污泥處理基礎(chǔ)知識課件

污泥處理基礎(chǔ)知識第一節(jié)概述一、污泥處理的目的1.使污水處理廠能夠正常運行，確保污水處理的效果；2.使有毒有害物質(zhì)得到妥善處理；3.使容易腐化發(fā)臭的有機物得到穩(wěn)定處理；4.使有用物質(zhì)能夠得到綜合利用，變害為利?？傊幚淼哪康木褪鞘刮勰鄿p量、穩(wěn)定、無害化以及綜合利用。二、污泥的分類、性質(zhì)和指標

1污泥的分類與性質(zhì)

按照污泥成份分：污泥和沉渣

按照污泥來源分：生污泥或新鮮污泥（初次沉淀污泥、剩余活性污泥、腐殖污泥）；消化污泥或熟污泥；化學污泥。表征污泥性質(zhì)的主要指標

（1）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)。污泥體積、重量及所含固體物濃度的關(guān)系用下式表示：

其中：P、V、W、C—污泥含水率P時的污泥體積、重量及固體物濃度；

當含水率發(fā)生變化時，可用上式近似計算濕污泥的體積；

含水率>85%，污泥呈流狀；65~85%，污泥呈塑態(tài)；

65%，呈固態(tài)。（2）揮發(fā)性固體和灰分

即VS，通常用于近似表示污泥中的有機物的量；有機物含量越高，污泥的穩(wěn)定性就更差。

灰分也稱灼燒殘渣，表示污泥中無機物含量。

（3）可消化程度

用于表示污泥中可被消化降解的有機物量。

其中：ps1、ps2—生污泥和消化污泥的無機物含量，%；

pv1、pv2—生污泥和消化污泥的有機物含量，%；（4）濕污泥比重和干污泥比重

干污泥平均比重

濕污泥平均比重

p—濕污泥含水率，%;

pv—污泥中有機物的含量，%;

（5）污泥肥分

（6）污泥重金屬離子含量三、污泥的輸送

1污泥輸送方法

1.管道輸送

2.卡車輸送

3.駁船輸送

2污泥輸送設(shè)備

隔膜泵、旋轉(zhuǎn)螺栓泵、螺旋泵、混流泵、柱塞泵、離心泵等。第二節(jié)污泥濃縮一、概述污泥中所含的水大致分為四類：1.污泥顆粒間的空隙水，約占總含水量的70%；2.毛細水，顆粒間毛細管內(nèi)的水，約占20%;3.污泥顆粒吸附水；4.內(nèi)部水，與吸附水共占約10%。污泥濃縮的目的在于減容。二、污泥重力濃縮

1迪克(Dick)理論

固體通量：單位時間內(nèi)，通過單位面積的固體重量。Kg/(m2·h)，在連續(xù)式重力濃縮池運行過程中通過池任一斷面的固體通量由兩部分組成，一部分為濃縮池底部連續(xù)排泥所造成的向下流固體通量，另一部分是污泥自重壓實所造成的固體通量。

詳細計算見P339。

2柯伊－克里維什理論

3肯奇理論三、污泥氣浮濃縮

1污泥氣浮濃縮的原理

2污泥氣浮濃縮的工藝

無回流工藝；回流加壓溶氣氣浮工藝

第三節(jié)污泥厭氧消化

一、厭氧消化的機理

不含氮有機物厭氧消化通式(Buswell-Mueller公式):

根據(jù)厭氧消化三階段理論，復雜有機物的厭氧消化過程主要包括液化、產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷三個階段，由多種相互依存的細菌群來完成復雜的基質(zhì)混合物最終轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳，并合成自身細胞物質(zhì)。每一階段各有其獨特的微生物類群，液化階段起作用的細菌主要包括纖維素分解菌、脂肪分解菌、蛋白質(zhì)水解菌；產(chǎn)酸階段起作用的細菌主要是菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌群，利用液化階段的產(chǎn)物產(chǎn)生乙酸、氫氣和二氧化碳等；產(chǎn)甲烷階段是甲烷菌利用乙酸、丙酸、甲醇等化合物為基質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化成甲烷，其中乙酸和H2/CO2是其主要基質(zhì)。

二、影響因素

1溫度因素

1.溫度與有機物負荷、產(chǎn)氣量關(guān)系

2.消化溫度與消化時間的關(guān)系

3.厭氧消化中的微生物對溫度的變化非常敏感，溫度的突然變化，對沼氣產(chǎn)量有明顯影響，溫度突變超過一定范圍時，則會停止產(chǎn)氣。

4.根據(jù)采用消化溫度的高低，可以分為常溫消化（10~30℃）、中溫消化（35℃左右）和高溫消化（54℃左右）2攪拌和混合

攪拌可使消化物料分布均勻，增加微生物與物料的接觸，并使消化產(chǎn)物及時分離，從而提高消化效率、增加產(chǎn)氣量。同時，對消化池進行攪拌，可使池內(nèi)溫度均勻，加快消化速度，提高產(chǎn)氣量。消化池在不攪拌的情況下，消化料液明顯地分成結(jié)殼層、清液層、沉渣層，嚴重影響消化效果。污水處理廠污泥厭氧消化池的厭氧消化攪拌方法包括氣體攪拌、機械攪拌、泵循環(huán)等。機械攪拌時機械攪拌器安裝在消化池液面以下，定位于上、中、下層皆可，如果料液濃度高，安裝要偏下一些；泵循環(huán)指用泵使沼氣池內(nèi)的料液循環(huán)流動，以達到攪拌的目的；氣體攪拌，將消化池產(chǎn)生的沼氣，加壓后從池底部沖入，利用產(chǎn)生的氣流，達到攪拌的目的。機械攪拌適合于小的消化池，液攪拌和氣攪拌適合于大、中型的沼氣工程。

