第三章-6：污泥處理 環(huán)境工程學

1、 1 概述 2 污泥的分類與性質 3 污泥濃縮 4 污泥脫水與干化 5 污泥調理 6 污泥的穩(wěn)定化處理 7 污泥的綜合利用與最終處置 污泥的處理與處置概述主要來自于水處理廠的生物污泥和化學污泥（絮凝沉淀或氣?。?，一般還有很多水分，有的含有大量的有機物和無機物，甚至有毒有害物質。 污泥處理的費用可占到污水處理廠費用的50%或以上，占基建投資的60%左右污泥處理的目的 污泥穩(wěn)定化：使其中的有機物質最終轉變?yōu)椴缓难醯奈镔|； 減容脫水：去除污泥中含有的大量水分，減少其體積，便于運輸和最終處理； 最終處理：資源化（如鋪路、廢物再生、施肥等）或填埋等； 污泥處理的方法u 污泥濃縮 （重力濃縮、氣浮濃縮、離

2、心濃縮）u 污泥穩(wěn)定（厭氧消化、好氧消化 、熱處理）u 污泥調節(jié)（化學法、 熱處理）u 污泥脫水（干化床、真空轉鼓、壓濾機、離心脫水、 污泥干燥與焚燒） 二、污泥的性質污泥分類 污泥：以有機物為主，特點有機物含量高，不穩(wěn)定，易腐化顆粒細，密度接近于1含水率高，呈膠體狀，不易脫水易于管道輸送含植物性營養(yǎng)素多，有肥效 含有病原菌 二、污泥的性質污泥分類 沉渣：以無機物為主，特點顆粒細，密度大易脫水，不易腐化流動性差，不易于管道輸送二、污泥的性質與分類按來源分 初沉污泥：來自初沉池 剩余污泥：來自活性污泥法后的二沉池 腐殖污泥：來自生物膜法后的二沉池 消化污泥：生污泥經(jīng)消化后的污泥（熟污泥） 化學污

3、泥：化學沉淀法產(chǎn)生的污泥污泥的性質污泥的性質指標n污泥含水率 污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分數(shù)稱為污泥含水率。污泥含水率一般很高，故比重接近于1。 污泥的性質污泥的體積、重量及所含固體濃度之間的關系如下：12122121100100CCPPWWVV 式中：P1、V1、W1、C1含水率為P1時的污泥體積、重量及固體物質濃度 P2、V2、W2、C2含水率為P2時的污泥體積、重量及固體物質濃度 污泥的性質生活污水污泥含水率 種 類 含水率（%） 初沉污泥 95-97 腐殖污泥 92-96 剩余污泥 98-99污泥量的計算初沉池污泥量 二沉池剩余污泥量 )1 (103PQXVfVbXaQS

4、fXXVrT310初沉池效率初沉池效率污泥濃度污泥濃度處理水量處理水量污泥含水率污泥含水率污泥密度污泥密度污泥產(chǎn)率系數(shù)污泥產(chǎn)率系數(shù)進出水濃度差進出水濃度差污泥自身氧化系污泥自身氧化系數(shù)數(shù)MLVSSMLVSS/MLSS2、污泥量 計算城市污水廠的污泥量時，一般以下表所列的經(jīng)驗數(shù)據(jù)為基礎。污泥種類污泥量/(Lm-3)含水率/%密度/(kgL-1)沉砂池的沉砂0.03601.5初次沉淀池污泥14259597.51.0151.02二次沉淀池污泥（生物膜法）7996981.02二次沉淀池污泥（活性污泥法）102199.299.61.0051.008污泥濃縮 目的：減少含水率，從而使體積得到一定程度的減小

5、。 作用：降低后續(xù)處理設施的投資、占地和運行費用。 n濃縮用于降低污泥中的空隙水 空隙水 70% 濃縮法去除 污泥所含水分 毛細水 20% 自然干化、機械脫水 附著水與內部水 10% 干燥與焚燒濃縮方法重力濃縮：采用濕污泥池，有間歇式和連續(xù)式； 設計參數(shù)：停留時間24h，一般7-12h；常采用Coe-Clevenger、Dick、Fitch和Kench法進行設計；上升流速（表面負荷） 特點：貯存污泥能力大，操作要求低，運行費用省，占地大；濃縮效率不夠高 重力濃縮1. 間隙式污泥濃縮池 設計參數(shù)：停留時間一般為912h。 濃縮池的上清液，應回到初沉池前重新處理。2. 連續(xù)式污泥濃縮池 連續(xù)運行的

