污泥處理與處置

關于污泥處理與處置城市污水處理廠所產生的污泥約為處理的水的體積的0.3％~0.5％左右(含水率97%)。這些污泥，屬于固體廢棄物，一般富含有機物、病菌等，若不加處理隨意堆放，將對周圍環(huán)境造成新的污染。污泥的處理和處置，就是要通過適當的技術措施，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。在排水工程中，將改變污泥性質稱為處理，而安排出路稱為處置。在城市污水處理廠中，污泥處理所需的費用占總投資的20%-50%。第2頁,共116頁，2024年2月25日，星期天目的1、使污水廠正常運行，確保污水處理效果。2、使易腐化發(fā)臭有機物穩(wěn)定處理3、妥善處理有害、有毒物質4、綜合利用有用物質，變害為利。

減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化第3頁,共116頁，2024年2月25日，星期天一、污泥的來源、性質和數量1、污泥的來源、性質及主要指標城市污水廠的污泥主要有：柵渣、沉砂池沉渣、初沉池污泥和二沉池生物污泥等。柵渣呈垃圾狀，沉砂池的沉渣主要含有比重較大的無機顆粒，所以這兩者一般作為垃圾處置。初沉池污泥和二沉池生物污泥，因富含有機物，容易腐化、破壞環(huán)境，必須妥善處置。表征污泥性質的主要參數或項目有：含水率與含固率、揮發(fā)性固體、有毒有害物含量以及脫水性能等。第4頁,共116頁，2024年2月25日，星期天①．含水率與含固率含水率是污泥中水含量的百分數。含固率是污泥中固體或干泥含量的百分數。干污泥量是濕泥量與含固率的乘積。通常含水率在85％以上時，污泥呈流態(tài)，65％-85％時呈塑態(tài)；低于60％時，則呈固態(tài)。第5頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

②揮發(fā)性固體揮發(fā)性固體(用VSS表示)，是指污泥中在600℃的燃燒爐中能被燃燒，并以氣體逸出的那部分固體。通常用于表示污泥中的有機物的量，常用mg／L表示，有時也用重量百分數表示。

VSS也反映污泥的穩(wěn)定化程度。第6頁,共116頁，2024年2月25日，星期天③．污泥中的有毒有害物質

城市污水處理廠的污泥中含有病菌、病毒、寄生蟲卵及重金屬等。污泥中的重金屬是主要的有害物質，重金屬含量超過規(guī)定的污泥不能用作農肥。第7頁,共116頁，2024年2月25日，星期天④．污泥的脫水性能

脫水性能主要指，污泥過濾去除水分的難易，即濾速的快慢。影響脫水性能的因素，主要是污泥的化學成分、膠體性質、污泥顆粒與水的親和力。主要評價指標為：比阻抗值毛細吸水時間第8頁,共116頁，2024年2月25日，星期天2、污泥量①初沉污泥量式中：V——初沉污泥量，m3/d；

qv——污水流量，m3/d；

η——沉淀池中懸浮物的去除率，%；

ρ0——進水中懸浮物濃度，mg/L；

P——污泥含水率，%；

ρ——污泥密度，以1000kg/m3計。第9頁,共116頁，2024年2月25日，星期天②剩余活性污泥量a、剩余活性污泥量以VSS(揮發(fā)性固體計)：

PX——剩余活性污泥，kgvss／d；

Y——產率系數kgVSS／kgBOD5,一般采用0.5~0.6;ρs0——曝氣池入流的BOD5kg/m3；

ρse——二沉池出流的BOD5kg/m3；

qv——曝氣池設計流量，m3/d;Kd——內源代謝系數，一般采用0.06~0.1d-1;ρX——曝氣池的平均VSS濃度，kg/m3;V——曝氣池容積，m3;第10頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

b、剩余活性污泥量以SS(懸浮固體)計：式中：Pss—剩余活性污泥量，kgSS／df—之值，一般采用0.6~0.75第11頁,共116頁，2024年2月25日，星期天C、剩余活性污泥量以體積計式中：Vss——剩余活性污泥量，m3／d；Pss——產生的懸浮固體kgSS／d；P——污泥含水率，％；ρ——污泥密度，以1000kg／m3計。第12頁,共116頁，2024年2月25日，星期天3、污泥中的水分及其對污泥處理的影響①．污泥中的水分

第13頁,共116頁，2024年2月25日，星期天a、游離水又稱間隙水存在于污泥顆粒間隙中的水，約占污泥水分的70％左右。這部分水一般借助重力可與泥粒分離。

b、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。需較大的外力才能從分離，如機械力。

c、內部水粘附于污泥顆粒表面的附著水和存在于其內部(包括生物細胞內的水)的內部水，約占污泥中水分的10％左右。只有干燥或焚燒才能分離。第14頁,共116頁，2024年2月25日，星期天②污泥中的水分對污泥處理的影響

