污泥處理、處置與利用

MunicipalSludgeDigesters污泥的處理處置與利用河南城建學(xué)院余海靜

12第17章污泥處理、處置與利用17.1概述17.2污泥的分類、性質(zhì)及計算17.3污泥濃縮17.4污泥的厭氧消化17.5污泥的其它穩(wěn)定措施17.6污泥的調(diào)理17.7污泥的干化與脫水17.8污泥的干燥與焚化17.9污泥的有效利用與最終處理17.1概述在污水處理過程中，產(chǎn)生大量污泥，其數(shù)量約占處理水量的0.3％~0.5％左右(以含水率為97％計)。(量)污泥中含有大量的有害有毒物質(zhì)(1)，如寄生蟲卵、病原微生物、細(xì)菌、合成有機(jī)物及重金屬離子等；有用物質(zhì)(2)如植物營養(yǎng)原素(氮、磷、鉀)、有機(jī)物及水分等。污泥及時處理與處置的目的：(1)使污水處理廠能夠正常運(yùn)行，確保污水處理效果；(2)使有害有毒物質(zhì)得到妥善處理或利用；(3)使容易腐化發(fā)臭的有機(jī)物得到穩(wěn)定處理；(4)使有用物質(zhì)能夠得到綜合利用，變害為利?？傊勰嗵幚淼哪康氖鞘刮勰鄿p量、穩(wěn)定、無害化及綜合利用。污水處理廠的全部建設(shè)費(fèi)用中，用于處理污泥的約占20％~50％，甚至70％。所以污泥處理是污水處理系統(tǒng)的重要組成部分，必須予以充分重視。污泥處理可供選擇的方案大致有：(1)生污泥一濃縮一消化一自然干化一最終處置(2)生污泥一濃縮一自然干化一堆肥一最終處置(3)生污泥一濃縮一消化一機(jī)械脫水一最終處置(4)生污泥一濃縮一機(jī)械脫水一干燥焚燒一最終處置(5)生污泥一濕污泥池一最終處置(6)生污泥一濃縮一消化一最終處置上述生污泥指未經(jīng)消化處理的污泥，詳見后述。第(1)、(3)、(6)方案，以消化處理為主體，消化過程產(chǎn)生的生物能即沼氣(或稱消化氣、污泥氣)，可作為能源利用，如用作燃料或發(fā)電；第(2)、(5)方案是以堆肥，農(nóng)用為主，當(dāng)污泥符合農(nóng)用肥料條件及附近有農(nóng)、林、牧或蔬菜基地時可考慮采用；第(4)方案是以干燥焚燒為主，當(dāng)污泥不適于進(jìn)行消化處理、或不符合農(nóng)用條件，或受污水處理廠用地面積的限制等地區(qū)可考慮采用。焚燒產(chǎn)生的熱能，可作為能源。污泥最終處置方法包括作為肥料施用于農(nóng)田、森林、草地或沙漠改良；填地或投海；作為能源或建材；焚燒等?？傊勰嗵幚矸桨傅倪x擇，應(yīng)根據(jù)污泥的性質(zhì)與數(shù)量；投資情況與運(yùn)行管理費(fèi)用；環(huán)境保護(hù)要求及有關(guān)法律與法規(guī)；城市農(nóng)業(yè)發(fā)展情況及當(dāng)?shù)貧夂驐l件等情況，綜合考慮后選定。17.2污泥的分類、性質(zhì)及計算1．污泥的分類與性質(zhì)2．污泥的性質(zhì)指標(biāo)3.污泥量、污泥的水力特性及輸送的計算101．污泥的分類與性質(zhì)(1)按成分分類(2)按來源分類11(1)按成分不同分為：污泥沉渣12污泥以有機(jī)物為主要成分的稱污泥。污泥的性質(zhì)是易于腐化發(fā)臭，顆粒較細(xì)，比重較小(約為1.02~l.006)，含水率高且不易脫水，屬于膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì)。初次沉淀池與二次沉淀池的沉淀物均屬污泥。沉渣以無機(jī)物為主要成分的稱沉渣：沉渣的主要性質(zhì)是顆粒較粗，比重較大(約為2左右)，含水率較低且易于脫水，流動性差。以下四種為沉渣：①柵渣：格柵或濾網(wǎng)，呈垃圾狀，量少，易處理和處置；②浮渣：上浮渣和氣浮池，可能多含油脂等，量少；③沉砂池沉渣：沉砂池，比重較大的無機(jī)顆粒，量少；④某些工業(yè)廢水處理沉淀池的沉淀物屬沉渣。(2)按來源不同分為：①初次沉淀污泥來自初次沉淀池。②剩余活性污泥來自活性污泥法后的二次沉淀池。③腐殖污泥來自生物膜法后的二次沉淀池。以上3種污泥可統(tǒng)稱為生污泥或新鮮污泥，這是污泥處理的主要對象消化污泥生污泥經(jīng)厭氧消化或好氧消化處理后，稱為消化污泥或熟污泥?；瘜W(xué)污泥用化學(xué)沉淀法處理污水后產(chǎn)生的沉淀物稱為化學(xué)污泥或化學(xué)沉渣。16如用混凝沉淀法去除污水中的磷；投加硫化物去除污水中的重金屬離子；投加石灰中和酸性污水產(chǎn)生的沉渣以及酸、堿污水中和處理產(chǎn)生的沉渣均稱為化學(xué)污泥或化學(xué)沉渣。在給水處理過程中，在原水被凈化時也會產(chǎn)生各種污泥，主要是各種化學(xué)污泥，即經(jīng)化學(xué)處理后，除含有原廢水中的懸浮物外，還含有化學(xué)藥劑所產(chǎn)生的沉淀物，易于脫水與壓實。2．污泥的性質(zhì)指標(biāo)用于表示污泥性質(zhì)的主要指標(biāo)有：(1)污泥含水率(2)揮發(fā)性固體(3)可消化程度(4)濕污泥相對密度與干污泥相對密度(5)污泥肥分(6)污泥重金屬離子含量18污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分?jǐn)?shù)稱為污泥含水率。污泥的含水率一般都很高，比重接近于1。污泥的體積、重量及所含固體物濃度之間的關(guān)系，可用下式表示：式中p1，V1，Wl，Cl：污泥含水率為p1時的污泥體積、重量與固體物濃度；p2，V2，W2，C2：污泥含水率變?yōu)閜2時的污泥體積、重量與固體物濃度。(1)污泥含水率=V1例題:污泥含水率從97.5％降低到95％時，求污泥體積12100?97.5 100?95=V1

100?p1100?p2解由

V2=V1可見污泥含水率從97.5％降低至95％，體積減少一半。上式適用于含水率大于65％的污泥。因含水率低于65％以后，體積內(nèi)出現(xiàn)很多氣泡，體積與重量不再符合上式關(guān)系。

19(2)揮發(fā)性固體(或稱灼燒減重)和灰分(或稱灼燒殘渣)揮發(fā)性固體近似地等于有機(jī)物含量；灰分表示無機(jī)物含量。(3)可消化程度污泥中的有機(jī)物，是消化處理的對象。一部分是可被消化降解的(或稱可被氣化，無機(jī)化)；另一部分是不易或不能被消化降解的，如脂肪、合成有機(jī)物等。用可消化程度表示污泥中可被消化降解的有機(jī)物數(shù)量?？上潭扔孟率奖硎?×100pV2pS1pV1pS2Rd=(1?式中Rd：可消化程度，％；pSl，pS2:分別表示生污泥及消化污泥的無機(jī)物含量，％；pV1，pV2:分別表示生污泥及消化污泥的有機(jī)物含量，％。因此消化污泥量可用下式計算：)]

