Transcript 二、污泥的处置
第十九章 污泥的处理和处置 第一节 污泥的来源、性质和数量 第二节 污泥的处置及其前处理 第三节 污泥的处理 第四节 污泥的综合利用及处置 目的： （1）确保污水处理效果，防止二次污染；（2） 使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理；（3） 使有毒有害物质得到妥善处理和利用；（4）使 有用物质得到综合利用，变害为利。 污泥的处理和处置，就是要通过适当的技 术措施，使污泥得到再利用或以某种不损害环 境的形式重新返回到自然环境中。 一般程序： 固液分离→（调理） →浓缩→（稳定）→脱 水→ 处置 第一节 量 污泥的来源、性质和数 一、污泥的来源、种类 栅渣 1、来源 沉砂池沉渣 初沉池污泥 二沉池生物污泥 富含有机物，容易 腐化、破坏环境， 必须妥善处置 城市污水厂所产生的污泥量约为处理水体积的1%左右（0.5%~1.5%）, 含水率99.2%左右。 降低含水率，使其变流态为固态， 同时减少数量 2、处理目的（★） 稳定有机物，使其不易腐化，避免 对环境造成二次污染。 按来源分 按处理方法和 分离过程分 3、污 泥种类 初沉污泥 剩余污泥 消化污泥 化学污泥 按污泥的成分 和某些性质分 生活污水污泥 工业废水污泥 给水污泥 栅渣 沉砂池沉渣 初沉池污泥 二沉池污泥 有机污泥 无机污泥 亲水性污泥 疏水性污泥 二沉池栅滤 二、污泥的性质及主要指标 1、污泥中的水分（★★） 70％、浓缩法 20％、离心、 过滤脱水 7％、加热 3％、生物法或 高温加热、冷冻 污泥中水分与污泥颗粒结合的强度及分离的难易程度： 内部水 ＞ 表面吸附水 ＞ 毛细水 ＞ 间隙水 污泥中的水分对污泥处理的影响 污泥处理的方法常取决于污泥的含水率和最终 的处置方式。 污泥固体 2、 污泥 性质 表征 参数 含水率与含 固率 可溶性固体、不溶性固体 挥发性固体、稳定固体 含水率：污泥中水含量的百分数 （PW%）；含固率：污泥中固体或干泥 含量的百分数（PS%） V1 污泥中的有 毒有害物质 污泥的脱水 性能 V2 Ps 2 Ps 1 100 Pw 2 100 Pw 1 例题：污泥含水率从97.5%降低到95%时 污泥体积降低了几倍？ P387 (第五节) 3、污泥数量 一般采用经验积累实测数据 污泥种类 沉砂池的沉砂 污泥量/(L·m-3) 0.03 含水率/% 60 密度/(kg·L-1) 1.5 初次沉淀池污泥 14~25 95～97.5 1.015~1.02 7~9 10~21 96～98 99.2～99.6 1.02 二次沉淀池污泥 生物膜法 活性污泥法 1.005~1.008 城市生活污水二沉池污泥量： 生物滤池后0.11L/d·人（含水率95%，沉淀时间0.75h） 高负荷生物滤池0.4L/d·人（含水率96%，沉淀时间1.5h） 曝气池后2.2L/d·人（含水率99.2%，沉淀时间1.5h） （1）初沉污泥量 V 100 0 q v 或 10 (100 PW ) 3 V SN 1000 （2）剩余污泥量 （活性污泥法） a：剩余活性污泥量以VSS（挥发性固体）计： PX Yq V ( S 0 Se ) K d x V b: 剩余污泥以SS计： PSS PX f c: 剩余活性污泥量以体积计 V SS 100 PSS (100 PW ) f：0.6—0.75 第二节 污泥的处置及其前处 理 一、污泥的处置 综合利用 建材等 处置 焚烧、填埋等 二、 污泥处置的前处理 为了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降解，称稳定。经过 稳定的污泥如果脱水性能差，则还需调理。 