污废水处理设施运行管理7章.ppt

1、污废水处理设施运行管理第七章 污泥处理和处置,天津市环境保护科学研究院 贾丽云 Tel:Email: ,污泥的基本概念 污泥的贮存与运输 污泥浓缩 污泥消化 沼气的应用 污泥脱水和干化 污泥的干燥与焚烧 污泥的处置与利用,第七章 污泥处理和处置,一、污泥的基本概念,大纲要求 掌握污泥的来源、分类； 掌握污泥的性质指标； 掌握污泥处理的目标。,1. 污泥的来源、分类：,按来源不同分为： 初次沉淀污泥； 剩余污泥与腐殖污泥； 消化污泥； 化学污泥； 按成分不同分为：有机污泥； 无机污泥。,2. 污泥的性质指标,含水率： 单位质量污泥中所含水分的百分数 V1/V2=W1/W

2、2=100-p2/(100-p1)=c2/c1 p污泥含水率 V污泥体积 W污泥重量 c固体物浓度 适用条件 ：含水率在65%以上。,2. 污泥的性质指标,（湿）污泥的比重： 污泥重量与同体积水重量之比 污泥的比阻： 单位过滤面积上，单位质量干污泥所受到的过滤阻力 毛细吸水时间： 污泥中的水在吸水纸上渗透距离为cm所需的时间。 挥发性固体（VSS）：有机物含量，灼烧减重 灰分（NVSS） ：无机物含量，灼烧残渣,2. 污泥的性质指标,污泥的可消化程度： 可消化降解：分解为水、甲烷、二氧化碳 不可消化降解：脂肪、纤维素等 污泥的肥分： 氮、磷、钾、有机质、微量元素 污泥的卫生学指标： 病原微生物

3、数量,2. 污泥的性质指标,污泥中水分的存在形式及其性质,污泥中的水分： 空隙水：占70% 浓缩、脱水 毛细水：占20% 机械脱水、干化、 热处理 表面吸附水：混凝 内部水： 干化、焚烧,污泥对环境的危害,有机物污染 污泥中有机污染物主要有苯、氯酚、多氯联苯(PCBs)、多氯二苯并呋喃和多氯二苯并二噁英 (PCDD/F)等。 污泥中含有的有机污染物不易降解、毒性残留长，这些有毒有害物质进入水体与土壤中将造成环境污染。 病原微生物污染 污水中的病原微生物和寄生虫卵经过处理会进入污泥，污泥中病原体对人类或动物的污染途径包括： 直接与污泥接触； 通过食物链与污泥直接接触； 水源被病原体污染； 病原体

4、首先污染了土壤，然后污染水体。,污泥对环境的危害,重金属污染 在污水处理过程中，70%90%的重金属元素会通过吸附或沉淀而转移到污泥中。 其它危害 污泥对环境的二次污染还包括污泥盐份的污染和氮、磷等养分的污染。污泥盐分含盐量较高，破坏植物养分平衡，甚至对植物根系造成直接的伤害；在降雨量较大地区且土质疏松土地上大量施用富含氮、磷等的污泥之后，当有机物的分解速度大于植物对氮、磷的吸收速度时，氮、磷等养分就有可能随水流失而进入地表水体造成水体的富营养化，进入地下引起地下水的污染。,3. 污泥处理的目标,减量化； 稳定化； 无害化； 资源化。,4. 污泥处理系统,污泥,污泥浓缩,污泥消化,污泥脱水,污

5、泥处置,上清液,消化液,滤液,污水处理系统,污泥浓缩阶段：重力、离心、气浮 污泥消化阶段：厌氧、好氧 污泥脱水阶段：自然干化、机械脱水 污泥处置阶段：填埋、焚烧、堆肥、建材,污泥处置的相关标准,城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中规定的污泥农用时污染物控制标准限值。,污泥处置的相关标准,城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中规定的污泥稳定化控制的指标。,城镇污水处理厂污泥应进行污泥脱水处理，脱水后污泥含水率应小于80%。,污泥处置的相关标准,“污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则“（征求意见稿）中涉及的污泥处置主要包括土地利用和焚烧。 土地利用 主要

