4第四章 污泥处理

活性污泥的比重约为1.0~1.005之间，活性污泥絮体本身的比重约为1.0~1.01，泥龄越长，其比重越接近1.0，因而活性污泥一般不易实现重力浓缩。针对活性污泥絮体不易沉淀的特点，可顺其自然，利用气浮法向污泥中强制溶入气体，气体中大量的微小气泡附着在污泥絮体的周围，比重小于1.0，从而使之与清液分离上浮实现污泥浓缩。
5、有毒物质
工业废水大多数都含有氰化物、汞、铅等有毒重金属或某些难以分解的有毒有机物，当污泥作为肥料使用时要注意其重金属含量应符合国家标准规定。
三、污泥的处理方法
典型的污泥处理工艺一般包括四个处理或处置阶段：污泥浓缩、污泥消化、污泥脱水、污泥处置。污泥浓缩的主要目的是使污泥初步减容，通常采用的工艺有重力浓缩、离心浓缩和气浮浓缩等。污泥消化的主要目的是使污泥中的有机物分解，通常采用的工艺有厌氧消化和好氧消化两类。污泥脱水可以使污泥进一步减容，通常有自然干化和机械脱水两大类。污泥处置是采用某种途径将最终的污泥予以消纳，途径主要有堆肥后农林使用、卫生填埋和焚烧等。
3、日常维护管理
⑴、经常观察活性污泥沉降状况，若活性污泥发生污泥膨胀现象，应及时采取措施解决，否则污泥进入浓缩池，继续处于膨胀状态，将无法进行浓缩。可采取的措施包括向污泥中投入Cl2等灭菌剂，控制丝状菌的活动，保证浓缩效果。
⑵、注意观察初沉污泥与活性污泥的混合状况，应使两种污泥混合均匀，否则进入浓缩池会由于密度流扰动污泥层，降低浓缩效果。
5、分析测量与记录
每班应分析和记录的项目有进泥含水率、排泥含水率、上清液的SS；每天应分析和记录的项目有进泥量、排泥量、进泥温度、池内温度及、CODCr、TP等；应定期计算的项目有污泥浓缩池的表面固体负荷和水力停留时间、浓缩比、固体回收率和分离率等运转参数，并和设计值进行对比。
二、气浮浓缩工艺
1、工艺原理及过程
4、化学污泥
化学污泥是指化学法一级处理产生的污泥和污水深度处理采用混凝沉淀工艺时产生的污泥，其性质取决于采用的混凝剂种类。当采用铁盐混凝剂时，可能略显暗红色。化学污泥气味较小，且极易浓缩或脱水。由于其中有机分含量不高，所以一般不需要消化处理。
二、污泥的性能指标
1、含水量与含水率
污泥中的水可分为间隙水、毛细结合水、表面粘附水和内部水等四类：①间隙水是指被大小污泥颗粒包围的水分，约占污泥中水分的70%，它不与污泥直接结合，因而容易与污泥分离，此类水分通过重力浓缩即可显著减少。②毛细结合水是指水在固体颗粒接触面上由毛细压力结合，或充满于固体颗粒本身裂隙中的水分，约占污泥中水分的20%，此类水的去除需要施以与毛细水表面张力相反方向的作用力，如离心机的离心力等。③表面粘附水是指粘附在污泥小颗粒表面的水分，此类水分比毛细结合水更难分离，需采用电解质作为混凝剂进行分离。④内部水是指微生物细胞内部的水分，去除内部水必须破坏细胞结构，所以使用机械方法难以奏效，可以采用加热或冷冻等措施将其转化为外部水后处理，也可以通过好氧氧化、厌氧消化等微生物分解手段予以去除。
②排泥太快，排泥速率超过浓缩速率，导致排泥中含有一些未完成浓缩的污泥，对策是减少排泥量、降低排泥速率。
③如流污泥在浓缩池内发生短流，使污泥在浓缩池内的停留时间缩短。溢流堰板不平整、进泥口深度不合适、入流挡板或导流筒脱落、进泥温度或浓度发生变化、进泥量突然增加等均可导致污泥短流，应综合分析原因，根据不同情况予以及时解决。