第三节 污 泥 的 处 理 一、污泥调理（★） 目的： 要克服水合作用和电性排斥作用，增大污泥颗粒的尺寸，使 污泥易于过滤或浓缩。 途径： （1）加入合成有机聚合物、无机盐等混凝剂，使污泥脱稳、凝聚； （2）改善污泥颗粒间的结构，减少过滤阻力，使不堵塞过滤介质。 常用调理方法： 淘洗法、化学调理、热处理 另外有冷冻法和辐射法等 （一）化学调理（加药） 1、实质： 向污泥中投加各种混凝剂、助凝剂等化学药剂，使 污泥形成颗粒大、空隙多和结构强的滤饼，提高脱水性能。 2、药剂： 混凝剂： a: 无机混凝剂：铝盐、铁盐两类； b: 高分子聚合电解质：聚丙稀酰胺（PAM）、聚合 氯化铝（PAC） 助凝剂： 石灰（调污泥pH） （二）淘洗 1、定义： 将污泥与3～4倍污泥量的水混合而进行沉降分离的一种方 法。 2、目的： 降低污泥中的碱度和粘度，以节省混凝剂的用量，提 高浓缩效率，缩短浓缩时间。 仅用于污泥浓缩前，而不用于脱水前 3、用于消化污泥： 污泥在消化过程中产生大量重碳酸盐，其碱度达到生 污泥的30倍以上。 （三）加热加压调理 1、定义： 将污泥加热，使污泥中的细胞物质破坏分解，细胞膜中内部水游离 出来，亲水性有机胶体物质解体，从而提高污泥脱水性能的过程。 2、分类： ① 高温加压调理（170～200℃、1.0～1.5MPa、反应时间40～120min） PW降至80％～87％，再经机械脱水就可降至40％～60％ 缺点：设备容易结垢，从而降低热交换效率；分离液中溶解性物质增多， 致使分离液处理困难。 ② 低温加压调理（150℃以下） 可以控制有机物的水解，分离液中BOD5比高温加压调理的低40%～50%. （四）冷冻融化调理 1、定义： 将污泥交替进行冷冻与融化来改变污泥的物理结构， 使胶体脱稳凝聚且细胞膜破裂，细胞内部水分得到游离，从而 提高污泥的浓缩、脱水性能。 2、优点 a: 不需药剂，处理后的污泥适用于肥料或饲料，且比 热处理节省能量。 b: 过程中没有污泥中有机物重新溶解的问题，并可调 理各种污泥。 二、污泥浓缩 目的：降低污泥含水率，缩小污泥的体积，有 利于污泥的输送、消化、脱水、利用及处置 污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。 沉降法 方法 气浮法 离心法 方法 优点 重力浓缩 贮存污泥的能力高，操作要求 法 不高，运行费用低 缺点 占地大，且会产生臭气，对于某些 污泥工作不稳定，经浓缩后的污 泥非常稀薄 比重力浓缩的泥水分离效果好， 所需土地面积少，臭气问题 气浮浓缩 运行费用较重力法高，占地比离心 小，污泥含水率低，可使砂 法 法多，污泥贮存能力小。 砾不混于浓缩污泥中，能去 除油脂。 离心浓缩 占地少，处理能力高，没有或 法 几乎没有臭气问题。 要求专用的离心机，耗电大，对操 作人员要求高。 三、污泥稳定 污泥稳定化的处理方法: 厌氧消化法 （一）:生物稳定 好氧消化法 氯化氧化法 （二）:化学稳定 石灰稳定法 （三）热处理法 （一）常用生物稳定方法 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、产乙酸、产甲烷 控制过程 固态物的水解、液化、产甲烷 优 点 缺 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 投资大 运行易受环境条件的影响 消化反应时间长 消化污泥不易沉淀 两级高负荷率厌氧消化系统 1、影响污泥消化的主要因素 (1) pH和碱度 厌氧消化 产生 有机酸 pH 最佳为 7.0~7.3 甲烷菌分解有机酸时产生的重碳酸盐不断增加 中温：33~35ºC (2)温度 高温：50~55ºC (3)负荷 厌氧消化池的容积决定于厌氧消化的负荷率。 