6、濃縮池可采用沉淀池的形式，一般為豎流式(或輻流式)。設計參數(shù):濃縮池的固體通量kg/(m2h)或kg/(m2d)水力負荷m3/(m2h)或m3/(m2d)水力停留時間(h或d)濃縮方法氣浮濃縮：常采用回流加壓溶氣氣浮法 設計參數(shù)：固體負荷率，氣固比 特點：分離效果好，濃縮后污泥含水率低，工作可靠，占地小，臭氣問題小，可去油脂；運行費用高，操作復雜，無污泥貯存能力。 氣浮濃縮重力濃縮與氣浮濃縮的比較 優(yōu)優(yōu) 點點缺缺 點點重力濃縮重力濃縮運行費用低，系統(tǒng)簡運行費用低，系統(tǒng)簡單，管理簡單單，管理簡單停留時間長、池容大，停留時間長、池容大，污泥可能腐化發(fā)臭和污泥可能腐化發(fā)臭和脫脫N N上浮上浮氣浮濃縮

7、氣浮濃縮停留時間短，池容小，停留時間短，池容小，污泥不會腐化發(fā)臭和污泥不會腐化發(fā)臭和脫脫N N上浮上浮運行費用高，系統(tǒng)復運行費用高，系統(tǒng)復雜，管理麻煩雜，管理麻煩濃縮方法離心濃縮 可連續(xù)操作，占地少，衛(wèi)生條件好，電耗大，設備及操作要求都很高。 效果指標出泥含固率，3min停留時間，含固率可達到4固體回收率濃縮后污泥的固體總量與入流污泥中的固體總量的比值濃縮方法剩余污泥機械濃縮污泥的最終處置：脫水與干化進一步減小含水率，以便于污泥的最終處理。 1、用于去除間隙水及毛細水2、脫水后污泥失去流動性；形成泥渣，泥餅 主要方法脫水機械轉筒離心機板框壓濾機帶式壓濾機真空過濾機機械脫水的原理 以過濾介質兩面

8、的壓力差作為推動力，使污泥水分能強制通過過濾介質，形成濾液；而固體顆粒被截留在介質上，形成濾餅，達到脫水的目的。 造成壓力差推動力的方法有4種：（1）依靠污泥自身的靜壓力（干化場）；（2）在過濾介質的一面造成負壓（真空吸濾）；（3）加壓污泥把水分壓過介質（壓濾）；（4）造成離心力（離心脫水）。 一 壓濾 常用的為板框壓濾和帶式壓濾；板框壓濾為間歇操作，帶式壓濾為連續(xù)操作。設備造型的參數(shù)為：板框為面積（m2），帶壓為寬度（m）。經(jīng)壓濾后污泥的含水率可達75%左右。 帶式壓濾機帶式壓濾機帶式壓濾機帶式壓濾機板框壓濾機濾板、濾框和濾布板框壓濾機板框壓濾機板框壓濾機板框壓濾機板框壓濾機濾板、濾框和濾布

9、組合后的工作狀況示意圖真空壓濾機進泥螺桿泵脫水用高分子絮凝劑溶藥與投加裝置加藥螺桿泵脫水后的干泥二、離心脫水 離心脫水常用離心機。污泥濃縮時也可用離心機，但脫水時要求入流污泥濃度較高。 離心機的性能以分離因素來評價，所謂分離因素是指離心力與重力之比。一般分離因素在1000-1500的為低速離心機；1500-3000的為中速離心機；大于3000的為高速離心機。常用離心機有轉筒式和臥式兩種。 離心壓濾機離心壓濾機臥螺離心脫水機板框壓濾機板框壓濾機板框壓濾機污泥干化 污泥干化床屬于污泥的自然干化，是一種簡便經(jīng)濟的脫水方法。它是利用自然力量而將污泥脫水的，適用于氣候比較干燥、用地不緊張以及環(huán)境衛(wèi)生條件

10、允許的地區(qū)。 污泥干化床是一片平坦的場地，污泥在干化床上由于水分的自然蒸發(fā)和滲透逐漸變干，體積逐漸減小，流動性逐步消失。污泥的含水率可降低到65%。污泥干化 污泥干化床一般由圍堤和隔墻、輸泥槽、濾水層、排水系統(tǒng)、不透水底層等組成，影響污泥干化床的因素主要是氣候條件和污泥性質。 污泥調理 消化污泥、剩余污泥、剩余污泥與初沉污泥的混合污泥等在脫水之前應進行調理，以改善污泥的脫水性能。所謂調理就是破壞污泥的膠態(tài)結構，減少泥水之間的親和力，改善污泥的脫水性能。污泥的調理方法有加藥調理法、淘洗加藥調理法、加熱調理法、冷凍調理法、加骨粒調理法等。 目的：改善污泥的濃縮、脫水性能 作用：減小結合水對顆粒的附

