陕西科技大学807环境工程学考点精讲 25

1、专业课考点精讲课程第25讲污泥的处理与处置（2）【考点概述】1、污泥浓缩（） 【复习思路及目的】1、了解污泥浓缩的几种方法【考点精讲】考点三、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。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法和离心法。在选择浓缩方法时，除了各种方法本身的特点外，还应考虑污泥的性质、来源、整个污泥处理流程及最终处置方式等。如沉降法用于浓缩初沉淀污泥和剩余活性污泥的混合污泥时效果较好；单纯的剩余活性污泥一般用气浮法浓缩，近年发展到部分采用离心法浓缩。一、沉降法沉降法适用范围：主要用于浓缩初沉污泥及初沉污

2、泥和剩余活性污泥的混合污泥。按其运行方式可分为间歇式和连续式。1间歇式污泥浓缩池间歇式浓缩池是间歇进泥，因此，在投入污泥前必须先排除浓缩池已澄清的上清液，腾出池容，故在浓缩池不同高度上应设多个上清液排出管。间歇式操作管理麻烦，且单位处理污泥所需的池体积比连续式的大。多用于小型污水处理厂(站)，可建成矩形或圆形，见图20-3。间歇浓缩池设计的主要参数是停留时间。停留时间太短，浓缩效果不好；太长不仅占地面积大，还可能造成有机物厌氧发酵，破坏浓缩过程。停留时间的长短最好经过试验决定，在不具备试验条件时，可按不大于24 h设计，一般取912 h。浓缩池的上清液，应回流到初沉池前重新进行处理。(a)带中

3、心管间歇式浓缩池(b)不带中心管间歇式浓缩池图20-3间歇式污泥浓缩池2连续式污泥浓缩池 连续式重力浓缩池可采用竖流式、辐流式沉淀池的型式，一般都是直径520 m圆形或矩形钢筋混凝土构筑物。可分为有刮泥机与污泥搅动装置的浓缩池，不带刮泥机的浓缩池，以及多层浓缩池等三种。有刮泥机与搅拌装置的连续式浓缩池见图20-4。池底面倾斜度很小，为圆锥形沉淀池， 池底坡度为l10。进泥口设在池中心，周围有溢流堰。为提高浓缩效果和浓缩时间，可在刮泥机上安装搅拌装置，刮泥机与搅拌装置的旋转速度应很慢，不至于使污泥受到搅动，其旋转周速度一般为0.020.20 m/s。搅拌作用可使浓缩时间缩短45h。带刮泥机及搅拌

4、栅的连续式浓缩池见图20-5。 刮泥机上设置的垂直搅拌栅随刮泥机转动的线速度为1rpm，每条栅条后面形成微小涡流，造成颗粒絮凝变大，并可造成空穴，使颗粒间的间隙水与气泡逸出，浓缩效果可提高20以上。图20-4连续式重力浓缩池构造示例图20-5有刮泥机及搅动栅的连续式重力浓缩池1一中心进泥管；2一上清液溢流堰；3一排泥管；4一刮泥机；5一搅动栅 如不用刮泥机，可采用多斗连续式浓缩池，采用重力排泥，污泥斗锥角大于55，并设置可根据上清液液面位置任意调动的上清液排除管，排泥管从污泥斗底排除。通常，重力浓缩池进泥可用离心泵，排泥则需要用活塞式隔膜泵、柱塞泵等压力较高的泥浆泵。重力浓缩法操作简便，维修、

5、管理及动力费用低，但占地面积较大。 连续式浓缩池的合理设计与运行取决于对污泥沉降特性的确切掌握。污泥的沉降特性与固体浓度、性质及来源有密切关系。在设计时，最好先进行污泥浓缩试验，掌握沉降特性，得出设计参数。a. 设计参数主要包括：(1) 浓缩池的固体通量:单位时间内，通过浓缩池任一断面的干固体量,kg/(m2h)或kg/(m2d)；当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80120 kg/(m2d)；当为剩余活性污泥时，污泥固体负荷宜采用3060 kg/(m2d)，当为混合污泥时，污泥固体负荷宜采用2580 kg/(m2d)(2) 水力负荷:单位时间内，通过单位浓缩池表面积的上清液溢流量m3/(m2