3營養(yǎng)與C/N比

厭氧消化原料在厭氧消化過程中既是產(chǎn)生沼氣的基質(zhì)，又是厭氧消化微生物賴以生長、繁殖的營養(yǎng)物質(zhì)。這些營養(yǎng)物質(zhì)中最重要的是碳素和氨素兩種營養(yǎng)物質(zhì)，在厭氧菌生命活動過程中需要一定比例的氮素和碳素。表19-4給出了常用沼氣發(fā)酵原料的碳氮比。原料C/N比過高，碳素多，氮素養(yǎng)料相對缺乏，細菌和其他微生物的生長繁殖受到限制，有機物的分解速度就慢、發(fā)酵過程就長。若C/N比過低，可供消耗的碳素少，氮素養(yǎng)料相對過剩，則容易造成系統(tǒng)中氨氮濃度過高，出現(xiàn)氨中毒。

4氨氮

厭氧消化過程中，氮的平衡是非常重要的因素。消化系統(tǒng)中的由于細胞的增殖很少，故只有很少的氮轉(zhuǎn)化為細胞，大部分可生物降解的氮都轉(zhuǎn)化為消化液中的氨氮，因此消化液中氨氮的濃度都高于進料中氨氮的濃度。實驗研究表明，氨氮對厭氧消化過程有較強的毒性或抑制性，氨氮以NH4+及NH3等形式存在于消化液中，NH3對產(chǎn)甲烷菌的活性有比NH4+更強的抑制能力。

5有毒物質(zhì)

揮發(fā)性脂肪酸（VFA是消化原料酸性消化的產(chǎn)物，同時也是甲烷菌的生長代謝的基質(zhì)。一定的揮發(fā)性脂肪酸濃度是保證系統(tǒng)正常運行的必要條件，但過高的VFA會抑制甲烷菌的生長，從而破壞消化過程。

有許多化學物質(zhì)能抑制厭氧消化過程中微生物的生命活動，這類物質(zhì)被稱為抑制劑。抑制劑的種類也很多，包括部分氣態(tài)物質(zhì)、重金屬離子、酸類、醇類、苯、氰化物及去垢劑等。6酸堿度、pH值和消化液的緩沖作用

厭氧微生物的生命活動、物質(zhì)代謝與pH有密切的關(guān)系，pH值的變化直接影響著消化過程和消化產(chǎn)物，不同的微生物要求不同的pH值，過高或過低的pH對微生物是不利的，表現(xiàn)在：

1.由于pH的變化引起微生物體表面的電荷變化，進而影響微生物對營養(yǎng)物的吸收；

2.pH除了對微生物細胞有直接影響外，還可以促使有機化合物的離子化作用，從而對微生物產(chǎn)生間接影響，因為多數(shù)非離子狀態(tài)化合物比離子狀態(tài)化合物更容易滲入細胞；

3.pH強烈地影響酶的活性，酶只有在最適宜的pH值時才能發(fā)揮最大活性，不適宜的pH值使酶的活性降低，進而影響微生物細胞內(nèi)的生物化學過程。

三、兩級厭氧消化

兩級消化：根據(jù)沼氣產(chǎn)生的規(guī)律（圖19-6）設(shè)計。

目的：節(jié)省能量（節(jié)省污泥加溫與攪拌的部分能量）

特點：

第一級：加熱（33～35℃）、攪拌；

第二級：不加熱（20～26℃）、不攪拌（可視為污泥濃縮池用）。

四、兩相厭氧生物處理

兩相厭氧消化：根據(jù)消化機理設(shè)計。

目的：改善厭氧消化條件，從而減少池容與能耗。

特點：

第一相：n=100%；t停=1d

處于水解與發(fā)酵、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段（即消化的第一、二階段）。需加熱、攪拌。

第二相：n=（15～17）%；；

處于產(chǎn)甲烷階段（即消化的第三階段）需加熱、攪拌。

優(yōu)點：

總?cè)莘e小

加熱耗熱量少，攪拌能耗少

運行管理方便

第四節(jié)污泥好氧消化

污泥中揮發(fā)性固體量的降低可接近于厭氧消化法；

供氧耗能大，運行費用高；

只適用于小規(guī)模的廢水廠；

機理是內(nèi)源呼吸：C5H7NO2→5CO2+NO3+3H2O+H+

只有約80%的細胞組織能被氧化，剩余的20%則是不能被生物降解的

空氣好氧消化法、純氧消化法

第五節(jié)污泥機械脫水

一、脫水前預處理

1.化學調(diào)理法

2.熱處理法

3.冷凍法

4.淘洗法二、機械脫水方法

1.真空過濾脫水

2.壓濾脫水

3.離心脫水

第六節(jié)污泥焚燒