Rd100

pV1100

pV1100(1?)+[(1?(100?p1)V1

100?pdVd=式中Vd——消化污泥量，m3／d；pd——消化污泥含水率，％，取周平均值Vl——生污泥量，m3／d，取周平均值；p1——生污泥含水率，％，取周平均值；pV1——生污泥有機(jī)物含量，％；Rd——可消化程度，％，取周平均值。p+=

100γspγs+(100?p)p+(100?p) 100?p

γsγ=(4)濕污泥相對密度與干污泥相對密度濕污泥重量等于污泥所含水分重量與干固體重量之和。濕污泥比重等于濕污泥重量與同體積的水重量之比值。由于水的相對密度為1，所以濕污泥的相對密度γ可用下式計算：

100γfγV100γV+pV(γf?γV)γs=式中:γ濕污泥相對密度；p:濕污泥含水率，％；γs污泥中干固體物質(zhì)平均相對密度，即干污泥相對密度干固體中，有機(jī)物(即揮發(fā)性固體)所占百分比及其相對密度分別用pv，rv表示，無機(jī)物(即灰分)的相對密度用rf表示，則干污泥平均相對密度rs可用下

100pV100?pV

γsγVγf有機(jī)物相對密度一般等于1，無機(jī)物相對密度約為2.5~2.65，以2.5計，則上式可簡化故濕污泥相對密度為確定濕污泥相對密度和干污泥相對密度，對于濃縮池的設(shè)計、污泥運(yùn)輸及后續(xù)處理，都有實用價值

250100+1.5pVγs=

25000250p+(100?p)(100+1.5pV)γ=例2已知初次沉淀池污泥的含水率為95％，有機(jī)物含量為65％。求干污泥相對密度和濕污泥相對密度。解：干污泥相對密度用下式計算濕污泥相對密度用下式計算=1.26

250100+1.5×65=

250100+1.5pVγs==1.008

100×1.2695×1.26+(100?95)=

100γspγs+(100?p)γ=污泥類別總氮(%)磷(以P2O5計）(％)鉀（以K2O計）(％)有機(jī)物(％)初沉污泥2～31～30.1～0.550～60活性污泥3.3～7.70.78～4.30.22～0.4460～70消化污泥1.6～3.40.6～0.825～30(5)污泥肥分污泥中含有大量植物生長所必需的肥分(氮、磷、鉀)、微量元素及土壤改良劑(有機(jī)腐殖質(zhì))。我國城市污水處理廠各種污泥所含肥分見下表。我國城市污水處理廠污泥肥份表28(6)污泥重金屬離子含量污泥中重金屬離子含量，決定于城市污水中工業(yè)廢水所占比例及工業(yè)性質(zhì)。污水經(jīng)二級處理后，污水中重金屬離子約有50％以上轉(zhuǎn)移到污泥中。因此污泥中的重金屬離子含量一般都較高。故當(dāng)污泥作為肥料使用時，要注意重金屬離子含量是否超過我國農(nóng)林業(yè)部規(guī)定的《農(nóng)用污泥標(biāo)準(zhǔn)》。下表列舉我國城市污水處理廠污泥中重金屬含量的范圍。重金屬離子名稱Hg汞Cd鎘Cr鉻Pb鉛As砷Zn鋅Cu銅Ni鎳含量范圍4.63-1383.6-24.19.2-54085-240012.4-560300-111955-46030-47.5農(nóng)林業(yè)部農(nóng)用污泥標(biāo)準(zhǔn)(GB4284-84)5560030075500250100酸性土壤pH<6.5;中性或堿性土壤pH》6.515201000100075100050020029我國城市污水處理廠污泥中重金屬成分及含量(mg/Kg)303.污泥量、污泥的水力特性及輸送的計算（1）、污泥量計算（2）、污泥的輸送（3）、污泥流動的水力特性與水力計算

（1）污泥量計算初次沉淀污泥量根據(jù)污水中懸浮物濃度、污水流量、去除率及污泥含水率，用下式計算：式中V：初次沉淀污泥量，m3／d；

100C0ηQ103(100?p)ρV=C0：進(jìn)水懸浮物濃度，mg/L；p：污泥含水率，％；Q：污水流量；m3／d；η：去除率，％；ρ：沉淀污泥密度，以1000kg／m3計。上式適用于初次沉淀池，二次沉淀池的污泥量也可近似地按該式計算，η以80％計。剩余活性污泥量還可用用下式進(jìn)行計

ΔX fXr消化污泥量)]

Rd100

pV1100

pV1100(1?)+[(1?(100?p1)V1

100?pdVd=（2）污泥的輸送污泥在污水處理廠內(nèi)進(jìn)行處理的過程中；某些城市或地區(qū)，若有數(shù)座污水處理廠，各廠的污泥需集中到某個廠或某地進(jìn)行處理時；污泥最終處置或利用時都需要對污泥進(jìn)行短距離或長距離(數(shù)百米至數(shù)十公里)的輸送。1）輸送的方法2）污泥輸送設(shè)備351）污泥輸送的方法污泥輸送的主要方法有①管道(壓力管道或重力管道)②卡車③駁船④以及它們的組合方法。采用何種方法決定于污泥的數(shù)量與性質(zhì)；污泥處理的方案；輸送距離與費(fèi)用；最終處置與利用的方式等因素。①管道輸送污泥管道輸送是污水處理廠內(nèi)或長距離輸送的常用方法。對污泥進(jìn)行長距離輸送時，應(yīng)符合下列5個條件：a\污泥輸送的目的地相當(dāng)穩(wěn)定：因鋪設(shè)長距離管道，投資較大，線路不能隨時改變；b\污泥的流動性能較好，含水率較高；c\污泥所含油脂成分較少，不會粘附于管壁縮小管徑增加阻力；d\污泥的腐蝕性低，不會對管材造成腐蝕或磨損；e\污泥的流量較大，一般應(yīng)超過30m3/h管道輸送，可分為重力管道與壓力管道兩種。重力管道輸送時，距離不宜太長，管坡常用0.01－0.02，管徑不小于200mm，中途應(yīng)設(shè)置清通口，以便在堵塞時用機(jī)械清通或高壓水(污水處理廠出水)沖洗。壓力管道輸送時，需要進(jìn)行詳細(xì)的水力計算(詳后)。與其他污泥輸送方法比較，管道輸送具有衛(wèi)生條件好，沒有氣味與污泥外溢，操作方便并利于實現(xiàn)自動化控制，運(yùn)行管理費(fèi)用低。主要缺點(diǎn)是一次性投資大，一旦建成后，輸送的地點(diǎn)固定，較不靈活。38②卡車輸送卡車輸送不受運(yùn)輸目的地的限制，也不受污泥性質(zhì)、含水率的影響，也不需要經(jīng)過中間轉(zhuǎn)運(yùn)，可以隨著季節(jié)的變化或地點(diǎn)的變化，把污泥直接運(yùn)到進(jìn)行利用或處理的地方(如灌溉、填地、排?；蚣刑幚?。所以，卡車輸送雖然運(yùn)費(fèi)較高，但方便靈活，特別對于中、小型污水處理廠，可以考慮選用?？ㄜ囕斔蜁r，要采取嚴(yán)格的防止氣味或污泥外漏的措施，避免造成環(huán)境污染，放最好使用液槽車，如果運(yùn)輸脫水泥餅，則可采用翻斗車、便于裝卸。39③駁船輸送駁船輸送適用于不同含水率的污泥。含水率較高、流動性能較好的污泥可以采用污泥泵裝船或卸船，或從污泥管道直接裝船并用污泥泵卸船。脫水泥餅可采用抓斗或皮帶輸送機(jī)裝船和卸船?？梢詫?shù)座中、小型污水處理廠的污泥用卡車或管道輸送到污泥中轉(zhuǎn)站，然后根據(jù)季節(jié)的變化或地點(diǎn)的變化，用駁船把污泥輸送到利用或處理的地方。所以駁船輸送也相當(dāng)靈活，運(yùn)行費(fèi)用也較低。上述3種污泥輸送的方法，可以根據(jù)不同的條件與需要，互相組合使用，如管道一駁船，卡車一駁船，管道一卡車等，組合成最經(jīng)濟(jì)而且又靈活方便的輸送系統(tǒng)。若以管道輸送的建設(shè)投資、運(yùn)行管理費(fèi)及每輸送1m距離的成本為“1”單位，對管道、卡車與駁船輸送的綜合經(jīng)濟(jì)比較列于下表，供參考。投資管理費(fèi)輸送1m的成本管道輸送111駁船裝運(yùn)0.82～1.302.60～4.006卡車輸送2.25～7.0027.0～34.03041管道、卡車、駁船輸送綜合經(jīng)濟(jì)比較表2)污泥輸送設(shè)備污泥進(jìn)行管道輸送或裝卸卡車、駁船時，需要抽升設(shè)備，污泥泵或渣泵。輸送污泥用的污泥泵，在構(gòu)造上必須滿足不易被堵塞與磨損，不易受腐蝕等基本條件。已經(jīng)有效地用于污泥抽升的設(shè)備有隔膜泵、旋轉(zhuǎn)螺栓泵、螺旋泵、混流泵及柱塞泵等，它們的構(gòu)造見教材圖。此外，還有PW型、PWL型離心泵。a\旋轉(zhuǎn)螺栓泵見教材P581圖17－1c\螺旋泵見教材P582圖17－2d\多級柱塞泵見教材P582圖17－344（3）、污泥流動的水力特性與水力計算1）、污泥流動的水力特性2）、壓力輸泥管道的沿程水頭損失3）、壓力輸泥管的局部水頭損失451）、污泥流動的水力特性污泥在含水率較高(高于99％)的狀態(tài)下，屬于牛頓流體，流動的特性接近于水流。隨著固體濃度的增高，污泥的流動顯示出半塑性或塑性流體的特性，必須克服初始剪力τ0以后才能開始流動，固體濃度越高，τ0值也越大。所以污泥流動特性不同于水流。污泥流動的阻力，在層流條件下，由于τ0值的存在，阻力很大，因此污泥輸送管道的設(shè)計，常采用較大流速，使泥流處于紊流狀態(tài)。污泥流動的下臨界速度約為1.1m／s，上臨界速度約為1.4m／s。污泥壓力管道的最小設(shè)計流速為1.0~2.0m/s。hf=6.82(1.17)(v1.852）、壓力輸泥管道的沿程水頭損失哈森－威廉姆斯(HazenWilliams)紊流公式hf:輸泥管沿程水頭損失，m；L:輸泥管長度，m；D:輸泥管管徑，m；v:污泥流速，m／s；CH:哈森－威廉姆斯系數(shù)，其值決定于污泥濃度，適用于各種類型的污泥，根據(jù)污泥濃度，查下表得。)CH

