污泥处理

1目录第一章引言第二章城市污泥的产生与性质第三章城市污泥处理与利用原理第四章污泥的预处理第五章污泥的热化学处理第六章污泥的生物处理第七章污泥的土地利用与处理第八章污泥的材料利用第九章污泥处理与利用实践第十章规划城市污泥处理与利用2第一章引言第一节城市物流系统中的污泥第二节城市污泥的环境影响第三节城市污泥的处理与利用问题3第一节城市物流系统中的污泥一、城市物流系统与污泥1、城市物流系统产生污泥的过程（1）生产过程中产生污泥纸浆污泥、电镀污泥、石油化工产生的油泥（2）城市生活活动相关的市政设施运行产生污泥给水厂、污水厂、水体淤泥等42、污泥的相态特征（1）污泥是固体和液体的混合物（2）污泥的固液组成比有一定的稳定性（3）污泥中所含的液体通常是水二、城市污泥包含的种类1、城市污水厂污泥城市污水的来源：工业污水和城市污水城市污水厂处理的污水：城市污水、部分雨水（合流制）和工业污水（需要预处理）52、城市给水厂污泥混凝沉淀和过滤反冲洗产生的污泥3、城市水体疏浚淤泥疏浚自然和人工水体的淤泥，维持水体的功能4、城市排水沟道污泥城市排水沟道可分为污水沟道、雨水沟道和合流排水沟道三种可沉降的颗粒物和胶体会沉积于沟道内5、城市建筑工地泥浆基础施工（混凝土灌注桩）建筑地质勘查（钻井）6第二节城市污泥的环境影响主要指污泥中所含的各种类型的污染物（毒害性、易腐性、耗氧性和植物营养性质，以及致病微生物等）对环境的影响一、城市污水厂污泥城市二级污水处理厂运用活性污泥法处理污水，产生的污泥含有重金属（铜、铬、铅等）、高毒性的有机物（肼类）、大量的致病微生物、以及一些耗氧性有机物和植物营养成分7二、城市给水厂污泥1、给水污泥进入水体，导致水体的加速淤积2、给水污泥中的化学活性物质会影响水体的水化学特性（pH值、电导率等）3、给水污泥进入农田，将造成土壤物理和化学环境的变化，引起土塘“板结”、酸化等三、城市水体淤泥1、城市水体沉积物的环境影响富集的N、P等营养素造成水体的富营养化，重金属、有毒有害有机物会通过食物链对陆生生物和人体健康构成威胁82、城市水体疏浚底泥的环境影响体现在两个方面：（1）疏浚底泥中可能含有的污染物质（2）疏浚底泥的量日益增长四、城市排水沟道污泥1、任意堆放会产生大量的蚊蝇、臭气，污染地下水源2、占用了沟道的空间，加剧污水对管壁的冲刷和上游沟道的淤积3、污泥腐化而散发的臭气和有毒气体对管壁有腐蚀作用9五、城市建筑工地泥浆毒害性小，属于较清洁的污泥对环境的影响主要是由对其不适当的排放引起的（可能直接进入城市的排水管系），导致沟道阻塞10第三节城市污泥的处理与利用问题一、城市污泥处理与利用的需求1、污泥的产生量大，占固体废物的比例大2、污泥中污染物的浓度高3、污泥有比其他固体废物大得多的可流动性二、城市污泥处理与利用体系计划管理原则1、减量化2、稳定化3、资源化4、无害化11三、城市污泥处理与利用技术原则1、充分认识污泥的污染与资源双重性2、源控制分流毒害物质严格执行工业污水的预处理3、优先采用污泥脱水技术12第二章城市污泥的产生与性质第一节城市污泥的来源与分类第二节城市污泥的产生量分析第三节城市污泥的组成特点第四节城市发展与城市污泥13第一节城市污泥的来源与分类一、城市污水厂污泥的来源与分类1、来源主要来源于初沉池和二沉池，还有格栅、沉砂池、化学沉淀池（一级强化处理）等2、分类可以根据不同的分类准则进行：污水的来源特性、污水的成分和某些性质、污泥处理的不同阶段、污泥的来源14二、城市给水厂污泥的来源与分类1、来源沉淀池和滤池的反冲洗2、分类沉淀池的排出泥分为不投药沉淀池排泥（使用越来越少）和投药沉淀池排泥两种；其中投药污泥又可分为石灰－苏打软化污泥和化学凝聚沉淀污泥两种15三、城市排水沟道污泥的来源与分类1、来源排水中的可沉降与可转化沉降物质2、分类（按排水管道的类型）分流制污水管道污泥、分流制雨水管道污泥、合流制排水管道污泥三种研究排水管道污泥存在两种不