砾易于脱水，且不可生物分解，一般不需进一步处理，可以直接运至填埋场进一步处理。（2）初沉池污泥：初沉池污泥：从初沉池底排出的污泥含有的固体物质38，初沉污泥固体物质中有机物约占70，因此初沉污泥极易变成厌氧状态，并产生臭味。（3）二沉池污泥：）二沉池污泥：二级生物处理系统中废弃排出的二

4、沉污泥，含有大量微生物和其它惰性物质。一般二沉污泥固体中有机物占90。当停止供气时，如不进行及时处理则会出现厌氧状态而产生臭味。1. 污泥的来源及特性污泥的来源及特性u1.1 污泥的来源与特性污泥的来源与特性u1.1.1 污泥的来源与特性污泥的来源与特性u二沉污泥中固体物质浓度与处理工艺有关。活性污泥法的污泥量一般为0.5-2%；滴滤池约为25。（4）三级处理污泥：）三级处理污泥：三级处理产生的污泥，其特性依处理工艺而定。如使用化学法除磷，所产生的化学污泥不易处理；若将化学沉淀除磷与活性污泥工艺合并，使化学污泥与生物污泥混合，处理难度更大。反硝化脱氮产生的生物污泥与活性污泥法类似。1. 污泥的

5、来源及特性污泥的来源及特性u1.1 污泥的来源与特性污泥的来源与特性u1.1.2 表示污泥性质的指标表示污泥性质的指标 (1) 污泥含水量污泥含水量:污泥中所含水的重量以kg/l计。 (2) 污泥含水率污泥含水率: 即污泥中含水的重量与污泥总重量之比的百分数。污泥的含水率一般都很高，比重接近于1。因此，污泥的体积、重量及污泥所含固体物浓度之间的关系，可用下式表示： 1. 污泥的来源及特性污泥的来源及特性u1.1 污泥的来源与特性污泥的来源与特性u1.1.2 表示污泥性质的指标表示污泥性质的指标 (3) 挥发性固体和灰分挥发性固体和灰分: 挥发性固体能够近似地表示污泥中有机物 含量，也称灼烧减量

6、，灰分则表示无机物含量，又称灼烧残渣。 (4) 污泥的可消化程度污泥的可消化程度:污泥中的有机物，使消化处理的对象，其中大部分能被消化分解，其余部分和无机物不易或不能被消化分解。常用可消化程度来表示污泥中被消化分解的有机物数量。 (5) 污泥的比重污泥的比重:污泥的重量为其中所含水分重量与于固体重量之和。污泥的比重等于污泥重量与同体积水重量之比。 (6) 污泥的肥分污泥的肥分:污泥中含有氮、磷、钾等营养物和植物生长所必需的其他微量元素。污泥中的有机腐殖质是良好的土壤改良剂。 (7) 污泥的燃烧值污泥的燃烧值:污泥中的主要成分是有机质,可供燃烧,回收热值。u1.2 污泥的组成污泥的组成表1-1

7、初次污泥和消化污泥的代表性化学成分1. 污泥的来源及特性污泥的来源及特性u1.3 污泥的输送污泥的输送 在处理、处置和利用污泥的过程中，污泥的输送是一项必须首先解决的课题。污泥的输送方式主要决定于污泥的含水率大小，并应考虑污泥的利用途径。一般有管道输送、汽车和船运输等形式。经验表明，对于同样数量的污泥在运送距离不超过10公里时，压力管道输送法比较经济，也比较卫生；但当运输距离比较远时，考虑通过脱水及干化等过程缩小污泥体积后再运送比较经济。在污水处理厂内部的输泥管道：重力输泥管道，一般采用0.02-0.09的坡度;压力输泥管的直径以不小于150mm为宜。对不同类型的污泥需用不同类型的泵。输送污泥

8、的泵包括柱塞系、多腔螺旋泵、离心泵以及旋流泵。提升浮渣时可用隔膜泵。1. 污泥的来源及特性污泥的来源及特性u1.4 污泥处理前的初步操作污泥处理前的初步操作 为了给污泥处理装置提供相对稳定和均勾的进料。需要将污泥粉碎，去除杂粒，混合和贮存。 (1)污泥粉碎污泥粉碎: 污泥粉碎是将污泥中粒度较大的物料破碎成小颗粒的一种过程。污泥粉碎使用两种设备。锤磨粉碎机和切割粉碎机，这些装置通常取决于具体应用的要求。 (2) 污泥除杂粒污泥除杂粒:某些废水处理厂在初沉池前面没有设置单独的除杂粒装置或者除杂粒装置不能满足高峰流量和高峰杂粒负荷，这样就必须在进一步处理污泥(如浓缩)之前先去除杂物。最有效去去除污泥

