第七章污泥处理与处置2010

第七章污泥的处理与处置第一节概述第二节污泥贮存目的、方式及运输方式第三节污泥的浓缩第四节污泥的消化第五节沼气的应用第六节污泥的脱水第七节污泥的干燥与焚烧第八节污泥的综合利用2010年污废水处理设施运行管理培训1.污泥的处理与处置目的（1）确保污水处理效果，防止二次污染；（2）使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理；（3）使有毒有害物质得到妥善处理或利用；（4）使有用物质得到综合利用，变害为利。总之，污泥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。•第一节概述2.污泥的来源与分类来源栅渣沉砂池沉渣初沉池污泥二沉池污泥城市污水厂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。浮渣消化池污泥混凝沉淀池污泥污泥的分类（2）根据污泥的来源和性质的不同，可分为：a.初次沉淀污泥b.剩余活性污泥与腐殖污泥c.消化污泥d.化学污泥（1）按污泥的成分不同可分为：有机污泥与无机污泥两大类（3）按处理污水的来源不同可分为：生活污水污泥与工业废水污泥污泥性质指标含水率（含固率）污泥的比重污泥的比阻毛细吸水时间12wwss211212100100ccPPPPVV含水率(Pw)是单位质量污泥中所含水分的百分数。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：3.污泥的性质指标挥发性固体和灰分污泥可消化程度污泥的肥分污泥的卫生学指标是指污泥重量与同体积水重量之比。(r)是指单位过滤面积上，单位质量干污泥所受到的过滤阻力。%100SWWPw污泥性质指标含水率（含固率）污泥的比重污泥的比阻毛细吸水时间(CST)是指污泥中的水在吸水纸上渗透距离为1cm所需要的时间。通常比阻越大，毛细吸水时间越长。挥发性固体(VSS)，是指污泥中在600ºC的温度下灼烧，并以气体逸出的那部分固体，即有机物含量，反映污泥的稳定化程度。灰分(NVSS)指污泥灼烧后的残渣，主要为无机物。用以表示污泥中可被消化降解的有机物的比例。3.污泥的性质指标挥发性固体和灰分污泥可消化程度污泥的肥分污泥的卫生学指标主要指污泥中氮、磷、钾、有机物、微量元素等的含量。卫生学指标是指污泥中微生物的数量，尤其是病原微生物的数量。4.污泥处理的目标•减量化：降低含水率，减少污泥体积；•稳定化：消化降解污泥中的有机物，使之不易腐败；•无害化：杀灭大量的病原菌、寄生虫即病毒；•资源化：多方式利用，变废为宝。如回收沼气、提取有用的重金属。5.污泥处理系统污泥处理系统通常由不同的污泥处理单元组成，主要包括污泥的浓缩、稳定、脱水、干化等。具体的方案需根据污泥的数量和性质、最终处置方法以及当地的实际情况来选取不同的污泥处理单元。第二节污泥的贮存与运输1.污泥的贮存污泥贮存的作用是平衡污泥产量的波动，为污泥处理工序提供均匀的进料条件。在贮存过程中，可通过曝气和混合减少病原体数量，进一步稳定污泥，为污泥的进一步处理做准备。积累数量，集中外运。适量贮存，以防换泥。污泥贮存的方式（场所）：（1）沉淀池；（2）污泥浓缩池；（3）消化池；（4）混合池；（5）贮存池。短期贮存单独设置污泥贮存过程中应注意的问题：（1）避免污泥收到雨淋或水的浸泡，以免污泥中的污染物溶出，造成二次污染；（2）应当尽量缩短有机污泥在厂内的贮存时间，尤其是夏季，以免污泥发生腐败，产生臭味；（3）对含有病原体微生物、寄生虫卵的污泥，应该进行充分的消毒，并避免蚊蝇等的滋生；（4）对于含有特殊有毒有害物质的污泥，应该严格按照国家相关规定进行贮存，以免产生危害。2.污泥的运输污泥的输送方式主要取决于污泥含水率的大小。污泥的输送方式管道输送：适用于近距离输送，一般输送距离小于10km，污泥含固率约为5％。分为压力输送和重力输送。汽车运送驳船运送适用于远距离输送，输送前需通过脱水干化等减量化处理工序。1.