第七章污水处理厂污泥处理设备

市政与环境工程系第七章污水处理厂污泥处理设备污泥处理处置基本工艺流程浓缩→前处理→脱水→好氧消化→土地还原；浓缩→前处理→脱水→干燥→土地还原；浓缩→前处理→脱水→焚烧（或热分解）→灰分填埋；浓缩→前处理→脱水→干燥→熔融烧结→做建材；浓缩→前处理→脱水→干燥→做燃料；浓缩→厌氧消化→前处理→脱水→土地还原；浓缩→蒸发干燥→做燃料；浓缩→湿法氧化→脱水→填埋。一、排泥排渣设备作用：用于气浮池或沉淀池中的排泥排渣。分类：刮油刮泥机：适用于水中既存在密度大于水的杂质，也存在密度小于水的杂质的情况。撇渣机：适用于水中杂质密度小于水的情况；刮泥机：适用于水中杂质密度大于水，沉积情况较好，在刮泥过程中沉淀不易被打散的情况；吸泥机：适用于水中杂质密度稍大于水，杂质以悬浮状态沉积于池底，在刮泥过程中沉淀容易被打散的情况。二、刮油刮泥设备作用：将沉淀于池底的泥渣及水面浮油等漂浮物刮集到池子一端（同向或异向）以供其它设备进行去除。设备：行车抬耙式刮油刮泥机（可以同向收集，也可以异向收集）。

行车抬耙式刮油刮泥机原理：刮泥耙靠卷扬机构升降，刮浮渣耙靠电动推杆升降，达到刮泥刮渣目的，分为同向流型和异向流型。适用：平流式沉淀池、沉砂池组成：行车桁架、驱动机构、撇渣板、刮板升降机构、程序控制装置、限位装置等部分。行车抬耙式刮油刮泥机优点:(1)排泥次数可由污泥量确定。(2)传动部件可脱离水面，检修方便。(3)回程时,收起刮板,不扰动沉泥。缺点:

电器原件如设在户外,易损坏。行车抬耙式刮油刮泥机（同向流）行车抬耙式刮油刮泥机（逆向流）行车抬耙式刮油刮泥机三、撇渣机作用：将池中表面气泡浮渣等杂物刮至下游。适用：气浮池、油脂厂、石油化工厂污水处理。分类：行车式撇渣机；链条牵引式撇渣机；绳索牵引式撇油、撇渣机。行车式撇渣机适用条件：用于水处理工程中对敞口的隔油池液面和平流沉淀池或浮选池液面的浮渣、泡沫等漂浮物的撇除。要求池内的水位稳定。组成：行车、驱动装置、刮板、翻板机构、传动部分、导轨等部分。行程控制：撇渣机一般停驻在进水端，驱动后，行车向排污槽方向行驶，开始撇渣，当刮板把浮渣撇进排污槽后，刮板翻起，行车换向，退回进水端，刮板落下，再次撇渣开始。优缺点：同行车抬耙式刮油刮泥机。行车式撇渣机行车式撇渣机绳索牵引式撇油、撇渣机适用：除适用于平流式池子以外，还可以用于封闭式隔油池的排油排渣。组成：驱动装置、牵引钢丝绳、导向轨、紧张装置、撇油小车、刮板和翻板装置等部件。行程控制：同行车式撇渣机。绳索牵引式撇油、撇渣机优点:驱动装置简单,传动灵活。缺点:磨损腐蚀较快,维修工程量较大。钢索伸长,需经常张紧。绳索牵引式撇油、撇渣机链条牵引式撇渣机适用：适用于池型相对较小的池子。适用于油脂厂、石油化工厂等污水处理工程。组成：驱动装置、传动装置、紧张装置、刮板、上下轨道、挡渣板等部分。优点:排泥效率高，在循环的牵引链上，每隔2m左右装有一块刮板，因此整个链上的刮板较多，使刮泥保持连续。刮泥撇渣两用，机构简单。缺点:池宽受到刮板的限制通常不大于6m。链条易磨损，对材质要求较高。链条牵引式撇渣机四、刮泥设备作用：将污泥刮集至池底中心集泥斗，在静水压力或输送泵作用下将污泥及时排走。适用：用于给水、污水处理厂和工业生产物料的沉淀浓缩池。四、刮泥设备分类：中心传动刮泥机；周边传动刮泥机；行车式提板刮泥机(原理同行车式撇渣机)；链条牵引式刮泥机(原理同链条牵引式撇渣机)；潜水式刮泥机。中心传动刮泥机原理：悬挂式中心驱动，由安装在工作桥中心的电机带动挂壁转动，刮泥板在池底将污泥汇集至池子中心排走。适用：给排水工程中池径较小的辐流式沉淀池。组成：驱动装置、中心支座、中心竖架、工作桥、刮臂桁架、刮泥板及撇渣机构等部件。中心传动刮泥机中心传动刮泥机周边传动刮泥机原理：通过电动机带动车轮沿池周平台做圆周运动，池底污泥由刮板刮集到集泥坑后，排除池外，分为半跨式和全跨式两种。适用：给排水工程中池径较大的辐流式沉淀池。组成：中心旋转支座、旋转桁架、刮板、撇渣机构、集电装置、驱动机构、轨道等部件。周边传动刮泥机撇渣机构原理