容积负荷 表 达 方 式 参数为投配率 日进入的污泥量与池子容积之比，在一定程 度上反映了污泥在消化池中的停留时间 有机物负荷 参数为有机负荷率 每日进入的干泥量与池子容积之比 消化时间进行复核 (4) 消化池的搅拌 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，将 使得整个反应器中的物质传递、转化过程加快。 使池内污泥浓度分布均匀，利于 微生物生长繁殖 作用 释放有害气体 使环境因素在反应器内保持均匀 (5) 有毒有害物质 沼气风机搅拌 2、 消化池的构造 主 要 设 备 消化池 浮动式顶盖 附属设备 加料，排料 消化池构造 固定式顶盖 浮动式盖消化池 固定式盖消化池 螺旋浆搅拌的消化池 污泥消化池 3、消化池的设计计算 池体设计 池体选型 确定池的数目和单 池容积 确定池体各部尺寸 内容 布置消化池的各种 管道 加热保温系统设计 搅拌设备设计 （二）污泥的化学稳定 向污泥投加化学药剂，抑制和杀死微生物。 化学药剂 石灰、氯 （三）污泥的热稳定 污泥热稳定有热处理和湿式氧化法。 热处理在较高温度（160～200℃）和较大压力（1～2MPa）下处 理污泥，促使污泥进行过热反应，从而杀死微生物，消除臭气以稳定 污泥，且污泥易于脱水，热处理最适于生物污泥。 湿式氧化法与热处理不同，即在高温高压条件下，加入空气作氧 化剂对污泥中有机物和还原性无机物进行氧化，并由此改变污泥的结 构、成分和提高污泥脱水性能。 四、污泥的脱水与干化 脱水：将污泥的含水率降低到80～85%以下的操作 。 干化：脱水污泥的含水率进一步降低到50～65%以下的 操作 。 （一）概述 污泥脱水的作用是去除污泥中的毛细水和表面 附着水，从而缩小其体积，减轻其质量。 （二） 污泥的自然干化 1. 污泥干化床的构造 围堤和隔墙 输泥槽 排水系统 支柱和透明顶盖 滤水层 不透水底层 轻便铁轨 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 干化床面积 划分块数 S1 W （三） 污泥的机械脱水及其设备 转筒离心机 脱水机械 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成功的关键是滤带的 开发，是合成有机聚合物发展的结果。 (1) 带式压滤机的构造: (2) 带式压滤机的选用: 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 制脱水车间设备布置图。 2. 污泥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: (2) 转筒离心机的选择: 根据离心机的处理能力，即每台机每小时处理 湿污泥立方米数，或每台机每小时处理干污泥千克 数来决定的。 3. 板框压滤机 (1)板框压滤机的构造 (2) 板框压滤机的选用 根据污泥量、过滤机的过滤能力来确定所需过 滤面积和压滤机台数及设备布置。 箱式板框压滤机 五、 污泥的干燥与焚化 （一） 概述 污泥干燥是将脱水污泥通过处理，去除污泥中 绝大部分毛细管水、吸附水和颗粒内部水的方法。 （二）污泥的干燥与焚化设备 1. 转筒式干燥 器和焚化炉 2. 流化床焚化炉 3. Sevar干燥器 （三）各种污泥干燥器和焚化炉的选择 各种污泥干燥器的比较 各种污泥焚化炉的比较 第四节 污泥的综合利用及处置 一、综合利用 1. 用作肥料和改良土壤 2. 提取原料 3. 用作建筑材料或建材生产辅料 4. 用于废地改造 5. 污泥气利用 二、污泥的处置 1. 填埋 2. 投海 3. 投放地下 5. 焚烧