9、中杂物的方法是在流动的系统中应用离心力，使杂粒从有机污泥中分离出去。1. 污泥的来源及特性污泥的来源及特性u1.4 污泥处理前的初步操作污泥处理前的初步操作 (3)污泥混合污泥混合: 大多数二级处理和三级处理厂中，污泥混合是一项重要的操作。在污泥稳定、脱水以及焚烧以前将污泥混合特别重要。由一级、二级和三级处理排出的污泥，可以采用下列方法混合： 初沉池混合：初沉池混合：将二级处理和三级处理的污泥回流到初沉池内， 同初沉污泥混合。 管道混合：管道混合：这种方法要求精心控制污泥源和流量以保证适当 的混合。 污泥处理装置混合：污泥处理装置混合：好氧和厌氧消化池(连续流搅拌池型)可以 将加入的各种污泥均

10、匀地混合。 单独混合池混合：单独混合池混合：这种方法最能控制污泥的混合质量。1. 污泥的来源及特性污泥的来源及特性u1.4 污泥处理前的初步操作污泥处理前的初步操作 (4)污泥的贮存污泥的贮存: 必须提供污泥贮存条件以便消除污泥产量的波动，并使在后面的污泥处理装置不运转时将污泥贮存在。氯氧化、石灰稳定、热处理、机械脱水、干化和热力浓缩等过程以前提供污泥贮存条件，使污泥能均匀地进料特别重要。污泥可以在沉淀池或污泥浓缩内短期贮存，也可在消化池内贮存，在不用好氧和厌氧消化的大型处理广中，污泥常常贮存在单独的混合池和贮存池内。2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.1 污泥的浓缩u2.2 污泥的稳

11、定u污泥水分有四种：u颗粒间隙水(70%); (调节槽)u毛细管结合水(20%) (高速离心机/高压过滤)u表面吸附水(10%); (机械法)u内部水; (化学法)图2-1 污泥的附着结合水2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.1 污泥的浓缩污泥的浓缩2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.1 污泥的浓缩污泥的浓缩 浓缩是常用的固液分离方法，可通过三种方式完浓缩是常用的固液分离方法，可通过三种方式完成：气浮、重力分离和离心分离成：气浮、重力分离和离心分离。污泥浓缩的目的主要是在进行消化或脱水之前，尽量将多余的水分从污泥中分离。一般来说，污泥浓缩可有效减少污泥处理后续单元，如消化、脱水

12、所需的处理容量，而后续单元因容积减少所节省的成本，远高于污泥浓缩单元的设置与运行费用，因此设置污泥浓缩单元有助于降低污泥处理成本。2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.1 污泥的浓缩污泥的浓缩 u2.1.1 重力浓缩重力浓缩 重力浓缩原理与沉降池相同，浓缩池的构造也与圆形初沉池或二沉池相似。在重力浓缩池中，污泥固体颗粒沉降至底部，在利用机械刮臂将无您刮到污泥斗，最后从污泥斗中将浓缩污泥抽至后续单元进行处理。重力浓缩单元用于处理纯的初沉污泥，其浓缩效果最佳，可将13的初沉污泥浓缩至10，若用于处理初沉和活性污泥的混合污泥，其浓缩污泥固体含量将随着活性污泥所占比例的增加而降低。目前污泥浓缩的

13、设计趋势，大致是以重力浓缩处理初沉污泥，以气浮浓缩处理活性污泥，然后混合浓缩污泥，进行后续处理。2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.1 污泥的浓缩污泥的浓缩 u2.1.1 重力浓缩重力浓缩 重力浓缩是使用最广泛和最简便的一种浓缩方式。此法适用于浓缩比重较大的污泥和沉渣。重力浓缩池可分为间歇式与连续式两种。前者主要用于小型处理厂而后者则多用于大、中型污水处理厂。浓缩池的合理设计与运行，取决于对污泥沉降特性的正确掌控。重力浓缩池的主要设计参数有以下几项： (1) 固体通量固体通量:浓缩池的固体通量是指单位时间内通过浓缩池单位表面积的固体重量。单位为kg( m2 h)（公斤数指干固体重量）;

14、 (2)水面积负荷水面积负荷:单位时间内，单位浓缩池表面积溢流的上清溶液流量.单位为m3( m2 h);。2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.1 污泥的浓缩污泥的浓缩 u2.1.1 重力浓缩重力浓缩 (3) 污泥容积比污泥容积比SVR: 浓缩池体积与每日排出的污泥体积之比,表示固体物在浓缩池中的平均停留时间。这样就可设计出所要求的浓缩池面积、有效容积及深度。 图2-2和图23为重力浓缩池示意图。稀污泥通过中心管进入池中，进行拥挤沉淀和浓缩，浓缩污泥从池底排除。带直立栅的普通集泥机械将污泥慢慢搅动，一方面可加速污泥颗粒之间的凝聚，使颗粒结构均匀；另一方面可造成空穴，使间隙水与空气泡容易逸