含水率大于98％的污泥，一般要考慮濃縮，使含水率降至96％左右，以減少污泥體積，有利于后續(xù)處理。為了便于污泥處置時的運輸，污泥要脫水，使含水率降至80％以下，失去流態(tài)。用板框壓濾的方法進行污泥脫水。第15頁,共116頁，2024年2月25日，星期天第16頁,共116頁，2024年2月25日，星期天二、污泥的處置及其前處理

1、污泥的處置污泥處置的基本問題是利用適當的技術措施，為污泥提供出路，同時要認真考慮污泥處置所產生的各種環(huán)境和經濟問題，并按一定的要求(法規(guī)、條例等)妥善地解決。第17頁,共116頁，2024年2月25日，星期天①．農業(yè)利用

下表所列舉的是我國和德國對農用污泥中幾種重金屬最高含量的規(guī)定。第18頁,共116頁，2024年2月25日，星期天②填埋

污泥單獨填埋或者與垃圾混合填埋是常用的最終處置方法。污泥在填埋之前要經過穩(wěn)定處理，在選擇填埋場時要研究該處的水文地質條件和土壤條件，避免地下水受到污染。對填埋場的滲濾液應當收集并作適當處理，場地徑流應妥善排放。填埋場的管理非常重要，要定期監(jiān)測填埋場附的地下水、地面水、土壤中的有害物(如重金屬)，還要注意沼氣的排放。第19頁,共116頁，2024年2月25日，星期天③焚燒

焚燒可使污泥體積大幅度減小，且可滅菌。污泥灰量大約是含水率75％的污泥的1／10。焚燒后的灰燼可填埋或利用。焚燒時的尾氣必須進行處理。焚燒設備的投資和運行費用都比較大，在單純用作處置手段時需要慎重研究。第20頁,共116頁，2024年2月25日，星期天④投放海洋

為避免海岸線及近海污染，要求將污泥投入遠洋。投入遠洋雖暫時沒有出現(xiàn)問題，但后果可能極為嚴重，已在各國環(huán)保人員和公眾當中引起激烈的爭論，遭到嚴厲的批評。因此，一般不使用。第21頁,共116頁，2024年2月25日，星期天2、污泥處置的前處理濃縮：是降低污泥含水率的最簡單有效的方法，使剩余活性污泥的含水率約從99．2％，下降到97．5％左右，污泥體積縮到原來的1/3左右。穩(wěn)定：為了避免污泥進入環(huán)境時，污泥有機部分發(fā)生腐敗，污染環(huán)境，在其脫水之前先進行降解。調理：使經過穩(wěn)定的污泥如果脫水性能變好。干化：使脫水污泥的含水率由60％～80％左右，降至低于10％。經過各級處理，100kg濕污泥轉化為干污泥時，重量常不到5kg。第22頁,共116頁，2024年2月25日，星期天污泥處理與處置的基本流程見下圖第23頁,共116頁，2024年2月25日，星期天三、污泥濃縮污泥濃縮的方法：沉降法氣浮法離心法第24頁,共116頁，2024年2月25日，星期天1、沉降法

①間歇式污泥濃縮池間歇濃縮池可建成矩形或圓形，見圖20-4，多用于小型污水處理廠(站)。第25頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

間歇濃縮池設計的主要參數是停留時間。如果停留時間太短，濃縮效果不好；太長不僅占地面積大，還可能造成有機物厭氧發(fā)酵，破壞濃縮過程。停留時間的長短最好經過試驗決定，在不具備試驗條件時，可按不大于24h設計，一般取9～12h。濃縮池的上清液，應回流到初沉池前重新進行處理。第26頁,共116頁，2024年2月25日，星期天連續(xù)式污泥濃縮池

②．連續(xù)運行的濃縮池可采用沉淀池的形式，一般為豎流式(或輻流式)，見下圖。第27頁,共116頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

