污泥的综合利用污泥填埋学习教案

1、会计学1污泥污泥(w n)的综合利用污泥的综合利用污泥(w n)填埋填埋第一页，共87页。第一节第一节 污泥的来源、性质污泥的来源、性质(xngzh)(xngzh)和数量和数量第1页/共87页第二页，共87页。一、污泥的来源、性质(xngzh)及主要指标来源(liyun)处理(chl)目的栅渣、沉砂初沉池污泥二沉池污泥消化污泥及化学污泥富含有机物，容易腐化、破坏环境，必须妥善处置降低含水率，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。 城市污水厂的污泥量约为处理水体积的1%左右（0.5%1.5%）,二沉池生物污泥含水率99.2%左右。第2页/共87页第三页，

2、共87页。二沉池污泥(w n)第3页/共87页第四页，共87页。二、泥性质(xngzh)表征参数含水率与含固率挥发性固体污泥的组分见365页表污泥的脱水性能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在85以上呈流态,65 85时呈塑态，低于60呈固态当含水率变化时，污泥体积污泥体积变化大，近似用下式计算污泥的体积：0ss01001000PPPPVV第4页/共87页第五页，共87页。二污泥性质(xngzh)表征参数含水率与含固率挥发性固体污泥的组分见365页污泥的相对密度 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

3、，反映污泥的稳定化程度第5页/共87页第六页，共87页。三、污泥(w n)量 计算城市污水厂的污泥量时，一般(ybn)以下表所列的经验数据为基础。第6页/共87页第七页，共87页。公式(gngsh)估算1. 初沉污泥量)100(1010030PQCV1000SNV 式中：V初沉污泥(w n)量，m3/d；Q污水流量， m3/d；沉淀池中悬浮物的去除率，%；C0进水中悬浮物浓度，mg/L；P污泥(w n)含水率，%；污泥(w n)密度，以1000kg/m3计；S每人每天产生的污泥(w n)量,一般采用0.30.8L/（d人）;N设计人口数，人。第7页/共87页第八页，共87页。2. 剩余(shn

4、gy)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:VXKSSYQXVeVSSd0)( (2) 剩余活性污泥量以SS计:fXXVSSSS (3) 剩余活性污泥量以体积计:PXV)100(100SSSS公式(gngsh)估算第8页/共87页第九页，共87页。三、污泥中的水分(shufn)及其对污泥处理的影响1. 污泥(w n)中的水分(1) 游离水: 存在于污泥颗粒间隙中的水，称为间隙水或游离水，约占污泥水分的70左右。这部分水一般借助外力可与泥粒分离。(2) 毛细水: 存在于污泥颗粒间的毛细管中，称为毛细水，约占污泥水分的20左右。也有可能用物理方法分离出来。(3)

5、 附着及内部水: 黏附于污泥颗粒表面的附着水和存在于其内部(包括生物细胞内的水)的内部水，约占污泥中水分的10左右。只有干化才能分离，但也不完全。第9页/共87页第十页，共87页。第10页/共87页第十一页，共87页。2. 污泥中的水分(shufn)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(zu zhn)的处置方式。第11页/共87页第十二页，共87页。第二节第二节 污泥污泥(w n)(w n)的处置及其的处置及其前处理前处理第12页/共87页第十三页，共87页。一、污泥(w n)的处置二、 污泥处置(chzh)的前处理 为了减小污泥体积先进行(jnxng)浓缩，去除部分水，

6、为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(jnxng)降解，称稳定。经过稳定的污泥如果脱水性能差，则还需调理。农业利用填埋焚烧投放海洋建材第13页/共87页第十四页，共87页。污泥处理与处置第14页/共87页第十五页，共87页。第15页/共87页第十六页，共87页。第三节第三节 污污 泥泥 浓浓 缩缩第16页/共87页第十七页，共87页。 污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效(yuxio)方法。 污泥(w n)浓缩主要减缩污泥(w n)的间隙水。方法重力浓缩气浮法离心法浓缩浓缩(nn su)后剩余活性污泥含水率由后剩余活性污泥含水率由99.2%可降至可降至