15、出，并加速污泥密实。使不断形成的上清液回到初沉池，从池底收集的浓缩污泥可根据需要提升至消化池或脱水设备。图2-2 重力浓缩池示意图图2-3 重力浓缩池平面示意图u带式浓缩机带式浓缩机u(1) 带式浓缩机的工作原理带式浓缩机的工作原理是根据沉淀池排出的污泥含水率高的特点利用带式压滤机重力脱水段的原理设计的一种新型的污泥浓缩设备。 u(2) 特点：特点：u工程上通常将带式浓缩机与带式压滤机配合使用，经带式浓缩机浓缩后的污泥可直接进入带式压滤机进行脱水。u带式浓缩机具有占地面积小、土建投资省的特点，可代替混凝土浓缩池及大型带浓缩栅耙的浓缩池 图9.9 带式浓缩机结构示意图19258111043671

16、絮凝反应器；2重力脱水段； 3冲洗水进口；4冲洗水箱；5过滤水排出口6电机传动装置；7卸料口；8调整辊；9张紧辊；10气动控制箱；11犁粑图图 带式浓缩机结构示意图带式浓缩机结构示意图2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.1 污泥的浓缩污泥的浓缩 u2.1.2 气浮浓缩气浮浓缩 气浮浓缩与重力浓缩相反，是依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒的周围，通过减小颗粒的比重而强制上浮。因此气浮法对于比重接近于1的污泥尤其适用。浮选到水表面的污泥用刮泥机刮除。澄清水从池底排除。一部分水加压回流，与压缩空气(压力为275-550kPa)混合通过溶气罐。在此压力时,大量的空气溶入污泥。然后，污泥流入一个敞开

17、的槽体，压力下降，原先溶入污泥的空气因为过饱和而形成微小气泡。这些微小气泡向上浮生时，会附着在污泥中的固体颗粒上，将这些颗粒带向液面,最后累积成一层上浮污泥,再利用刮渣设备将其刮除。一般气浮对不易用重力方法浓缩的活性污泥特别有效。气浮可将活性污泥固体含量从0.5-1%，增加至3-6%。(图2-4)图2-4 气浮浓缩池2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.1 污泥的浓缩污泥的浓缩 u2.1.3 离心浓缩离心浓缩 离心浓缩法是利用污泥中固、液比重不同在旋转时具有不同的离心力这一原理而进行分离和浓缩的。离心分离浓缩就是在离心力作用下使污泥颗粒与水分离以达到较低的含水率。目前用于污泥浓缩的离心分

18、离设备有倒锥式、螺旋式和筐式三种(图2-5)。倒锥形转盘式离心机是连续运转。构件包括许多层叠的锥形转盘，每个转盘相当于一个独立的生产能力较低的离心机，污泥浆在转盘间进行离心分离，澄清液沿着中心抽向上流动，并从顶部排出；而固体集中于离心机转筒的底部边缘，并经过排放口排出。图2-5 倒锥转盘式离心机2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.1 污泥的浓缩污泥的浓缩 u2.1.3 离心浓缩离心浓缩 螺旋卸料离心机也是连续运转的。这种离心机由一个长的转筒和一个同心的螺旋轴构成。通常转筒是水平安装，而且一端是逐渐缩小的。污泥被连续引入装置，固体向周围离心浓缩。旋转速率略微不同的螺旋轴将积聚的污泥移向渐

19、缩端，固体在渐缩端更加浓缩，脱水和离心分离液分别从前后端排出。(图2-6)图9.12 转筒式离心机污泥分离液泥饼41237651变速箱；2转筒；3罩盖；4螺旋输送器；5轴承；6空心轴；7驱动轮图2-6 螺旋卸料离心机2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.2 污泥的稳定污泥的稳定 污泥稳定的主要目的是利用生化方法降解污泥中的有机固体,使污泥更为稳定(减少臭味及腐败),且更容易脱水,同时减少污泥质量。一般而言，如果直接进行污泥脱水焚烧等，则不需要稳定处理。污泥稳定有两种基本方法：一种是在密闭容器的反应器中隔绝氧气下进行，称为厌氧消化；另一种则在污泥中通入空气，称为好氧消化。2. 污泥的浓缩与

20、稳定污泥的浓缩与稳定u2.2 污泥的稳定污泥的稳定 u2.2.1 污泥的厌氧消化污泥的厌氧消化 厌氧消化是最通用的污泥稳定方法。其主要处理对象是初沉污泥、腐殖污泥、剩余活性污泥以及高浓度活性污泥工业污水。污泥的厌氧分解分为两个步骤:首先,污泥中的复杂有机物,如脂肪、蛋白质及多糖，通过兼性微生物或厌氧微生物的作用，水解为较小分子的有机物（如三羧酸甘油酯、脂肪酸、氨基酸及糖类等），并通过微生物发酵或其他代谢作用将上述有机物进一步分解成挥发酸或醇类（酸性发酵阶段）。厌氧菌进一步将挥发酸或醇类转化为甲烷和二氧化碳等而达到最终稳定（甲烷发酵阶段）。进水蛋白质出水CH4、CO2、H2S有机酸中间体（C2）