LD污泥濃度(%)CH值污泥濃度(%)CH值0.01006.0452.0818.5324.06110.125污泥濃度與CH值4849長距離管道輸送時，由于污泥，特別是生污泥、濃縮污泥，可能含有油脂、固體濃度較高，使用時間長后，管壁被油脂粘附以及管底沉積，水頭損失增大。為安全考慮，用哈森－威廉姆斯紊流公式計算出的水頭損失值，應(yīng)乘以水頭損失系數(shù)K。K值與污泥類型及污泥濃度有關(guān)，可查教材圖17-4。根據(jù)計算所得水頭損失值，選擇污泥泵。5051由上圖可知，污泥濃度在1％～6％之間時，消化污泥的K值變化不大，約為1.0~1.5；生污泥及其濃縮污泥的K值提高較大，約為1.0~4.0之間。根據(jù)乘以K值后的水頭損失值選泵，則運(yùn)行更為可靠。例某城市污水處理廠的設(shè)計污泥流量為226.8m3/h(0.063m3/s)，含水率98％(污泥濃度為2％)。用管道輸送至農(nóng)場長期利用，管道長度為5km，求管道輸送時的水頭損失值。解因污泥流量為0.063m3/s，采用紊流狀態(tài)輸送污泥，取流速為2.0m/s，管徑為200mm。水頭損失值用哈森－威廉姆斯紊流公式計算：因污泥含水率為98％，即污泥濃度為2％，查教材表8－4得系數(shù)CH＝81。hf=6.82(1.17)(v1.850.221.85若輸送的污泥是消化污泥，根據(jù)污泥濃度為2％，查教材圖8－3，得K＝1.03，修正后的水頭損失為：

hf＝1.03×238.5＝245.6m若輸送的污泥是生污泥，查教材圖8－3，得K＝1.2，修正后的水頭損失值為

hf＝1.2×238.5＝286.2m根據(jù)修正后的水頭損失值選污泥泵。

LDCH)81)()5000

1.17=238.5m=6.82(3）、壓力輸泥管的局部水頭損失長距離輸泥管道的水頭損失，主要是沿程水頭損失。局部水頭損失所占比重很小，故可忽略不計。但污水處理廠內(nèi)部的輸泥管道，因輸送距離短，局部水頭損失必須計算。局部水頭損失值的計算公式見下式。式中hi：局部阻力水頭損失，m；ξ：局部阻力系數(shù)，見教材表8－5v：管內(nèi)污泥流速，m／s；g：重力加速度9.8m／s2。5657CEEE;BeijingTech17.3污泥濃縮

初次沉淀池泥含水率介于95％～97％，剩余活 性污泥達(dá)99％以上。因此污泥的體積非常大， 對污泥的后續(xù)處理造成困難。

污泥濃縮的目的在于減容。

污泥中所含水分大致分為4類：

1、顆粒間的空隙水，約占總水分的70％；

2、毛細(xì)水，即顆粒間毛細(xì)管內(nèi)的水，約占20

％；

3\4、污泥顆粒吸附水和顆粒內(nèi)部水，約占l0％

GaoJ.F.58CEEE;BeijingTech吸附水

內(nèi)部水毛細(xì)水

污泥水分示意圖

GaoJ.F.空隙水59CEEE;BeijingTech降低含水率的方法有：1\濃縮法、用于降低污泥中的空隙水，因空隙水所占比例最大．故濃縮經(jīng)減容的主要方法：2\自然干化法和機(jī)械脫水法，主要脫除毛細(xì)水；3\干燥與焚燒法，主要脫除吸附水與內(nèi)部水不同脫水方法的脫水效果列于下表(教材表17－5。)

GaoJ.F.脫水方法脫水裝置脫水后含水率脫水后狀態(tài)濃縮法重力濃縮\氣浮濃縮\離心濃縮95~97近似糊狀自然干化法自然干化場\曬砂廠70~80泥餅狀機(jī)械脫水真空吸濾法真空轉(zhuǎn)鼓\真空轉(zhuǎn)盤等60~80泥餅狀壓濾法板框壓濾機(jī)45~80泥餅狀滾壓帶法滾壓帶式壓濾機(jī)78~86泥餅狀離心法離心機(jī)80~85泥餅狀干燥法各種干燥設(shè)備10~40粉狀\粒狀焚燒法各種焚燒設(shè)備0~10灰狀60CEEE;BeijingTech不同脫水方法及脫水效果表

GaoJ.F.61CEEE;BeijingTech17.3.1重力濃縮理論1、迪克(Dick)理論2、柯伊—克里維什理論（自學(xué)）3、肯奇(Kynch)理論（自學(xué)）17.3.2污泥濃縮工藝1、重力濃縮法2、氣浮濃縮法3、離心濃縮法