7、97-98%。初沉污泥含水率由。初沉污泥含水率由95-97%可降至可降至90-92%。第17页/共87页第十八页，共87页。一、重力(zhngl)浓缩法第18页/共87页第十九页，共87页。污泥颗粒在重力浓缩池中的沉降过程：取一定体积污泥颗粒在重力浓缩池中的沉降过程：取一定体积的污泥（浓度大于的污泥（浓度大于1000mg/L)置于沉降筒内搅拌均匀置于沉降筒内搅拌均匀后让其静止沉降。假定起始的液面高度为后让其静止沉降。假定起始的液面高度为H0，污泥浓，污泥浓度为度为0。沉降开始不久沉降筒内的污泥即出现分层现。沉降开始不久沉降筒内的污泥即出现分层现象，最上层为的清水层，其下为浓度均匀的均降层，象，

8、最上层为的清水层，其下为浓度均匀的均降层，再下面为浓度渐变的过渡层，最下层是压缩层。四层再下面为浓度渐变的过渡层，最下层是压缩层。四层间有三个界面，随着沉降时间的延长界面间有三个界面，随着沉降时间的延长界面I（浑液面（浑液面）以等速）以等速v1下沉，界面下沉，界面、分别以变速分别以变速v2、v3上升上升。到某一时刻，界面。到某一时刻，界面I 、首先重合，均降层消失，首先重合，均降层消失，浑液面由均匀下沉转入变速下沉，速度逐渐减慢，此浑液面由均匀下沉转入变速下沉，速度逐渐减慢，此后界面后界面与浑液面重合，此时浑液面称临界面。其上与浑液面重合，此时浑液面称临界面。其上为清水区，下面为浓度为为清水区

9、，下面为浓度为c2高度为高度为H2的压缩层。的压缩层。沉淀曲线：以不同时间浑液面的高度为纵坐标，时沉淀曲线：以不同时间浑液面的高度为纵坐标，时间为横坐标所得的曲线即为浑液面的沉降曲线间为横坐标所得的曲线即为浑液面的沉降曲线第19页/共87页第二十页，共87页。第20页/共87页第二十一页，共87页。曲线分三段：均匀沉降段（沉降速度斜率曲线分三段：均匀沉降段（沉降速度斜率v1)v1)、减、减速沉降段、压缩沉降段速沉降段、压缩沉降段( (最终沉降速度斜率最终沉降速度斜率vuvu）。）。临界面出现时临界面出现时沉降速度沉降速度v v2 2,v,v2 2=(v=(v1 1+ v+ vu u)/2,)/

10、2,临界面在临界面在曲线上的位置曲线上的位置K K。间歇式重力浓缩池的工作状况与上面描述的沉降过间歇式重力浓缩池的工作状况与上面描述的沉降过程相同。其设计按相同沉淀试验下所需的沉降时间程相同。其设计按相同沉淀试验下所需的沉降时间进行设计。进行设计。连续式重力浓缩池的构造与沉淀池基本相同。如竖连续式重力浓缩池的构造与沉淀池基本相同。如竖流式浓缩池流式浓缩池第21页/共87页第二十二页，共87页。第22页/共87页第二十三页，共87页。设计重力浓缩池时，最主要的是确定水平断面设计重力浓缩池时，最主要的是确定水平断面At,At,两种两种设计计算方法介绍：设计计算方法介绍：沉淀沉淀(chndin)(c

11、hndin)曲线简化计算法：曲线简化计算法：求临界点求临界点K(t2,H2)K(t2,H2)求最终压缩高度求最终压缩高度Hu=H0c0/cu(cuHu=H0c0/cu(cu池底排泥浓度）池底排泥浓度）由由HuHu求求tutu由由tutu求求At=Q0tu/H0At=Q0tu/H0第23页/共87页第二十四页，共87页。固体通量曲线法：固体通量曲线法：固体通量固体通量(G)(G)：是指单位：是指单位(dnwi)(dnwi)时间通过浓时间通过浓缩池某一断面单位缩池某一断面单位(dnwi)(dnwi)面积的固体质量面积的固体质量。Kg/m2.hKg/m2.hG=Gs+GbG=Gs+GbGs:Gs:固