21、氨基酸、糖等大分子羧酸、醇等甲烷、CO2、水等乙酸H2、CO2碳水化合物脂类复杂有机物水解阶段产酸阶段产乙酸产氢阶段产甲烷阶段硫酸盐还原硫酸盐还原图2-7 厌氧消化反应途径 2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.2 污泥的稳定污泥的稳定 u2.2.1 污泥的厌氧消化污泥的厌氧消化 厌氧消化的主要处理对象是初沉污泥、腐殖污泥、剩余活性污泥以及高浓度活性污泥工业污水。厌氧消化法的主要构筑物有消化池、双层沉淀他、化粪池及沼气池。厌氧消化可分为人工消化与自然消化二种。在人工消化中，根据池型构造不同，又可分为定容式和动容式消化池。厌氧消化按消化温度不同又可分为：低温消化(低于200)、中温消化(3

22、0-37)范围和高温消化(45-55)范围。按运行方式还可分为：一级消化、二级消化、厌氧接触消化及厌氧滤池等。厌氧消化器主要有:标准速率消化池、高速率消化池、两级消化池和厌氧接触消化池等。图2-8 标准速率消化池2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定(1)标准速率消化池标准速率消化池 消化池中不加搅拌,污泥在消化池中自然分层。污泥的加入和排出采用间歇式。其容积负荷一般为0.48-1.6kgVSS/(m3d)。适用于流量小于0.04 m3/s的小型污水处理厂。缺点：停留时间长（30-60d）、体积大、负荷低、易形成厚的浮渣层。2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定(2)高速率消化池高速率消化池

23、消化池中有搅拌器,连续运行。不存在分层；消化时间仅为标准速率消化池的1/3；固体负荷提高4-6倍；容积减少30。图2-9 高速率消化池图2-10 气体混合高速率消化池剖面图图2-11a 几种常见的高速率消化池图2-11a 几种常见的高速率消化池2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定(2)两段厌氧消化池两段厌氧消化池 图2-12 两段厌氧高速率消化池2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定(2)两段厌氧消化池两段厌氧消化池 两个串联操作的消化池分别负责发酵和固液分离。在第一个消化池内，污泥被加入并完全混合以提高发酵速率。由于采用搅拌方式使污泥混合，因此消化池内温度均匀。污泥以连续或近于连续的方式投

24、入和排出。第一个消化池污泥停留时间也为10-15d,容积负荷也为1.6-8.0kg VSS/(m3d)。第二个消化池的主要作用是固液分离。第一个消化池有集气罩，有加热、搅拌设备；第二个消化池不加热，不搅拌，依靠剩余热量继续发酵。 污泥消化后仍有相当高的BOD，因此从第二级消化池排出的上清液，需要回流至污水处理厂前端。排出的污泥还需调理和脱水等后处理。2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定(3) 厌氧接触消化厌氧接触消化 将两段厌氧消化池第二级沉降的部分熟污泥会流到第一个消化池，增加其甲烷菌的活性。图2-13 厌氧接触消化池2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.2 污泥的稳定污泥的稳定 u

25、2.2.2 污泥的好氧消化污泥的好氧消化 好氧消化是活性污泥法的继续，其原理与活性污泥法相同。可分为常温好氧氧化、高纯氧高温氧化（4070，英国帕迈斯伏特污水处理厂74 ）、高效曝气装置氧化（英国威尔士的庞瑟尔，文丘里曝气器）。图2-14 好氧间歇操作方式图2-14 好氧连续操作方式2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.2 污泥的稳定污泥的稳定 u2.2.3 双系统消化双系统消化 双消化过程的基本特点是二阶段过程，其中第一段是借助于注入工业用纯氧在5565进行高温好氧降解，然后进入第二阶段，即在35进行厌氧分解。其优点是：提高了过程的稳定性，缩短了逗留时间(第一阶段1天，第二阶段8天)，

26、以及污泥中的病原微生物数目大大减少（在美国已有应用，对小型污水处理厂有吸引力）。2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.2 污泥的稳定污泥的稳定 u2.2.4 堆肥堆肥 堆肥是借助于混合的微生物群落在潮湿的环境中对多相的有机物进行分解。把废物收集成堆并保存发酵产生的一些热量，使温度上升，致使其分解速率比常温条件要快得多。在这种放热分解过程中，大多数运行良好的堆肥操作都能使温度升至70，其中的高温病原体大部分被消灭。活泥经过适当的堆肥处理后会变成卫生的、无臭味的腐殖质样的物质。有三种堆肥方法正在用于处理括泥，即普通堆肥、通气堆肥和封口通气堆肥。 2. 污泥的浓缩与稳定污泥的浓缩与稳定u2.2

