污泥的處理與資源化

1、污泥深度脫水技術MP:E-mail: 1 污泥深度脫水技術第1節(jié) 污泥的分類、性質與產(chǎn)生量 第2節(jié) 污泥處理處置基本方法 第3節(jié) 污泥濃縮第4節(jié) 污泥的穩(wěn)定 第5節(jié) 污泥的調理 第6節(jié) 污 泥 脫 水第7節(jié) 污泥的干燥與焚燒 第8節(jié) 污泥的處置與資源化 第9節(jié) 工程實例 2 污泥的處理和處置目的就是要通過適當?shù)募夹g措施，使污泥得到再利用或以某種不損害環(huán)境的形式重新返回到自然環(huán)境中。3第1節(jié) 污泥的分類、性質與產(chǎn)生量4污水廠工藝流程51、污泥的分類 、性質及主要指標來源處理目的柵渣沉砂池沉渣初沉池污泥二沉池生物污泥富含有機物，容易腐化、破壞環(huán)境，必須妥善處置降低含水率，使其變流態(tài)為固態(tài)，同時減少

2、數(shù)量穩(wěn)定有機物，使其不易腐化，避免對環(huán)境造成二次污染。 城市污水廠產(chǎn)生的污泥量約為處理水體積的1%左右（0.5%1.5%）,含水率99.2%左右。6污泥濃縮7 污泥濃縮是降低污泥含水率、減少污泥體積的有效方法。 污泥濃縮主要減縮污泥的間隙水。方法重力濃縮氣浮法離心法8 污 泥 脫 水9一、概述 污泥脫水的作用是去除污泥中的毛細水和表面附著水，從而縮小其體積，減輕其質量。二、 污泥的自然干化1. 污泥干化床的構造圍堤和隔墻輸泥槽濾水層排水系統(tǒng)不透水底層支柱和透明頂蓋輕便鐵軌10污泥干化床112. 污泥干化床脫水效果的影響因素氣候條件污泥性質污泥調理3. 污泥干化床的設計決定面積劃分塊數(shù)干化床面積

3、12三、 污泥的機械脫水及其設備脫水機械轉筒離心機板框壓濾機帶式壓濾機真空過濾機1. 帶式壓濾機 帶式壓濾機工藝的開發(fā)成功的關鍵是濾帶的開發(fā)，是合成有機聚合物發(fā)展的結果。13(1) 帶式壓濾機的構造:1415161718(2) 帶式壓濾機的選用: 通常根據(jù)帶式壓濾機生產(chǎn)能力、污泥量來確定所需濾機寬度和臺數(shù)(一般不少于2臺)，并需繪制脫水車間設備布置圖。2. 污泥離心脫水和轉筒式離心機 污泥離心脫水的原理與離心分離、離心濃縮相同，即利用轉動使污泥中的固體和液體分離。(1) 轉筒式離心機的構造和脫水過程:19轉筒式離心機構造圖20污泥切割機21進泥螺桿泵22脫水用高分子絮凝劑23溶藥與投加裝置24

4、加藥螺桿泵25藥液后稀釋裝置26臥螺離心脫水機27脫水上清液加入污泥儲罐28污泥離心脫水機29脫水后的干泥30脫水機加藥裝置31(2) 轉筒離心機的選擇: 根據(jù)離心機的處理能力，即每臺機每小時處理濕污泥立方米數(shù)，或每臺機每小時處理干污泥千克數(shù)來決定的。3. 板框壓濾機(1)板框壓濾機的構造(2) 板框壓濾機的選用 根據(jù)污泥量、過濾機的過濾能力來確定所需過濾面積和壓濾機臺數(shù)及設備布置。32濾板、濾框和濾布33板框壓濾機34箱式板框壓濾機353637 工作原理：利用過濾介質（常用為滌綸布）二面壓力差為推動力，水被強制通過介質，污泥截留在介質表面。38濾板、濾框和濾布組合后的工作狀況示意圖39污泥性

5、質表征參數(shù)含水率與含固率揮發(fā)性固體污泥中的有毒有害物質污泥的脫水性能含水率是污泥中水含量的百分數(shù)，含固率則是污泥中固體或干泥含量的百分數(shù)含水率在85以上呈流態(tài),65 85時呈塑態(tài)，低于60呈固態(tài)40污泥性質表征參數(shù)含水率與含固率揮發(fā)性固體污泥中的有毒有害物質污泥的脫水性能 揮發(fā)性固體(用VSS表示)，是指污泥中在600C的燃燒爐中能被燃燒，并以氣體逸出的那部分固體，反映污泥的穩(wěn)定化程度 用比阻(r)或毛細吸水時間(CST)評價重金屬約50%轉移到污泥中，污泥作為肥料，重金屬離子含量應不超過“農(nóng)用污泥標準”GB4284-84 412、污泥中的水分及其對污泥處理的影響1. 污泥中的水分(1) 游離