12、体静沉引起的固体通量固体静沉引起的固体通量GbGb：池底排泥引起的固体通量：池底排泥引起的固体通量Gs=vici Gb=uci=Quci/AGs=vici Gb=uci=Quci/A第24页/共87页第二十五页，共87页。由物料由物料(w lio)平衡，在稳定连续工作状态下平衡，在稳定连续工作状态下Q0c0=AtG At=Q0c0/G 沉降法主要用于浓缩初沉污泥(w n)及初沉污泥(w n)和剩余活性污泥(w n)的混合污泥(w n)。第25页/共87页第二十六页，共87页。1. 间歇式污泥(w n)浓缩池 设计参数(cnsh)为停留时间，一般为912h。 浓缩(nn su)池的上清液，应回到

13、初沉池前重新处理。第26页/共87页第二十七页，共87页。2. 连续式污泥(w n)浓缩池 连续(linx)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。设计参数:浓缩池的固体通量kg/(m2h)或kg/(m2d)水力负荷m3/(m2h)或m3/(m2d)水力停留时间(h或d)第27页/共87页第二十八页，共87页。二、 气浮浓缩(nn su)法 气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生(chnshng)黏附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。1. 气浮浓缩(nn su)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。第28页/共87页第二十九页，共87页。

14、2. 气浮浓缩法的主要设计(shj)参数主要设计(shj)参数:污泥(w n)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）第29页/共87页第三十页，共87页。气浮池污泥(w n)负荷:第30页/共87页第三十一页，共87页。2. 气浮浓缩(nn su)法的主要设计参数主要设计(shj)参数:污泥(w n)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，用于污泥浓缩一般取0.010.040a0) 1/() 1()/(CPfpRSQcQSRppQRfSQSQQaaaSg第31页/共87页第三十二页，共87页

15、。2. 气浮浓缩(nn su)法的主要设计参数主要设计(shj)参数:污泥(w n)负荷气固比水力负荷回流比单位时间内，通过气浮池断面的处理量，单位为m3/（m2.h）为 m3/（m2.d），一般4080m3/（m2.d）或 23.5 m3/（m2.h)。第32页/共87页第三十三页，共87页。2. 气浮浓缩(nn su)法的主要设计参数主要(zhyo)设计参数:污泥(w n)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第33页/共87页第三十四页，共87页。三、离心(lxn)浓缩法原 理利用污泥中固、液相

16、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，达到浓缩的目的效果指标出泥含固率，3min停留时间，含固率可达到4固体回收率浓缩后污泥的固体总量与入流污泥中的固体总量的比值第34页/共87页第三十五页，共87页。污泥种类污泥种类入流污泥入流污泥含固率含固率/%浓缩后污泥浓缩后污泥含固率含固率/%高分子聚合物需要量高分子聚合物需要量/（g.kg-1污泥干固体）污泥干固体）固体物质固体物质回收率回收率/%剩余活性污泥剩余活性污泥0.51.5810085900.51.59095厌氧消化污泥厌氧消化污51.59095普通生物滤池污泥普通生物滤池污泥2389090

17、959110.751.59597转筒式离心机用于污泥浓缩的运行(ynxng)参数第35页/共87页第三十六页，共87页。第四节第四节 污泥污泥(w n)的的稳定稳定第36页/共87页第三十七页，共87页。污泥的稳定污泥的稳定:城镇污水及各种有机污水处理过程中城镇污水及各种有机污水处理过程中产生的污泥都含有大量的有机物，若将这样的污泥产生的污泥都含有大量的有机物，若将这样的污泥投放到自然界，其中的有机物在微生物的作用投放到自然界，其中的有机物在微生物的作用(zuyng)下会继下会继续腐化分解，对环境造成危害，所以需采取措施降低续腐化分解，对环境造成危害，所以需采取措施降低其有机物含量或使其暂时不

18、产生分解，通常这一过程其有机物含量或使其暂时不产生分解，通常这一过程称为污泥的稳定。称为污泥的稳定。污泥的稳定是去除或减少污泥中的有机物，抑制或杀灭污泥的稳定是去除或减少污泥中的有机物，抑制或杀灭其中的微生物，或改变污泥的环境条件使之不适宜微生其中的微生物，或改变污泥的环境条件使之不适宜微生物的生存，达到消除或缓解微生物对污泥腐化分解的作物的生存，达到消除或缓解微生物对污泥腐化分解的作用。用。第37页/共87页第三十八页，共87页。污泥稳定化的处理(chl)方法:生物法和化学法。 厌氧消化(xiohu)法 好氧消化(xiohu)法 氯化氧化法 石灰稳定法 热处理法生物生物法化学法化学法第38页