27、 污泥的稳定污泥的稳定 u2.2.5 污泥的好氧蚯蚓稳定污泥的好氧蚯蚓稳定 无论是液态的原生污泥，还是活性污泥都可用此法予以稳定。这种方法在发达国家是相当新的，但在东南亚却应用了一定时间。将适宜的蚯蚓品种接种到好氧污泥中以后，蚯蚓摄入有机固体并排出部分稳定物质，它在菲律宾被用于农作物肥料和土壤调节；用蚯蚓稳定污泥无论是从基建费还是运行费来都比其它方法便宜。 3. 污泥的调理与减量污泥的调理与减量u3.1 污泥的调理u3.2 污泥的减量3. 污泥的调理与减量污泥的调理与减量u3.1 污泥的调理u3.1.1 化学调理 污泥调理的主要目的是促进污泥的固液分离。在目前可利用的技术中，最常用的方式是氯氧

28、化,以及在污泥中添加混凝剂，如氯化铁、石灰（使pH12）或高分子絮凝剂，污泥焚烧灰渣也可作为污泥调理剂。在混浊的液体中加入混凝剂，可促进固体物质凝聚，使其更容易与水分离，近年来有机高分子絮凝剂在污泥调理方面的应用日渐广泛，有机高分子絮凝剂易于处理，所占体积小，适用起来操作简单且非常有效。絮凝剂一般在污泥脱水之前注入污泥中，并于污泥充分混合。3. 污泥的调理与减量污泥的调理与减量u3.1 污泥的调理u3.1.1 热处理 在高温(175-230)及高压(1000-2000kPa)下,将污泥固体中的结合水释放出来。优点是热处理后污泥的脱水性能比化学调理更加,缺点是操作和维护比较复杂.4. 污泥的脱水

29、与干化污泥的脱水与干化u4.1 污泥脱水干化的优点u4.2 污泥脱水干化的工艺流程4. 污泥的脱水与干化污泥的脱水与干化u4.1 污泥脱水干化的优点 污泥经浓缩处理后含水率仍很高(95-97%)体积还很大,因此必须进行脱水或干化。 污泥脱水干化的优点：污泥脱水干化的优点： （1）污泥体积经脱水缩小，以民用卡车运往最后处置地点的费用显著降低；（2）脱水的污泥一般比浓缩的或液态污泥容易贮运；（3）污泥在焚烧前要求脱水以去除剩余水分增加热值；（4）在某些情况下，需要去除剩余水分，使污泥完全没有气味和不容易腐化；（5）污泥在土地填埋前一般要求先脱水，以减少在填埋场地的渗滤液数量。4. 污泥的脱水与干化

30、污泥的脱水与干化u4.2 污泥脱水干化的工艺流程u4.2.1 脱水干化设备的用途 在水处理工艺中，产生的大量污泥，一般在96%以上，所以污泥体积很大，输送、处理和处置都不方便。污泥通过浓缩设备的浓缩后，可将污泥颗粒间的空隙水分离出来，减小污泥的体积，为后续处理和处置带来方便。如减少消化池的容积、减少耗热量、减少脱水机台数，降低絮凝剂的投加量，节省运行成本。一般地，污泥经浓缩后，其含水率仍在94%以上，呈流动状态，体积还很大，因此，污泥经浓缩设备浓缩后还常采用脱水设备将污泥中的毛细水分离出来。污泥脱水过滤方式及其原理装置和适用领域污泥脱水过滤方式及其原理装置和适用领域u4.2.2 脱水干化设备的

31、类型常用脱水设备 带式压滤机 离心脱水机 板框压滤机 真空过滤机等。4. 污泥的脱水与干化污泥的脱水与干化u4.2.3 带式压滤机带式压滤机u(1) 组成组成：带式压滤机主要由滤带、辊、絮凝反应器（污泥混合筒）、驱动装置、滤带张紧装置、滤带调偏装置、滤带冲洗装置、滤饼剥离及排水装置组成u(2) 原理原理：带式压滤机是把压力施加在滤布上，用滤布的压力和张力使污泥脱水 u(3) 工作过程工作过程：带式压滤机的脱水过程分为：污泥絮凝、重力脱水、楔形脱水和压榨脱水四步进行。u(4) 设备特点：设备特点：带式压滤机是连续运转的污泥脱水设备，进泥的含水率一般为9697%，脱水后滤饼的含水率为7080%。操

