污泥處理與處置課件

2024/9/24污泥處理與處置81污泥處理與處置2024/9/24污泥處理與處置82一、概述

根據污泥的來源與成分(c)初次沉淀污泥來自初次沉淀池，其性質隨其廢水的成分而異；剩余活性污泥與腐殖污泥來自活性污泥法和生物膜法的二次沉淀池，前者稱為剩余污泥，后者稱為腐殖污泥；消化污泥初次沉淀污泥、剩余活性污泥和腐殖污泥經過消化穩(wěn)定處理后的污泥稱為消化污泥；化學污泥用混凝、化學沉淀等化學法處理廢水，所產生的污泥稱化學污泥。2024/9/24污泥處理與處置83根據污泥的成分：有機污泥有機污泥主要含有有機物，典型的有機污泥是剩余生物污泥，如活性污泥和生物膜、厭氧消化處理后的消化污泥等，此外還有油泥及廢水固相有機污染物沉淀后形成的污泥；無機污泥無機污泥主要以無機物為主要成分，也稱泥渣，如廢水利用石灰中和沉淀、混凝沉淀和化學沉淀物等。2024/9/24污泥處理與處置84含水率p

指單位質量污泥中所含的水分的百分數。V1W1100—P2C2V2W2100---P1C1污泥的比重指污泥重量W與同體積水重量之比。由于污泥含水率很高，污泥比重往往接近于1。污泥的比阻指單位過濾面積上，單位質量干污泥所受到的過濾阻力，稱比阻。比阻的大小與污泥中有機物含量及其成分有關。毛細吸水時間指污泥中的水在吸水紙上滲透距離為1cm所需的時間。比阻與毛細吸水時間之間存在一定的關系，通常比阻愈大，毛細吸水時間愈長。污泥的性質指標2024/9/24污泥處理與處置85揮發(fā)性固體（VSS）和灰分（NVSS）揮發(fā)性固體表示污泥中有機物含量，又稱灼燒減重；灰分則表示污泥中無機物的含量，也稱灼燒殘渣；污泥的可消化程度污泥中的有機物是消化處理的對象。一部分可消化降解；另一部分是不易或不能降解的，如脂肪和纖維素等。用可消化程度表示污泥中可被消化降解的比例。污泥肥分主要指氮、磷、鉀有機質、微量元素等含量。肥分指標直接決定污泥是否適于作為肥料進行綜合利用。2024/9/24污泥處理與處置86污泥的衛(wèi)生學指標從廢水生物處理系統(tǒng)中排出的污泥含有大量微生物，包括病原體和寄生蟲卵。未經衛(wèi)生處理的污泥直接排放到環(huán)境或施用于農田是不安全的。衛(wèi)生學指標指污泥中微生物的數量，尤其是病原微生物的數量。2024/9/24污泥處理與處置873、污泥處理的目標減量化由于污泥含水率很高，體積很大，經處理后，污泥體積減至原來的十幾分之一，且由液態(tài)轉為固態(tài)，便于運輸和消納。穩(wěn)定化污泥中有機物含量很高，極易腐敗并變臭，經消化階段處理后，易腐敗部分有機物被分解轉化，不易腐敗，惡臭大大降低，方便運輸及處理。無害化污泥中，尤其是初次沉淀池污泥中，含有大量的病原菌、寄生蟲卵及病毒，易造成傳染病大面積傳播。經消化階段處理，可殺滅大部分蛔蟲卵、病原菌和病毒，大大提高污泥的衛(wèi)生指標。資源化污泥是一種資源，可通過多種方式利用。如污泥厭氧消化可回收沼氣，采用污泥生產建筑材料，從某些工業(yè)污泥中提取有用的重金屬等。2024/9/24污泥處理與處置88二、污泥的貯存與運輸(c)貯存目的平衡污泥產量的波動，為污泥處理工序提供均勻進料的條件。

貯存方式可在沉淀池內短期貯存、也可在污泥消化池內貯存。對于沒有消化池的處理廠常貯存在單獨的混合池和貯存池內。運輸方式一般采用管道、汽車和駁船輸送。一般輸送的固含量以5%為宜。超過10km時，壓力管道較經濟。2024/9/24污泥處理與處置89三、污泥濃縮(b)(一）污泥濃縮概述

