第二章污泥的处理与处置

第三章污泥的处理与处置1第三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第三章污泥的处理与处置2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。第三章污泥的处理与处置3第一节污泥的来源、性质和数量第三章污泥的处理与处置4一、污泥的来源、性质及主要指标来源处理目的栅渣沉砂池沉渣初沉池污泥二沉池生物污泥富含有机物，容易腐化、破坏环境，必须妥善处置降低含水率，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。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。第三章污泥的处理与处置5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％呈固态当含水率变化时，可近似地用下式计算湿污泥的体积：1212wwss21100100PPPPVV第三章污泥的处理与处置6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，反映污泥的稳定化程度用指数比抗阻值(r)或毛细吸水时间(CST)评价第三章污泥的处理与处置7二、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第三章污泥的处理与处置8公式估算1.初沉污泥量)100(101003V0PqV1000SNV式中：V——初沉污泥量，m3/d；qv——污水流量，m3/d；η——沉淀池中悬浮物的去除率，%；ρ0——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。第三章污泥的处理与处置92.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:VXKYqXSSVVSSdSeSOV)((2)剩余活性污泥量以SS计:fXXVSSSS(3)剩余活性污泥量以体积计:ρPXVSS)100(100SS公式估算第三章污泥的处理与处置10三、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。有干化才能分离，但也不完全。第三章污泥的处理与处置11第三章污泥的处理与处置122.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。第三章污泥的处理与处置13第二节污泥的处置及其前处理第三章污泥的处理与处置14一、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。综合利用填埋焚烧湿式氧化第三章污泥的处理与处置15污泥处理与处置第三章污泥的处理与处置16第三节污泥浓缩第三章污泥的处理与处置17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。方法沉降法气浮法离心法第三章污泥的处理与处置18一、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。第三章污泥的处理与处置192.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)第三章污泥的处理与处置20H02332第三章污泥的处理与处置21KH2t2第三章污泥的处理与处置22第三章污泥的处理与处置23KH2t2tuHu由At=Q0tu/H0即可求出浓缩池的面积。第三章污泥的处理与处置24沉降曲线计算依据如下：•依据物料衡算：H0C0A=HuCuA•浓缩开始到浓缩结束：Vw=A（H2-Hu）排出的水量和浓缩时间tu-t2的比值就为此段时间内平均产水率222)('ttHHAttVQuuuw第三章污泥的处理与处置25由临界点K引切线，可得浓缩开始（t2，H2）时的浑页面下降速率v2:2212tHHv2212)(''tHHAAvQ221221tHHttHHu此时，瞬时产水率Q’’为：但浓缩池处于连续稳态工作时，Q’和Q’’相等，同为溢流率，即：第三章污泥的处理与处置26•在tu时间内，进入浓缩区的平均固体量为CuHuA，则单位时间固体浓缩率为：ututuutAHCortAHC00•在连续稳态条件下，进入浓缩池的固体入流率为(Q0C0）应等于浓缩池的固体浓缩率：000000HtQAORtAHCcQutut第三章污泥的处理与处置27固体通量的定义•固体通量指的是单位时间通过浓缩池某一断面单位面积的固体质量，单位为kg/(m2d)第三章污泥的处理与处置28•在间歇式操作条件iiBVCGGB=间歇通量,kg/(m2d)Ci=固体浓度,kg/m3Vi=Ci时固体的沉降速率(m/d)第三章污泥的处理与处置29•在连续操作条件下：UCVCGGGiiibsG=连续式固体通量,kg/(m2d)U=底流流量(m/d)——取决于污泥泵的速率第三章污泥的处理与处置300H沉降时间在不同浓度的沉降曲线图上，取匀降层的沉降速度V，即直线阶段的斜率，与相应的污泥浓度c的乘积，以绘成Gs和c的关系曲线，该曲线为静沉引起的固体通量曲线。第三章污泥的处理与处置31GLM3a’aCLCmu=5m/d210020030040001020304050SolidFlux（kg/m2d)Solidconcentration(kg/m3)在连续式的污泥浓缩池，由于池底污泥流量不变，所以U为一个常数值，由此可知底流排泥量引起的固体通量Gb和浓度ci成直线关系。将静沉通量和底流排泥通量叠加在一起，得总通量曲线。第三章污泥的处理与处置32•当进泥的流量和浓度不变时，G值越小，则A值越大，即采用最小通量GL的时候得到的结果最保险。总通量曲线上极小值在M点，其纵坐标GL即为最小值（也称为极限通量值）。在Gb线上GL相应的浓度值Cu即为底泥排泥浓度。第三章污泥的处理与处置33ULUUUUUCGACMACQCAQUWhereQu=底流污泥流量,m3/dCu=底流污泥浓度,kg/m2U=由于污泥去除引起的污泥下降速率m/d第三章污泥的处理与处置34GLCu3(Cu,GL)a’aCLCmu=5m/d210020030040001020304050SolidFlux（kg/m2d)Solidconcentration(kg/m3)UCGUL第三章污泥的处理与处置35二、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。第三章污泥的处理与处置362.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）第三章污泥的处理与处置37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260第三章污泥的处理与处置382.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(fpRSSAA第三章污泥的处理与处置392.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)。第三章污泥的处理与处置402.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第三章污泥的处理与处置41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A第三章污泥的处理与处置422.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：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第三章污泥的处理与处置43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V第三章污泥的处理与处置443.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第三章污泥的处理与处置45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第三章污泥的处理与处置46三、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％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第三章污泥的处理与处置47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2~38~9090~9