GaoJ.F.62CEEE;BeijingTech17.3.1重力濃縮理論

污泥減容為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。

如后續(xù)處理是厭氧消化，消化池的容積、加熱量、 攪拌能耗都可大大降低。 如后續(xù)處理為機(jī)械脫水，調(diào)整污泥的混凝劑用量、 機(jī)械脫水設(shè)備的容量可大大減小。

重力濃縮構(gòu)筑物稱重力濃縮池。根據(jù)運(yùn)行方式不 問?？煞譃檫B續(xù)式重力濃縮池、間歇式重力濃縮 池兩種。

GaoJ.F.63CEEE;BeijingTech1、迪克(Dick)理論迪克

:1969年采用靜態(tài)濃縮試驗的方法，分析了連續(xù)式重力濃縮池的工況。試驗是在教材圖17－8所示裝置中進(jìn)行。引入了濃縮池橫斷面的固體通量這一概念：即單位時間內(nèi),通過單位面積的固體重量叫固體通量,kg/(m2·h)。

GaoJ.F.64GaoJ.F.CEEE;BeijingTech65CEEE;BeijingTech當(dāng)濃縮池運(yùn)行正常時，池中固體量處于動平衡狀態(tài)，見下圖所示。單位時間內(nèi)進(jìn)入濃縮池的固體重量，等于排出濃縮池的固體重量(上清液所含固體重量忽略不計)。通過濃縮池任一斷面的固體通量，由兩部分組成，一部分是濃縮池底部連續(xù)排泥所造成的向下流固體通量；另一部分是污泥自重壓密所造成的固體通量。

GaoJ.F.66GaoJ.F.CEEE;BeijingTech67CEEE;BeijingTech向下流固體通量設(shè)圖中，斷面I－I處的固體濃度為Ci，通過該斷面的向下流固體通量：Gu=uCi式中Gu：向下流固體通量。kg／(m2·h)；u:向下流流速，即由于底部排泥導(dǎo)致產(chǎn)生的界面下降速度。m／h。若底部排泥量為Qu（m3／h），濃縮池斷面積為Am2，則u＝Qu/A，運(yùn)行資料統(tǒng)計表明，活性污泥濃縮池的u一般為0.25～0.51m／h；Ci:斷面I－I處的污泥固體濃度，kg／m3。由上式(Gu=uCi)可見，當(dāng)u為定值時，Gu與Ci成直線關(guān)系。見圖8－7(b)中的直線1。

GaoJ.F.68GaoJ.F.CEEE;BeijingTech69CEEE;BeijingTech自重壓密固體通量在試驗裝置中，用同一種污泥的不同固體濃度，(C1、C2、Ci、Cn)分別做靜態(tài)濃縮試驗，作時間與界面高度關(guān)系曲線，(見圖17－9a)。然后作每條濃縮曲線的界面沉速，即通過每條濃縮曲線的起點(diǎn)作切線，切線與橫坐標(biāo)相交，得沉降時間(t1、t2、ti、tn)。則該濃度的界面沉速vi＝H0/ti(m／h)，故自重壓密固體通量為：Gi=viCi式中Gi:自重壓密固體通量，kg／(m2·h)；

vi:污泥固體濃度為Ci時的界面沉速，m/h。

GaoJ.F.70CEEE;BeijingTech根據(jù)式(Gi=viCi)，可作Gi－Ci關(guān)系曲線，見圖17－9(b)中的曲線2。固體濃度低于500mg/L時，不會出現(xiàn)泥水界面，故曲線2不能向左延伸。Cm即等于形成泥水界面的最低濃度?？偣腆w通量濃縮他任一斷面的總固體通量等于式(Gu=uCi8－21)和式(Gi=viCi8－22)之和，即圖17－9中曲線1與2疊加得曲線3。

GaoJ.F.71CEEE;BeijingTechG=Gu+Gi＝uCi＋viCi＝Ci(u+vi)圖17－9(b)，曲線3即用靜態(tài)試驗的方法，表征連續(xù)式重力濃縮池的工況。經(jīng)曲線3的最低點(diǎn)b作切線截縱坐標(biāo)于GL點(diǎn)，最低點(diǎn)b的橫坐標(biāo)為CL稱為極限固體濃度，其物理意義是：固體濃度如果大于CL，就通不過這個截面。

GaoJ.F.72CEEE;BeijingTechGL就是極限固體通量，其物理意義是：在濃縮池的深度方向，必存在著一個控制斷面，這個控制斷面的固體通量最小，即GL。其他斷面的固體通量都大于GL。因此濃縮池的設(shè)計斷面面積應(yīng)該是：Q0C0

GL

GaoJ.F.A≥73CEEE;BeijingTech式中A：濃縮池設(shè)計表面積，m2；Q0：入流污泥量，m3/h；C0：入流污泥固體濃度，

kg／m3；GL:極限固體通量，kg／(m2·h)。Q0，C0是已知數(shù)，GL值可通過試驗或參考同類性質(zhì)污水廠的濃縮池運(yùn)行數(shù)據(jù)。

GaoJ.F.74CEEE;BeijingTech2)柯伊—克里維什理論（自學(xué)）3)肯奇(Kynch)理論（自學(xué)）

GaoJ.F.75CEEE;BeijingTech17.3.2污泥濃縮工藝

1、重力濃縮法

2、氣浮濃縮法

3、離心濃縮法

GaoJ.F.76CEEE;BeijingTech1、重力濃縮法

間歇式重力濃縮 池

GaoJ.F.77CEEE;BeijingTech2)連續(xù)式污泥濃縮池

GaoJ.F.78CEEE;BeijingTech2、氣浮濃縮法

氣浮濃縮法主要適用于密度接近于1、疏 水的污泥，或容易發(fā)生膨脹的污泥，一 般多采用的是壓力溶氣氣浮法。

GaoJ.F.79GaoJ.F.CEEE;BeijingTech80CEEE;BeijingTech3、離心濃縮法

離心濃縮法是利用污泥中的固體即污泥與其中 的液體即水之間的密度有很大的不同，因此在 高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)中具有不同的離心力，從而 可以使二者分離。一般離心濃縮機(jī)可以連續(xù)工 作，污泥在離心濃縮機(jī)中的HRT僅為3min， 而出泥的含固率可達(dá)4%以上，即出泥的含水 率可以達(dá)到96%以下。

GaoJ.F.81CEEE;BeijingTech17.4污泥的厭氧消化17.4.117.4.217.4.317.4.417.4.5厭氧消化的機(jī)理厭氧消化動力學(xué)厭氧消化的影響因素厭氧消化池池形、構(gòu)造與設(shè)計消化池的運(yùn)行與管理

GaoJ.F.82CEEE;BeijingTech17.4.1厭氧消化的機(jī)理同污水的厭氧消化

GaoJ.F.83CEEE;BeijingTech17.4.2厭氧消化動力學(xué)

在厭氧消化條件下，BOD5的去除也遵循 一級反應(yīng)動力學(xué)規(guī)律。

由于甲烷發(fā)酵階段是厭氧消化速率的控 制因素，因此，厭氧消化反應(yīng)動力學(xué)是 以該階段作為基礎(chǔ)建立的。

GaoJ.F.=Y???bX84CEEE;BeijingTech厭氧消化反應(yīng)動力學(xué)方程式：dX dtdS dt?dS??dt?

kSXKS+S=dX dt=μ=YkS?b XKS+S

GaoJ.F.85GaoJ.F.CEEE;BeijingTech86CEEE;BeijingTech用上式進(jìn)行物料衡算，可推導(dǎo)出細(xì)菌增殖速率與生物體平均停留時間θC之間的關(guān)系式，即：解上式得