污水處理中的污泥含水率一般為96%~99.8%，體積很大，通過污泥濃縮是含水率、污泥體積得到一定程度降低，從而降低污泥后續(xù)處理的設施的建設費用和運行費用。2024/9/24污泥處理與處置810污泥中的水分：(1)孔隙水：被污泥顆粒包圍起來的水分（70%）-重力(2)毛細水：顆粒間毛細管內的水（20%）--施加外力(3)表面吸附水：被顆粒表面吸附的水（a%）-混凝(4)內部水：污泥顆粒內部的結合水（b%）-熱分解或熱力通常表面吸附水和內部水占污泥總水分的10%2024/9/24污泥處理與處置8112024/9/24污泥處理與處置812（二）常用污泥濃縮方法1、重力濃縮法

原理

利用重力將污泥中的固體與水分離，使污泥的含水率降低。其構筑物稱為污泥濃縮池。運行方式

間隙運行——污泥放入經一定濃縮時間后，依次開啟設在不同高度的清液管上閥門，分層地放掉上清液，然后通過排泥管排放污泥后，再向池內排入下一批待處理污泥。

2024/9/24污泥處理與處置8132024/9/24污泥處理與處置814連續(xù)運行——連續(xù)運行的一般有豎流式和幅流式兩種。圖7-4為幅流式濃縮池2024/9/24污泥處理與處置815重力濃縮池的日常維護——表面浮渣應及時清除——初次沉淀池污泥與剩余活性污泥混合濃縮時，應保證兩種污泥均勻混合?！獪囟葮O高時，污泥會上浮，導致無法濃縮?？杉尤隒l2、KMnO4、O3等氧化劑抑制微生物活動，保證濃縮效果?！獫饪s池較長時間沒有排泥時，應先排空濃縮池，嚴禁直接開啟污泥濃縮機。2024/9/24污泥處理與處置816——在寒冷地區(qū)濃縮池液面結冰時，應先破冰并使之融化，再開啟污泥濃縮機?！獞ㄆ跈z查上清液溢流堰的平整度，保證出水均勻?！獞獙Τ乇?、出水堰等部位定期清刷，降低惡臭?！獞ㄆ谂趴?，檢查是否積泥或積砂，并對水下部件予以防腐處理。2024/9/24污泥處理與處置817重力濃縮池工藝控制條件固體負荷30~60kg/（m2·d）濃縮時間不小于12h含水率（活性污泥二沉池污泥濃縮后）97%~98%有效水深4m刮泥機外緣線速度1~2m/min重力濃縮池效果的檢測評價濃縮比濃縮池排泥濃度與入流泥濃度比，固體回收率被濃縮到排泥中的固體占入流固體的百分比。分離率濃縮池上清液量占入流污泥量的百分比異常問題分析（292頁表7~2）2024/9/24污泥處理與處置8182、氣浮濃縮法原理及優(yōu)缺點原理依靠大量微小氣泡附著在污泥顆粒周圍，形成上浮濃縮2024/9/24污泥處理與處置8193、離心濃縮法原理及優(yōu)缺點原理：利用污泥中固、液比重不同，在高速旋轉的機械中具有不同的離心力而進行分離濃縮，經不同的通道導出機外。由于離心力是重力的500~3000倍，因此在很小的離心機內只需十幾分鐘就完成。含固量從0.5%增至6%。優(yōu)缺點：場地衛(wèi)生條件好，占地少，濃縮后污泥含水率低。但耗電量高，設備維修工作量大，要采用防噪聲的措施。2024/9/24污泥處理與處置820四、污泥消化（b）（一）厭氧消化的原理與功能原理：利用微生物的代謝作用，使污泥中的有機物穩(wěn)定化，減少污泥體積，降低污泥中病原體數量。