19、/共87页第三十九页，共87页。 常用方法 好氧消化污泥的好氧生物(shngw)稳定称为好氧消化。目 的15-20d,污泥中的挥发性固体的量降低40-50%左右好氧消化池设计参数(cnsh)：消化时间：10-20d挥发固体容积负荷：重力浓缩后污泥为0.7-2.8 kg VSS/（m3/d）。机械浓缩后污泥不大于4.2 kg VSS/（m3/d）。污泥好氧消化效率高，消化液中COD含量低，无异味、系统简单以控制(kngzh)。但其能耗大，污泥长时间曝气后难于浓缩。第39页/共87页第四十页，共87页。 常用方法 厌氧消化目 的污泥中的挥发性固体的量降低40左右过 程水解、酸化、产氢乙酸、产甲烷控

20、制过程固态物的水解、酸化、产甲烷优 点产生能量使污泥固体总量减少作土壤调节剂杀死致病菌缺 点投资大运行易受环境条件的影响消化污泥不易沉淀消化反应时间长第40页/共87页第四十一页，共87页。第41页/共87页第四十二页，共87页。两级高负荷率厌氧消化系统(xiohu xtng)第42页/共87页第四十三页，共87页。第43页/共87页第四十四页，共87页。二、 影响污泥(w n)消化的主要因素1. pH和碱度最佳(zu ji)为7.07.3厌氧消化产生有机酸pH甲烷菌分解有机酸时产生的重碳酸盐不断增加2. 温度中温：3335C高温：5055C第44页/共87页第四十五页，共87页。3. 负荷(

21、fh) 厌氧消化池的容积(rngj)决定于厌氧消化的负荷率。表达方式容积负荷污泥投配率污泥投配率p日进入消化池的新鲜污泥量与池子有效容积之比p，在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留时间（消化时间）有机物负荷参数为有机负荷率每日进入的干泥量与池子有效容积之比消化时间进行复核第45页/共87页第四十六页，共87页。4. 消化(xiohu)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(jich)，将使得整个反应器中的物质传递、转化过程加快。5. 有毒有害物质作用使池内污泥浓度分布均匀，利于微生物生长繁殖破渣，便于释放气体使环境因素在反应器内保持均匀第

22、46页/共87页第四十七页，共87页。沼气(zhoq)风机搅拌第47页/共87页第四十八页，共87页。三、 消化(xiohu)池的构造主要(zhyo)设备搅拌螺旋浆沼气风机射流器抽吸污泥气破渣用自来水或污泥上清液喷淋将循环污泥或污泥液送到浮渣层上用沼气风机或用射流器抽吸污泥气进行搅拌集气排液溢流监测防护装置加料，排料附属设备消化池浮动、固定式顶盖柱形、蛋形消化池加热池外加热池内加热第48页/共87页第四十九页，共87页。消化(xiohu)池构造第49页/共87页第五十页，共87页。浮动式盖消化(xiohu)池第50页/共87页第五十一页，共87页。螺旋浆搅拌(jiobn)的消化池第51页/共8

23、7页第五十二页，共87页。贮气罐第52页/共87页第五十三页，共87页。四、消化(xiohu)池的设计计算内容(nirng)池体设计加热保温系统设计搅拌设备设计池体选型确定池的数目和单池容积确定池体各部尺寸布置消化池的各种管道第53页/共87页第五十四页，共87页。 消化池有效容积按每天处理污泥量及污泥投配率P进行计算：100pVV消化池有效容积按有机负荷(Lvs)计算：VSLCVV式中：V消化(xiohu)池有效容积，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(xiohu)池，当消化(xiohu)温度为3035时，p可取6%18%； C污泥挥发固体浓度vs

