水污染控制工程第九章污泥的处理和处置

第一节污泥的来源、特性和数量一、污泥来源(P364)栅渣：较粗大的悬浮物；沉砂池沉渣：密度较大的无机颗粒；初沉污泥：剩余污泥：分为腐殖污泥和剩余活性污泥；消化污泥：厌氧消化或好氧消化产生;化学污泥：混凝、化学沉淀等处理废水产生;第九章污泥处理与处置二、污泥的特性1、污泥中固体溶解物质（DS）+悬浮物质（SS）=总固体（TSS）挥发固体（VSS）+稳定性固体（FSS）=总固体（TSS）单位：浓度mg/L或质量百分数（％）2、污泥固体组分：与污泥来源有关。表18-1城镇污水处理厂污泥固体的典型组成（P365)含水率：水含量的百分数，％；含固率：固体含量的百分数，％。含固率(％)十含水率(%)＝100(%)3、含水率4、污泥相对密度γ（P366)指污泥的质量与同体积水质量的比值。)100(100)100(100112121PPPPγ1――固体相对密度；P――污泥含水率，％，γ2－－水的相对密度，γ2=1；5、污泥体积V、相对密度与含水率关系)100(PmVwsV――污泥体积，m3；ms――污泥中固体质量，kg；ρw－－水的密度，kg/m3；设污泥原来含水率、体积、相对密度分别为：P0、V0、γ0，经浓缩后变为P、V、γ，依据质量守恒定律：)100()100(000PVPVWW，简化为：0适用于P80％的污泥。PPVV10010000例题：分别求污泥的含水率由99％分别变为98、96%时，污泥体积变化？P越大，降低P减容效果越明显。二、污泥量与污水水质和处理工艺有关。计算城市污水厂污泥量，以表18－2所列的经验数据为依据。（P367))100(1010030PQCV1、初沉污泥量（P367)或1000SNVS——每人每天湿污泥量，0.3-0.8L/d.人；N——设计人口数，人;V——初沉污泥量，m3/d；C0——进水悬浮物浓度，mg/Lή——沉淀池悬浮物的去除率，%Q——污水流量，m3/d；P——污泥含水率，%ρ——污泥密度，以1000kg/m3计；2、剩余活性污泥量（P368)（1）以VSS计：ΔXVSS——剩余活性污泥量，kgVSS/d;Y——产率系数，kgVSS/kgBOD5,Y=0.5～0.6；——曝气池入流BOD5，kg/m3;——二沉池出流BOD5，kg/m3;Q——曝气池设计流量，m3/d;Kd——内源代谢系数，0.06～0.1d-1;XV——曝气池平均VSS浓度，kg/m3;V——曝气池容积，m3oSeSVXKSSYQXVdeOVSS)(SSVSSf（2）以SS计：ΛXSS――剩余活性污泥量，kgSS/d；f=0.6～0.75。（3）以体积计：P――污泥含水率，％；污泥密度，以1000kg/m3计；fXXVSSSS)100(100PXVSSSS三、污泥中水分及对污泥处理的影响污泥水分.swf1、污泥中的水分游离水(间隙水）：70%毛细水：20%内部水：10%2、水分对污泥处理的影响（1）含水率影响污泥体积；（2）水分存在形式影响污泥处理方式；（3）含水率影响污泥状态，图18－1。含水率＞85％，污泥呈流态；含水率65％～85％，污泥呈塑态；＜60％，污泥呈固态。第二节污泥处理工艺一、污泥处理1、目的：减少污泥量并使其稳定，便于运输和最终处置。2、处理技术（3）调理：改善污泥脱水性能；（2）稳定：生物稳定、化学稳定；（4）脱水：进一步降低含水率；（1）浓缩：降低含水率，减小体积；二、污泥处理工艺（P371)城镇污水二级处理厂污泥处理流程：最终处置干化脱水调理稳定浓缩储存以无机物为主的工业污泥处理流程：最终处置脱水调理浓缩储存生物除磷污泥处理流程最终处置浓缩脱水调理储存第三节污泥浓缩一、重力浓缩1、适用范围：初沉污泥及初沉污泥和剩余污泥的混合污泥。2、浓缩池（1）间歇式浓缩池：停留时间9－12h。适用于小型污水处理厂。连续重力浓缩池.swf(2）连续式浓缩池构造与幅流式沉淀池基本相同。三、气浮浓缩1、工作原理：（同气浮法）2、适用于活性污泥/消化污泥；3、气浮装置（同气浮法）回流加压溶气气浮.swf4、特点：污泥含水率低；占地面积小，臭气少；能去除油脂；运行费用高。5、设计计算（自学）（1）污泥负荷：kg/m2.h,kg/m2.d,表18－3。