污水的好养生物处理法―活性污泥法2

第十八章污泥的处理和处置第一节污泥的来源、性质和数量第二节污泥的处置及其前处理第三节污泥浓缩第四节污泥的稳定第五节污泥的调理第六节污泥脱水第七节污泥的干燥与焚化污泥的处理和处置，就是要通过适当的技术措施，使污泥得到再利用或以某种不损害环境的形式重新返回到自然环境中。第一节污泥的来源、性质和数量一、污泥的来源、性质及主要指标来源初沉污泥剩余污泥消化污泥化学污泥富含有机物，容易腐化、破坏环境，必须妥善处置城市污水厂所产生的污泥量约为处理水体积的1%左右（0.5%~1.5%）,含水率99.2%左右。栅渣、沉砂池沉渣降低含水率，使其变流态为固态，同时减少数量稳定有机物，使其不易腐化，避免对环境造成二次污染。处理目的二沉池栅滤二、污泥的特性1.污泥中的固体溶解固体和悬浮固体挥发性固体和稳定性固体（挥发性固体反映污泥的稳定化程度）2.污泥固体的组分污泥固体的组分与来源密切相关；组分不同，性质不同，对应的处理处置方法不同3.含水率与含固率含水率是污泥中水含量的百分数，含固率则是污泥中固体或干泥含量的百分数含水率在85％以上呈流态,65％~85％时呈塑态，低于60％呈固态含水率对污泥特性有重要影响。4.污泥相对密度11()niii1212100P（100-P）污泥相对密度指污泥的质量与同体积水质量的比值。Wi----污泥中第i项组分的质量分数，%；γi-----污泥中第i项组分的相对密度.γ1-----固体相对密度，（城市污泥2.5）γ2---水的相对密度(100)SWmVP000(100)(100)WWVPVP212002012[100()](100)[100()](100)PPVVPP当城市污泥含水率大于80%时可按此公式计算：00100100PVVP5.污泥体积、相对密度于含水率的关系V----污泥体积,m3ms----污泥中固体的质量，Kg;ρ----水的密度，Kg/m3污泥浓缩前后的关系：99%98%；97%94%；95%90%。污泥性质表征参数含水率与含固率挥发性固体污泥中的有毒有害物质污泥的脱水性能挥发性固体(用VSS表示)，是指污泥中在600ºC的燃烧炉中能被燃烧，并以气体逸出的那部分固体，用指数比抗阻值(r)或毛细吸水时间(CST)评价三、污泥量计算城市污水厂的污泥量时，一般以下表所列的经验数据为基础。污泥种类污泥量/(L·m-3)含水率/%密度/(kg·L-1)沉砂池的沉砂0.03601.5初次沉淀池污泥14~2595～97.51.015~1.02二次沉淀池污泥生物膜法7~996～981.02活性污泥法10~2199.2～99.61.005~1.008公式估算1.初沉污泥量1000SNV式中：V——初沉污泥量，m3/d；Q——污水流量，m3/d；η——沉淀池中悬浮物的去除率，%；c0——进水中悬浮物浓度，mg/L；P——污泥含水率，%；ρ——污泥密度，以1000kg/m3计；S——每人每天产生的污泥量,一般采用0.3~0.8L/（d·人）;N——设计人口数，人。0310010(100)cQVP2.剩余活性污泥量(活性污泥法)(1)剩余活性污泥量以VSS(挥发性固体)计:(2)剩余活性污泥量以SS计:f---0.6~0.75(3)剩余活性污泥量以体积计:公式估算0()VSSedVXYQSSKXVVSSSSXXf100(100)SSSSXVP三、污泥中的水分及其对污泥处理的影响1.污泥中的水分(1)游离水:存在于污泥颗粒间隙中的水，称为间隙水或游离水，约占污泥水分的70％左右。这部分水一般借助外力可与泥粒分离。(2)毛细水:存在于污泥颗粒间的毛细管中，称为毛细水，约占污泥水分的20％左右。也有可能用物理方法分离出来。(3)内部水:黏附于污泥颗粒表面的附着水和存在于其内部(包括生物细胞内的水)的内部水，约占污泥中水分的10％左右。只有干化才能分离，但也不完全。2.污泥中的水分对污泥处理的影响污泥处理的方法常取决于污泥的含水率和最终的处置方式。