32、作简便，可维持稳定的运转，其脱水效果主要取决于滤带的速度和张力；结构紧凑、简单，低速运转，易保养；处理能力高、耗电少，允许负荷有较大范围的变化；无噪声和振动，易于实现密闭操作。 4. 污泥的脱水与干化污泥的脱水与干化6下滤带清洗装置；7预压辊；8絮凝反应器；9上滤带冲洗装置1上下滤带气动张紧装置；2驱动装置； 3下滤带；4上滤带；5机架图9.4 带式压滤机结构示意图123456781391011121410上滤带调偏装置；11高压辊系统；12下滤带调偏装置13布料口；14滤饼出口4. 污泥的脱水与干化污泥的脱水与干化u4.2.4 板框压滤机板框压滤机u(1) 组成组成：板框压滤机主要由滤板、滤

33、框和滤布等组成 u(2) 工作原理工作原理：板框压滤机的脱水工作循环进行。一个工作周期包括：板框压紧、进料、压干滤渣、放空（排料卸荷）、正吹风、反吹风、板框拉开、卸料、洗涤滤布九个步骤。u(3) 特点特点：板框压滤机的优点是：结构简单，操作容易、运行稳定，故障少，保养方便，机器使用寿命长；过滤推动力大，所得滤饼的含水率低；过滤面积的选择范围较宽，且单位过滤面积占地较少；对物料的适应性强，适用于各种污泥；滤液澄清，固相回收率高。其主要的缺点是间歇操作，处理量小、产率低，劳动强度大，滤布消耗大.适合于中小型污泥处理场合。 4. 污泥的脱水与干化污泥的脱水与干化通道剖面(a)滤框(b)滤板(c)滤布

34、圆孔圆孔圆孔图9.10 滤板、滤框和滤布图图4-10 滤框、滤板和滤布滤框、滤板和滤布4. 污泥的脱水与干化污泥的脱水与干化滤板滤框滤布图9.11 滤板、滤框和滤布组合后的工作状况滤液滤液滤液污泥图图8-11 滤框、滤板和滤布组合后的工作状况滤框、滤板和滤布组合后的工作状况4. 污泥的脱水与干化污泥的脱水与干化u4.2.5 离心脱水机离心脱水机u(1) 组成：组成：转筒式离心机主要由转筒、螺旋输送器及空心轴等组成u(2) 工作原理：工作原理：应用离心沉降原理进行泥水浓缩或脱水的机械叫离心脱水机。u(3) 特点：特点：离心脱水机可自动控制，能长期连续运行，可封闭操作，环境条件好；对污泥进料含固率

35、变化的适应性强；絮凝剂投量少，常年运行费用低；结构紧凑，占地面积小，维修方便。但污泥必须使用高分子聚合电解质（如高分子聚丙烯酰胺）作为混凝剂进行预处理。 4. 污泥的脱水与干化污泥的脱水与干化图9.12 转筒式离心机污泥分离液泥饼41237651变速箱；2转筒；3罩盖；4螺旋输送器；5轴承；6空心轴；7驱动轮图图4-12 转筒式离心机转筒式离心机4. 污泥的脱水与干化污泥的脱水与干化u4.2.7 真空过滤机u(1) 结构：结构：（以转转鼓真空过滤机为例）主要由空心转鼓、污泥槽和压缩空气管路等组成u(2) 原理：原理：污泥的过滤脱水是以过滤介质（一种多孔性物质，如滤布）两面的压力差作为推动力，使

36、污泥中的水分强制通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质上形成滤饼（或称泥饼），从而达到脱水的目的。过滤介质两侧的压差由真空设备提供动力完成的称为真空过滤机。u(3) 特点：特点：真空过滤机曾经是应用较多的一种脱水设备，其特点是能够连续操作，运行平稳，可自动控制，滤液澄清率高，单机处理量大；但是真空过滤机附属设备较多，占地面积大，滤布消耗多，更换清洗麻烦，工序复杂，运行管理费用较高，正逐步被带式压滤机和板框压滤机所代替。真空过滤机主要用于初沉池污泥的脱水。其中带式转鼓真空过滤机能处理低浓度、小颗粒、高粘度的污泥。4. 污泥的脱水与干化污泥的脱水与干化滤饼形成区吸干区休止区反吹区休止区12112431

37、105986756图9.13 转鼓式真空过滤机1空心转鼓；2贮泥槽；3扇形间隔；4分配头；5转动片；6固定片7缝；8、9孔道；10皮带输送器；11真空管路；12压缩空气管道u4.2.7 真空过滤机u过滤介质两侧的压差由真空设备提供动力完成的称为真空过滤机 u真空过滤机主要用于初沉池污泥的脱水 图图4-13 转鼓式真空过滤机转鼓式真空过滤机4. 污泥的脱水与干化污泥的脱水与干化u4.2.7 污泥快速干燥机u(1) 工作原理工作原理污泥处置设备(污泥快速干燥机)有五大系统： 自动控制系统、自动配科系统、搅拌系统、反应系统、除臭系统。污泥在处置中采用化学反应的方式，在不增加任何热源的情况下，可使污泥