6、h)或m3/(m2d)；(3) 水力停留时间(h或d): 浓缩时间不宜小于10 h；但也不要超过18 h，以防止污泥厌氧腐化。(4) 进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为9597；当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.299.6；当为混合污泥时，其含水率一般为9899.5。(5) 浓缩后污泥含水率：由曝气池后二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥含水率，当采用99.299.6时，浓缩后污泥含水率宜为9798。(6) 污泥室容积和排泥时间：应根据排泥方法和两次排泥间隔时间而定，当采用定期排泥时，两次排泥间隔一般可采用8h。(7) 二次污染：污泥浓缩池一般均散发臭气，必要时应考虑防臭或脱臭措施。臭

7、气控制可以从以下三个方面着手，即封闭、吸收和掩蔽。所谓封闭，是指用盖子或其他设备封住臭气发生源或用引风机将臭气送入曝气池内吸收氧化；所谓吸收，是指用化学药剂来氧化或净化臭气；所谓掩蔽，是指采用掩蔽剂使臭气暂时不向外扩散。b. 设计方法：可根据计算的干固体量除以固体通量(可查教材P283表20-3)计算出浓缩池的面积，并应与按水力负荷核算的面积相比较，取其大值作为浓缩池的面积。初沉污泥最大水力负荷可取1.21.6 m3(m2h)，剩余活性污泥取0.20.4 m3(m2h)浓缩池的有效水深一般采用4 m，当采用竖流式浓缩池时，其水深按沉淀部分的上升流速不大于0.1mm/s计算。浓缩池容积应按污泥在

8、其中停留1016 h进行核算，不宜过长。c计算公式二、气浮浓缩法按照亨利定律:在一定温度下,空气在液体中的溶解度与空气受到的压力成正比。当压力恢复常压后,所溶在水中的空气即变成微细气泡从液体中释放出，若液体中有细小颗粒，这些大量的微细气泡附着在颗粒的表面，使颗粒相对密度减小而被强制上浮，达到气浮浓缩的目的。气浮法对于浓缩密度接近于水的、疏水的污泥尤其适用，对于浓缩时易发生污泥膨胀的、易发酵的剩余活性污泥，其效果尤为显著。目前，浓缩污泥最常用的方法是压力溶气气浮。1气浮浓缩系统的组成组成：由加压溶气装置和气浮分离装置两部分组成。图20-6所示是气浮浓缩的典型工艺流程。气浮浓缩工艺流程图(1) 加

9、压溶气装置 目前较常用的有“水泵一空压机式溶气系统”和“内循环式射流溶气系统”。 溶气罐一般按加压水停留13 min设计，溶气效率为5090，绝对压力采用2.51055105 Pa。(2) 气浮分离装置(气浮浓缩池) 气浮浓缩池有矩形的平流式和圆形的升流式之分。前者使用得多，其底部呈55-60斗形，可以排除难以上浮而沉淀的污泥。当采用平底时，应考虑如何定期清除积存于底部的沉淀物。 据国外资料介绍，污泥在气浮浓缩池中的平均停留时间可短至35min，国内建议不小于20min。 由于污泥浓缩效果的优劣与污泥颗粒粘附微气泡的情况有关，在设计时，应选用合适的释放器，以获得高质量的微气泡，同时也应使减压后

10、的溶气水与入流污泥在某一固定混合容器或管段内充分混合，以达到较好的污泥浓缩效果及降低溶气水量的目的。2气浮浓缩法的主要设计参数（1） 设计气浮浓缩池的主要参数有污泥负荷、气固比、水力负荷、回流比等。气固比：是指溶气水经减压释放出的空气量与需浓缩的固体量之重量比，常用AS表示，一般采用0.030.04（质量比）。回流比: 是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。在有条件时，设计前应进行必要的试验，针对污泥及溶气水的特性，求得在不同压力下，不同污泥负荷、水力负荷时的污泥浓缩效果以及出水的悬浮固体浓度、回流比、气固比等，从而决定最佳设计参数。在缺乏试验条件时，气固比(AS)一般取0.

