固体废弃物处置技术

固体废弃物处置技术第五章污泥的浓缩与脱水第一节概述第二节污泥浓缩第三节污泥调理第四节污泥脱水定义：指给水和污水处理中，采用各种分离方法去掉溶解的、悬浮的或胶体的固体物质，从这些不同的方法中产生的泥渣统称污泥。第一节概述第一节概述一、污泥的种类按来源分类污泥从水中分离过程生活污水污泥工业废水污泥给水污泥沉淀污泥生物污泥初沉污泥混凝污泥化学沉淀污泥腐殖污泥剩余活性污泥一、污泥的种类污泥的成分、性质污泥在不同的处理阶段有机污泥无机污泥亲水性污泥疏水性污泥生污泥浓缩污泥消化污泥脱水污泥干化污泥焚烧灰二、污泥中的水分及分离方法水分的分类（存在形式）间隙水毛细管结合水表面吸附水内部水•间隙水：指存在污泥颗粒间隙的水；约占污泥成分的70%左右；一般用浓缩法分离。•毛细管结合水：在污泥颗粒间形成一些小的毛细管，这种毛细管有裂纹形和楔形两种，其中充满水分，分别称为裂纹毛细管结合水和楔形毛细管结合水，约占污泥水分的20%左右，可采用高速离心机脱水、负压或正压过滤脱水机•表面吸附水：吸附在污泥表面的水，约占污泥水分的7%左右，可用加热法脱除。•内部水：存在污泥颗粒内部或微生物细胞内的水，约占污泥水份3%左右，可用生物法破坏细胞膜除去胞内水或高温加热法、冷冻法去除。二、污泥中的水分及分离方法污泥中水分与污泥颗粒结合的强度顺序：内部水表面吸附水楔形毛细管结合水裂纹毛细管结合水间隙水污泥脱水的影响因素水分在污泥中的存在形式污泥颗粒的大小、有机物的含量（颗粒细、有机物含量高）解决方法污泥消化化学调理多种方法配合常见的几种脱水方法及效果见表5-1补充：污泥的消化三、污泥的处置资源化建筑材料农肥重金属含量符合标准沼气有机污泥进行厌氧发酵饲料、提取化学药物污泥中蛋白质可作为饲料或从中提取维生素Ｂ１２、Ａ、Ｂ等化学药物。焚烧灰加粘土、硅砂制砖剩余活性污泥中加进木屑、玻璃纤维压制板材以无机物为主要成分的沉渣，可用来铺路、填坑处置填埋焚烧减量、灭菌海洋投弃三、污泥的处置稳定化处理考虑环境问题、土地规划第二节污泥浓缩污泥浓缩的目的：除去间隙水、缩小体积方法：重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓缩法一、重力浓缩法按其运行方式分间歇式浓缩池小型处理厂连续式浓缩池大中型处理厂二、气浮浓缩法原理：依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒上，形成污泥颗粒－气泡结合体，利用浮力将颗粒带到水面达到浓缩的目的。三、离心浓缩法原理：利用污泥中固体颗粒和水的密度差异，在高速的离心机中，固体颗粒和水分别受到大小不同的离心力而使其固液分离，达到浓缩目的。第三节污泥的调理目的：污泥浓缩或机械脱水前的预处理，改善性能、提高处理量方法；化学调理、淘洗、加热加压调理、冷冻融化调理一、化学调理在污泥中加入适量的混凝剂、助凝剂等化学药剂使污泥颗粒絮凝，改善污泥脱水性能无机混凝剂：硫酸铝有机高分子混凝剂：聚丙烯酰胺助凝剂：石灰二、淘洗将污泥与３－４倍污泥量的水混合而进行沉降、分离的一种方法。目的：降低污泥中的碱度和粘度，以节省混凝剂的用量、提高浓缩效果、缩短浓缩时间。适用于消化污泥淘洗过程：污泥淘洗的过程是泥水混合一淘洗—沉淀。对污泥进行加热加压调理，可使部分有机物分解，亲水性有机胶体物质水解，颗粒结构改变，从而改善污泥的浓缩与脱水性能。按加热温度不同，可分为高温加压调理和低温加压调理两种。三、加热加压调理三、加热加压调理(一)高温加压调理高温加压调理是把污泥升温到170一200℃，加压压力为1.0一5MPa，反应时间为40—120min。分析：实践表明，反应温度175℃以上时，设备容易产生结垢，从而降低热交换效率。而且，污泥经高温加压调理后，分离液中溶解性物质增多，致使分离液处理困难。三、加热加压调理(二)低温加压调理低温加压调理的反应温度控制在150℃以下，使有机物的水解受到控制。与高温加压调理相比，分离液BOD5约低40一50％，因此，低温加压调理得到了发展。其工艺流程、设备与高温加压调理基本相同。四、冷冻融化调理原理：冷冻融化调理是将污泥交替进行冷冻与融化，通过改变污泥的物理结构，使污泥易于浓缩脱水。在冷冻过程中，污泥颗粒除受挤压力外，还有一部分污泥颗粒被封闭在冷冻层中间，污泥粒子的水分子由于毛细管作用被脱除。这样，污泥胶体粒子的结构就被破坏，脱水性能得到改善。污泥经冷冻、融化后，其沉淀性能与过滤速度比冷冻前可提高几倍到几十涪，而且不需用混凝剂。缺点：由于冷冻时的脱水作用以及形成冰冻结构时对污泥颗粒施加了挤压力，调理后的污泥颗粒可凝结成相当大的凝聚物。四、冷冻融化调理说明：采用缓慢冷冻时，可形成大的冰晶体，融化时水容易和团体分离，如果采用快速骤冷，则会成为小的冰晶体，融化时，水会重新被固体吸收进去。冻融化调理没有污泥中有机物重新溶解的问题，并且可以调理各种污泥。该法的主要缺点是动力费用高，但比加热加压调理经济。目前冷冻融化调理尚处于试验研究阶段。第四节污泥脱水一、真空过滤脱水设备：转鼓式真空过滤机（图5-7）二、压滤脱水设备：自动板框压滤机厢式全自动压滤机三、滚压脱水设备：滚压脱水机四、离心脱水设备：离心过滤机离心沉降脱水机五、造粒脱水机