6、用于园林、绿地、林业、土壤修复及改良等。在导则中明确规定污泥土地利用部分不包括农用。 焚烧 污泥焚烧主要包括单独焚烧和混合焚烧。,二、污泥的贮存与运输,掌握贮存的目的、方式及运输方式 污泥的贮存 贮存目的：平衡污泥产量的波动，为后续 处理工序提供均匀的进料条件。 贮存方式： 短期贮存：沉淀池、污泥浓缩池、消化池 单独贮存：混合池、贮存池,2. 污泥的输送,输送方式的选择： 污泥含水率的大小 污泥的利用途径 管道输送：运送距离10 km; 固体含量5%。 （流速 、管径、泵的选择） 汽车、驳船运送：距离较远； 脱水或干化后污泥,污泥泵站,污泥泵站：提升比污水黏度大的污泥。 集泥池与泵房分开 不设

7、格栅 集泥池容积： 初沉池或消化池一次排泥量； 活性污泥5分钟回流量 污泥泵： 低黏度污泥：离心污水泵、潜污泵、螺旋泵 高黏度污泥：螺杆泵,IS系列单级单吸式离心泵,Sh(SA)系列单级双吸式离心泵,卧式,立式,QW型潜水排污泵,螺杆泵,螺旋泵,隔膜泵,转子泵,三、污泥浓缩,掌握污泥浓缩的目的 掌握重力浓缩法 工作原理、运行方式、工艺控制条件、 运行效果检测评价、 日常维护及异常问题的分析。 熟悉气浮浓缩法原理和优缺点 熟悉离心浓缩法原理和优缺点,1. 污泥浓缩的基本概念,浓缩的目的：降低污泥含水率、污泥体积； 降低后续处理设施的建设和运行费用 浓缩运行效果的评价指标 浓缩比： f=Cu/Ci

8、 Cu排泥浓度，kg/m3 Ci入流污泥浓度，kg/m3,1. 污泥浓缩的基本概念,固体回收率：=QuCu/(QiCi)100% Qu排泥量，m3/d Qi入流污泥量，m3/d 分离率： F= Qe/Qi=1- /f Qe上清液量，m3/d,2. 污泥浓缩方法、原理、优缺点,间歇运行污泥浓缩池,主要工艺参数： 浓缩时间：9-12h,连续运行污泥浓缩池,2. 污泥浓缩工艺控制条件,2. 污泥浓缩方法、原理、优缺点,3. 重力浓缩池的日常维护,及时清除浮渣、清洗池壁、出水堰 保证污泥混合均匀 防止污泥厌氧上浮：加药，加入二沉池出水 长时间未排泥或结冰，严禁开启污泥浓缩机 定期冲刷防恶臭 定期防腐处

9、理,4.重力浓缩池常见的异常问题、产生原因和解决对策,4.重力浓缩池常见的异常问题、产生原因和解决对策,四、污泥消化,大纲要求熟悉以下内容： 污泥消化的目的及原理； 污泥厌氧消化法的类型和特点； 污泥厌氧消化系统的组成 消化池的日常维护； 污泥厌氧消化影响因素； 污泥厌氧消化池的异常问题分析。,1. 污泥消化的目的及原理,厌氧消化原理 ：利用兼性菌和厌氧菌进行 厌氧生化反应，分解有机物，使污泥稳定化。 污泥消化目的：使有机物质稳定化； 减少污泥体积； 减少污泥中病原体数量； 易于脱水。,2. 污泥消化的类型,2. 污泥消化的类型,2. 污泥消化的类型,2. 污泥消化的类型,3. 污泥厌氧消化系

