污泥的浓缩与脱水固体废物处理与处置.ppt

1、1、固体废物处理和处置，5 .泥浆的富集和脱水、环境及土木工程学养分或2010.3，4，在泥浆的生成、工业废水和生活废水处理过程中，通常需要切断大量悬浮物质，这些物质统称为泥浆固体。形成污泥固体的悬浮物质可以已经存在于废水中，也可以在废水处理过程中逐步形成。污泥固体和水的混合物一般称为污泥，但有时称为以有机物为主的污泥(亲水污泥)，以无机物为主的污泥残渣(疏水污泥)。5，5 . 1 . 1 . 1污泥的种类和性质，这里的污泥主要指水处理过程中产生的污泥，可以根据来源和水处理方法分为3类，进一步分类原沉淀污泥家庭污水沉淀污泥沉淀污泥沉淀污泥沉淀污泥工业废水生物处理污泥剩余活性污泥给水污泥。早期沉

2、淀污泥来自早期沉淀池，其性质取决于废水的成分。腐蚀污泥和剩余活性污泥来自生物膜法和活性污泥法后的二次沉淀池。前者称为腐蚀污泥，后者称为剩余活性污泥。消化污物首次沉淀的泥浆、腐蚀污物、剩余活性污物经厌氧消化后的污物。化学污泥用混凝、化学沉淀等化学方法处理废水，产生的污泥称为化学污泥。7，污泥的理化性质(1)污泥固体的赵寅成，污泥的总固体包括溶解物质和不溶物质两部分。前者称为溶解固体，后者称为悬浮固体。总固体、溶解固体、悬浮固体分别分为稳定性固体和挥发性固体。挥发固体是可在600中氧化逸出为气体产物的固体的一部分，通常用于表示泥浆中有机物的含量。泥浆固体浓度通常用mg/L表示，也可以用重量百分比表

3、示。8，泥的理化性质(2)，污泥比重，污泥比重：指体积与泥的重量相同的水重量比例。污泥比重主要取决于含水量和污泥固体的比重。泥浆固体的比重越大，水分含量越低，泥浆的比重就越大。生活污泥及类似工业污泥的比重一般比1稍大。工业污泥的比重往往很大。9，污泥的理化性质(3)有机物含量，10，污泥的理化性质(4)营养素和热值，11，污泥的理化性质(5)重金属含量，12，污泥的理化性质(6)污泥的含水量大多数泥浆是由亲辛苦体构成的，所以水分含量一般很高。例如：初针污泥的水分含量一般约为97.5%，活性污泥的水分含量均为99%以上。13，污泥含水量与物种的关系，14，污泥含水量与状态的关系，15，含水量与体

4、积的变化，16污泥中含有更多氮、磷、钾等植物养分，可以用作肥料。泥浆也有高热值，可以用干燥后相当于褐煤的燃料或发酵制造甲烷气体，使用天然气等。重金属含量因污水源处理而异，重金属含量过高会大大限制泥浆的综合利用。18，5.1.2污泥中的水分和分离方法根据污泥中水分的存在形态，可占4种(图5-1)间隙水：颗粒间水，约70%。毛细管键数：粒子间隙形成的毛细管中的水约占20%。表面吸附水：粒子表面的水约占7%。内部水：粒子内部或微生物细胞内的水约占3%。脱水的难度是内部支票面吸附水楔形毛细管与水裂缝毛细管结合，容易结合水干水；19、泥脱水的难度不仅与泥中水分存在的形态有关，还与泥颗粒的大小和有机物含量

5、有关。(莎士比亚，哈姆雷特，脱水，脱水，脱水，脱水，脱水，脱水，脱水)泥粒细，有机物含量越高，脱水的难度就越高。为了改善污泥的脱水性能，经常使用污泥消化或化学调理等方法。生产实践表明，泥浆脱水的单一方法效果很困难，必须同时使用几种方法才能达到良好的脱水效果。(莎士比亚、哈姆雷特、脱水、脱水、脱水、脱水、脱水、脱水、脱水)表5-1中列出了一些常用的脱水方法和效果。图5-1污泥水分的存在形态，20，污泥内水分去除方法，间隙数(70%):存在于污泥棉絮间隙之间，可以通过污泥固体浓缩去除。摩西数(20%):粘在单个粒子之间，在变形毛孔之前，必须施加更大的外力才能去除部分。表面吸附水(7%):通过化学作

