第八章污泥的处理处置和脱臭

第七章污泥的处理、处置和脱臭讨论：污泥和臭气是怎样产生的？(物质不灭)去除污染物的过程无害气、臭气水中新产生的污染物、CO2和水废泥、废液进水二次污染的来源污染物都变成什么？•本章学时：4•重点：（1）重要的污泥性能指标；（2）气浮浓缩设计；（3）污泥的厌氧稳定法和好氧稳定法与污水（废水）微生物处理法的区别；（4）污泥的脱水性能指标及其脱水方法；（5）水污染控制工程中的生物滤池脱臭法和土地生态净化臭气法。•难点：（1）气浮浓缩设计；（2）脱水性能指标――比阻；（3）污泥的厌氧稳定法和好氧稳定法的处理效率。第一节污泥的来源、性质、数量来自污染物的转化。1、污泥处理的必要性：（1）污泥是污水处理中的必然产物。占处理水量的0.3-05%左右;（2）污泥中含大量有毒物质，造成二次污染;（3）污泥中含大量的有用物质，可变害为利。2、污泥处理的目的简而言之：减量、稳定、无害化及综合利用。3污泥性质的指标•主要指标有：（1）污泥的含水率，用P表示。(100-P0)m0=(100-P)m=(100-P0)V0=(100-P)V99％99％96％浓缩（2）挥发性固体和灰分；（3）可消化程度；（4）脱水难易；（5）污泥重量金属离子和难降解有机物含量。4污泥的产量（1）初沉池的污泥量（2）剩余污泥量（活性污泥法）上式计算的是VSS，转化为SS：△XSS=△XVSS/fVSSρ(1-p)=△XSS0()＝edXyQSSKXV5污泥中的水分及其对污泥处理的影响污泥中的水分存在的形式和占比：游离水（间隙水），70％；毛细水(毛细管附加压力），20％；内部水，附着水和颗粒内部的水，10％。污泥中的水分存在的形式与将水从中分离的方法。第二节污泥处理处置的意义和方法生污泥浓缩消化机械脱水干燥焚烧最终处置调理填埋农业利用污泥的完整的一般处理方法第三节污泥浓缩•去大部分间隙水，剩余污泥由99%以上降至97%－98％左右。•意义：减少容积，调理剂用量、设备容量大大减少。•方法：重力浓缩法、污泥气浮浓缩法、离心浓缩法等。1重力浓缩水层K压缩层过渡层均匀层重力浓缩过程vⅠvⅡvⅢIIIIII（1）沉降过程混液面高度H0H2CK临界点污泥压缩的开始ABt2DO（2）沉降曲线沉降时间AB与CD的夹角浓缩从成层沉降向压缩沉降过渡区，压缩起始点在哪？（3）重力浓缩池水平截面积的计算方法1）沉降曲线简化计算法①通过沉降试验绘制沉降曲线，求K位置；在浓缩池中清晰的K点是不存在的，污泥浓缩基本规律是沉降曲线。②从污泥浓缩的浓度确定Hu，Hu＝H0C0A/CuA=H0C0/Cu;③K点的切线与Hu水平线相交点tu;④从At=Q0tu/H0计算浓缩池的面积At。混液面高度H0H2Kt2O沉降曲线简化计算法示意图沉降时间tuH1HuH1-H2H2-Hu从At=Q0tu/H0计算浓缩池的面积At的正确性论述：K点以后是压缩，压缩开始到结束，排水量VW:VW=A(H2–Hu)排出的水量与浓缩时间(tu–t2)的比值：平均产水率：Q’=A(H2–Hu)/(tu–t2)由于浓缩，必定引起混液面的下降混液面下降速度：V2=H1-H2/t2平均产水率Q‘’＝A（H1-H2）/t2在稳态下运行，Q‘’和Q’应相等：A（H1-H2）/t2＝A(H2–Hu)/(tu–t2)（H1-H2）/t2＝(H2–Hu)/(tu–t2)几何意义在tu时间内，进入浓缩区的平均固体通量为：cuHuAt从H0Ac0=HuAcu单位时间内的平均固体浓缩率：cuHuAt/tu或H0Atc0/tu进入浓缩池的固体量与单位时间内的平均固体浓缩率应相等：c0Q0=cuHuAt/tu=H0Atc0/tu所以At=Q0tu/H0(2)固体通量法1固体通量的定义：单位时间通过浓缩池某一断面单位面积的固体质量，单位：kg/m2.h。G=Gs+GbGs=vici（分析vi和ci对Gs的贡献,开始成层沉降，界面匀速下降，浓度不变，接着进入过渡层，界面下降速度降低，浓度逐渐增加，到压缩层，界面下降速度和浓度增加都减小）Gb=Quci/A=uciQ0c0=AtGAt=Q0c0/GGMGbGscuCLGL固体通量浓度固体通量计算法示意图1污泥重力浓缩法(1)连续式重力浓缩池多采用辐流式。（2）间歇式重力浓缩池•特点：1）多采用竖流式2）在浓缩池深度方向的不同高度设上清液排放管。上清液可排向哪里？2污泥气浮浓缩适用于污泥颗粒比重接近于1的活性污泥应该用什么气浮流程？•工艺流程：•原理：与气浮法处理废水相同适合沉降浓缩效果不好的场合.•计算题：•解题的思维要点：1气固比的概念和公式；2把污泥的百分浓度转化为重量/体积浓度；3回流概念；4水力负荷的校核。三污泥的稳定1概述：•污泥稳定的含义：减少污泥绝对量（有机物降解、微生物内源代谢）、消除污泥中臭气和病原微生物。污泥挥发性固体量降低40％即认为达到稳定。