10、统的组成,消化池 进排泥系统 搅拌系统 加热系统 集气系统,（1）消化池,分为定容式（固定盖式）；动容式（移动盖式）。 定容式消化池池型,（2）进排泥系统,（3）搅拌系统,机械搅拌 水力搅拌 沼气搅拌,（4）加热系统,池内加热,（4）加热系统,池外加热,（5）集气系统,气柜：低压浮盖式湿式气柜 6-10h储气量 气路：压力控制； 除湿 脱硫 阻火 通气报警,4 消化池的运行管理,（1）消化污泥的培养与驯化 逐步培养法 边投泥边加温至设计量，培养 一步培养法 投泥至设计量再加温，培养,（2）消化池的日常维护,取样分析； 清砂与清渣； 搅拌、加热、保温系统维护； 消化池结垢； 泡沫控制； 消化池停

11、运检查与处理（防腐防渗）； 安全运行。,（3）污泥厌氧消化池的异常问题分析,VFA/ALK升高 水力超负荷； 有机物投配超负荷； 搅拌效果不好； 温度波动太大； 存在毒物。,（3）污泥厌氧消化池的异常问题分析,产气量降低 有机物投配负荷太低； 甲烷活性降低。 消化池出现负压 排泥量大于进泥量； 压缩机的出气管路出现泄露； 碱性药剂投加过量； 抽气量大于产气量。,（3）污泥厌氧消化池的异常问题分析,消化池压力增大 进泥量大于排泥量； 沼气管路阻力增大； 产气量大于用气量。 上清液含固量升高，排泥浓度降低 上清液排放量太大； 上清液排放太快； 出现短路。,（3）污泥厌氧消化池的异常问题分析,消化液

12、温度降低 热源供应不足； 一次投泥量太大； 混合搅拌不均匀。,工程实例,厦门第二污水处理厂 设有3 座蛋形消化池，工作温度3335，污泥停留时间21d，单池有效容积8120m3。搅拌：采用螺旋浆搅拌，导流筒导流；套管式热交换器换热；热水型沼气锅炉加温。进入蛋形消化池的污泥量为1160m3/d，污泥含水率95%，污泥消化总的电耗为2916kW.h/d，即消化处理单位体积污泥的比能耗为5kW.h/m3(50.3kW.h/tDS)。,污泥发酵技术,好氧发酵是在有氧条件下，好氧微生物对污泥进行分解、转化并生产出发酵产品的生物转化过程。好氧发酵通过生物反应实现污泥减量化和稳定化。 好氧发酵基本流程,阳光

13、棚发酵槽,五 沼气的应用,大纲要求掌握以下内容： 沼气的组成； 沼气系统的组成。,1 沼气的组成,CH4 55-69%; CO2 30%; H2; N2 O2 H2S 0.010.02% CmHn 热值：50006000kcal/m3,2 沼气系统的组成,集气室； 输配系统；防腐、除湿：低点冷凝水的引出 净化单元；脱硫（干法湿法）、过滤 储气柜；低压（0.01-0.03MPa） 中压（0.4-0.6MPa） 阻火器: 湿式：水封 干式：铝网阻火器 用气设备,3沼气的综合利用,沼气发动机：驱动发电机发电； 驱动鼓风机和泵； 废热加热污泥。 沼气发电热量回收流程 沼气锅炉 废气燃烧器：沼气系统最大

14、产量设计,4 沼气系统的运行管理,沼气的调度； 气柜的管理； 消化池的维护； 定期检查安全阀和负压防止阀； 定期排冷凝水； 定期清洗阻火器和过滤器； 定期更换脱硫塔填料； 定期防腐处理。,工程实例,海口市白沙门污水处理厂 处理规模30 万t/d； 污泥处理工艺采用了厌氧消化池。4 个圆柱形消化池，总容积为24000m3，沼气搅拌。T=35、污泥停留时间=25d、有机物降解率为50%；产气量:8520m3/d。 安装沼气发动机2 台，每台116388kw(负荷为30100)；发电机2 台，每台351kw。实际运行中，投人消化池中每立方米污泥的产气量约4.56 m3。2 台沼气发 电机组于2006