1－压轮；

2－杠杆；

3－冲水阀；

4－抹渣板；

5－排渣斗；

6－支架周边传动刮泥机潜水式刮泥机原理：通过附带刮泥板的小车，在池底两侧铺设的轨道上往复行走，刮动收集沉淀堆积的污泥。适用：平流式沉淀池，特别是斜管、斜板沉淀池。潜水式刮泥机组成：牵引机构、导向滚轮、刮泥桁车、换向机构、轨道组件、改向滑轮、钢丝绳等组成。特点：结构简单，操作方便，易于实现自动控制。潜水式刮泥机五、吸泥设备作用：池底污泥经刮泥板刮集，由吸泥管吸出，通过排泥槽及排泥缸排出池外。适用：用于污水生化处理工艺二次沉淀排泥。按运动方式分：行车式吸泥机中心传动吸泥机周边传动吸泥机按吸泥方式分：泵吸式虹吸式虹吸式吸泥设备运转前水位以上的排泥管内的空气可用真空泵或水射器抽吸或用压力水倒灌等方法排除，从而在大气压的作用下，使泥水充满管道，开启排泥阀后形成虹吸式连续排泥。为了便于虹吸管路的检修和避免多口吸泥时相互干扰，从吸泥口至排泥口大多以单管自成系统。虹吸式吸泥设备泵吸式吸泥设备主要由泵和吸泥管组成。与虹吸式的差别是各根吸泥管在水下(或水上)相互联通后再由总管接入水泵，如下图所示，吸入管内的污泥经水泵出水管输出池外。参数设计：吸泥管路的吸口间距、管径、水头损失的计算与虹吸管路相同。选泵：常用吸泥泵有卧式污水泵、立式液下泵、潜水污泥泵等，水泵的台数应根据泵吸管路的布局和所需的排泥量决定。吸泥泵的吸高H吸(m)应大于管路及配件总水头损失的1-1.5m。泵吸式吸泥设备行车式吸泥机适用：用于给水和排水工程中的平流式沉淀池。组成：行车、驱动机构、吸泥系统、配电及行程控制系统。泵吸式吸泥设备泵吸式吸泥设备行车式斜管沉淀池吸泥机适用：平流式斜管(板)沉淀池。中心传动吸泥机适用：辐流式二次沉淀池污泥的排除及浮渣的排除。周边传动吸泥机适用：大中型辐流式二次沉淀池的机械排泥。周边传动吸泥机六、污泥浓缩设备污泥的种类与特性1.初沉污泥：初沉污泥正常情况下为棕褐色略带灰色，发生腐败时，为灰色或黑色，有难闻气味。PH值一般在5.5-7.5。含固量一般为2-4%，初沉污泥的有机成分为55-70%。2.活性污泥：是指传统活性污泥工艺等生物处理系统中排放的剩余污泥。活性污泥外观为黄褐色絮状，有土腥味，含固量一般在0.5-0.8%之间，有机成分常在70-85%之间。活性污泥的pH值在6.5-7.5之间。流动性与水相当。六、污泥浓缩设备污泥的种类与特性3.化学污泥：是指絮凝沉淀工艺中形成的污泥，其性质取决于污水的成分和采用的絮凝剂种类。一般来说化学污泥气味较小，其有机成分含量不高，容易浓缩和脱水。污泥的流动性：当污泥的含固量小于1%时，其流动性能与污水基本一样。含固量大于1%时，管道内流速较低时(1.0-1.5m/s)，其阻力比污水大；管道内的流速大于1.5m/s时，其阻力比污水的小。因此，污泥管道内的流速一般应控制在1.5m/s之上，以降低阻力。当污泥的含固量超过6%时，污泥的可泵性很差，用泵输送会造成困难。可用螺杆泵或皮带输送。六、污泥浓缩设备污泥中水的存在形式及去除手段1.间隙水（70%）：存在于污泥絮体空隙之间，用浓缩法去除。2.毛细水（20%）：粘附于单个粒子之间。机械脱水（离心、过滤）：3.表面吸附水（7%）：干燥。4.内部水（3%）：存在于微生物细胞内。焚烧等手段。六、污泥浓缩设备污泥浓缩设备污泥的体积、重量、固体物浓度之间的关系：式中：V1、W1、C1为含水率为p1时污泥体积、重量与固体浓度；

V2、W2、C2为含水率为p2时污泥体积、重量与固体浓度；污泥浓缩设备例：某处理厂有1000m3由初沉污泥和活性污泥组成的混合污泥，含水率为97.5%，经脱水后含水率降至75%，求污泥体积。解：V1=1000m3，p1=97.5%，p2=75%，将数值代入公式得：作用：降低污泥含水率，缩小污泥体积，从而为后续处理和处置带来方便。经脱水后污泥含水率一般可降至95~97%。污泥浓缩主要形式：重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩。常用设备：重力式污泥浓缩池、带式浓缩机；卧螺式离心机。污泥浓缩设备重力浓缩机原理：利用重力作用的自然沉降分离方式,不需要外加能量,是一种最节能的污泥浓缩方法。优点：原理简单，运行稳定，能量消耗少。缺点：浓缩效果一般，对污泥的适应能力较差，并且不适用于富磷污泥的浓缩。周边传动重力浓缩机适用：直径较大的辐流型污泥浓缩池的刮泥和污泥的浓缩。中心传动重力浓缩机适用：用于小型污泥浓缩池刮泥和污泥的浓缩。