功能：消化后污泥易于脫水、體積減少、穩(wěn)定化、氨氮濃度提高、回收生物能。

2024/9/24污泥處理與處置821（二）污泥厭氧消化法的分類1、低負荷消化法：通常為單級消化，消化池內不加熱，不攪拌，間隙投加污泥和排出污泥。構造如圖7-62024/9/24污泥處理與處置8222、高負荷法：消化池內有攪拌設備，污泥在池外先加熱，其攪拌、污泥投配及熟污泥排除等工序為24小時連續(xù)進行，不存在分層。可用單級消化、兩級消化、厭氧接觸消化等。其示意圖如7-7.2024/9/24污泥處理與處置8233、兩相消化法：產酸和產甲烷階段分別在兩個單獨的反應池內進行?？蔀閮纱箢愇⑸锾峁┳罴训姆敝硹l件。系統(tǒng)示意如圖7-8.2024/9/24污泥處理與處置824（三）厭氧消化系統(tǒng)的組成1、消化池按其容積是否可變，分為定容式和動容式。定容式指消化池池蓋固定，容積在運行中不變，需附設可變濕式氣柜，以調節(jié)沼氣產量的變化。動容式消化池的頂蓋可上下移動，因而消化池的氣相容積可隨產氣量的變化而變化。國內普遍采用定容式。按池體形狀分為細高形，粗矮形及卵形。見圖7-9.2024/9/24污泥處理與處置8252、進排泥系統(tǒng)進排泥系統(tǒng)有：上進下直排：下排泥需嚴格控制進排泥量相等。稍有差別，會引起工作液位的變化。如排泥量大于進泥量，池內氣相會引起產生真空的危險。如進泥量大，會出現(xiàn)縮小氣相容積，或污泥從溢流管流失。上部進泥下部溢流：會降低消化效果。因為充分消化的污泥其顆粒密度增大，當停止攪拌時會沉淀在底部，而未經消化的污泥會上浮溢流排出。下部進泥上部溢流：克服了上述缺點。2024/9/24污泥處理與處置8263、攪拌系統(tǒng)攪拌的作用：使消化池各處的污泥濃度、pH、微生物種群等保持均勻，并及時將熱量傳遞到池內各部位，降低池底泥沙沉積與池面浮渣的形成。還可降低有機負荷的沖擊和有毒物質進入的影響。攪拌良好的消化池容積利用率可達70%，而攪拌不合理的消化池容積利用率會降到50%一下。攪拌方式：見圖7-11——機械攪拌：攪拌漿或攪拌渦輪。用于高細形池?！嚢瑁涸O導流筒，筒內設螺旋推進器，使污泥循環(huán)。——沼氣攪拌：部分沼氣抽出，壓縮后再通回池內攪拌。適用于粗矮形和卵形池。2024/9/24污泥處理與處置8272024/9/24污泥處理與處置8284、加熱系統(tǒng)有內加熱和外加熱兩種：見圖7-12，7-13——內加熱有熱水通過盤管加熱和蒸汽直接加熱兩種。熱水通過盤管加熱，熱效率較低，循環(huán)熱水管外表易結殼，降低傳熱效率。蒸汽直接加熱會使污泥含水率增加?！饧訜嵊猩勰嗤杜淝邦A熱和池內污泥外循環(huán)加熱兩種。2024/9/24污泥處理與處置8292024/9/24污泥處理與處置8305、集氣系統(tǒng)包括氣柜和管路氣柜常采用低壓浮蓋式濕式氣柜。見圖7-14。沼氣管路系統(tǒng)應設置壓力控制及安全、取樣、側濕、測壓、除濕、脫硫、水封阻火、通風報警等裝置。2024/9/24污泥處理與處置831（四）消化池的日常維護定期取樣分析檢測，并根據情況隨時進行工藝調整。運行一段時間后，排空除進行清砂清渣。攪拌系統(tǒng)應定期維護，排除攪拌立管的堵塞、攪拌漿的污物纏繞，攪拌軸穿頂板處的氣密性。加熱系統(tǒng)應定期檢查維護。蒸汽管路的堵塞，熱交換器的堵塞，需及時請洗。管路積垢應及時清洗。定時全面防腐防滲檢查。閥門定期保養(yǎng)。安全運行。電器設備應防爆，嚴禁明火，有效維護防沼氣泄漏。2024/9/24污泥處理與處置832（五）硝化池異常情況分析與排除（1）VFA（揮發(fā)性有機酸）/ALK（堿度）升高原因分析投配率：過高使VFA升高，pH下降，降低甲烷菌分解VFA,導致VFA累積溫度：溫度波動大降低甲烷菌分解VFA,導致VFA累積。攪拌效果：不好會導致局部VFA累積。有毒物質：導致甲烷菌中毒。2024/9/24污泥處理與處置833