进泥量太大时，浓缩池表面固体负荷太大，超过了浓缩池的浓缩能力，将导致出水悬浮物增多，污泥流失。进泥量太小时，污泥在池内停留时间太长，导致污泥厌氧上浮。此时应调整进泥量或浓缩池投运数目，缩短停留时间。
排泥量太大或一次性排泥太多时，排泥速率会超过浓缩速率，导致排泥中含有一些未完成浓缩的污泥即排泥含固率降低。排泥量太小或一次性排泥历时太短，会导致污泥因停留时间太长发生厌氧，最终导致污泥上浮和溢流上清液的SS升高。
污泥浓缩常用的方法有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法三种。
一、重力浓缩
重力浓缩本质上是一种沉淀工艺，属于压缩沉淀。在实际应用中，重力浓缩一般采用形同辐流式沉淀池的圆形浓缩池进行浓缩，可分为间歇式和连续式两种。前者主要用于小型污水处理场或工厂企业的污水处理场，后者主要用于大、中型污水处理场。连续式重力式浓缩池可分为有刮泥机与污泥搅动装置浓缩池、无刮泥机斗式排泥浓缩池及带刮泥机的多层辐射式浓缩池3种。带刮泥机与污泥搅动装置的连续式重力式浓缩池构造如图4—1所示。
③排泥不及时或排泥量太小或排泥历时太短，对策是加强运行调度，及时排泥、增大排泥量或延长排泥时间。
④由于初沉池排泥不及时，污泥在初沉池已经厌氧腐败，控制对策除了在浓缩池投加Cl2、H2O2等杀菌剂抑制丝状菌外，还要加强初沉池的运行管理，改善排放污泥的性能。
⑵浓缩效果差的原因及解决对策：
①进泥量太大，固体通量超过浓缩池的浓缩能力，对策是减少进泥量。
⑹定期（一般半年一次）将浓缩池排空检查，清理池底的积砂和沉泥，并对浓缩机的水下部件的防腐情况进行检查和处理。
⑺浓缩池较长时间没有排泥时，如果想开启污泥浓缩机，必须先将池子排空并清理沉泥，否则有可能因阻力太大而损坏浓缩机。在北方地区的寒冷冬季，间歇进泥的浓缩池表面出现结冰现象后，如果想要开启污泥浓缩机，必须先破冰。
污泥中所含水分的多少称为含水量，通常用含水率表示，即污泥中所含水分的质量与污泥总质量之比的百分数。污水处理过程中产生的污泥含水率一般都很高，初沉池排出的污泥含水96%～98%左右，化学沉淀污泥的含水率为98%左右，二沉池排出的污泥含水常大于99%。污泥含水率高，体积庞大，难以直接处理和处置，一般都要进行浓缩、消化、脱水处理，脱水后的污泥含水率通常为65%～80%，体积可大为减少。
第二节污泥浓缩
污泥浓缩是污泥脱水的初步过程，污水处理过程中产生的污泥含水率都很高，尤其是二级生物处理过程中的剩余活性污泥，含水率一般为99.2%～99.8%，纯氧曝气法的剩余污泥含水率较低，也在98.5%以上，而且数量很大，对污泥的处理、利用及输送都造成了一定困难，因此必须对其进行浓缩。浓缩后的污泥近似糊状，含水率降为95%～97%，体积可以减少为原来的1/4，但仍可保持其流动性，可以用泵输送，可以大大降低运输费用和后续处理费用。
图4—1带刮泥机与污泥搅动装置的连续式重力式浓缩池示意图
这类浓缩池一般是5～20m的圆形钢筋混凝土池子，池底坡度为1/100～1/12，污泥在水下的自然坡度一般为1/20。为避免污泥厌氧发酵，连续式重力浓缩池的水力停留时间一般不超过24h，通常为10～16h。用于二沉池剩余污泥浓缩的重力浓缩池的水力负荷一般为0.2～0.4m3/(m2∙d)，浓缩初沉池污泥时水力负荷为1.2～1.6m3/(m2∙d)。为提高浓缩效果，刮泥机上设有搅拌杆，连同刮泥机缓慢旋转，线速度一般为2～20mm/s，这样可以缩短浓缩时间4～5h。通常进泥可使用离心泵或潜污泵，而排泥使用活塞式隔膜泵或柱塞泵等容积泵。