（2）气固比:Qg――气浮池释放的空气量，kg/h；Qs――流入的污泥固体量，g/h；c0――入流污泥浓度，kg/m3；R――回流比；Sa――常压下空气在回流水中的饱和浓度，kg/m3；P――溶气罐绝对压力，一般采用0.3Pa；f――溶解效率，当容器罐内加填料及溶气时间为2～3min时，f=0.9，不加填料时，f=0.5。01cpfpRSQQaSg)/(qRQA)1(（3）气浮池面积：Q――入流污泥量，m3/d；q――表面水力负荷，m3/(m2.d)。R――回流比；四、离心浓缩1、工作原理：利用离心力使固液分离。2、特点：效率高，占地面积小；能耗高。高速旋转的离心机一、概述1、定义：降低污泥中有机物含量或使其不分解的过程。2、稳定方法:生物稳定法、化学稳定法。第四节污泥稳定二、污泥的生物稳定1、好氧生物稳定(好氧消化）对污泥持续曝气，促使有机物分解后稳定。特点：消化时间短；能耗大，不能回收沼气。适用于中小型污水处理厂。)/)dkgVSSkgVSSc净输入量（系统的量（消化池内污泥泥龄2、厌氧生物稳定（厌氧消化）（1）厌氧消化池分类(P383)a.传统消化池特点：间歇运行；不加热、不搅拌，池液分层；负荷低产气量少；停留时间＞40d。b.高速消化池特点：负荷高;搅拌，无分层；消化时间短，产气量大；消化气进泥完全混合排泥c.厌氧接触消化池上清液消化气污泥回流进泥沉淀池排泥特点：污泥回流；负荷高；效率高；表18－4几种厌氧消化工艺比较项目传统消化池高速消化池厌氧接触消化池加热情况加热或不加热加热加热停留时间/d4010～1510负荷/[kgVSS/(m3.d)]0.48～0.81.6～3.21.6～3.2加料、排料方式间断间断或连续连续搅拌不要求要求要求均衡配料不要求不要求要求脱气不要求不要求要求排泥回流利用不要求不要求要求（2）厌氧消化池构造(自学）•池体：•顶盖：固定式顶盖、浮动式顶盖；固定式顶盖•附属设施：加料、排料、加热、搅拌、破渣、集气、排液、溢流及其他监测防护装置。沼气搅拌消化池.swf机械搅拌设备.swf搅拌设施：水力搅拌、机械搅拌、消化气搅拌3、厌氧消化池设计(1)消化温度与负荷中温消化：32～35℃；高温消化：52～55℃通过试验获得设计负荷或参考经验选取。表18－5污泥常温厌氧消化设计参数（2）有效容积（P386)按投配率100PVVV――消化池有效容积，m3；――每日投入的原污泥体积，m3；P――污泥投配率，％V按VSS负荷c――污泥的VSS浓度，kgVSS/d；LVS――消化池VSS固体容积负荷，kgVSS/m3.d；（3）产气量与贮气罐容积：按公式计算，也可以通过试验或经验资料确定。（4）热力计算：（5）消化气的利用：VSLcVV按消化时间dTVVTd—消化时间，d。二、污泥的化学稳定(P387)石灰稳定法：投加石灰，抑制微生物的生长和杀灭病原菌;但污泥量增加。氯稳定法：能杀死各种致病微生物,稳定性时间长，稳定的污泥pH值低，产生各种氯代有机物。臭氧稳定法：稳定效果好，无二次污染；但建设、运行费用高。1、目的：改善污泥脱水性能。2、调理方法（1）化学调理：无机调理剂：铁盐、铝盐、石灰等；有机调理剂：聚丙烯酰胺；（2）物理调理：加热法、冷冻法：受自然条件、经济条件的限制；淘洗法：利用处理过的污水与污泥混合，然后澄清分离，以此稀释原污泥中的碱度，带走细小固体；主要用于消化污泥。第五节污泥脱水一、污泥调理二、污泥脱水1、自然脱水•脱水机理：自然蒸发、渗透作用•影响因素：气候条件、污泥性质。2、机械脱水（1）过滤脱水在外力作用下，污泥中的水分透过滤布或筛网，固体被截留，实现对污泥的脱水。污泥含水率降低到80%以下。带式压滤机离心脱水机.swf优点：效率高、占地面积小、操作条件好；缺点：设备复杂、易磨损，预处理要求高。（2）离心脱水第六节污泥的处置一、污泥综合利用1、用作肥料和土改良壤：2、其他用途二、湿式氧化将湿污泥中的有机物在高温、高压下，利用空气中的氧进行氧化的一种方法。所需空气量G（mg/L）：232.0aCODG0.232――空气中氧的质量分数；a――空气过量系数。满足《农用污泥污染物控制标准》。多段炉和流化床炉三、污泥焚烧立式多段焚烧炉.swf流化床焚烧炉.swf习题与思考题：P398书：1、2、3、4、5