若污泥的含水率〉98%要先浓缩至96%以减少污泥体积；若要运输，含水率80%失去流态。若要填埋含水率60%第二节污泥的处理工艺污泥的处置及其前处理一、污泥的处置二、污泥处置的前处理为了避免污泥进入环境时，其有机部分发生腐败,污染环境，常在脱水之前先进行降解，称稳定。经过稳定的污泥如果脱水性能差，则还需调理。农业利用填埋焚烧投放海洋建材污泥处理与处置储存稳定浓缩干化脱水调理最终处置储存储存浓缩调理调理脱水最终处置最终处置浓缩脱水城镇污水二级处理厂污泥处理典型流程以无机物为主的工业污泥处理典型流程带有生物除磷的城镇污水处理厂污泥处理典型流程第三节污泥浓缩污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。方法重力浓缩（沉降法）气浮浓缩离心浓缩一、沉降法沉降法主要用于浓缩初沉污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。1.间隙式污泥浓缩池设计参数为停留时间，一般为9~12h。浓缩池的上清液，应回到初沉池前重新处理。2.连续式污泥浓缩池连续运行的浓缩池可采用沉淀池的形式，一般为竖流式(或辐流式)。设计参数:浓缩池的固体通量[kg/(m2·h)或kg/(m2·d)]水力负荷[m3/(m2·h)或m3/(m2·d)]水力停留时间(h或d)该法可造成磷的释放二、气浮浓缩法气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。1.气浮浓缩系统的组成气浮浓缩系统主要由加压溶气装置和气浮分离装置两部分组成。2.气浮浓缩法的主要设计参数主要设计参数:污泥负荷气固比水力负荷回流比单位时间内，通过气浮池断面的干固体量，单位为kg/（m2.h）或kg/（m2.d）气浮池污泥负荷:污泥种类负荷/（kg.m-2.d-1)空气曝气的活性污泥25～75空气曝气的活性污泥经沉淀后50～100纯氧曝气的活性污泥经沉淀后60～15050%的初沉污泥+50%的活性污泥经沉淀后100～200初次沉淀池污泥至2602.气浮浓缩法的主要设计参数主要设计参数:污泥负荷气固比水力负荷回流比溶气水经减压释放出的空气量与需浓缩的固体量之质量比，常用As表示；用于污泥浓缩一般取0.01～0.040aas)1(fpRSSAA2.气浮浓缩法的主要设计参数主要设计参数:污泥负荷气固比水力负荷回流比单位时间内，通过气浮池断面的处理水量，单位为m3/（m2.h）为m3/（m2.d），一般40~80m3/（m2.d）或2~3.5m3/（m2.h)。2.气浮浓缩法的主要设计参数主要设计参数:污泥负荷气固比水力负荷回流比加压溶气水量与需要浓缩的污泥量的体积比，通常以R表示，用于污水处理时取25%~50%，用于污泥浓缩需计算确定例：某废水处理厂的剩余活性污泥量为240m3/d，含水率为99.3%，泥温20ºC。现采用回流加压溶气气浮法浓缩污泥，要求含固率达到4%，压力容器罐的表压p为3×105Pa。试计算气浮浓缩池的面积A和回流比R。若浓缩装置改为每周运行7d，每天运行16h，计算气浮池面积。解：设计一座矩形的平流气浮浓缩池污泥流量qv=240m3/d=10m3/h1.气浮浓缩池面积A污泥负荷取75kg/(m2.d)，污泥密度为1000kg/m3,则)m(4.2275%)3.991(10002402A2.回流比R据经验，气固比As取0.02。采用装设填料的压力罐，溶解效率f=0.9。20℃时，空气饱和溶解度：入流污泥浓度р0为7000g/m3代入（20-7）式：回流水量：mg/L8.21g/L0218.0g/L164.10187.0aS/hm38/hm10%38033qvR%38078.37000)139.0(8.2102.0)1(0aaSRRfpRSSAA溶气罐净体积（不包括填料）按溶气水停留3min计算，则：以水力负荷校核气浮池面积：符合要求。