38、中的大肠杆菌、蛔虫卵、细菌总数下降数千倍，达到无害化、减量化、资源化的目的。4. 污泥的脱水与干化污泥的脱水与干化u4.2.7 污泥快速干燥机u(2) 工艺流程4. 污泥的脱水与干化污泥的脱水与干化5. 污泥的干燥与焚烧污泥的干燥与焚烧u5.1 污泥干燥u5.2 污泥焚烧u5.1 污泥干燥u5.2 污泥焚烧6.处理后污泥的运输与贮存处理后污泥的运输与贮存u6.1 运输方法u管道、卡车、船u6.2 污泥贮存7.污泥的最终处置与资源化污泥的最终处置与资源化u7.1 脱毒与农田利用u7.2 土地填埋u7.3 海洋排放u7.4 污泥焚烧灰渣处置u7.5 固化处理u7.6 用作建筑材料其它污泥资源化技术

39、其它污泥资源化技术做生物肥料或土壤调理剂：占绝大部分占绝大部分热解制油：US 5865956、US5847248制活性炭：JP2003251398等18个制胶凝材料（生态水泥）：JP2001220250等6个发酵生产有机酸：JP2003164896等8个几种典型的污泥性质与产量几种典型的污泥性质与产量有机物（%）N（%）P（%）Ni（%）Cu（%）Zn（%）Cr（%）年产量（万吨）城市污泥城市污泥30-502-52-3低低0.05-0.40.05-0.2低低300制革污泥40-602-42-3低低低1-480电镀污泥电镀污泥10-15-433615造纸污泥40-600.5-10.5-1低低低低

40、ND 定义定义：利用自然界存在的一些微生物的直接作用或其代谢产物的间接作用，产生氧化、还原、络合、溶解作用，将固相中某些不溶性成分（如重金属、硫或其它目的金属）分离浸提出来的一种新兴生物技术(周顺桂等，2002)。 原理原理：金属溶解与固液分离对象：对象：高毒性的工业污泥（电镀污泥和制革污泥）生物脱毒技术（生物脱毒技术（biodecontaminationbiodecontamination) )金属回收金属回收示意图示意图后续转化（用作生产后续转化（用作生产生物农药的原料）生物农药的原料）生物脱毒反应器的建立与运行污泥中生物脱毒（重金属生物去除）研究污泥性质测定污泥中内源嗜酸硫杆菌分离与扩大

41、培养各种参数(污泥种类与浓度、温度、起始pH、接种量)对脱毒效果的影响能源物质种类及其配比对加快污泥生物脱毒效果的影响生物直接从菌液中获取EPS最佳运行参数的确定与优化EPS作用与机制分离EPSEPS纯化与浓缩(膜过滤与透析)EPS组成特征、产量与浓度机理 探索获取EPS材料(分离,纯化,浓缩)与重金属离子络合特征(络合容量与络合强度)研究生物脱毒试验(序批式摇床培养）预酸化未预酸化固液分离生物淋滤效果与速率技术路线8.污泥处理与处置设备污泥处理与处置设备u8.1 排泥设备排泥设备u8.2 热交换热交换污泥焚烧设备离心脱水机污泥造粒脱水机带式压滤机折带式真空过滤机转鼓真空过滤机真空过滤机螺压脱

42、水机厢式脱水机板框压滤机加压过滤机污泥脱水设备卧螺式离心机带式浓缩机周边传动浓缩机中心传动浓缩机重力式污泥浓缩机污泥浓缩设备污泥处理设备污泥处理与处置设备分类污泥处理与处置设备分类u8.1.1 排泥设备的分类u8.1.2 几种常用的排泥设备介绍u8.1.3 常用排泥设备的特点与适用范围8.1 排泥设备排泥设备u8.1.1 排泥设备的分类排泥设备的分类排泥设备的分类单管扫描式双刮臂式泵吸式多管并列式刮泥机四刮臂式虹吸式水位差自吸式吸泥机泵/虹吸式虹吸式翻板式垂架式吸泥机空气提升式行车式刮泥机提板式中心传动式悬挂式单列链式刮泥机链板式双列链式周边传动式吸泥机水平式螺旋输送式倾斜式8.1 排泥设备排