連續(xù)式濃縮池的合理設計與運行取決于對污泥沉降特性的確切掌握。設計參數主要包括：

a、濃縮池的固體通量單位時間內，通過濃縮池任一斷面的干固體量

[kg/(m2.h)或kg/(m2.d)]；

b、水力負荷單位時間內，通過單位濃縮池表面積的上清液溢流量[m3／(m2·h)或m3／(m2.d)]；

第29頁,共116頁，2024年2月25日，星期天c、水力停留時間(h或d)。按固體通量計算出濃縮池的面積之后，應與按水力負荷核算的面積相比較，取其大值。初沉污泥最大水力負荷可取1.2-1.6m3／(m2·h)，剩余活性污泥取0.2～0.4m3/(m2·h)。濃縮池的有效水深一般采用4m，當采用豎流式濃縮池時，其水深按沉淀部分的上升流速不大于0.1mm／s計算。濃縮池容積應按污泥在其中停留10~16h進行核算，不宜過長。第30頁,共116頁，2024年2月25日，星期天2、氣浮濃縮法

氣浮濃縮是依靠微小氣泡與污泥顆粒產生粘附作用，使污泥顆粒的密度小于水而上浮，并得到濃縮。氣浮法對于濃縮密度接近于水的、疏水的污泥尤其適用，對于濃縮時易發(fā)生污泥膨脹的、易發(fā)酵的剩余活性污泥，其效果尤為顯著。

第31頁,共116頁，2024年2月25日，星期天①氣浮濃縮系統(tǒng)的組成

氣浮濃縮系統(tǒng)主要是由加壓溶氣裝置和氣浮分離裝置兩部分組成。第32頁,共116頁，2024年2月25日，星期天a、加壓溶氣裝置溶氣罐一般按加壓水停留1～3min設計，溶氣效率為50％~90％，絕對壓力采用2.5×105～5×105Pa。

b、氣浮分離裝置(氣浮濃縮池)

據國外資料介紹，污泥在氣浮濃縮池中的平均停留時間可短至3～5min，國內建議不小于20min。第33頁,共116頁，2024年2月25日，星期天②氣浮濃縮法的主要設計參數

污泥負荷、氣固比、水力負荷、回流比

氣固比：溶氣水經減壓釋放出的空氣量與需濃縮的固體量之重量比用As表示?；亓鞅龋杭訅喝軞馑颗c需要濃縮的污泥量的體積比，通常以R表示。在有條件時，設計前應進行必要的試驗，決定最佳設計參數。在缺乏試驗條件時，使用經驗數據。第34頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

回流比可按以下公式，根據所需空氣量計算：式中：

As——氣固比；

Aa——所需空氣量，g／h；

S——進入氣浮池的固體總量(不計回流水SS)，g／h；

Sa——一定溫度下，101325Pa時的空氣飽和溶解度，mg／L；

ρ0——入流污泥濃度，g／m3；

R——回流比；

P——絕對大氣壓（表壓），Pa；

f——溶解效率，當溶解氣罐內加填料及溶氣時間為2~3min時，f=0.9,不加填料時，f=0.5。第35頁,共116頁，2024年2月25日，星期天3、離心濃縮法

原理：利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋轉的離心機中受到不同的離心力而使兩者分離，達到濃縮的目的。被分離的污泥和水分別由不同的通道導出機外。離心濃縮機呈全封閉式，可連續(xù)工作。一般用于濃縮剩余活性污泥等難脫水物。污泥在機內停留時間只有3min左右，出泥含固率可達4％以上。

第36頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

衡量離心濃縮效果的主要指標有出泥含固率和固體回收率等。固體回收率即濃縮后污泥的固體總量與入流污泥中的固體總量的比值。離心法缺點：電耗很大，在達到相同的濃縮效果時，其電耗約為氣浮法的10倍；一般需要添加PFS(聚合硫酸鐵)、PAM(聚丙烯酰胺)等助凝劑。第37頁,共116頁，2024年2月25日，星期天第38頁,共116頁，2024年2月25日，星期天四、污泥的穩(wěn)定污泥穩(wěn)定的常用方法：

厭氧消化法1.消化法

好氧消化法

氯化氧化法2.化學消化法

石灰穩(wěn)定法3.熱處理方法

第39頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

好氧消化法類似活性污泥法，在曝氣池中進行，曝氣時間長達10～20d左右，依靠有機物的好氧代謝和微生物的內源代謝穩(wěn)定污泥中的有機組成。氯氣氧化法在密閉容器中完成，向污泥投加大劑量氯氣，接觸時間不長；實質上主要是消毒，殺滅微生物以穩(wěn)定污泥。石灰穩(wěn)定法中，向污泥投加足量石灰，使污泥的pH值高于12，抑制微生物的生長。熱處理法既可殺死微生物借以穩(wěn)定污泥，還能破壞泥粒間的膠狀性能改善污泥的脫水性能。第40頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

厭氧消化是對有機污泥進行穩(wěn)定處理的最常用的方法。一般認為，當污泥中的揮發(fā)性固體的量降低40％左右即可認為已達到污泥的穩(wěn)定。第41頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

