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污泥处理处置福建海峡环保有限公司授课大纲一．概述二．污泥分类及性质三．污泥的处理四．污泥的处置五．污泥处理处置环境风险管理概述•污泥：是固体废物特例，在污水或废水处理过程及给水处理过程中产生的富含水分的、具有流动性或塑性的废物。不包括栅渣和沉砂。污水处理厂的污泥除含有水和有机物之外，一般还含有：有毒物质：细菌、病原微生物、寄生虫卵及重金属植物性营养素：氮、磷、钾污泥产生量约占处理水量的0.5-1.0%（含水率98%计）目前洋里污水厂处理规模50万吨/天，则会产生0.25-0.5万吨/天污泥！所以，污泥需要进行一定的处理或处置，以实现减量化、无害化(稳定化)和资源化。概述•污泥处理：对污泥进行减容、减量、稳定以及无害化过程，主要包括浓缩、消化、调理、脱水、干化等。•污泥处置：以自然或人工方式使经处理后的污泥或污泥产品能够得到长期稳定，并对生态环境无不良影响的最终消纳方式，包括土地利用、污泥农用、填埋和焚烧及综合利用等。污泥分类及性质•污泥的类型按成分可分为：有机污泥和无机污泥；按污水处理不同阶段可分为：初沉污泥（一级处理）腐殖污泥或剩余污泥（二级处理）化学污泥（三级处理）消化污泥/熟污泥（消化处理）按污泥处理不同阶段可分为生污泥（98%）消化污泥（98%）浓缩污泥（94%）脱水污泥（60-80%）干化污泥（30%）污泥分类及性质•污泥的性质•了解污泥的性能指标对选择污泥处理/处置工艺方法具有指示作用，常用性质指标有：含水(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。含水率大小影响污泥体积及赋存形态挥发分和灰分有机物组成与分类污泥脱水性能污泥压缩性能污泥肥分污泥卫生学指标污泥重金属含量污泥含水率从95%降至90%时，求污泥体积的改变？VVVVWW219010095100100)100(''含水率85％以上呈流态,65％~85％时呈塑态，低于60％呈固态污泥分类及性质•污泥的性质•了解污泥的性能指标对选择污泥处理/处置工艺方法具有指示作用，常用性质指标有：含水(固)率挥发性固体和灰分挥发性固体代表污泥中有机含量，又称灼烧减重灰分则代表污泥中的无机含量，又称灼烧残渣有机物组成与分类污泥脱水性能污泥压缩性能污泥肥分污泥卫生学指标污泥重金属含量污泥分类及性质•污泥的性质•了解污泥的性能指标对选择污泥处理/处置工艺方法具有指示作用，常用性质指标有：含水(固)率挥发性固体和灰分有机物组成与分类易降解有机组分和难降解有机组分的含量比例直接影响污泥消化程度、产气量大小。污泥脱水性能污泥压缩性能污泥肥分污泥卫生学指标污泥重金属含量污泥分类及性质•污泥的性质•了解污泥的性能指标对选择污泥处理/处置工艺方法具有指示作用，常用性质指标有：含水(固)率挥发性固体和灰分有机物组成与分类污泥脱水性能比阻：一定压力下，单位过滤介质面积上，单位质量的干污泥所受到的阻力(m/kg)毛细吸水时间:污泥中的毛细水在滤纸上渗透距离为1cm所需要的时间。污泥压缩性能污泥肥分污泥卫生学指标污泥重金属含量一般来说，比阻小于1×1011m/kg的污泥易于脱水，大于1×1013m/kg难于脱水。污泥分类及性质•污泥的性质•了解污泥的性能指标对选择污泥处理/处置工艺方法具有指示作用，常用性质指标有：含水(固)率挥发性固体和灰分有机物组成与分类污泥脱水性能比阻：一定压力下，单位过滤介质面积上，单位质量的干污泥所受到的阻力(m/kg)毛细吸水时间:污泥中的毛细水在滤纸上渗透距离为1cm所需要的时间。污泥压缩性能污泥肥分污泥卫生学指标污泥重金属含量一般来说，比阻小于1×1011m/kg的污泥易于脱水，大于1×1013m/kg难于脱水。