2、腐殖污泥
腐殖污泥是指生物滤池、生物转盘等生物膜法后的二次沉淀池沉淀下来的污泥。
3、活性污泥
活性污泥是指污水采用传统活性污泥法处理后在二次沉淀池沉淀下来的污泥，其中扣除回流至曝气池部分后的剩余部分称为剩余活性污泥。一般活性污泥含固量在0.5~0.8%之间，有机分在70~85%之间，PH值在6.5~7.5之间。
第四章污泥处理
第一节污泥的一般特性
在城市污水和工业废水处理过程中产生的沉淀物质，包括污水中所含固体物质、悬浮物质、胶体物质以及从水中分离出来的沉渣，统称为污泥。正是这些污泥的不断产生，才促使污染物与污水分离，完成污水的净化。但污泥本身必须及时有效地处理和处置，确保做到“四化”——“减量化”、“稳定化”、“无害化”、“资源化”，才能保证污水处理厂的正常运行和处理效果，保护环境。污水处理过程中污泥的处理工艺包括污泥的浓缩、消化、脱水、干化及焚烧等一次处理和填埋、土地利用等最终处理。
3、可消化程度
污泥的可消化程度表示污泥中挥发性物质被消化分解的百分数。污泥中的挥发性固体，有一部分是能被分解的，分解产物主要是水、甲烷和二氧化碳；另一部分是不易或不能被分解的如纤维素、脂肪类、乙烯类、橡胶制品等。
4、肥分
污泥的肥分是指其中含有的植物营养素、有机物及腐殖质等，营养素主要氮、磷、钾等植物营养成分。
V2、ms2、c2分别表示含水率为P2时污泥的体积、质量及固体质量。
通常含水率在85%以上时，污泥呈流态，含水率65%～85%时呈塑态，低于60%时则呈固态。污泥含水率从99.5%降到95%，体积缩减为原污泥的1/10。
2、挥发性固体和灰分
挥发性固体表示污泥中所含有机杂质的数量，表示污泥中所含无机杂质的数量。两者都可以反映污泥的稳定化程度，一般以污泥干重中所占百分比表示。
⑶注意观察浮渣挡板和浮渣刮板的状况，确保浮渣顺利刮至浮渣槽内，避免浮渣长期不排除而随水流失，且应及时清除浮渣槽内的浮渣。
⑷浓缩池是恶臭很严重的处理单元，应对池壁、浮渣槽、出水堰等部位定期清刷，尽量使恶臭降低。
⑸必要时在浓缩池入流污泥中加入部分二沉池出水，可以防止污泥厌氧上浮，改善浓缩效果，同时还可以适当降低浓缩池周围的恶臭程度。
2、工艺控制
⑴进泥量、进泥含固率及排泥量、排泥含固率控制
重力浓缩池应经常观察污泥浓缩池的进泥量、进泥含固率及排泥量、排泥含固率，以保证浓缩池按合适的固体负荷和排泥浓度运行。一般浓缩池的固体表面负荷即单位表面积在单位时间内所能浓缩的干固体量是一个固定值，在保证排泥浓度的情况下，进泥量与进泥浓度成反比。
常用的气浮浓缩工艺为加压溶气气浮系统流程如图4--2所示。
图4--2气浮浓缩系统流程图
常用链条式刮泥机将升至液面的浓缩污泥刮至积泥槽，然后进入脱气池搅拌脱气。脱气的目的是将污泥中的溶气全部释放出来，否则会干扰后续的厌氧消化或脱水。
气浮池有矩形和圆形两种，泥量较小时常采用矩形池，泥量较大时常采用圆形辐流式气浮浓缩池。对于含固量在0.5%左右的活性污泥，经气浮浓缩后含固量可超过4%。由于气浮池中的污泥含有溶解氧，因而恶臭现象比重力浓缩轻得多。另外，好氧消化后的污泥重力浓缩性很差，也可用气浮浓缩进行泥水分离，对于氧化沟或消化等大泥龄工艺所产生的剩余活性污泥，气浮浓缩的优势将更加突出。