6、水: 存在于污泥顆粒間隙中的水，稱為間隙水或游離水，約占污泥水分的70左右。這部分水一般借助外力可與泥粒分離。(2) 毛細水: 存在于污泥顆粒間的毛細管中，稱為毛細水，約占污泥水分的20左右。也有可能用物理方法分離出來。(3) 內(nèi)部水: 黏附于污泥顆粒表面的附著水和存在于其內(nèi)部(包括生物細胞內(nèi)的水)的內(nèi)部水，約占污泥中水分的10左右。有干化才能分離，但也不完全。42432. 污泥中的水分對污泥處理的影響污泥處理的方法取決于污泥含水率和最終的處置方式。污泥的含水率與污泥狀態(tài)44污泥含水率計算幾個重要公式濕污泥比重 = 濕污泥比重 = 452、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

7、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）102199.299.61.0051.00846公式估算1. 初沉污泥量式中：V初沉污泥量，m3/d；qv污水流量， m3/d；沉淀池中懸浮物的去除率，%；0進水中懸浮物濃度，mg/L；P污泥含水率，%；污泥密度，以1000kg/m3計；S每人每天產(chǎn)生的污泥量,一般采用0.30.8L/（d人）;N設計人口數(shù)，人。472. 剩余活性污泥量(活性污泥法) (1) 剩余活性污泥

8、量以VSS(揮發(fā)性固體)計: (2) 剩余活性污泥量以SS計: (3) 剩余活性污泥量以體積計:公式估算483、污泥的水力特性及其輸送 污泥輸送中的阻力與流速和粘滯力有關，且粘滯力不為常數(shù)，為非牛頓流體。 污泥在輸送時的流態(tài)分為層流和紊流。 層流區(qū)的摩阻損失隨著污泥的含固率、揮發(fā)固體的含量提高和溫度降低而增大。 紊流區(qū)時認為摩阻損失對污泥和水相同而不致產(chǎn)生有影響的誤差。 一般流速至少為0.8m/s，太小的流速導致摩阻損失更大；流速不大于2.4m/s，流速太高不僅摩阻損失大，而且易磨損管道內(nèi)壁。49不同類型的污泥的壓頭損失的乘數(shù)50含水率/ %vmin/(m.s-1)含水率/ %vmin/(m.

9、s-1)D=150250mmD=300400mmD=150250mmD=300400mm901.51.6951.01.1911.41.5960.91.0921.31.4970.80.9931.21.3980.70.8941.11.2壓力輸泥管最小設計流速對于長距離輸送，可采用如下紊流公式計算：式中:hf沿程摩阻損失，m； L管道長度，m； D管道直徑，m。51第2節(jié) 污泥處理處置基本方法污泥處理處置的原則 1使污水廠能正常運行；2使有害有毒物質得到妥善處理或利用；3使有機物得到穩(wěn)定處理；4綜合利用，變害為利；總原則減量、穩(wěn)定、無害化及綜合利用污泥處理處置常見工藝 1生污泥濃縮消化自然干化最終處

10、理；2生污泥濃縮自然干化堆肥最終處理；3生污泥濃縮消化機械脫水最終處理；4生污泥濃縮機械脫水干燥焚燒最終處理；5生污泥濕污泥池最終處理； 6生污泥濃縮消化最終處理 52第4節(jié) 污泥的穩(wěn)定53污泥穩(wěn)定化的處理方法: 厭氧消化法 好氧消化法 氯化氧化法 石灰穩(wěn)定法 熱處理法54 常用方法 厭氧消化目 的污泥中的揮發(fā)性固體的量降低40左右過 程水解、酸化、產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷控制過程固態(tài)物的水解、液化、產(chǎn)甲烷優(yōu) 點產(chǎn)生能量使污泥固體總量減少作土壤調節(jié)劑殺死致病菌缺 點投資大運行易受環(huán)境條件的影響消化污泥不易沉淀消化反應時間長55影響污泥厭氧消化的主要因素1. pH和堿度最佳為7.07.3厭氧消化產(chǎn)生有機酸