厭氧消化的優(yōu)點：厭氧消化產生的甲烷能抵消污水廠所需要的一部分能量，并使污泥固體總量減少(通常厭氧消化使25％-50％的污泥固體被分解)，減少了后續(xù)污泥處理的費用。消化污泥是一種很好的土壤調節(jié)劑，它含有一定量的灰分和有機物，能提高土壤的肥力和改善土壤的結構。消化過程尤其是高溫消化過程(在50℃～60℃條件下)，能殺死致病菌。厭氧消化的缺點：投資大，運行易受環(huán)境條件的影響，消化污泥不易沉淀。第42頁,共116頁，2024年2月25日，星期天1、污泥厭氧消化法的發(fā)展和分類根據操作溫度，污泥厭氧消化分為中溫消化(MesophilicDigestion)和高溫消化(ThermophilicDigestion)等。根據負荷率，又可分為低負荷率和高負荷率兩種。低負荷率消化池是一個不設加熱，攪拌設備的密閉的池子，池液分層，見圖20-7。它的負荷率低，一般為0.5～1.6kgVSS／m3·d，消化速度慢，消化期長，停留時間30～60d。第43頁,共116頁，2024年2月25日，星期天第44頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

高負荷率消化池的負荷率達1.6-6.4kgVSS／m3·d或更高，與低負荷率池的區(qū)別在于連續(xù)運行，設有加熱、攪拌設備；連續(xù)進料和出料；最少停留10-15d；整個池液處于混合狀態(tài)，不分層；濃度比入流污泥低。高負荷率消化池常設兩級，第二級不設攪拌設備，作泥水分離和縮減泥量之用。參見圖20-8。第45頁,共116頁，2024年2月25日，星期天第46頁,共116頁，2024年2月25日，星期天兩相消化工藝。它根據厭氧分解的兩階段理論，把產酸和產沼氣階段分開、使之分別在兩個池子內完成見圖20-9。第47頁,共116頁，2024年2月25日，星期天2、影響污泥消化的主要因素①pH值和堿度最佳的pH值為7.0~7.3。為了保證厭氧消化的穩(wěn)定運行，提高系統(tǒng)的緩沖能力和pH值的穩(wěn)定性，消化液的堿度保持在2000mg／L以上(以CaCO3計)。②溫度試驗表明，污泥的厭氧消化受溫度的影響很大，一般有二個最優(yōu)溫度區(qū)段：在33℃~35℃叫中溫消化，在50℃~55℃叫高溫消化。第48頁,共116頁，2024年2月25日，星期天③負荷率負荷率的表達方式有兩種：污泥投配率；有機物負荷率。投配率是指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。投配率的倒數就是生污泥在消化池中的平均停留時間。有機物負荷率是指每日進入的干泥量與池子容積之比，單位：kg干泥／m3·d。它可以較好地反映有機物量與微生物量之間的相對關系。同時要注意，容積負荷較低時，微生物的反應速率與底物(有機物)的濃度有關。在一定范圍內，有機負荷率大，消化速率也高。第49頁,共116頁，2024年2月25日，星期天④消化池的攪拌

攪拌混和讓反應器中的微生物和營養(yǎng)物質(有機物)，充分接觸，將使得整個反應器中的物質傳遞、轉化過程加快。通過攪拌，可使有機物充分分解，增加了產氣量。此外，攪拌還可打碎消化池面上的浮渣。根據甲烷菌的生長特點，攪拌亦不需要連續(xù)運行，過多的攪拌或連續(xù)攪拌對甲烷菌的生長也并不有利。目前一般在污泥消化池的實際運行中，采用每隔2h攪拌一次，約攪拌25min左右，每天攪拌12次，共攪拌5h左右。第50頁,共116頁，2024年2月25日，星期天⑤．有毒有害物質抑制厭氧微生物的有毒物質主要有：重金屬（鉛、鎘、鎳、銅、鋅、鉻等）鉛的抑制濃度為：8~30mg/L

有機毒物（氯仿、酚、甲苯、農藥等）無機鹽（硫酸根）第51頁,共116頁，2024年2月25日，星期天3、消化池的構造

厭氧消化系統(tǒng)的主要設備是消化池及其附屬設備。消化池一般是一個錐底或平底的圓池，四周為垂直墻體。大型消化池由現(xiàn)澆鋼筋混凝土制成，體積較小的消化池一般用預制構件或鋼板制成。整個池子由集氣罩、池蓋、池體與下錐體四部分組成，見圖20-11。圓形消化池的直徑一般在6-30m，柱體的高約為直徑的一半，而總高接近直徑。第52頁,共116頁，2024年2月25日，星期天第53頁,共116頁，2024年2月25日，星期天第54頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