11、010.04；水力负荷取4080m3(m2d)；回流比(R)一般为2535。回流比可按以下公式，根据所需空气量计算：式中：As 气固比；Aa 所需空气量，g/h；S 进入气浮池的固体总量(不计回流水SS)，g/h；Sa 一定温度下，1.013x105Pa时的空气饱和溶解度，mg/L，入流污泥浓度，g/m3；R一 回流比；P 绝对大气压(表压)，Pa；f 溶解效率，当溶气罐内加填料及溶气时间为23 min时，f=0.9，不加填料时，f=0.5。水力负荷：13.6m3/m2h，一般采用1.8m3/m2h。固体负荷：1.85.0kg/m2h，。（2） 其它参数（1）对于活性污泥，其进泥浓度不应超过5

12、g/L，即含水率约99.5%（包括气浮池的回流）。(2)刮渣刮泥设备：污泥颗粒上浮形成水面的浮渣层厚度，一般控制为0.15-0.3m,利用出水设置的堰板进行调节。刮渣机的刮板移动速度，一般采用0.5m/min,并应有调节的可能，使其速度有减少或增加一倍的幅度。下沉污泥颗粒的泥量，一般可按进泥量的1/3计算，池底刮泥机的设计数据参见沉淀池刮泥机的有关参数。刮出的浮渣，即气浮后的污泥，由于含有空气，其其实相对密度一般为0.7，需贮存几小时后才能恢复正常。若立即抽送时，用选用合适的泵型。（3）加压溶气装置：加压溶气的气固比，一般采用0.03-0.04（质量比），溶气效率通常取50%。溶气罐的容积，一

13、般按加压水停留1-3min计算，其绝对压力一般采用2.94*105-4.90*105 Pa,罐体高与直径之比，常用2-4.加压泵的出水管压力，不应低于溶气罐的压力，一般采用2.94*1054.90*105 Pa3气浮浓缩的计算公式【例】某废水处理厂的剩余活性污泥量为240m3/d，含水率993，泥温20。现采用回流加压溶气气浮法浓缩污泥，要求含固率达到4，压力溶气罐的表压P为3103Pa。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7 d，每天运行16 h，计算气浮池面积。【解】设计一座矩形的平流式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75

14、kg/(m2d)，污泥密度为1000kg/m3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=0.920时，空气饱和溶解度Sa=0.01871.164=0.0218g/L=21.8 mg/L。人流污泥浓度为7000g/m3代入(207)式：回流水量:溶气罐净体积(不包括填料)按溶气水停留3min计算，则：(m3)以水力负荷校核气浮池面积：m3/(m2d)符合要求。 若浓缩池每天运行16h，则流量污泥负荷仍取75kg/(m2d)=3.125 kg/(m2h)，则(m2)回流比(R)仍为380。回流水量：38015=57(m3/h)溶气罐净体积：(m3)以水力负荷校核气浮池面

15、积：m3/(m2h)=51.4m3/(m2d)符合要求。三、离心浓缩法1. 离心浓缩法的原理:利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋转的离心机中受到不同的离心力而使两者分离，达到浓缩的目的。被分离的污泥和水分别由不同的通道导出机外。2. 离心浓缩法的特点:离心浓缩机呈全封闭式，可连续工作。一般用于浓缩剩余活性污泥等难脱水物。污泥在机内停留时间只有3 min左右，出泥含固率可达4以上。由于工作效率高，占地面积小，卫生条件好等特点，离心法在国外利用较高。在国内也日益受到重视。3衡量离心浓缩效果的主要指标主要指标有：出泥含固率和固体回收率等。固体回收率：即浓缩后污泥的固体总量与人流污泥中的固体总量的比值。固体回收率越高，分离液中SS的浓度则越低，泥水分离效果越好，浓缩效果亦越好。4离心浓缩与气浮浓缩的比较离心