6、用或热处理改变泥浆固体的化学结构和水分子状态才能去除。内部水(3%):存在于微生物细胞内，只能在细胞破裂后去除，可以使用焚烧等手段。21，要解决表5-1中常用的脱水方法和效果，22，5.1.3污泥的资源利用，污泥脱水后污泥的出口问题。污泥的利用污泥含有很多有用的物质，(1)建筑材料污泥焚烧中混合了粘土和硅砖。或者在剩下的活动性泥中加入木屑、玻璃纤维板。以无机物为主要成分的残渣可用于包装和填坑。(2)农肥如果泥浆重金属离子含量在允许范围内，可以直接用作农肥。(3)沼气有机污泥经厌氧发酵分解后产生的沼气可以是能源。泥中的蛋白质还可以用作饲料，或提取维生素B18、维生素A、维生素B等化学药品。23，

7、5.1.4污泥处置不能使用污泥利用或产品回收方法，因此必须考虑污泥处置。(1)填埋泥或与城市垃圾一起填埋是可以考虑的方法。但是填埋前要经过稳定处理。选择垃圾填埋场时，要注意这里的地质、水文条件、土壤条件，在不污染地下水的情况下，与土地利用计划相结合。(2)污泥焚烧不但可以大大减少有机固体量和污泥体积，还可以达到灭菌的目的。(3)海洋对特定国家采用海洋投航法，决定应用什么投入形式好，环境影响如何与具体情况相结合。24，污泥处理处置的一般原则，减量化由于水分含量高，体积大，不利于储存、运输、消纳，降低水分含量是非常重要的资源化植物养分、热值等有益成分含量高。可能的无害化往往综合利用医院微生物、腐败

8、物质、重金属离子等有害物质，进行控制和稳定，25，5.2.1污泥浓缩5.2.2污泥调理5.2.3污泥稳定5.2.4污泥脱水，27，污泥处理和处理流程图，28，5.2.1污泥浓缩污泥浓缩脱水的主要对象是间隙数，这占污泥总量的65-85，因此浓缩是减少污泥体积的最经济方法。污泥富集的主要方法有三种：重力富集、气浮富集、离心富集。其中最适用的是重力浓缩。29，(1)重力富集法利用重力作用的自然沉降分离方式，无需添加能量。是最节能的泥浆浓缩方法。重力富集本质上是沉降分离工艺，属于压缩沉降。但是浓缩率的变化比较大，影响后续脱水过程。重力浓缩的合理设计和运行取决于对泥浆沉降特性的准确把握。，30，重力沉降

9、形态，固体粒子浓度极低时发生自由沉降，粒子和粒子之间不发生干涉。固体浓度增加，粒子之间发生干涉，沉降速度比自由沉降慢，这种现象称为干涉沉降。固体浓度再次增加，沉降层出现得很快，但沉降速度因粒子间的相互干扰而比平流层沉积更慢，随着固体浓度的增加而逐渐减慢，称为集合沉降。(莎士比亚，固体，固体，固体，固体，固体，固体，固体，固体)固体浓度很大或减速沉降结束后，固体颗粒都堆积在沉淀池底部。下部粒子被上部粒子的重力压缩，粒子层变形，粒子间距之间的水分从界面挤出，粒子间接触更紧密的悬浮液浓缩。这称为压缩沉淀。重力集中池的沉降是后两种沉降方法。31，重力沉降过程的顶部是清水层。下面是浓度均匀的均匀下降层。

10、下面是浓度梯度的过渡层。底部是浓度高、均匀的压缩层。四楼之间有三个接口。随着时间的推移，界面I(泥浆液面)下沉到等速V。接口和接口分别上升到变速v和v。在某一时刻，界面首先匹配，均匀下降层消失，泥浆液面从一定速度转移到变速下降，速度逐渐减慢。此后不久，界面又与泥浆液面一致，此时泥浆液面被称为临时界面，上面是清水区域，下面是压缩层。一般认为，临时界面的出现标志着浓缩过程的开始，以前属于澄清过程。重力沉降过程，32，不同沉降过程图A解释区域B沉降古濑车站；c过渡区域；d压缩区，清水区，这里就像水的水质。最初，在混合的作用下分布均匀。沉降区和清水区有明显的界面。沉降过程是这个界面以一定的速度下沉，压