附屬設備有加料、排料、加熱、攪拌、破渣、集氣、排液、溢流及其他監(jiān)測防護裝置。加熱方法分為池外加熱和池內加熱兩種。攪拌方法主要有三種：螺旋漿攪拌的消化池；鼓風機抽吸污泥氣射流器抽吸污泥氣消化池的監(jiān)測防護裝置應包括安全閥、溫度計等。第55頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

破碎浮渣層可采用下列的方法：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時，只要抽吸的氣體量足夠，由于造成池面的攪動較劇烈，已可達到破碎浮渣層效果。消化池的監(jiān)測防護裝置應包括安全閥、溫度計等。第56頁,共116頁，2024年2月25日，星期天4、消化池的設計計算

消化池的設計內容包括：池體設計、加熱保溫系統(tǒng)設計和攪拌設備的設計。消化池池體設計包括池體選型、確定池的數目和單池容積，確定池體各部尺寸和布置消化池的各種管道。目前國內一般按污泥投配率確定消化池有效容積，可按每天處理污泥量及污泥投配率進行計算?？紤]到事故或檢修，消化池座數不得少于兩座，每座消化池的容積，可根據運行的靈活性，結構和地基基礎情況考慮決定。第57頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

按有機負荷率(Ns)計算消化池的有效容積，Ns值與污泥的含固率、溫度有關。表20-6所列數據可作參考。式中：V—消化池有效容積，m3；

GS—每日要處理的污泥干固體量，kgVSS／dNs—單位容積消化池污泥(VSS)負荷率，kgVSS／(m3/d)。第58頁,共116頁，2024年2月25日，星期天第59頁,共116頁，2024年2月25日，星期天確定消化池單池有效容積后，就可計算消化池的構造尺寸。圓柱形池體的直徑一般為6-35m，柱體高與直徑之比為1:2，池總高與直徑之比約為0.8~1.0。池底坡度一般為0.08。池頂部突出的圓柱體，其高度和其直徑相同，常采用2.0m。池頂至少設兩個直徑為0.7m的檢修口。消化池必須附設各種管道，包括：污泥管(進泥管、出泥管和循環(huán)攪拌管)、上清液排放管、溢流管、沼氣管和取樣管等。第60頁,共116頁，2024年2月25日，星期天5、沼氣(消化氣)的收集和利用在設計消化池時必須同時考慮相應的沼氣收集、貯存和安全等配套設施，以及利用沼氣加熱入流污泥和池液的設備。估算每公斤揮發(fā)固體全部消化后可得0.75-1.1m3消化氣(一般含甲烷50％~60％)，而污泥揮發(fā)固體的消化率一般為40％~60％。第61頁,共116頁，2024年2月25日，星期天第62頁,共116頁，2024年2月25日，星期天第63頁,共116頁，2024年2月25日，星期天6．消化池發(fā)生異?，F(xiàn)象的管理

消化池污泥消化過程發(fā)生問題后，若不及時控制，將會帶來嚴重后果，恢復期將長達1-3個月。消化過程發(fā)生問題的異常表現(xiàn)主要有產氣量下降、上清液水質惡化等。(1)產氣量下降產氣量下降的原因與解決辦法主要有：

a．投加污泥濃度過低，產甲烷細菌底物不足，應設法提高投配污泥濃度；

b．消化污泥排量過大，使消化池內產甲烷細菌減少，破壞了產甲烷細菌與營養(yǎng)的平衡，應減少排泥量；第64頁,共116頁，2024年2月25日，星期天c．消化池溫度降低，可能是由于投配污泥過多或加熱設備發(fā)生故障。解決辦法是減少投配量與排泥量，檢查加熱設備，保持消化溫度；d．消化池容積減少。由于池內浮渣與沉砂量增多，使消化池容積減小，應檢查池內攪拌效果及沉砂池的沉砂效果，并及時排除浮渣與沉砂；e．有機酸積累，堿度不足。解決辦法是減少投配量，觀察池內pH值和堿度變化，如不能改善，則應投加堿度，如石灰、CaCO3等。第65頁,共116頁，2024年2月25日，星期天(2)上清液水質惡化上清液水質惡化表現(xiàn)在BOD5和SS濃度增加，原因可能是排泥量不夠，固體負荷過大，消化程度不夠，攪拌過度等。解決辦法是分析上列可能原因，分別加以解決。(3)沼氣的氣泡異常沼氣的氣泡異常有三種表現(xiàn)形式：