（2）產氣量降低有機物投配負荷太低甲烷菌活性降低

（3）消化池氣相出現(xiàn)負壓，空氣自真空安全

閥進入消化池。排泥量大于進泥量，消化池液位降低，產生真空。沼氣攪拌壓縮機出氣管出現(xiàn)泄漏加入藥劑補充堿度時過量，可導致負壓壓縮機的抽氣量大于產氣量2024/9/24污泥處理與處置834

（4）消化池氣壓增大，自安全壓力閥逸出產氣量大于用氣量沼氣管路阻力增大進泥量大于排泥量

（5）消化池排放的上清液含固量升高，水質

下降，同時還使排泥濃度降低上清液排放量太大，應是進泥量的1/4。上清液排放太快，帶走大量固體。上清液排放口與排泥口距離太近

（6）消化液溫度下降，消化效果降低蒸汽或熱水量供應不足。投泥次數太少，一次進泥量太多，使加熱系統(tǒng)超負荷混合攪拌不均勻，使局部過熱，導致溫度降低。2024/9/24污泥處理與處置835五、沼氣的應用（d）沼氣的組成

沼氣的成分：主要是甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2），還有少量的其它氣體，如氫氣（H2）、氮氣（N2）、硫化氫（H2S）等。

CH4：45%~80%，以55%~60%為最常見。

CO2：20%~45%，以30%左右為最常見。

H2S：0.005%~0.08%，常在0.01%~0.02%，對管道設備的腐蝕性很強。沼氣的熱值：5000~6000kcal/m3,高于城市煤氣，低于天然氣。

2024/9/24污泥處理與處置836沼氣系統(tǒng)的組成集氣室：建于厭氧反應器的頂部，沼氣由集氣室的最高處用管道引出。輸配系統(tǒng)：包括輸氣管和配氣管，其中集氣室至儲氣柜間的管道稱為儲氣管。在管道低處要設冷凝水器。沼氣流速不大于7m/s。凈化單元：包括脫硫和過濾兩部分。脫硫有干法和濕法兩類。干法占地小，設備簡單，但效率低。濕法效率高，但設備復雜，占地面積較大。2024/9/24污泥處理與處置837沼氣系統(tǒng)的組成儲氣柜：有低壓和中壓兩種。低壓0.01~0.03MPa，中壓0.4~0.6MPa，儲氣柜的容量要求能夠儲存6~8h的產氣量。目前最常用的是低壓浮蓋式儲氣柜。阻火器：防止沼氣在管道內回火而設置。見圖7-17。用氣設備：除在沼氣循環(huán)攪拌中自身使用外，主要作動力燃料。2024/9/24污泥處理與處置8382024/9/24污泥處理與處置839污泥脫水（a）（一）污泥脫水的目的污泥經濃縮、消化后，尚有95%~96%的含水率，體積仍然很大，為了綜合利用和進一步處置，必須對污泥進行脫水處理。（二）機械脫水的原理以過濾介質（多孔性材質）兩面的壓力差作為推動力，使污泥中的水分強制通過過濾介質（稱濾液），從而達到脫水的目的。其方法有真空吸濾法、壓濾法和離心法等。脫水性能的指標有產率和固體回收率。2024/9/24污泥處理與處置840產率：單位時間（h）單位面積（m2)所能提供的一定含水率污泥的量（kg）稱為產率（kg/h.m2）。固體回收率：脫水后泥餅中固體量占脫水前污泥中固體量的比例稱為固體回收率。（%）不同的污泥、不同的脫水設備有不同的產率和固體回收率。2024/9/24污泥處理與處置841（三）常用機械脫水設備真空過濾機、壓濾機（板框、帶式）、離心脫水機1、污泥壓濾機原理：它的推動力是由正壓和大氣壓之差造成。類型：板框壓濾機和帶式壓濾機。見圖7-21和7-22工作過程：板框壓濾機：污泥注入-壓濾-濾餅除去-介質沖洗-濾機閉合為一個周期。帶式壓濾機：濃縮-壓榨，連續(xù)進行。2024/9/24污泥處理與處置8422024/9/24污泥處理與處置8432024/9/24污泥處理與處置8444、帶式壓濾機的日常維護與管理注意觀察濾帶損壞情況，并及時更換新濾帶，一般壽命3000~10000h。每天保證濾帶有足夠的沖洗時間定期檢修維護加強室內通風定期分析濾液水