污泥中的水分种类(1)空隙水存在于污泥颗粒间隙中的水，称为空隙水或游离水，约占污泥水分的70％左右。这部分水一般可通过重力沉淀（浓缩压密）与泥粒分离。(2)毛细水存在于污泥颗粒间的毛细管中的水分，称为毛细水，约占污泥水分的20％左右。要脱除毛细水必须向污泥施加外力（如离心力、负压力等），以破坏毛细管表面张力和凝聚力的作用，来加以分离。(4)内部水是指污泥颗粒内部结合的水分，如细胞内部水分、金属化合物的结晶水。不能机械方法分离，可通过生物分解或热力方法除去，但也不完全。第三节污泥的浓缩(3)表面吸附水污泥颗粒表面附着的水分，称为表面吸附水，其附着力较强，必须采用混凝方法，通过胶体颗粒的相互絮凝，排除附着表面的水分。空隙水降低含水率的方法：•浓缩法：用于脱除污泥中的空隙水；•自然干化法：用于脱除毛细水；•机械脱水法：用于脱除毛细水；•干燥法：用于脱除吸附水和内部水；•焚烧法：用于脱除吸附水和内部水；不同降低含水率方法及脱水效果方法主要单元装置脱水效果脱水后污泥状态浓缩重力、气浮、离心95%-97%近似糊状自然干化干化场70%-80%泥饼状机械脱水真空过滤真空转鼓、真空转盘等60%-80%泥饼状压滤板框压滤等45%-80%泥饼状滚压带式滚压带式压滤机78%-86%泥饼状离心离心脱水机80%-85%泥饼状干燥干燥器10%-20%粉状、颗粒状焚烧焚烧炉0-10%灰状1.污泥浓缩的目的:为了降低污泥含水率、减少污泥体积，缩小后续处理构筑物的容积或设备容量。污泥浓缩主要减缩污泥的空隙水。污泥浓缩方法重力浓缩法气浮浓缩法离心浓缩法2.重力浓缩法重力浓缩法原理（类似二沉池）：污泥在水中重力沉降过程中，随着污泥层变浓变厚，上层泥不断挤压下层泥，泥层浓缩，使得污泥中的固体颗粒与水分离。它适用于浓缩比重较大的污泥和沉渣，可用于浓缩初沉池污泥、剩余活性污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。重力浓缩法是应用最广泛和最简便的污泥浓缩方法。重力浓缩池的运行方式：（1）间隙式运行（2）连续式运行（1）间隙式污泥浓缩池主要工艺参数：浓缩时间（水力停留时间）不小于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)。有刮泥机及搅动栅的连续重力浓缩池φ200φ20023142000042005001400图22-3有刮泥机及搅动栅的连续式重力浓缩池1-中心进泥管；2-上清液溢流堰；3-排泥管；4-刮泥机；5-搅动栅1-中心进泥管；2-上清液溢流管；3-排泥管；4-刮泥机；5-搅动栅5连续式污泥浓缩池主要工艺参数:浓缩池的固体负荷[kg/(m2·h)或kg/(m2·d)]污泥含水率(％)水力停留时间或浓缩时间(h或d)有效水深(m)刮泥机外缘线速度(m/min)30~60kg/(m2·d)不宜小于12h浓缩后97％～98％宜为4m一般宜为1～2m/min重力浓缩池运行效果的检测评价浓缩效果的三个评价指标a.浓缩比ƒb.固体回收率ηc.分离率Fƒ＝CuCi－排泥浓度，kg/m3－入流污泥浓度，kg/m3η＝Qu•CuQi•Ci*100%Qu－浓缩池排泥量，m3/dQi－入流污泥量，m3/dF＝QeQi－浓缩池上清液量，m3/d重力浓缩池的日常维护（P292）•表面浮渣清除；•不同泥源浓缩时需均匀混合；•适当添加氧化剂，防止污泥膨胀；•污泥浓缩机的操作维护；•定期清洗浓缩池；•定期对水下部件进行防腐处理。重力浓缩池的常见异常问题、产生原因及解决对策（P292）3.气浮浓缩法气浮浓缩是依靠大量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，形成上浮污泥层，并得到浓缩。a.原理气浮浓缩法最常用的工艺是出水部分回流加压溶气气浮工艺。（这里的出水是指浓缩池的出水）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。b.气浮浓缩系统的组成4.