a．連續(xù)噴出像啤酒開蓋后出現(xiàn)的氣泡，這是消化狀態(tài)嚴重惡化的征兆。原因可能是排泥量過大，池內污泥量不足，或有機污泥負荷過高，或攪拌不充分。解決辦法是減少或停止排泥，加強攪拌，減少污泥投配；第66頁,共116頁，2024年2月25日，星期天b．大量氣泡劇烈噴出，但產氣量正常。池內由于浮渣層過厚，沼氣在層下集聚，一旦沼氣穿過浮渣層，就有大量沼氣噴出，對策是充分攪拌破碎浮渣層；c．不產氣泡，可暫時減少或終止投配污泥，加強攪拌，減少污泥投配；第67頁,共116頁，2024年2月25日，星期天五、污泥的調理

1、概述污水處理廠初沉污泥、活性污泥、腐殖污泥及消化污泥自親水性帶負電的膠體顆粒組成，揮發(fā)性固體物質含量高、比阻大，脫水較困難，故機械脫水前必須進行污泥調理。

所謂的污泥調理就是破壞污泥膠態(tài)結構，減少泥水間的親和力，改善污泥的脫水性能。第68頁,共116頁，2024年2月25日，星期天2、污泥脫水性能的評價指標評價指標有：比阻抗值和毛細吸水值。①．比阻抗值r式中：r——污泥過濾比阻抗，m/kg；b——與污泥性質有關的數值，s／m6。p——過濾壓力(濾布前后的壓力差)，N／m2；A——過濾面積，m2；ρc——單位體積濾出液所得濾餅干重，kg／m3；μ——濾出液的動力粘滯度，N·s／m2；

過濾比阻抗r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，其脫水性能也越差。第69頁,共116頁，2024年2月25日，星期天第70頁,共116頁，2024年2月25日，星期天②毛細吸水時間(CST)毛細吸水時間常用符號CST表示，其值等于污泥與濾紙接觸時，在毛細管作用下，水分在濾紙上滲透1cm長度的時間，以秒計。CST可使用專用的測定裝置測量，如圖20-17。CST越大，污泥的脫水性能越差。第71頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

上述兩個污泥脫水性能評價指標，當采用壓濾或吸濾的方法進行污泥脫水時，可以相對評價某種污泥的脫水性能的好壞。第72頁,共116頁，2024年2月25日，星期天3、污泥的調理方法

加藥（化學）調理法加熱調理法冷凍調理法淘洗加藥調理法化學調理法因功效可靠、設備簡單，操作方便被廣泛采用。第73頁,共116頁，2024年2月25日，星期天加熱調理法污泥經熱處理既可起到調理的作用，又可起到穩(wěn)定的作用，可使有機物分解，破壞膠體顆粒穩(wěn)定性，污泥內部水與吸附水被釋放,脫水性能大大改善，寄生蟲卵、致病菌與病毒等可被殺滅。熱處理后污泥進行機械脫水，泥餅含水率僅為30％-45％。但由于耗能較大，所以現(xiàn)在很少應用。冷凍調理法冷凍溶解法是將含有大量水分的污泥冷凍，使溫度下降到凝固點以下，污泥開始凍結，然后加熱溶解。污泥經過冷凍—溶解過程，由于溫度發(fā)生大幅度變化，使膠體顆粒脫穩(wěn)凝聚，顆粒由細變大，失去毛細狀態(tài)，同時細胞破裂，細胞內部水分變成自由水分，從而提高了污泥的沉降性能和脫水性能。淘洗加藥法淘洗法適用于消化污泥的預處理。因消化污泥的堿度超過2000mg/L，在進行化學調理時所加的混凝劑需先中和掉堿度，才能起到混凝作用，因此混凝劑大大增加。淘洗法是以污水處理廠的出水或自來水、河水把消化污泥中的堿度洗掉以節(jié)省混凝劑用量，但需增加淘洗池和攪拌設備。第74頁,共116頁，2024年2月25日，星期天3、加藥（化學）調理法

加藥調理法的原理就是用化學藥品破壞泥水間的親和力，在污泥中加入混凝劑、助凝劑等化學藥劑，使污泥顆粒絮蓬，比阻(或CST)降低，改善脫水性能。污泥化學調理常用的混凝劑有無機混凝劑和有機高分子混凝劑。助凝劑一般不起混凝作用，其作用是調節(jié)污泥的pH值、供給污泥以多孔狀格網骨架、改變污泥顆粒結構、提高混凝劑的混凝效果，增強絮體強度。第75頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