11、pH甲烷菌分解有機酸時產(chǎn)生的重碳酸鹽不斷增加2. 溫度中溫：3335C高溫：5055C563. 負荷 厭氧消化池的容積決定于厭氧消化的負荷率。表達方式容積負荷參數(shù)為投配率日進入的污泥量與池子容積之比，在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留時間有機物負荷參數(shù)為有機負荷率每日進入的干泥量與池子容積之比消化時間進行復核574. 消化池的攪拌 在有機物的厭氧發(fā)酵過程中，讓反應器中的微生物和營養(yǎng)物質(有機物)攪拌混合，充分接觸，將使得整個反應器中的物質傳遞、轉化過程加快。5. 有毒有害物質作用使池內(nèi)污泥濃度分布均勻，利于微生物生長繁殖釋放有害氣體使環(huán)境因素在反應器內(nèi)保持均勻5859兩級高負荷率厭氧消化系

12、統(tǒng)6061沼氣風機攪拌62消化池的構造主要設備攪拌螺旋漿鼓風機射流器抽吸污泥氣破渣用自來水或污泥上清液噴淋將循環(huán)污泥或污泥液送到浮渣層上用鼓風機或用射流器抽吸污泥氣進行攪拌集氣排液溢流監(jiān)測防護裝置加料，排料附屬設備消化池浮動式頂蓋固定式頂蓋加熱池外加熱池內(nèi)加熱63消化池構造64浮動式蓋消化池65固定式蓋消化池66螺旋漿攪拌的消化池67污泥消化池68大型厭氧生物處理69沼氣攪拌壓縮機70熱交換器71貯氣罐72消化池的設計計算內(nèi)容池體設計加熱保溫系統(tǒng)設計攪拌設備設計池體選型確定池的數(shù)目和單池容積確定池體各部尺寸布置消化池的各種管道73 消化池有效容積按每天處理污泥量及污泥投配率進行計算：消化池座數(shù)

13、n：消化池有效容積按有機負荷(Ns)計算：式中：V消化池有效容積，m3； V每天要處理的污泥量，m3/d； p污泥投配率，城市污水廠高負荷率消化池，當消化溫度為3035時，p可取6%18%； n消化池的座數(shù)； Gs每日要處理的污泥干固體量， kg VSS/d ； Ns單位容積消化池污泥（VSS）負荷率， kg VSS/（m3/d）。74計算消化池的構造尺寸： 消化池必須附設各種管道：污泥管、上清液排放管、溢流管、沼氣管和取樣管。75沼氣(消化氣)的收集和利用 污泥和高濃度有機廢水的厭氧消化均會產(chǎn)生大量沼氣。 在設計消化池時必須同時考慮相應的沼氣收集、儲存和安全等配套設施，以及利用沼氣加熱入流污

14、泥和池液的設備。 污泥消化所產(chǎn)生的以甲烷為主的消化氣量，主要取決于被消化的揮發(fā)固體量。76第5節(jié) 污泥的調理771、概述 消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性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。 調理就是破壞污泥的膠態(tài)結構、減少泥水間的親和力，改善污泥的脫水性能。方法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782、污泥脫水性能的評價指標1. 比阻抗值r 當p為常數(shù)值時，可積分并整理成為下式：由此： 比阻抗值的物理意義是單位干重濾餅的阻力，比阻抗值越大的污泥，越難過濾，其脫水性能也差。t/V與V呈直線關系，其斜率為：792. 毛細吸水時間(CST)

15、其值等于污泥與濾紙接觸時，在毛細管的作用下，水分在濾紙上滲透1cm長度的時間，以秒計。CST值測定裝置示意圖803、加藥調理法原理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 (或CST)降低1. 調理劑種類無機調理劑有機調理劑2. 調理劑投加量的確定 作比阻抗r及CST與調理劑用量的關系曲線圖確定最佳調理劑用量和品種。813. 影響污泥調理效果的因素污泥性質調理劑品種污泥調理條件溫度pH調理劑配制濃度混合條件82第7節(jié) 污泥的干燥與焚化83一、 概述 污泥干燥是將脫水污泥通過處理，去除污泥中絕大部分毛細管水、吸附水和顆粒內(nèi)部水的方法。二、污泥的干燥與焚化設備1. 轉筒式干燥器和焚化爐842. 流化床焚化爐853. Sevar干燥器86三、各種污泥干燥器和焚化爐的選擇各種污泥干燥器的比較各種污泥焚化爐的比較87第8節(jié) 污泥的處置與資源化88一、污泥的處置農(nóng)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 89污泥處理與處置的關系填埋焚燒90第8節(jié) 工程實例91 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