GaoJ.F.87CEEE;BeijingTech底物降解效率E按下式計算

GaoJ.F.88CEEE;BeijingTech17.4.3厭氧消化的影響因素

因甲烷發(fā)酵階段是厭氧消化反應(yīng)的控制因 素，因此厭氧反應(yīng)的各項影響因素也以對甲 烷菌的影響因素為準(zhǔn)。

GaoJ.F.89CEEE;BeijingTech1．溫度2．生物固體停留時間(污泥齡)與負(fù)荷3．?dāng)嚢韬突旌?、碳氮比5、pH值與酸堿度6、有毒物質(zhì)

GaoJ.F.90CEEE;BeijingTech1．溫度

甲烷菌對于溫度的適應(yīng)性，可分為兩 類，即中溫甲烷菌(適應(yīng)溫度區(qū)為30～

36℃)；高溫甲烷菌(適應(yīng)溫度區(qū)為50～

53℃)。兩區(qū)之間的溫度，反應(yīng)速度反而 減退。可見消化反應(yīng)與溫度之間的關(guān)系 是不連續(xù)的。溫度與有機(jī)物負(fù)荷、產(chǎn)氣 量關(guān)系見下圖

GaoJ.F.91GaoJ.F.CEEE;BeijingTech92GaoJ.F.CEEE;BeijingTech93CEEE;BeijingTech利用中溫甲烷菌進(jìn)行厭氧消化處理的系統(tǒng)叫中溫消化，利用高溫甲烷菌進(jìn)行消化處理的系統(tǒng)叫高溫消化。中溫消化條件下，揮發(fā)性有機(jī)物負(fù)荷為0.6~1.5kg／(m3·d)，產(chǎn)氣量約l~1.3m3／(m3·d)；而高溫消化條件下，揮發(fā)性有機(jī)物負(fù)荷為2.0~2.8kg／(m3·d)，產(chǎn)氣量約3.0~4.0m3／(m3·d)。

GaoJ.F.94CEEE;BeijingTech中溫或高溫厭氧消化允許的溫度變動范圍為1.5~2.0℃。當(dāng)有3℃的變化時，就會抑制消化速率，有5℃的急劇變化時，就會突然停止產(chǎn)氣，使有機(jī)酸大量積累而破壞厭氧消化。消化溫度與消化時間的關(guān)系，消化時間是指產(chǎn)氣量達(dá)到總量的90％所需時間。兩者關(guān)系見圖17－13。

GaoJ.F.95CEEE;BeijingTech由圖17－13可見，中溫消化的消化時間約為20d-30d，高溫消化約為10d-15d。因中溫消化的溫度與人體溫接近，故對寄生蟲卵及大腸菌的殺滅率較低；高溫消化對寄生蟲卵的殺滅率可達(dá)99％，對大腸菌指數(shù)可達(dá)10-100，能滿足衛(wèi)生要求(衛(wèi)生要求對蛔蟲卵的殺滅率95％以上，大腸菌指數(shù)10一100).

GaoJ.F.96CEEE;BeijingTech2．生物固體停留時間(污泥齡)與負(fù)荷

消化池的容積負(fù)荷和水力停留時間(即消 化時間)的關(guān)系見下圖。厭氧消化效果的 好壞與污泥齡有直接關(guān)系，泥齡的表達(dá) 式與定義是

GaoJ.F.97GaoJ.F.CEEE;BeijingTech98GaoJ.F.CEEE;BeijingTech99CEEE;BeijingTech有機(jī)物降解程度是污泥齡的函數(shù)，而不是進(jìn)水有機(jī)物的函數(shù)。消化池的容積設(shè)計應(yīng)按有機(jī)負(fù)荷污泥齡或消化時間設(shè)計。所以只要提高進(jìn)泥的有機(jī)物濃度，就可以更充分地利用消化池的容積。由于甲烷菌的增殖較慢．對環(huán)境條件的變化十分敏感，因此，要獲得穩(wěn)定的處理效果就需要保持較長的污泥齡。

GaoJ.F.100CEEE;BeijingTech消化池的有效容積

GaoJ.F.101CEEE;BeijingTech消化池的投配率是每日投加新鮮污泥體積占消化池有效容積的百分?jǐn)?shù)。投配率是消化池設(shè)計的重要參數(shù)，投配率過高，消化池內(nèi)脂肪酸可能積累，pH下降，污泥消化不完全，產(chǎn)氣率降低；投配率過低，污泥消化較完全，產(chǎn)氣率較高，消化池容積大，基建費(fèi)用增高。

GaoJ.F.102CEEE;BeijingTech根據(jù)我國污水處理廠的運(yùn)行經(jīng)驗，城市污水處理廠污泥中溫消化的投配率以5％~8％為宜相應(yīng)的消化時間為1/5%=20d-1/8%=12.5d

GaoJ.F.103CEEE;BeijingTech3．?dāng)嚢韬突旌?/p>

厭氧消化是由細(xì)菌體的內(nèi)酶和外酶與底物進(jìn)行 的接觸反應(yīng)。因此必須使兩者充分混合。 攪拌的方法—般有：泵加水射器攪拌法；消化 氣循環(huán)攪拌法和混合攪拌法等。 使整個消化池內(nèi)的溫度、底物、甲烷細(xì)菌分布 均勻，并能避免在消化池的表面結(jié)成泥殼，加 速消化氣的釋放

GaoJ.F.104CEEE;BeijingTech4、碳氮比

含氮量過低，碳氮比過高，則組成細(xì)菌 的氮量不足，消化液中的HCO3-（以碳 酸氫氨的形式存在）濃度低、緩沖能力 差，pH容易下降 反之，含氮量過高，碳氮比太低，胺鹽 過度累積，pH會上升至8.0以上，也會 抑制甲烷細(xì)菌的生長。

GaoJ.F.105CEEE;BeijingTech一般碳氮比在(10~20)：1時，消化效果比較好。初次沉淀池的碳氮比為10：1，剩余污泥的碳氮比為5：1。因此剩余污泥單獨(dú)消化時效果較差。農(nóng)村沼氣池，用糞便消化時，含氮量過高，碳氮比太低。因此必須投加雜草、莖桿等提高碳氮比，增加產(chǎn)氣量

GaoJ.F.106CEEE;BeijingTech5、pH值與酸堿度

這是非常重要的控制因素 甲烷細(xì)菌的適宜pH為6.6~7.8，最佳pH在6.8～

7.2之間。pH下降至5以下，對甲烷細(xì)菌有毒 害作用。如果有一段pH較低，甲烷細(xì)菌會大 量死亡，即使pH恢復(fù)至中性，厭氧消化效率 也不易恢復(fù)。 而在高pH值時（如高于7.8），只要恢復(fù)到中 性，甲烷消化的效率就能很快恢復(fù)

GaoJ.F.107CEEE;BeijingTech消化池中有機(jī)酸累積時，要消耗大量的HCO3-，使消化液的緩沖能力下降甚至喪失。

RCOOH+HCO3?+H2O→RCOO?+CO2+2H2O堿度降低，即預(yù)示著pH值要下降。所以測定堿度可以預(yù)知消化進(jìn)行的情況如何

GaoJ.F.108CEEE;BeijingTech6、有毒物質(zhì)

所謂“有毒”是相對的，事實上任何一種物質(zhì)對 甲烷消化都有兩方面的作用，即有促進(jìn)甲烷細(xì) 菌生長的作用與抑制甲烷細(xì)菌生長的作用。關(guān) 鍵在于它們的濃度界限，即毒閾濃度。 教材表8－15列舉某些物質(zhì)的毒閾濃度。低于 毒閾濃度下限，對甲烷細(xì)菌生長行促進(jìn)作用； 在毒閾濃度范圍內(nèi)，有中等抑制作用，如果濃 度是逐漸增加，則甲烷細(xì)菌可被馴化，超過毒 閾濃度上限，對甲烷細(xì)菌有強(qiáng)烈的抑制作用。