24、s； Td消化(xiohu)时间 d ； Lvs单位容积消化(xiohu)池污泥（VSS）负荷， kg VSS/（m3/d）。V=V.Td第54页/共87页第五十五页，共87页。计算(j sun)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(y li)管、沼气管和取样管。消化池座数n：0VVn 第55页/共87页第五十六页，共87页。五、沼气(消化(xiohu)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(dling)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(w n)和池液的设备。 污泥消化所产生

25、的以甲烷为主的消化气量，主要取决于被消化的挥发固体量，1kg挥发固体的产气量为0.75-1.12m3。第56页/共87页第五十七页，共87页。 常用方法 化学稳定法石灰(shhu)稳定法：使污泥的Ph升高到11-11.5，在150c下接触4h杀菌。氯稳定法：氯能杀死各种( zhn)致病微生物且有长期的稳定性。臭氧(chuyng)稳定法：臭氧(chuyng)能杀死各种致病微生物且能灭活病毒达到稳定。第57页/共87页第五十八页，共87页。第五节第五节 污泥污泥(w n)脱脱水水第58页/共87页第五十九页，共87页。 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

26、，以改善(gishn)污泥的脱水性能。 调理就是(jish)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。方法加药调理法淘洗加药调理法加热调理法冷冻调理法加骨粒调理法 污泥污泥(w n)的调理的调理第59页/共87页第六十页，共87页。二、污泥脱水性能的评价(pngji)指标1. 比阻抗(zkng)值r)(ddmc2ARVrpAtV 当p为常数值时，可积分并整理成为下式：pARVpArVtcm)2(2由此：c22bpAr 比阻抗值的物理意义(yy)是单位干重滤饼的阻力m/kg，比阻抗值越大的污泥，越难过滤，其脱水性能也差。bpAr2c2t/V与V呈直线关系，其斜率为：第60页/共

27、87页第六十一页，共87页。2. 毛细吸水时间(shjin)(CST) 其值等于污泥与滤纸接触时，在毛细管的作用下，水分(shufn)在滤纸上渗透1cm长度的时间，以秒计。CST值测定(cdng)装置示意图第61页/共87页第六十二页，共87页。三、 加药调理(tio l)法原理用化学药品破坏泥水间的亲和力，通过调理使污泥的比阻抗 (或CST)降低1. 调理(tio l)剂种类无机调理剂有机调理剂2. 调理(tio l)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。第62页/共87页第六十三页，共87页。3. 影响(yngxing)污泥调理效果的因素污泥(

28、w n)性质调理(tio l)剂品种污泥调理条件温度pH调理剂配制浓度混合条件第63页/共87页第六十四页，共87页。一、概述(i sh) 污泥脱水的作用是去除污泥中的间隙水、毛细水和表面(biomin)附着水，从而缩小其体积，减轻其质量。二、 污泥的自然(zrn)脱水1. 污泥干化场的构造围堤和隔墙输泥槽滤水层排水系统不透水底层支柱和透明顶盖轻便铁轨 污污 泥泥 脱脱 水水第64页/共87页第六十五页，共87页。污泥(w n)干化床第65页/共87页第六十六页，共87页。2. 污泥干化床脱水效果的影响因素气候条件污泥性质污泥调理3. 污泥干化床的设计决定面积划分块数干化床面积WS 1第66页

29、/共87页第六十七页，共87页。三、 污泥(w n)的机械脱水及其设备脱水机械转筒离心机板框压滤机带式压滤机真空过滤机1. 带式压滤机 带式压滤机工艺的开发(kif)成功的关键是滤带的开发(kif)，是合成有机聚合物发展的结果。第67页/共87页第六十八页，共87页。(1) 带式压滤机的构造(guzo):第68页/共87页第六十九页，共87页。第69页/共87页第七十页，共87页。第70页/共87页第七十一页，共87页。第71页/共87页第七十二页，共87页。(2) 带式压滤机的选用(xunyng): 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数(一般不少于2台)，并需绘制脱水车间(chjin)设备布置图。2. 污泥(w n)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:第72页/共87页第七十三页，共87页。转筒式离心机构造(guzo)图第73页/共87页第七十四页，共87页。脱水(tu shu)后的干泥第74页/共87页第七十五页，共87页。(2) 转筒离心机