無機混凝劑是一種電解質化合物，主要有鋁鹽、鐵鹽，或鋁鹽、鐵鹽的高分子聚合物。有機高分子混凝劑是有機高分子聚合電解質。助凝劑主要有硅藻土、酸性白土、鋸屑、污泥焚化灰、電廠粉煤灰、石灰污泥的化學調理劑量與污泥品種和性質、消化程度、固體濃度等有關現(xiàn)場實驗或在實驗室試驗，或參考同類污水廠的藥劑投加量。第76頁,共116頁，2024年2月25日，星期天①調理劑種類

調理劑分無機調理劑和有機調理劑兩大類。

a、無機調理劑

鐵鹽：氯化鐵(FeCl3·6H20)、硫酸鐵(Fe2(S04)3·4H20)、硫酸亞鐵(FeS04·7H20)和聚合硫酸鐵：[Fe2(OH)n(S04)3-n/2]m(PFS)

。鐵鹽常和石灰聯(lián)用。

鋁鹽：硫酸鋁[Al(S04)，·18H20]、三氯化鋁(AlCl3)、堿式氯化鋁(Al(OH)2·Cl)、聚合氯化鋁(PAC)：[Al2(OH)·Cl6-n]m

。經同濟大學研究表明：石灰在污泥調理中的主要作用是在pH>12的條件下，提供了大量的Ca(OH)2：絮體物，而Ca(OH)2能夠使污泥顆粒產生凝聚作用。第77頁,共116頁，2024年2月25日，星期天b、有機調理劑

有機合成高分子調理劑種類很多，按聚合度分有低聚合度和高聚合度兩種；按離子型分有陽離子型、陰離子型、非離子型、陰陽離于型等。我國用于污泥調理的有機調理劑主要是高聚合度的聚丙烯酰胺系列的絮凝劑產品。

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陽離子型聚丙烯酰胺由于能中和污泥顆粒表面的負電荷并在顆粒間產生架橋作用而顯出較強的凝聚力，調理效果較好，但費用昂貴。同濟大學研究開發(fā)的陰離子聚丙烯酰胺-石灰法，是一種經濟有效的聯(lián)用調理劑。由于石灰中的Ca(OH)2絮體物表面帶有正電荷，所以Ca(OH)2可以通過本身的帶電性，將帶負電荷的絮凝劑和污泥顆粒吸附在一起，從而促使其他絮凝劑發(fā)揮效用，形成一種復合的凝聚體系。第79頁,共116頁，2024年2月25日，星期天②．調理劑投加量的確定一般情況下，對于城市污水處理廠污泥，三氯化鐵投加量為5％~10％，消石灰投加量為20％~40％，聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵約為1％~3％，陽離子聚丙烯酰胺為0．1％~0．3％。③．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第80頁,共116頁，2024年2月25日，星期天六、污泥脫水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，減輕其重量。經過脫水處理，污泥含水率能從96％左右降到60％～80％，其體積為原體積的1/10～1/5，有利于運輸和后續(xù)處理。多數國家普遍采用的脫水機械為板框壓濾機、帶式壓濾機和離心機，也有采用干化床對污泥進行自然干化。第81頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

污泥的干化與脫水

污泥經濃縮、消化后，尚有約95％-97％含水率，體積仍很大。為了利用和最終處置，需對污泥作干化(drying)或脫水(dewatering)處理。脫水的作用是去除污泥中的毛細水和表面吸附水，減小其體積。經過脫水處理，污泥含水率能降低到60％-80％，其體積為原體積的1/10-1/5，有利于后續(xù)處理。污泥干化與脫水方泊要有自然干化、機械脫水。多數國家普遍采用的脫水機械為板框壓濾機、碉濾機和離心機，也有采用干化床對污泥進行自然干化。我國目前污泥脫水也大多采用機械脫水，由于自然干化脫水占地大，衛(wèi)生條件不好，已經很少被采用。第82頁,共116頁，2024年2月25日，星期天1．脫水的基本原理

除蒸發(fā)等脫水外，無論是自然干化還是機械脫水，污泥脫水主要是利用過濾介貢兩面的壓力差作為推動力，使污泥水分被強制通過過濾介質，形成濾液；而固體顆粒被截留在介質上，形成濾餅，從而達到脫水的目的。第83頁,共116頁，2024年2月25日，星期天造成壓力差推動力的方法自4種：（1）依靠污泥本身厚度的靜壓力（如干化場脫水)

（2）在過濾介質的一面造成負壓(如真空脫水)

（3）加壓污泥把水分壓過介質(如壓濾脫水)