GaoJ.F.109CEEE;BeijingTech重金屬離子對甲烷消化的抑制作用有兩個方面：(1)與酶結(jié)合，產(chǎn)生變性物質(zhì)，使酶的作用消失。(2)重金屬離子及氫氧化物的絮凝作用，使酶沉淀。

GaoJ.F.110CEEE;BeijingTech陰離子的毒害作用：陰離子的毒害作用，主要是S2－。

S2－的來源有兩種(1)由無機(jī)硫酸鹽還原而來。(2)由蛋白質(zhì)分解釋放出S2－。

GaoJ.F.111CEEE;BeijingTech硫的有利方面是：低濃度硫是細(xì)菌生長所需要的元素，可促進(jìn)消化進(jìn)程；硫直接與重金屬絡(luò)合形成硫化物沉淀。硫的有害方面是：若重金屬離子較少，則消化液中過多的H2S將釋放出進(jìn)入消化氣中，降低消化氣的質(zhì)量并腐蝕金屬設(shè)備(管道、鍋爐等)；降低甲烷的產(chǎn)量。

GaoJ.F.112CEEE;BeijingTech

氨的毒害作用蛋白質(zhì)或尿素厭氧消化形成氨。氨的含量過高，對甲烷消化有抑制作用。NH3的毒性大于NH4+。所以在蛋白質(zhì)或尿素含量高時，更應(yīng)注意這點(diǎn)。例如尿或豬糞消化，就可能產(chǎn)生NH3毒性

GaoJ.F.113CEEE;BeijingTech17.4.4厭氧消化池池形、構(gòu)造與設(shè)計

1．池形

2．構(gòu)造與設(shè)計

3．兩級厭氧消化

4．兩相厭氧消化

5．消化池的運(yùn)行與管理(自學(xué)）

6．自然消化——雙層沉淀池(自學(xué)) 7．污泥的好氧消化(自學(xué)）

GaoJ.F.114CEEE;BeijingTech1．池形消化池的基本池形有圓柱形和蛋形兩種。

高碑店污水處理廠

GaoJ.F.115CEEE;BeijingTech德國柏林某污水處理廠

GaoJ.F.116GaoJ.F.CEEE;BeijingTech117GaoJ.F.CEEE;BeijingTech118GaoCEEE;BeijingTech大型消化池可采用蛋形，容積可做到10000m3以上，蛋形消化池在工藝與結(jié)構(gòu)方面有如下優(yōu)點(diǎn)：①攪拌充分、均勻，無死角，污泥不會在池底固結(jié)；②池內(nèi)污泥的表面積小，即使生成浮渣，也容易清除；③在池容相等的條件下，池子總表面積比圓柱形小，故散熱面積小，易于保溫；④蛋形的結(jié)構(gòu)與受力條件最好，如采用鋼筋混凝土：結(jié)構(gòu)，可節(jié)省材料；⑤防滲水性能好，聚集沼氣效果好。蛋形殼體曲線做法如圖17－14(b)所示，杭州市四堡污水廠，采用蛋形消化池。J.F.119CEEE;BeijingTech2．構(gòu)造與設(shè)計

消化池的構(gòu)造主要包括污泥的投配、排 泥及溢流系統(tǒng)，沼氣排出、收集與貯氣 設(shè)備、攪拌設(shè)備及加溫設(shè)備等。

GaoJ.F.120CEEE;BeijingTech(1)投配、排泥與溢流系統(tǒng)1)污泥投配：生污泥(包括初沉污泥、腐殖話泥及經(jīng)濃縮的剩余活性污泥)，需先排入消化池的污泥投配池，然后用污泥泵抽送至消化池。污泥投配池一般為矩形、至少設(shè)兩個，池容根據(jù)生污泥量及投配方式確定，常用12h的貯泥量設(shè)計。投配池應(yīng)加蓋、設(shè)排氣管及溢流管。如果采用消化池外加熱生污泥的方式，則投配池可兼作污泥加熱池。

GaoJ.F.121CEEE;BeijingTech2)排泥：消化池的排泥管設(shè)在池底，依靠消化池內(nèi)的靜水壓力將熟污泥排至污泥的后續(xù)處理裝置。3)溢流裝置：消化池的投配過量、排泥不及時或沼氣產(chǎn)量與用氣量不平衡等情況發(fā)生時，沼氣室內(nèi)的沼氣受壓縮，氣壓增加甚至可能壓破池頂蓋。因此消化池必須設(shè)置溢流裝置，及時溢流，以保持沼氣室壓力恒定：溢流裝置必須絕對避免集氣罩與大氣相通。溢流裝置常用形式有倒虹管式、大氣壓式及水封式等3種。

GaoJ.F.122CEEE;BeijingTech溢流裝置的管徑一般不小于200mm

GaoJ.F.123CEEE;BeijingTech(2)沼氣的收集與貯存設(shè)備由于產(chǎn)氣量與用氣量常常不平衡，所以必須設(shè)貯氣柜進(jìn)行調(diào)節(jié)。泄氣從集氣罩通過沿氣管輸送別貯氣柜。沼氣管的管徑按日平均產(chǎn)氣景計算，管內(nèi)流速按7～15m／s計，當(dāng)消化池采用消氣循環(huán)攪拌時，則計算管徑時應(yīng)加入攪拌循環(huán)所需沼氣量。貯電柜有低壓浮蓋式與高壓球形罐兩種，見下圖。貯氣柜的容積一般按平均日產(chǎn)氣量的25％～40％，即6～10h的平均產(chǎn)氣量計算。

GaoJ.F.124GaoJ.F.CEEE;BeijingTech125CEEE;BeijingTech(3)攪拌沒備攪拌的目的是使池內(nèi)污泥溫度與濃度均勻，防止污泥分層或形成浮渣層，緩沖池內(nèi)堿度，從而提高污泥分解速度。當(dāng)消化池內(nèi)各處污泥濃度相差水超過10％時，被認(rèn)為混合均勻。消化池的攪拌方法有沼氣攪拌，泵加水射器攪拌及聯(lián)合攪拌等3種可用連續(xù)攪拌；也可用間歇攪拌，在5～10h內(nèi)將全池污泥攪拌一次。

GaoJ.F.126CEEE;BeijingTech1)泵加水射器攪拌生污泥用污泥泵加壓后，射入水射器，水射器頂端浸沒在污泥面以下0.2~0.3m，泵壓應(yīng)大于：0.2MPa，生污泥量與水射器吸入的污泥量之比為1：3~5。消化池池徑大于10m時，可設(shè)2個或2個以上水射器。根據(jù)需要，加壓后的污泥也可從中位管壓入消化池進(jìn)行補(bǔ)充攪拌。

GaoJ.F.127CEEE;BeijingTech2)聯(lián)合攪拌法聯(lián)合攪拌法的特點(diǎn)是把生污泥加溫、沼氣攪拌聯(lián)合在一個裝置內(nèi)完成：經(jīng)空氣壓縮機(jī)加壓后的沼氣以及經(jīng)污泥泵加壓后的生污泥分別從熱交換器(兼作生、熟污泥與沼氣的混合器)的下端射入，并把消化池內(nèi)的熟污泥抽吸出來，共同在熱交換器中加熱混合，然后從消化池的上部污泥面下噴入，完成加溫攪拌過程。熱交換器通過熱量計算決定。如池徑大于10m，可設(shè)2個或2個以上熱交換器這種攪拌方法推薦使用。