同视角：（1）考察管道沉积物与排水水质的关系（2）控制管道沉积物清理过程的污染有水力通沟（有机部分）和机械清理（无机物）两种清理方式16四、城市水体疏浚淤泥的来源与分类1、城市水体沉积物与疏浚淤泥的来源自然或人工水体的沉积物，主要包括有机生活垃圾、植物组织和水生生物的残余物等2、城市水体疏浚淤泥的分类（1）按疏浚方式水力疏浚底泥和机械疏浚底泥（2）按疏浚目的航道疏浚底泥和环境疏浚底泥（3）按疏浚底泥是否受污染受污染疏浚底泥和未受污染疏浚底泥（4）按疏浚底泥所含固态物质的粒径特征黏土质、粉砂质和砂质疏浚底泥17五、城市建筑工地泥浆的产生特点主要产生于建筑桩基施工和地基勘察施工中的钻孔环节，由孔内泥土液化输送所产生的18第二节城市污泥的产生量分析一、影响城市污泥产生的因素1、城市污水厂污泥城市污水厂污泥额产生主要受到污水水质、污水处理工艺的各个工艺环节运行情况的影响主要了解活性污泥法及二沉池污泥的影响192、城市给水污泥城市给水污泥的产生主要影响因素：（1）原水的类型地下水源和地表水源（2）原水的水质决定需要去除的物质的量和去除的难易程度是决定给水污泥产率的最主要影响因素（3）给水处理的工艺和工艺运行条件沉淀、过滤工艺和处理药剂的种类203、城市排水沟道污泥产生量主要受两个方面因素的影响：（1）“源”，进入排水管系且具有沉积可能性的物质的量主要是指进入排水管系的排水量和水质（2）“沉”，排水管道内的沉积条件流速集水构造（汇水口、井、格栅、沉降箱）污泥清理周期214、城市水体疏浚污泥（1）影响城市水体沉积物产生的因素工业发展、人口数量、污水处理率、环境卫生状况、大气污染、水体水动力条件等（2）疏浚工程疏浚方式、疏浚机械、疏浚操作的不同都会影响疏浚污泥的含固率22二、城市污泥产生量测算1、城市污水厂污泥（1）初沉污泥体积流量V1)100(10100131PQCV＝10001NtSVL23（2）剩余污泥体积流量V21）剩余污泥干质量ΔXT每日排除剩余污泥干质量ΔXT（kg/d）等于活性污泥系统中每日产生的活性污泥干质量fVbXaQLfXXVRT242）剩余污泥的体积量V2（m3/d）1000)1(2PXVT25（3）浓缩剩余污泥体积流量V3（m3/d）)1()1(123PPVV262、城市给水污泥给水厂沉淀池排出泥中的固体物含量＝原水中的悬浮物量＋投加的药剂量（1）原水中的悬浮物形成的固体物的流量Sω=QTK×10－6（t/d）（2）由净水药剂形成的固体物的流量Cω=QCqRω×10－6（t/d）实际沉淀池排出的含水污泥量S（m3/d）)1(PrCSS273、城市水体疏浚淤泥城市水体疏浚淤泥产生量的多少取决于需要疏浚清理的水体沉积物量与含固率、疏浚污泥的含固率2112CCWW284、城市排水沟道污泥主要包括城市雨水管道和污水排水支管的清通养护产生的污泥，不包括污水干管产生的污泥量城市污水接管率的提高，污泥量将继续增长29第三节城市污泥的组成特点一、污泥有机物的组成1、元素组成2、化学组成毒害性有机物、有机生物质、有机官能化合物3、微生物二、污泥无机物的组成1、毒害性无机物2、植物养分3、无机矿物30三、污泥的流动相组成1、水分自由水分、间隙水分、表面（附着）水分、结合水分2、水溶性组分溶于水中的各种有机物和无机物31第四节城市发展与城市污泥一、城市发展与污泥的产生1、城市污水厂污泥与污水处理量、污水处理率、污水收集率和污水处理工艺有关2、城市给水厂污泥与原水水质、供应量、人均用水量、人均收入水平有关3、城市排水沟道污泥与城市排水沟道的长度、城市的面积、排水沟道的普及率有关324、城市建筑工地泥浆与城市建筑的增量、经济发展水平、地质条件等有关5、城市水体疏浚淤泥正相关（增加）：城市面积的扩大，汇水面积增加；城市对航运功能的要求；排水泄洪通道的要求；景观方面的要求负相关（减少）：土地使用率的提高，减少水体面积；城市排水系统的完善；排水管网覆盖面积的增加33二、城市发展