污泥分类及性质•污泥的性质•了解污泥的性能指标对选择污泥处理/处置工艺方法具有指示作用，常用性质指标有：含水(固)率挥发性固体和灰分有机物组成与分类污泥脱水性能污泥压缩性能-压缩系数压缩系数污泥，其比阻随过滤压力的升高而上升较快。固压缩系数大的污泥宜采用真空过滤或离心脱水方法进行脱水，压缩系数小的污泥采用板框或压滤机进行脱水。污泥肥分污泥卫生学指标污泥重金属含量污泥分类及性质•污泥的性质•了解污泥的性能指标对选择污泥处理/处置工艺方法具有指示作用，常用性质指标有：含水(固)率挥发性固体和灰分有机物组成与分类污泥脱水性能污泥压缩性能污泥肥分植物性营养素、腐殖质等污泥卫生学指标细菌、病原体微生物污泥重金属含量污泥的处理污泥处理的目的降低含水率和体积,改变污泥赋存状态，并使其稳定化，以利于后续处理处置和利用，并降低处理处置成本。常见污泥处理方法及工艺流程有：污泥浓缩污泥调理污泥脱水污泥消化污泥干化污泥调理生污泥(98%)浓缩污泥（94%）脱水污泥（70%~80%）干化污泥（30%）生污泥浓缩消化脱水干化处置/利用消化污泥(98%)图1污泥处理的一般工艺流程污泥中的水分•污泥中的水分按照与污泥结合情况可分为：自由水：不与污泥结合，不受污泥颗粒影响结合水，按照其赋存状态又可分为：1.间隙水(约70%)2.毛细管水(约20%)3.表面吸附水(约8%)4.内部结构水(约2%)脱水难易程度：由易到难顺序间隙水、毛细管水、表面吸附水、内部结构水搅拌挤压蒸发加热破坏内部结构污泥浓缩•处理对象：间隙水•处理目的：减少污泥体积，减少后续处理构筑物或处理单元的压力。•浓缩方法：•重力浓缩工艺•气浮浓缩工艺•机械浓缩工艺污泥含水率从98%降至94%时，求污泥体积的改变？VVVVWW319410098100100)100(''重力浓缩•工艺原理：利用污泥中固体颗粒与水之间的相对密度差实现泥水分离。•工艺特点：维修管理费及动力费用低，对有机污泥也可起到消化作用，达到污泥稳定化。但占地面积大，卫生条件较差，浓缩效果较差（含固率小于4%），富磷污泥在浓缩中释磷。•工艺类型：连续式（大、中型污水厂）、间歇式（小型）•工艺参数：污泥固体表面负荷：单位时间内单位表面积所通过的固体物重量，取决于两种污泥（初沉、二沉）的比例。30-60kg/m2·d有效水深：4m停留时间：不小于12h连续式浓缩池间歇式浓缩池上清液浓缩污泥进泥进泥浓缩污泥上清液图26-4间歇式浓缩池示意图重力浓缩•运营管理浮渣应及时处理；初沉污泥和活性污泥混合浓缩时，应保证两种污泥混合均匀；剩余污泥进入浓缩池，为防止其发生污泥膨胀；可加入氧化剂抑制丝状菌的活动；定期巡视上清液是否夹带污泥；浓缩池较长时间没排泥，应先排空清池，严禁直接开启污泥浓缩机定期检查上清液溢流堰平整度，避免短流现象；定期清洗池壁、浮渣槽、出水堰等，使恶臭降低；定期排空，检查是否积泥或积砂，并对水下机械部件进行防腐处理。气浮浓缩•工艺原理：利用大量微小气泡附着在污泥颗粒表面，从而使污泥颗粒的相对密度降低而上浮，实现泥水分离。•工艺特点：浓缩效果较好（含固率4-6%），占用土地少，水力停留时间少，不存在磷释放，但运行费用较高。•工艺类型：压力溶气气浮、生物溶气气浮、涡凹气浮•压力溶气气浮：利用水在不同压力下溶解度不同的特性，对水进行加压并加气，增加水的空气溶解量，并在常压情况下释放，空气析出而形成小气泡，从而实现气浮分离。•生物溶气气浮：加入硝酸盐，使污泥进行反硝化产生气体使污泥进行浓缩。•涡凹气浮：利用涡凹曝气机产生微气泡，通过散气叶轮将气泡均匀分布水中实现气浮分离。气浮浓缩•工艺参数水力表面负荷：30~100m3/m2·d水力停留时间：30-120min•运行管理：•进泥量控制：进泥量控制在气浮浓缩能力范围之内。•气量控制：气量-排泥浓度-能耗•加压水量控制：压力-溶气效果-能耗•刮泥控制：刮泥周期-污泥层厚度；刮泥速度小于0.5m/min；底部设置刮泥机机械浓缩-离心浓缩•工艺原理：利用污泥固液密度差异，在高速旋转的离心设备中收到不同的离心力使二者分开的过程。