11、缩区，这个区域内的浓度几乎相同，但比沉降区高，比过渡区的浓度随深度变化，沉降区，这个区域。设备通常为连续浓缩池(图5-3)主要参数直径6(m)100(m)小直径(1.820m):中心传动的大直径(20m):周边传动混合速度：线速度220cm/s停留时间：60 B缺点：安装面积大，效率低。35，图5-3连续浓缩池，1-中央送料管2-上清液溢流；3-低流排放管道；4-刮刀；5-杂耍闸，36，重力富集的工艺参数，重力富集池设计时，通常先进行泥浆静沉降实验，了解沉降特性，获得设计参数。重力浓缩池的主要设计参数如下：(1)浓缩池的固体通量(固体过流速度，即在单位时间内，浓缩池所有部分中通过单位面积的干固

12、体重量，单位为kg/(m2h)或KG/(M2D)。(2)面积水力荷载，即单位时间内单位表面积流出的上清液流量(m3/(m2h)或M3/(M2D)；(3)浓缩池中固体的水力停留时间(H或D)。37，重力集中池设计(1)，集中池面积(A)固体通量会计：A=Q0C0/G面积液压负载会计：A=Q0Pw/q，1.2-1.6m 3/(m2m固体不溢出，38，重力浓缩池的设计(2)，水力停留时间(T)计算为材料平衡。T=AH/Q0通常由10-16h控制，太长的泥浆可以膨胀上升。要计算水力停留时间的合理性。否则，需要调整泥浆量、池面积和深度。搅拌速度混合器的转数既要考虑泥浆收集效果，又要考虑安装在耙顶支架上的

13、搅拌效果，最佳转数确定还没有计算方法，操作员必须在操作实践中摸索最佳控制范围。39，重力浓缩池的结构，泥浆浓缩装置以获取高浓度泥浆残渣为主要目的，因此在结构上不同于以净化液为主的沉淀装置。前者以处理浓悬浮液为主，刮板式和池塘底部的间距和负荷比较大。污泥浓缩装置的运行分为连续和间歇两种，大型污泥浓缩装置都是连续的。为了减少设备的占用面积，还开发了多层辐射式浓缩，实际上重叠了单层浓缩池，因此多层结构与单层浓缩池相同。40、辐射流中心传动浓缩池，41、多层辐射流浓缩池，42、重力浓缩的缺陷，重力浓缩利用固体和液体的密度差异进行压缩沉降。一般固体和水的密度下降。秒针泥浆的密度平均为1.02-1.03g

14、cm3，因此，秒针泥浆易于实现重力富集。活动污泥的密度约为1.000-1.005g/cm3，因为污泥膨胀时密度低于水，重力富集的效果下降。对活性污泥难以沉降的特征，近年来空气富集逐渐取代重力富集，成为泥浆富集的主要手段。43，(2)气浮富集，气浮富集：利用空气改变固体密度，使其小于水的密度，从而产生悬浮动力，实现固液分离。在一定温度下，水中空气的溶解度与压力成正比。压力降低时，溶解的空气从水中释放出来，形成了很多细小的泡沫，粘在泥棉周围，泥棉的密度减少。因此，空气漂浮的关键是产生微小的气泡，并将其稳定地附着在泥浆棉上，起到漂浮作用。活性污泥是亲水的，但可以形成棉花，因此在絮凝过程中，污泥颗粒可

15、以捕获气泡，捕获和吸附絮，因此，在污泥颗粒表面附着大量气泡，可以降低絮状物的密度，达到空气悬浮的目的。44，45，(3)离心浓缩法利用离心力提高污泥中固体颗粒和水的密度差异，实现固液分离的富集方法。(图5-5)，图5-5离心浓缩机示意图，(a)。反向卸下板式离心机。(B)。螺旋卸料离心机，46，3种浓缩法的比较重力浓缩法：操作简单，处理成本低。但是：占用面积大、效率低的(36)空气浓缩法：高效(57)速度(时间重力法13)污泥稳定性好。(空气混合，不易腐烂。)但是基础成本和运营成本高，管理复杂。离心浓缩法：高效(泥浆可浓缩到7478)速度(螺旋卸料型，直径300400处理速度可达50m3/h):动力和维修管理费高，一般不使用。(美国用于活性污泥浓缩)，47，5.2.2污泥调理：脱水和过滤预处理，以提高污泥脱水和过