与污泥的源减量1、城市污水厂污泥（1）节约用水（2）城市污水产生组分控制含毒害物的工业污水分流或预处理粪便污水分流排放（3）改进污水处理工艺提高污泥龄采用生物膜法或推流式模式（氧化沟）342、城市给水污泥（1）节约用水污水回用、优化给水管道管理，减少渗漏量（2）保护原水水质（3）应用高效药剂，减少药剂用量3、城市排水沟道污泥（1）减小无植物裸露面积、采用高质量地面材料（2）减少城市对大气颗粒物的排放（3）优化地面保洁（吸扫）（4）适当增加排水沟道水力坡度（5）加强排水沟道的养护（排水沟道的清通）354、城市水体疏浚淤泥（1）完善城市排水体系（收集率和处理率）（2）设置植草滤水带，以透水砖铺砌地面（3）径流排入水体前进行沉降处理5、建筑工地泥浆采取措施减少泥浆的产生，收集泥浆36三、城市发展与污泥的资源化利用决定污泥资源化实施的两个基本因素：1、技术经济能力2、应用的容量目前，主要城市的污泥资源化途径仍以土地利用和建材利用为主37第三章城市污泥处理与利用原理第一节城市污泥的基本性质第二节城市污泥处理和利用的基本方向第三节城市污泥处理与利用基本技术路线第四节城市污泥处理与利用技术单元组成38第一节城市污泥的基本性质一、城市污泥的物理性质含水（固）率、密度、比阻、可压缩性、水力特性、粒径等1、城市污水厂污泥（1）含水率污泥中所含的水分的质量与污泥质量的比值栅渣80％、初沉污泥92～98％、活性污泥99～99.5％、消化污泥93～99.5％污泥含水率及其状态：90％以上为液体、70～80％为柔软状、50％为黏土状39（2）密度单位体积污泥的质量，常用相对密度来表示：污泥与水（标准状态）的密度之比初沉污泥：1.02；活性污泥：1.005；生物滤池污泥：1.025，单位是t/m3污泥相对密度与污泥固体密度的关系：100100)1(ssP1005.1250VsP40污泥的体积、质量和含水率（65％以上）之间的关系12122121100100ccPPWWVV41（3）比阻（αav）和压缩系数（s）比阻是指单位过滤面积上，滤饼单位干固体质量所受到的阻力，单位为m/kg用来衡量污泥脱水的难易程度，比阻越大，脱水越困难压缩系数用来反映污泥的渗滤性质，压缩系数越大的污泥，其比阻随过滤压力的升高而上升较快，脱水越困难42（4）污泥水分的结合能级污泥中的水分分为自由水分、间隙水分、表面水分和内部水分污泥脱水上限为自由水分和间隙水分污泥水分与颗粒结合能：污泥中水分气化所需能量与等重纯水气化所需能量之间的差值由于活性污泥中生物体的存在，污泥水分的结合能显著高于黏土泥浆水分的结合能对污泥进行调理可以降低污泥水分的结合能：冻融、加聚丙烯酰胺43（5）水力特性主要是指污泥的流动性和可混合性，受温度、污水水质、流速、黏度等影响，其中黏度影响最大流动性是指污泥在管道内的流动阻力和可泵性；管道内的流速一般控制在1.5m/s以上污泥的流动性不受温度及污泥中有机组分含量的影响污泥中含固率超过6％时，可泵性很差污泥的含固率越高，其混合性越差442、城市给水污泥（1）含水率主要与原水水质、工艺设施类型以及药剂种类和用量有关给水污泥固相中来自原水悬浮固体的比例越大和碳酸钙的含量越高，污泥的含水率越低给水污泥的含水率低于污水厂污泥（2）密度高于污水厂污泥，一般为1.06～1.3g/cm3与污泥固相中总有机碳的含量成反比45（3）比阻比污水厂污泥比阻小，脱水性能较好3、城市排水沟道污泥（1）含水率与管道类型、排水性质、管道水力条件和管道清理方式及周期有关采用水力清理，含水率高；采用机械清理，含水率低（2）粒径分布分为分流制污水管道污泥、雨水管道污泥、合流制排水管道污泥三种情况分析46（3）密度分流制污水管污泥、合流制排水管污泥、分流制雨水管污泥的密度逐次增加（4）沉降脱水性要好于污水厂污泥，排序与密度排序一样474、城市水体疏浚污泥（1）含水率主要受疏浚方法的影响，不同疏浚方法产生的疏浚淤泥含固率不同，一般为