d)/(m51.4md)/(mm22.42401380%12323vAqR33Nm9.1m60338V3.若浓缩池每天运行16h，则流量污泥负荷仍取75kg/(m2.d)=3.125kg/(m2.h)，则回流比（R）仍为380%。回流水量：溶气罐净体积：/hm15/hm1624033'vq22m6.33m125.3%)3.991(100015A/hm57/hm15%3803333Nm85.2m60357V以水力负荷校核气浮池面积：符合要求。d)/(m51.4mh)/(mm14.2h)/(mm6.3315)1%380()1(232323vAqR三、离心浓缩法原理利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋转的离心机中受到不同的离心力而使两者分离，达到浓缩的目的效果指标出泥含固率，3min停留时间，含固率可达到4％（能将含固率0.5%污泥浓缩到5%~6%）固体回收率浓缩后污泥的固体总量与入流污泥中的固体总量的比值该法可避免磷的释放污泥种类入流污泥含固率/%浓缩后污泥含固率/%高分子聚合物需要量/（g.kg-1污泥干固体）固体物质回收率/%剩余活性污泥0.5~1.58~10085~900.5~1.590~95厌氧消化污泥1~38~10080~900.5~1.590~95普通生物滤池污泥2~38~9090~959~110.75~1.595~97转筒式离心机用于污泥浓缩的运行参数剩余污泥机械浓缩第四节污泥的稳定污泥的稳定：降低有机物含量或使其暂时不产生分解的过程污泥稳定化（SludgeStabilization）的处理方法:厌氧消化法（Anaerobicdigestion）好氧消化法（Aerobicdigestion）氯稳定法石灰稳定法(AlkalineStabilization—additionoflime)热处理法生物稳定化学稳定臭氧稳定法（一）污泥的好氧生物稳定（好氧消化）其机理是促使活性污泥进入内源呼吸阶段，通过自身氧化降低污泥中的有机物的含量，使污泥达到稳定化。其反应方程式如下：C5H7NO2+5O2→5CO2+NH3+2H2O——只有约80%的细胞组织能被氧化，剩余的20%则是不能被生物降解的，对污泥中挥发性固体量的降低可接近于厌氧消化法；根据所采用的氧气来源的不同，又可分为空气好氧稳定和纯氧稳定法。因需要大量供氧，能耗较大，运行费用高，所以一般只适用于小规模的废水厂。一、污泥的生物稳定产物能量反应速率微生物好氧消化CO2，NH3,H2O高快15~20d(15℃)消化效果稳定厌氧消化CO2，CH4低慢30~40d(15℃)c消化池内VSS量（Kg）系统的VSS净输入量（Kg/d）由于θc较长，有大量的硝化菌，上清夜和滤液返回脱氮系统的反硝化段《室外排水设计规范》（GB50014-2006）规定的有关设计参数：曝气方式消化时间消化温度溶解氧浓度供气量容积负荷中气泡10~20d15~20℃2mg/L0.02~0.04m3(空气)/m3(池容)min0.04~0.06m3(空气)/m3(池容)min0.7~2.8KgVSS/(m3d重力浓缩后的)4.2KgVSS/(m3d机械浓缩后的)常用方法（二）厌氧消化目的污泥中的挥发性固体的量降低40％左右过程水解、酸化、产乙酸、产甲烷控制过程固态物的水解、液化、产甲烷优点产生能量使污泥固体总量减少作土壤调节剂杀死致病菌缺点投资大运行易受环境条件的影响消化污泥不易沉淀消化反应时间长a.传统消化池常见的厌氧消化池有：两级高负荷率厌氧消化系统b.高速消化池c.厌氧接触消化池项目传统消化池高速消化池厌氧接触消化池搅拌不要求要求要求排泥回流利用不要求不要求要求加热情况加热或不加热加热加热停留时间/d4010~1510负荷/KgVSS/(m3d)0.48~0.81.6~3.21.6~3.2均衡配料不要求不要求要求脱气不要求不要求要求加料、排料方式间断间断或连续连续二、影响污泥消化的主要