11、著力，提高污泥顆粒的回收率 常用調理方法一、加藥調理法 其原理是用化學藥品破壞泥水間的親和力，通過調理使污泥的比阻抗降低。所用藥品稱為調理劑。凈水用的混凝劑可作為調理劑。調理劑分為無機調理劑與有機調理劑兩類，其中無機調理劑常用鐵鹽和鋁鹽，有機調理劑主要為聚丙烯酰胺系列。投加混凝劑一方面可使顆粒脫穩(wěn)，另一方面增大尺度。 二、加熱調理法高壓下加熱污泥，以破壞結合水與污泥顆粒間的聯(lián)系，并使污泥在高溫高壓下溶解或水解，從而破壞細胞并釋放出細胞內的水分，改善脫水性能。三、其它調節(jié)法投加惰性物質等 常用調理方法污泥的穩(wěn)定化處理 目的:去除污泥中的有機成分，防止腐爛變質，殺滅致病菌 污泥的穩(wěn)定化處理_-常用

12、方法厭氧消化：詳見厭氧處理一章好氧消化：類似于延時爆氣法石灰穩(wěn)定法：殺滅寄生蟲和致病菌污泥的堆肥化：利用嗜熱性好氧菌的分解作用，將污泥中有機物降解為類似于腐殖質的性質穩(wěn)定的物質，并可成為很好的土壤改良肥料。污泥的干化：采用干化場，回轉窯等。濕式燃燒法：在高溫（150300）下利用空氣氧化流態(tài)污泥中的有機物，在高壓容器中進行。 一、厭氧消化一、厭氧消化兩級高負荷率厭氧消化系統(tǒng)一、厭氧消化一、厭氧消化大型厭氧生物處理一、厭氧消化1、厭氧消化的原理：利用厭氧菌在無氧狀態(tài)下氧化分解有機物，并將其轉化為CO2、H2、CH2等氣體。2、影響因素（1）溫度 分中溫（3036）消化和高溫（5053）消化（3）

13、酸堿度、pH值：應保持消化池中的條件適宜于厭氧菌的生存。有普通消化池、兩相厭氧消化等。二、好氧消化 1、好氧消化的原理：使污泥處于內源呼吸階段，減少污泥量。2、好氧消化池的構造及工藝：構造與完全混合爆氣池相似，其設計可借鑒延時爆氣法的設計參數(shù)。 污泥的干燥與焚燒1. 轉筒式干燥器和焚化爐污泥的綜合利用與處置 污泥處置的基本問題是利用適當?shù)募夹g措施，為污泥提供出路，同時應認真考慮污泥處置所產(chǎn)生的各種環(huán)境和經(jīng)濟問題，并按一定的要求妥善處理。 污泥的最終出路一般是部分或全部利用，或以某種形式返回到環(huán)境中。 污泥的綜合利用與處置一、污泥的利用 可以利用的因素：營養(yǎng)成分和有機物、回收能源、提取有價值的原

14、料1、農業(yè)應用營養(yǎng)高的有機肥料，可以改善土壤，問題是有毒物、重金屬和致病菌及對環(huán)境的影響(臭氣)。2、回收有用物質3、其它綜合利用：沼氣、制磚、鋪路等。 污泥的綜合利用與處置二、進入環(huán)境1、填埋單獨或與城市垃圾一起填埋。填埋前應經(jīng)穩(wěn)定處理，選擇好填埋場地，管理、防止對地下水污染，對滲濾液進行收集、處理。2、焚燒大量減小有機固體量和體積、滅菌；主要問題是大氣污染和經(jīng)濟。3、投放地下有毒、有害物投入深井或廢坑，經(jīng)濟因素限制。污泥的綜合利用與處置 4、海洋投放投放方式、費用等是值得商榷的問題。 污泥處理與處置詳見固體廢棄物的處理與處置 污泥的最終利用農業(yè)利用填埋焚燒投放海洋建材污泥裂解制化工原料 要求：離海岸大于10km，水深25m，潮流水量為污泥量的500-1000倍 高碑店污水處理廠（100萬m3/d）。采用前置缺氧推流式活性污泥法，污泥采用二級中溫消化。 污泥重力濃縮池直徑20m，共6座。固體通量70Kg/(m2d)，停留51h。消化池污泥投配率為3.6%，污泥總消化時間為28.1d，