GaoJ.F.128CEEE;BeijingTech3)沼氣攪拌沼氣攪拌的優(yōu)點(diǎn)是攪拌比較充分，可促進(jìn)厭氧分解，縮短消化時間。沼氣攪拌裝置見圖17－17。經(jīng)空氣機(jī)壓縮后的沼氣通過消化池頂蓋上面的配氣環(huán)管，通入每根立管，立管數(shù)量根據(jù)攪拌氣量及立管內(nèi)的氣流速度決定。攪拌氣量按每1000m3池容5～7m3／min計，氣流速度按7～15m／s計。立管末端在同一平面上，距池底1～2m，或在池壁與池底連接面上。．

GaoJ.F.129CEEE;BeijingTech空氣壓縮機(jī)的功率按每m3池容所需功率為5～8W計：

N＝VW式中N—空氣壓縮機(jī)功率，W；V—消化池有效容積，m3；W—單位池容所需功率，一般用5～8W／m3。其他攪拌方法如螺栓漿攪拌，現(xiàn)已不常用。

GaoJ.F.130GaoJ.F.CEEE;BeijingTech131CEEE;BeijingTech(4)加溫設(shè)備及計算自學(xué)

GaoJ.F.132CEEE;BeijingTech計算公式

GaoJ.F.133GaoJ.F.CEEE;BeijingTech134GaoJ.F.CEEE;BeijingTech135GaoJ.F.CEEE;BeijingTech136GaoJ.F.CEEE;BeijingTech137GaoJ.F.CEEE;BeijingTech138GaoJ.F.CEEE;BeijingTech139GaoJ.F.CEEE;BeijingTech140GaoJ.F.CEEE;BeijingTech141CEEE;BeijingTech3、兩級厭氧消化

兩級消化是根據(jù)消化過程沼氣產(chǎn)生的規(guī) 律進(jìn)行設(shè)計。目的是節(jié)省污泥加溫與攪 拌所需的能量。

GaoJ.F.142GaoJ.F.CEEE;BeijingTech143CEEE;BeijingTech上圖所示為中溫消化的消化時間與產(chǎn)氣率的關(guān)系，可見，在消化的前8d，產(chǎn)生的沼氣量約占全部產(chǎn)氣量的80％，若把消化池設(shè)計成兩級，第一級消化池有加溫、攪拌設(shè)備，并有集氣罩收集沼氣，然后把排出的污泥送入第二級消化池。第二級消化池沒有加溫與攪拌設(shè)備，依靠余熱繼續(xù)消化，消化溫度約為20～26℃，產(chǎn)氣量約占20％，可收集或不收集，由于不攪拌，所以第二級消化池有濃縮的功能。

GaoJ.F.144CEEE;BeijingTech4、兩相厭氧消化

兩相消化是根據(jù)消化機(jī)理進(jìn)行設(shè)計。目 的是使各相消化池具有更適合于消化過 程三個階段各自的菌種群生長繁殖的環(huán) 境。

GaoJ.F.145CEEE;BeijingTech前已述及，厭氧消化可分為三個階段即水解與發(fā)酵階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段及產(chǎn)甲烷階段。各階段的菌種、消化速度對環(huán)境的要求及消化產(chǎn)物等都不相同，造成運(yùn)行管理方面的諸多不便：如采用兩相消化法，即把第一、二階段與第三階段分別在兩個消化池中進(jìn)行，使各自都有最佳環(huán)境條件。故兩相消化具有池容積小，加溫與攪拌能耗少，運(yùn)行管理方便，消化更徹底。

GaoJ.F.146CEEE;BeijingTech自學(xué)

5、消化池的運(yùn)行與管理

6、自然消化——雙層沉淀池(殷霍夫池)

GaoJ.F.147CEEE;BeijingTech7、污泥的好氧消化

污泥的好氧消化技術(shù)對污泥中揮發(fā)性固 體量的降低可接近于厭氧消化法；但需 要大量供氧，因而能耗較大，運(yùn)行費(fèi)用 高，所以一般只適用于小規(guī)模的廢水廠。

GaoJ.F.148CEEE;BeijingTech其機(jī)理是促使活性污泥進(jìn)入內(nèi)源呼吸階段，通過自身氧化降低污泥中的有機(jī)物的含量，使污泥達(dá)到穩(wěn)定化。其反應(yīng)方程式如下：C5H7NO2→5CO2+NO3-+3H2O+H+只有約80%的細(xì)胞組織能被氧化，剩余的20%則是不能被生物降解的根據(jù)所采用的氧氣來源的不同，又可分為空氣好氧穩(wěn)定和純氧穩(wěn)定法。

GaoJ.F.149CEEE;BeijingTech17.5污泥的其它穩(wěn)定措施

17.5.1污泥的好氧消化

17.5.2污泥堆肥

17.5.3污泥的物化穩(wěn)定

GaoJ.F.150CEEE;BeijingTech17.6污泥的調(diào)理

1、調(diào)理劑

2、調(diào)理劑投加量的確定

3、調(diào)理效果的影響因素

GaoJ.F.151CEEE;BeijingTech污泥的調(diào)理主要指的是在污泥進(jìn)行脫水之前對其脫水性能進(jìn)行一定的預(yù)處理以提高其脫水性能。常見的污泥的調(diào)理方法是加藥調(diào)理法。即在污泥中加入帶有電荷的無機(jī)或有機(jī)調(diào)理劑，使污泥液體顆粒表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，中和顆粒表面的電荷，使水游離出來，同時使污泥顆粒凝聚成大的顆粒絮體，降低污泥的比阻抗；調(diào)理效果的好壞與調(diào)理劑種類、投加量以及環(huán)境因素等有關(guān)。

GaoJ.F.152CEEE;BeijingTech1、調(diào)理劑

1)無機(jī)調(diào)理劑：

適用于真空過濾和板框壓濾 ①最有效、最便宜的是鐵鹽：

FeCl3·6H2O，F(xiàn)e2(SO4)·4H2O，

FeSO4·7H2O，聚合硫酸鐵(PFS)

②鋁鹽：

Al2(SO4)2·18H2O、AlCl3、Al(OH)2·Cl,聚合氯 化鋁(PAC)

鐵鹽常和石灰聯(lián)用：在pH>12時，可提供

Ca(OH)2絮凝體。

GaoJ.F.153CEEE;BeijingTech2、有機(jī)調(diào)理劑：陽粒子型聚丙烯酰胺等

GaoJ.F.154CEEE;BeijingTech2、調(diào)理劑投加量的確定

根據(jù)實驗確定

GaoJ.F.155CEEE;BeijingTech3、調(diào)理效果的影響因素

①污泥性質(zhì)； ②調(diào)理劑的品種； ③投加量； ④環(huán)境條件：水溫，pH； ⑤調(diào)理劑的投加順序； ⑥污泥與調(diào)理劑的混合。

GaoJ.F.156CEEE;BeijingTech17.7污泥干化與脫水

污泥經(jīng)濃縮或消化后，尚有95~97％含水率， 體積很大，可以用管道輸送。 污泥脫水與干化，主要有

1、自然干化；

2、機(jī)械脫水。

GaoJ.F.157CEEE;BeijingTech1、污泥的自然干化

主要構(gòu)筑物是干化場

(1)干化場的分類與構(gòu)造

干化場可以分為自然濾層干化場與人工濾 層干化場兩種。 前者適用于自然土質(zhì)滲透性能好，地下水 位低的地區(qū) 后者的濾層，是人工鋪設(shè)的，又可分為敞 開式干化場與有蓋式干化場兩種

GaoJ.F.158GaoJ.F.CEEE;BeijingTech159CEEE;BeijingTech人工濾層干化場的構(gòu)造示于圖17～22，它由不透水底層、排水系統(tǒng)、濾水層、輸泥管、隔墻及圍堤等部分組成。有蓋式的，設(shè)有可移開(晴天)或蓋上(雨天)的頂蓋。