带式浓缩机原理：絮凝后的污泥进入重力脱水段，由于污泥层有一定厚度，其透水性不好，通过设置多组犁耙，将铺垫均匀的污泥耙起很多垄沟，垄背上的污泥脱出的水分，通过垄沟处透过滤带而分离。优点：设备简单，运行维护方便，减少占地面积，节省土建投资。缺点：运行需要电能，浓缩效果一般。带式浓缩机污泥类型浓缩前含固率(%)浓缩后含固率(%)初沉池污泥2.0~4.94.1~9.3剩余活性污泥0.3~0.75.0~6.6生物膜法污泥2.0~2.74.0~6.5消化污泥1.6~2.05.0~10.5给水厂污泥0.654.9带式浓缩机卧螺式离心机原理：将污泥以角速度ω旋转，当ω达到一定值时，因离心加速度比重力加速度大得多，固相和液相很快分层，形成离心沉降。

优点:污泥进料含固率适应性好；能自动长期连续运行；分离因数高，絮凝剂投量少；单机生产能力大结构紧凑，占地面积小，维修方便；可封闭操作，对环境影响小。缺点：设备复杂，电能消耗大。卧螺式离心机污泥脱水设备污泥脱水的作用：脱水主要是将污泥中的毛细水分离出来；经过脱水以后，污泥呈固体状态。污泥经脱水后，含水率可降至80%以下。脱水效果评价指标：1）泥饼的含固率：泥饼中所含固体重量与泥饼总重量的百分比；2）固体回收率：泥饼中固体重量占脱水污泥中总干固体的百分比；3）生产率（脱水能力）：进入脱水设备的总污泥量用m3/h表示,也可将泥饼的产量折合成含固率量为100%的干泥量，用kg干泥/h表示。污泥脱水设备固体回收率计算：其中：Cµ：泥饼的含固量(%);C0：脱水机进泥的含固量(%);Cl：滤液中的含固量(%)

污泥脱水设备例：某处理厂对消化污泥进行脱水，污泥的含固量为5%，经脱水后，泥饼的含固量为25%，脱水滤液的含固量为0.5%，计算脱水机的固体回收率。

解：已知C0=5%，Cµ=25%，Cl=0.5%，将其代入公式得：污泥脱水设备按脱水方法分：真空吸滤法（转鼓式真空过滤机、履带式真空过滤机）；压滤法（板框压滤机、带式压滤机）；离心法（转筒式离心机）。污泥脱水设备转鼓真空过滤机原理：转鼓由隔板分成多个小室，转鼓和滤布内抽真空后，在过滤区段和干燥区段水分被过滤成滤液，污泥在滤布上析出成滤饼。转鼓真空过滤机优点：能够连续运转，运行平稳，可自动控制，滤液澄清率高，单机处理量大。缺点：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，管理运行费用高。转鼓真空过滤机履带式真空过滤机板框压滤机原理：将带有滤液通路的滤板和滤框平行交替排列，每组滤板和滤框中间设有滤布。用可动端把滤板和滤框压紧，使滤板与滤板之间构成一个压滤室。污泥从进液口流入，水通过滤板从滤液排出口流出，泥饼堆积在框内滤布上，滤板和滤框松开后泥饼就很容易剥落下来。滤板、滤框和滤布组合后的工作状况示意图优点：结构较简单，操作容易，运行稳定故障少；过滤面积选择范围灵活，且单位过滤面积占地较少；过滤推动力大，所得滤饼含水率低；对物料的适应性强，适用于各种污泥。缺点：不能连续运行，处理量小，滤布消耗大。因此，它适合于中小型污泥脱水处理的场合。板框压滤机带式压滤机原理：污泥流入在滚压筒之间连续转动的上下两块带状滤布上后，滤布的张力和滚压筒的压力及剪切力依次作用于夹在两块滤布之间的污泥上而进行加压脱水。脱水过程：污泥絮凝->重力脱水->楔形脱水->低压脱水->高压脱水带式压滤机优点：不需要真空或加压设备，动力消耗少，可以连续操作，且滤饼含水率低。缺点：滤布间的污泥层薄，致使处理量较低，且不适于粘度较大的污泥脱水。带式压滤机转筒式离心脱水机原理：利用离心力代替重力或压力作为推动力进行污泥脱水。优点：占地面积小，附属设备少，自动化程度高，运行速度快使得处理量大，滤饼含水率低。缺点：分离液不够澄清，电耗量大，机械部件磨损较严重，且不适于含砂量高的污泥脱水。转筒式离心脱水机污泥