15、 年2月正式投人运行。2006 年2、3、4 月发电量相当于污水处理厂内平均用电量的27%，每月可节省电费约1518 万元。沼气发动机产生的废热用于加热消化池中的污泥。,工程实例,北京高碑店污水处理厂 高碑店污水处理厂设计处理污水100 万m3/d，污泥产量4000m3/d(含水率97%)； 采用二级中温厌氧消化工艺。污泥经过浓缩后，含水率96%，进入消化池。一级消化池有加热和搅拌，二级消化池不加热也不搅拌。运行温度为3335。一期采用沼气搅拌，二期采用机械搅拌，同时设有循环泵搅拌作为辅助搅拌方式。 沼气储柜为一期设干式球罐和湿式气柜；二期为低压湿式三屉螺旋式升降式钢结构。脱硫装置：一二期分别

16、采用干式脱硫和湿式脱硫。干式脱硫塔为填料塔；湿式脱硫采用氢氧化钠碱液喷淋。 高碑店消化池的有机物分解率平均为36%。一期采用“沼气内燃机余热回收发电机组”，机械功率513kW，热功率约600kW；发电机发电容量470kW，厂内并网。二期工程采用“沼气内燃机余热回收发电机组”机械功率约710kW，热功率约850 kW；发电机发电容量652kW；余热回收装置热媒介质为软化水，使用泥水热交换器给消化池污泥加热。,六 污泥的脱水,大纲要求掌握以下内容： 污泥脱水的目的； 污泥机械脱水原理； 污泥机械脱水设备性能的考核指标； 污泥压滤机工作原理、类型； 带式压滤机的日常维护和异常问题分析。,1 脱水的目

17、的,降低含水率； 浓缩消化后污泥含水率9596%； 脱水后污泥含水率6085%。 降低污泥体积。 脱水后污泥体积减少至原来的1/51/10。,2 污泥的机械脱水,（1）机械脱水的原理 以过滤介质两面的压力差作为推动力，污泥中的水分通过过滤介质形成滤液，固体颗粒被截留在介质上形成滤饼。 （2）脱水方法 真空吸滤脱水 压滤脱水 离心脱水,（3）污泥的调理,化学调理 混凝剂：石灰、铁盐、铝盐 助凝剂：聚丙烯酰胺（PAM） 物理调理 加热、冷冻 惰性助滤剂 水力调理（淘洗）,（4）常用的机械脱水设备,真空过滤机 压滤机 离心脱水机 污泥机械脱水设备性能的考核指标 ： 产率（kg/h.m2）； 固体回收

18、率。,真空过滤机,真空转鼓工艺流程,板框压滤机,带式压滤机,对置滚压式带式压滤机,带式压滤机,水平滚压式带式压滤机,影响带式压滤机脱水效果的主要因素,助滤剂的种类和用量 滤带行走速度 压榨压力 滤带冲洗,离心脱水机,污泥脱水新技术,螺旋压榨式脱水机,螺旋压榨脱水机独有的特点是通过调节螺杆的旋转速度，可调节泥饼含固率与处理量。 污泥含水率可降到80%以下，污泥回收率在95%以上。 螺旋压榨式脱水机能耗比普通脱水机低，螺旋压榨式脱水机体积小占地面积少，结构简单采用自动化控制技术，与其它型式脱水机相比，操作容易，维护简单。,螺旋压榨式脱水机,滚压式污泥脱水机,滚压式污泥脱水机工作原理是湿态污泥(含固量0.55)进入污泥通道，通道两旁各有一片圆形且钻有小孔的不锈钢栅格，栅格每分钟转动0.53 转，把污泥带进脱水机内，滚压机圆形脱水道的前一半是浓缩区，污泥水份开始由两旁的栅格出水孔挤出，并由脱水机下的污水槽排出。污泥水份脱出后，流动缓慢，承受的压力越来越大，使更多水份被挤出达到更好的脱水效果。,滚压式污泥脱水机,全自动板框压滤机,板框式压滤机为间断式运行，效率低，操作间环境较差，大型污水处理厂己很少采用。 全自动板框压滤机，整体设计上全自动压滤机结构紧凑，机械加工精度高，防腐处理等级高，设备运行可靠，使用寿命长，设