GaoJ.F.160CEEE;BeijingTech（2）干化場的脫水特點(diǎn)及影響因素

干化場脫水土要依靠滲透、蒸發(fā)與撇除。滲透 過程約在污泥排入干化場最初的2～3d內(nèi)完 成，可使污泥含水率降低至85％左右。此后水 分不能再被滲透，只能依靠蒸發(fā)脫水，約經(jīng)1

周或數(shù)周(決定于當(dāng)?shù)貧夂驐l件)后，含水率可 降低至75％左右。研究表明，水分從污泥中蒸 發(fā)的數(shù)量約等于從清水中直接蒸發(fā)量的75％。 降雨量的57％左右要被污泥所吸收，因此在干 化場的蒸發(fā)量中必須考慮所吸收的降雨量，但 有益式干化場可不考慮。我國幅員廣大，上述 各數(shù)值應(yīng)視各地天氣條件加以調(diào)整或通過試驗 決定。

GaoJ.F.161CEEE;BeijingTech(1)氣候條件：當(dāng)?shù)氐慕涤炅?、蒸發(fā)量、相對濕度、風(fēng)速和年冰凍期。(2)污泥性質(zhì)：如消化污泥在消化池中承受著高于大氣壓的壓力，污泥中含有很多沼氣泡，一旦排到干化場后，壓力降低，氣體迅速釋出，可把污泥顆粒挾帶到污泥層的表面，使水的滲透阻力減小，提高了滲透脫水性能；而初次沉淀污泥或經(jīng)濃縮后的活性污泥，由于比阻(表征脫水性能的指標(biāo))較大，水分不易從稠密的污泥層中滲透過去，往往會形成沉淀，分離出上清液，故這類污泥主要依靠蒸發(fā)脫水，可在圍堤或圍墻的一定高度上開設(shè)撇水窗，撇除上清液，加速脫水過程。

GaoJ.F.162CEEE;BeijingTech2、機(jī)械脫水

（1）、機(jī)械脫水的基本原理 （2）、真空過濾脫水 （3）、壓濾脫水 （4）、滾壓脫水 （5）、離心脫水

GaoJ.F.163CEEE;BeijingTech（1）、機(jī)械脫水的基本原理

污泥機(jī)械脫水方法有真空吸濾法、壓濾 法和離心法等。其基本原理相同。 污泥機(jī)械脫水是以過濾介質(zhì)兩面的壓力 差作為推動力，使污泥水分被強(qiáng)制通過 過濾介質(zhì)，形成濾液；而固體顆粒被截 留在介質(zhì)上，形成濾餅。從而達(dá)到脫水 的目的。

GaoJ.F.164CEEE;BeijingTech造成壓力差推動力的方法有4種：①依靠污泥本身厚度的靜壓力(如干化場脫水)；②在過濾介質(zhì)的一面造成負(fù)壓(如真空吸濾脫水)；③加壓污泥把水分壓過介質(zhì)(如壓濾脫水)；④造成離心力(如離心脫水)。

GaoJ.F.165CEEE;BeijingTech（2）、真空過濾脫水

真空過濾脫水目前應(yīng)用較少，使用的機(jī) 械稱為真空過濾機(jī)，可用于經(jīng)預(yù)處理后 的初次沉淀污泥、化學(xué)污泥及消化污泥 等的脫水。

GaoJ.F.166CEEE;BeijingTech真空過濾機(jī)脫水的特點(diǎn)是能夠連續(xù)生產(chǎn)，運(yùn)行平穩(wěn)，可自動控制。主要缺點(diǎn)是附屬設(shè)備較多，工序較復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用較高。

GaoJ.F.167CEEE;BeijingTech（3）、壓濾脫水

1）．壓濾脫水機(jī)構(gòu)造與脫水過程

2）．壓濾機(jī)的類型

GaoJ.F.168CEEE;BeijingTech1）．壓濾脫水機(jī)構(gòu)造與脫水過程壓濾脫水采用板框壓濾機(jī)。它的構(gòu)造較簡單，過濾推動力大，適用于各種污泥。但不能連續(xù)運(yùn)行。板框壓濾機(jī)基本構(gòu)造見圖17－24。板與框相間排列而成，在濾板的兩側(cè)覆有濾布，用壓緊裝置把板與框壓緊，即在板與框之間構(gòu)成壓濾室，在板與框的上端中間相同部位開有小孔，壓緊后成為一條通道，加壓到0.2-0.4MPa的污泥，由該通道進(jìn)入壓濾室，濾板的表面刻有溝槽，下端鉆有供濾液排出的孔道，濾液在壓力下，通過濾布、沿溝槽與孔道排出濾機(jī)，使污泥脫水。

GaoJ.F.169GaoJ.F.CEEE;BeijingTech170CEEE;BeijingTech

2）．壓濾機(jī)的類型

壓濾機(jī)可分為人工板框壓濾機(jī)和自動板框壓濾機(jī)兩種。人工板框壓濾機(jī)，需一塊一塊地卸下，剝離泥餅并清洗濾布后，再逐塊裝上，勞動強(qiáng)度大，效率低。自動板框壓濾機(jī)，上述過程都是自動的，效率較高，勞動強(qiáng)度低。自動板框壓濾機(jī)有垂直式與水平式兩種。

GaoJ.F.171GaoJ.F.CEEE;BeijingTech172CEEE;BeijingTech（4）、滾壓脫水

用于污泥滾壓脫水的設(shè)備是帶式壓濾機(jī)。 其主要特點(diǎn)是把壓力施加在濾布上，用 濾布的壓力和張力使污泥脫水，而不需 要真空或加壓設(shè)備，動力消耗少，可以 連續(xù)生產(chǎn)。這種脫水方法，目前應(yīng)用廣 泛。帶式壓濾機(jī)基本構(gòu)造見圖17－26。

GaoJ.F.GaoJ.F.CEEE;BeijingTech174CEEE;BeijingTech帶式壓濾機(jī)由滾壓軸及濾布帶組成。污泥先經(jīng)過濃縮段(主要依靠重力過濾)，使污泥失去流動性，以免在壓榨段被擠出濾餅，濃縮段的停留時間10－20s。然后進(jìn)人壓榨段，壓榨時間1—5min。90年代以來，開發(fā)出濃縮脫水一體機(jī)，可把p大于99％的污泥，降至80％以下。

GaoJ.F.175CEEE;BeijingTech滾壓的方式有兩種，一種是滾壓軸上下相對，壓榨的時間幾乎是瞬時，但壓力大；另一種是滾壓軸上下錯開，依靠滾壓軸施于濾布的張力壓榨污泥，壓榨的壓力受張力限制，壓力較小，壓榨時間較長，但在滾壓的過程中對污泥有一種剪切力的作用，可促進(jìn)泥餅的脫水。

GaoJ.F.176CEEE;BeijingTech（5）、離心脫水

污泥濃縮脫水是依靠污泥顆粒的重力，作為脫 水的推動力。推動的對象是污泥的固相。

真空過濾或壓濾脫水，脫水的推動力是外加的 真空度或壓力，推動的對象是液相。外加力

(真空度或壓力)對液相的推動力，遠(yuǎn)較重力對 固相的推動力為大，因此脫水的效果也好。

離心脫水，脫水的推動力是離心力，推動的對 象是固相，離心力的大小可控制，比重力大幾 百倍甚至幾萬倍，因此脫水的效果也比濃縮好。

GaoJ.F.177CEEE;BeijingTech離心脫水原理與離心機(jī)分類

α

示 離心機(jī)的分類：按分離因數(shù)的大小，可分為高 速離心機(jī)(分離因數(shù)＞3000)、中速離心機(jī)

(分離因數(shù)＝1500～3000)、低速離心機(jī)(分離因 數(shù)＝1000～1500)；按幾何形狀不同可分為轉(zhuǎn)

筒式離心機(jī)(包