•污泥稳定的方法：（1）厌氧消化、（2）好氧消化（3）药剂氧化、（4）药剂稳定1污泥的好氧消化•基本原理：内源代谢和被微生物消化•污泥龄0()ecssssdssdtceeccVQcQc00QVc0()edssQssQssVdt2厌氧消化（1）简介定义：由兼性菌和专性厌氧菌将污泥中可生物降解的有机物经水解、酸化和产乙酸，分解成CO2和CH4（俗称沼气）.又称污泥生物稳定。完全的厌氧消化需相当长的时间,即使20～30d的停留时间仅能去除30%～50%的挥发性固体(VSS)。•..\动感教学\消化池.exe•控制步骤：•污泥固体细胞分解和胞内生物大分子水解为小分子,是厌氧消化的限速步骤,提高厌氧消化效率的主要途径之一是促进污泥细胞的破裂,增强其生物可降解性。（2）消化池的构造与工艺池形有两种：园柱形与蛋形•构造组成：集气罩、池盖、池体、下锥体四部分•尺寸要求：池径一般为6—35m•池总的高度为池径的0.8-1.0圆柱形蛋形•附属设备：1、污泥投配、排泥及溢流系统•投配管设在泥位上层•排泥管设在池底部。2、沼气排出，收集与排气设备。3、搅拌设备（1）泵加水搅拌法;（2）消化气循环搅拌法;（3）混合搅拌法。蛋形消化池与搅拌4、加温设备：池内蒸汽直接加热。池外盘管间接加热。工艺：1）低负荷率消化池不加热、不搅拌活性层浮渣层污泥水层惰性层排气进泥排泥排气2）高速消化池搅拌进泥排气排泥3）厌氧接触消化池搅拌消化池沉淀池消化气进泥（3）厌氧消化的影响因素1）温度影响•中温消化适应温度区：33—35℃•高温消化适应温度区：50—55℃•一般多采用中温消化。2）污泥（1）污泥投配率P的定义：每日投加新鲜的污泥体积占消化池有效容积的百分数。P是消化时间的倒数如P=5%，T=1/P=1/5%=20d。中温消化适宜P=5%--8%。（2）负荷（kg干泥/m3池容积.d）•两者的影响分析。3）搅拌和混合•目的：（1）生、熟污泥充分混合。提高消化速度。（2）避免污泥结块，使代谢终产物不在池底过多沉积。预防浮渣层。（3）加速消化气释放。4）集气5）排液(4)消化池的计算1)容积计算:从平均停留时间、污泥负荷或污泥投配率计算。2)产气量计算和热量平衡计算。四污泥的脱水和调理1概述•稳定后的污泥中的固体主要是腐殖质，network,fineparticlesizes,亲水强，难脱水。2脱水性能的评价指标（1）比阻抗值rDarcy方程比阻抗值r与压力的关系（2）毛细吸水时间（CST)2()dVpAdtrcVRA2trcRVVppA2trcVVp'srrp3污泥调理（1）加药调理法•有机调理剂•无机调理剂•实验方法（不同于废水絮凝法）•影响因素•类似于絮凝•加药调理改善脱水性能的解释(界面、毛细管）（2）物理调理法加热、冷冻和加惰性助剂、淘洗法4污泥的脱水•主要脱去毛细管和表面附着水。含水率从96％降为60－80％。1）污泥的自然干化•干化场：自然滤层干化场与人工滤层干化场。人工滤层干化场分：敞开式和有盖式可移动顶盖。2）污泥的机械脱水及其设备（1）带式压滤机设备：带式压滤机原理：在过滤介质一面加压为推动力而脱水，适用于各种污泥。（2）板框压滤机•原理：在过滤介质一面加压作为推动力而脱水，适用于各种污泥。（3）离心脱水设备：转筒式离心机第二节污水处理厂臭气的净化简介1概要Threemethodsofodourtreatment•biochemical(biofilters,bioscrubbers,activatedsludge，土壤－植物生态系统处理)•chemical(chemicalscrubbers,thermaloxidation,catalyticoxidation,ozonation),•physical[condensation,adsorption(activatedcarbon),absorption(cleanwaterscrubbers)•Biologicalmethodsofodourtreatment78%ofodourtreatmentinGermany2方法简介1）Bulkmediabiofilters2）Tricklingbiofilters3）Bioscrubbers4）Activatedsludgediffusion•工艺图：•Mechanismactivatedsludgediffusion5biochemical(biofilters,bioscrubbers,activatedsludge，土壤－植物生态系统处理)•习题：1污泥的来源、性质及其主要指标是什么？2污泥的含水率从97.5％降为94％，求污泥体积的变化？（计算公式的简单推演？）含水率为97.5％的污泥如果用g/L来表示浓度，其数值约为多少？3污泥的浓缩有几种方法？各适用于何种情况？重力浓缩法和气浮浓缩法浓缩富含磷的污泥，出水中磷的浓度差别。4按参考书中的例题，改编一道自我完成？5简要叙述重力浓缩池计算水平截面积的沉降曲线法和固体通量法。6重力浓缩的沉降曲线中临界面K点的求法和意义。7蛋形厌氧消化池的优点8污泥调理和脱水的方法有哪些？9影响污泥比阻的相关因素10简要叙述废水生物处理法产生废气的原因？废气去除的主要方法？