（4）造成離心力(如離心脫水)。第84頁,共116頁，2024年2月25日，星期天2、污泥的自然干化

污泥的自然干化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)生條件允許的地區(qū)。①．污泥干化床的構造

a、圍堤和隔墻：干化床的周圍及中間筑有圍堤，一般用土筑成，兩邊坡度取1:1.5，用圍堤或木板將干化床分隔成若干塊。

b、輸泥槽：輸泥槽常設在圍堤之上，其坡度取0.01~0.03，輸泥槽上每隔一定距離設一放泥口；第85頁,共116頁，2024年2月25日，星期天c、濾水層：上層是厚為10~20m，粒徑為0.5~1.5mm的砂層，并做成1/100~1/200的坡度，以利于污泥流動；下層是厚為10~20cm，粒徑為15~25mm的礦渣、礫石或碎磚層；d、排水系統(tǒng)：在濾水層下面敷設直徑為75~100mm的未上釉的陶土管系，接口不密封，每兩管中間距離為4~8m，管坡為0.0025~0.0030，埋設深度為1.0~1.2m，排水總管直徑為125~150mm，坡度不小0.008；第86頁,共116頁，2024年2月25日，星期天e、不透水底層：不透水底層采用粘土做成時，其厚度取0．3~0．5m；采用混凝土做成時，其厚度取0．10～0．15m；

f、如果是有蓋式的，還需有支柱和透明頂蓋；

g、有些干化床上敷設有輕便鐵軌，以運輸污泥。第87頁,共116頁，2024年2月25日，星期天人工濾層干化廠第88頁,共116頁，2024年2月25日，星期天②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第89頁,共116頁，2024年2月25日，星期天③污泥干化床的設計

干化床設計的主要內容是決定面積與劃分塊數。干化床面積的計算:式中：S1——干化床的有效面積，m2；

W——每年的總污泥量，m2

／a；

δ——在一年內排放在干化床上的污泥層總厚度，m。第90頁,共116頁，2024年2月25日，星期天δ值與污泥本身的性質及氣候條件等有關。容易脫水的污泥，可采用較大的δ值；較難脫水的污泥，δ值一般只取1．0~1．5m。在年平均溫度為3℃~7℃，年平均降雨量為500mm的地區(qū)，干化床上年污泥厚度可按表20-7所列舉的數值選用。在其他條件下需乘以地區(qū)系數。第91頁,共116頁，2024年2月25日，星期天3、污泥的機械脫水及其設備

機械脫水是污泥脫水的主要方向。主要的脫水機械有轉筒離心機、板框壓濾機、帶式壓濾機和真空過濾機。真空過濾機已逐步被淘汰，轉筒離心機和帶式壓濾機由于其優(yōu)點顯著發(fā)展迅速，在很多國家普遍采用。第92頁,共116頁，2024年2月25日，星期天①、帶式壓濾機

帶式壓濾機具有能連續(xù)運行、操作管理簡單、附屬設備較少、機器制造容易等特點，從而使投資、勞動力、能源消耗和維護費用都較低，在國內外的污泥脫水中得到了廣泛應用。第93頁,共116頁，2024年2月25日，星期天a、帶式壓濾機的構造

主機由許多零部件組成，有導向輥軸、壓榨輥軸和上、下濾帶，以及濾帶的張緊、調速、沖洗、糾偏和驅動裝置等。帶式壓濾機的濾帶是以高粘度聚酯切片生產的高強度低彈性單絲原料，經過編織、熱定型、接頭、加工而成。它具有抗拉強度大，耐折性好，耐酸堿、耐高溫、濾水性好、質量輕等優(yōu)點。利用帶式壓濾機脫水的污泥的調理藥劑一般采用合成有機聚合物。第94頁,共116頁，2024年2月25日，星期天第95頁,共116頁，2024年2月25日，星期天第96頁,共116頁，2024年2月25日，星期天b、帶式壓濾機的選用通常根據帶式壓濾機生產能力、污泥量來確定所需濾機寬度和臺數。第97頁,共116頁，2024年2月25日，星期天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。顆粒在離心機械內的離心分離速度可以達到在沉淀池中沉速的1000倍以上，可在很短的時間內，使污泥中很細小的顆粒與水分離。

第98頁,共116頁，2024年2月25日，星期天

此外，離心脫水技術與其它脫水技術相比，還具有固體回收率高、分離液濁度低、處理量大、基建費用少、占地少、工作環(huán)境衛(wèi)生、操作簡單、自動化程度高等優(yōu)點，特別重要的是可以不投加或少投加化學調理劑。其動力費用雖然較高，但總運行費用較低，是目前世界各國在污泥處理中較多采用的方法。

第99頁,共116頁，2024年2月25日，星期天轉筒式離