•工艺特点：浓缩效果好（含固率可达6%），占用土地小，一般不产生恶臭，同时也可避免磷释放，但是设备的成本及运行费用较高，一般很少用于浓缩。•类型：筐式离心机、盘嘴式离心机、卧螺式离心机•运行管理•调整转鼓转速：不同泥质-污泥无极调速•调整设备的出水堰口高度：高度-含固率•转速差控制：转鼓与螺旋转速之差-停留时间-扭矩-处理能力•调理效果控制：阳离子PAM•进泥量控制：最大进泥量/极限最大入流固体量机械浓缩•带式浓缩机•螺压浓缩机污泥调理•经污泥浓缩处理，污泥的含水率仍在94%以上！需进一步对其进行脱水处理，为了提高其脱水效率，要对污泥进行一定的调理。•污泥调理目的是改善污泥脱水性能，即破坏污泥的胶态结构、减少泥水间的亲和力。常见的调理方法有：化学调理设施少、操作简单、适用性广。物理调理热工调理化学调理•加入化学药剂，使污泥颗粒凝聚、絮凝，以改善其脱水性能。常见的药剂有：•无机药剂铁盐：三氯化铁，硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁矾铝盐：硫酸铝，明矾、三氯化铝高分子无机药剂：聚合氯化铝(PAC)需投加石灰等碱性物质调整pH,导致污泥量增加。•有机药剂•非离子型：PAM、聚乙烯醇、聚乙烯氧化物•离子型：阳离子/阴离子型PAM不同类型的污泥其阳离子活性不同，需根据具体处理对象来调整药剂。化学调理•无机药剂调理的运行管理调理条件（药剂类型、反应时间、混合强度）应与污泥性质相适应，需进行必要的工艺试验来确定适应的调理条件。必要时需投加石灰，提高pH来取得较好脱水性能；单独采用铁盐反应时间5-10min，若补充投加石灰则至少10min；混过宜采用缓慢转动的浆片或转鼓设备，避免破坏形成的污泥絮体。当调理的未消化的污泥，需避免其发酵。物理调理•投加不产生化学反应的物质作为污泥支架结构，以改善污泥的可压缩性。常见添加剂有：烟道灰硅藻土焚烧后污泥灰粉煤灰热工调理•冷冻法将含大量水分的污泥冷冻，使温度下降到凝固点以下，污泥开始冻结，然后加热熔解。污泥经过冷冻-熔解过程，由于温度发生大幅度变化，使胶体颗粒脱稳凝聚，颗粒由细变大，失去了毛细状态。•中温调理•高温调理（180-220℃）对污泥加热可加速粒子的热运动，提高粒子碰撞和结合的频率，达到粒子相互间的凝聚。同时污泥中的细胞体受热膨胀而破裂，胶体结构被破坏，大量释放出内部结合水，产生脱水收缩作用，同时也可以起到高温灭菌的作用。污泥脱水•污泥经浓缩或消化之后，其含水率仍在96％左右！为了后续便于综合利用和最终处置，需要进一步脱水。污泥脱水去除污泥中的毛细水和表面附着水。主要方法有自然干化法和机械脱水法两种。自然脱水真空抽滤法压滤脱水法离心脱水法机械脱水自然干化场带式压滤机板框压滤机真空抽滤机离心脱水机自然脱水1.设备：干化床2.脱水原理•自然蒸发•重力浓缩•过滤图福州西区自来水厂干化场过滤介质滤饼滤浆滤液级配砂：上细下粗自然干化污泥脱水•污泥经浓缩或消化之后，其含水率仍在96％左右！为了后续便于综合利用和最终处置，需要进一步脱水。污泥脱水去除污泥中的毛细水和表面附着水。主要方法有自然干化法和机械脱水法两种。自然脱水真空抽滤法压滤脱水法离心脱水法机械脱水自然干化场带式压滤机板框压滤机真空抽滤机离心脱水机真空过滤脱水工作原理将污泥置于过滤介质上，在介质另一侧造成真空，形成压力差，将污泥中水分强行“吸入”，使之泥水分离，实现脱水。常见设备有真空转鼓过滤脱水机。工艺特点能够连续生产，运行平稳，可自动控制；附属设备较多，工艺较复杂，运行费用高。图转鼓真空过滤机压滤脱水•工作原理将污泥置于过滤介质上，在污泥一侧对污泥施加压力，强行使水分通过介质，使之泥水分离，实现脱水。常见设备有带式压滤脱水机和板框压滤机。•工艺特点过滤效率高，脱水滤饼固体含量高；滤液中固体浓度低；滤饼的剥离简单方便。板框压滤机图12-21板框式压滤机离心脱水•工作原理：与离心浓缩相似