离心浓缩法原理利用污泥中固、液相的比重不同，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方法优点缺点重力浓缩法a.贮存污泥的能力高b.操作要求不高c.运行费用少，电耗低a.占地面积大b.会产生臭气c.对于某些污泥工作不稳定气浮浓缩法a.浓缩后污泥含水率较低b.比重力浓缩法所需土地少，臭气问题少c.可使砂砾不混于浓缩污泥中d.能除去油脂a.运行费用较高b.占地比离心浓缩法大c.污泥贮存能力小d.操作要求比重力浓缩法高离心浓缩法a.占地面积小b.没有或几乎没有臭气问题a.要求专用的离心机b.电耗大c.对操作人员要求高三种污泥浓缩方法的优缺点第四节污泥的消化污泥的消化是污泥稳定化的处理方法之一，它是利用微生物的代谢作用，使污泥中的有机物稳定化，减少污泥体积，降低污泥中病原体数量。当污泥中的挥发性固体（VSS）含量降低到40％以下时，即可认为已达到稳定化。1、污泥消化的目的分解污泥中的有机物，即降低污泥中挥发性固体（VSS）的含量，减小污泥体积，并杀死污泥中的病原菌和寄生虫卵。2、污泥消化的原理污泥消化稳定可分为好氧消化和厌氧消化两类，其中厌氧消化最为常用。污泥厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，分解污泥中的有机物质，从而降低污泥中挥发性固体的含量。厌氧消化后的污泥易于脱水，VSS减少，不会腐化，氨氮浓度增高，污泥中的致病菌和寄生虫卵大为减少。污泥厌氧消化的功能（优点）1）消化后的污泥易于脱水；2）所含固体数量减少，不易腐化；3）氨氮浓度增高，提高污泥的肥效；4）污泥中的致病菌和寄生虫卵大为减少；5）消化后的污泥体积可减少60％～70％；6）污泥消化过程可产生高热值的沼气，作为能源利用。污泥厌氧消化的缺点1）投资大；2）运行易受环境条件的影响；3）消化时间长；3.常见污泥厌氧消化的类型及特点按负荷率大小分类低负荷消化法高负荷消化法单级消化法按运行方式分类两级消化法厌氧接触消化法低温消化按操作温度不同分类中温消化高温消化10～25℃30～37℃45～55℃a.低负荷消化法上清液出流低负荷污泥消化池通常为单级消化过程，一般不加热，不搅拌，间歇投加污泥和排出污泥。一般负荷率为0.4～1.6kg（VSS）/m3•d,消化时间长达30～60d。b.高负荷消化法固定顶盖贮气区污泥加热器污泥出口混合器污泥入口高负荷消化池示意图高负荷消化池内设有搅拌、加热装置，其搅拌、污泥投加和熟污泥排出等工序为24h连续进行的，不存在分层现象，全池都处于活跃的消化状态。消化时间为10～15d，固体负荷约提高4～6倍。c.两相消化法两相消化法将产酸和产甲烷分别在两个单独的消化池内进行，主要是为各类微生物提供最佳的繁殖条件，以得到最好的消化效果。d.两级消化法两级厌氧消化系统示意图实际应用两级消化系统是将污泥消化和浓缩分两段进行。4.厌氧消化系统的组成a.消化池污泥厌氧消化系统b.进排泥系统c.搅拌系统d.加热系统e.集气系统按容积是否可变，分为定容式和动容式；按池体形态，分为细高形、粗矮形以及卵形。分为上部进泥下部直排、上部进泥下部溢流排泥和下部进泥上部溢流排泥等形式。分为机械搅拌、水力循环搅拌和沼气搅拌三大类。池内加热分为热水循环加热和蒸汽直接加热；池外加热分为生污泥预热和循环加热。包括气柜和管路。气柜常采用低压浮盖式湿式气柜。5.消化池的日常维护消化池的日常维护主要包括以下几项内容：（P301）a.取样分析；b.清沙和清渣；c.搅拌系统维护；d.加热系统维护；e.消化系统结垢;f.消化池停运的检查与处理；g.消化池泡沫与控制;h.消化系统保温；i.安全运行。6.消化池的异常问题分析及排除a.VFA(挥发性有机酸)/ALK(碱度)升高；b.产气量降低；c.消化池气相出现负压，空气自真空安全阀进入消化池；d.消化池气相压力增大，自压力安全阀逸入大气；e.消化池排放的上清液含固量升高，水质下降，同时还使排泥浓度降低;f.消化液的温度下降，消化效果降低。7.污泥厌氧消化的影响因素a.pH值和碱度；b.温度；c.污泥投配率（