43、泥设备u8.1.2 排泥设备介绍排泥设备介绍u(1) 行车式吸泥机行车式吸泥机u行车式吸泥机主要行车式吸泥机主要由行车钢结构、驱由行车钢结构、驱动机构、吸泥系统、动机构、吸泥系统、配电及行程控制装配电及行程控制装置组成置组成 12341栏杆；2液下污水泵；3主梁；4吸泥管路图9.1 行车式吸泥机结构简图5675端梁；6排泥管路；7电缆卷筒8.1 排泥设备排泥设备u8.1.2 排泥设备介绍排泥设备介绍 (2) 中心与周边传动排泥机中心与周边传动排泥机图9.3 垂架式中心传动刮泥机结构示意图12537461传动装置：2工作桥；3稳流筒；4刮泥行架；5中心架；6刮板；7排泥管8.1 排泥设备排泥设备

44、u8.2.1 脱水和干化设备的用途与类型u8.2.2 带式压滤机u8.2.3 带式浓缩机u8.2.4 板框压滤机u8.2.5 离心脱水机u8.2.1 浓缩与脱水设备的用途 在水处理工艺中，产生的大量污泥，一般在96%以上，所以污泥体积很大，输送、处理和处置都不方便。污泥通过浓缩设备的浓缩后，可将污泥颗粒间的空隙水分离出来，减小污泥的体积，为后续处理和处置带来方便。如减少消化池的容积、减少耗热量、减少脱水机台数，降低絮凝剂的投加量，节省运行成本。一般地，污泥经浓缩后，其含水率仍在94%以上，呈流动状态，体积还很大，因此，污泥经浓缩设备浓缩后还常采用脱水设备将污泥中的毛细水分离出来。8.2 污泥浓

45、缩、脱水与干化设备污泥浓缩、脱水与干化设备u8.2.2 浓缩与脱水设备的类型 (1) 常用污泥浓缩设备 重力式污泥浓缩池 浓缩机 带式浓缩机 卧螺式离心机等。 (2)常用脱水设备 带式压滤机 离心脱水机 板框压滤机 真空过滤机等。8.2 污泥浓缩、脱水与干化设备污泥浓缩、脱水与干化设备u8.2.3 带式压滤机带式压滤机u(1) 组成组成：带式压滤机主要由滤带、辊、絮凝反应器（污泥混合筒）、驱动装置、滤带张紧装置、滤带调偏装置、滤带冲洗装置、滤饼剥离及排水装置组成u(2) 原理原理：带式压滤机是把压力施加在滤布上，用滤布的压力和张力使污泥脱水 u(3) 工作过程工作过程：带式压滤机的脱水过程分为

46、：污泥絮凝、重力脱水、楔形脱水和压榨脱水四步进行。u(4) 设备特点：设备特点：带式压滤机是连续运转的污泥脱水设备，进泥的含水率一般为9697%，脱水后滤饼的含水率为7080%。操作简便，可维持稳定的运转，其脱水效果主要取决于滤带的速度和张力；结构紧凑、简单，低速运转，易保养；处理能力高、耗电少，允许负荷有较大范围的变化；无噪声和振动，易于实现密闭操作。 8.2 污泥浓缩、脱水与干化设备污泥浓缩、脱水与干化设备6下滤带清洗装置；7预压辊；8絮凝反应器；9上滤带冲洗装置1上下滤带气动张紧装置；2驱动装置； 3下滤带；4上滤带；5机架图9.4 带式压滤机结构示意图12345678139101112

47、1410上滤带调偏装置；11高压辊系统；12下滤带调偏装置13布料口；14滤饼出口8.2 污泥浓缩、脱水与干化设备污泥浓缩、脱水与干化设备u8.2.4 带式浓缩机带式浓缩机u(1) 带式浓缩机的工作原理带式浓缩机的工作原理是根据沉淀池排出的污泥含水率高的特点利用带式压滤机重力脱水段的原理设计的一种新型的污泥浓缩设备。 u(2) 特点：特点：u工程上通常将带式浓缩机与带式压滤机配合使用，经带式浓缩机浓缩后的污泥可直接进入带式压滤机进行脱水。u带式浓缩机具有占地面积小、土建投资省的特点，可代替混凝土浓缩池及大型带浓缩栅耙的浓缩池 8.2 污泥浓缩、脱水与干化设备污泥浓缩、脱水与干化设备图9.9 带式浓缩机结构示意图19258111043671絮凝反应器；2重力脱水段； 3冲洗水进口；4冲洗水箱；5过滤水排出口6电机传动装置；7卸料口；8调整辊；9张紧辊；10气动控制箱；11犁粑8.2 污泥浓缩、脱水与干化设备污泥浓缩、脱水与干化设备图图8-9 带式浓缩机结构示意图带式浓缩机结构示意图u8.2.5 板框压滤机板框压滤机u(1) 组成组成：板框压滤机主要由滤板、滤框和滤布等组成 u(2) 工作原理工作原理：板框压滤机的脱水工作循环进行。一个工作周期包括：板框压紧、进料、压干滤渣、放空（排料卸荷）、正吹风、反吹风、板框拉开、卸料