污泥的处理和处置(修改)

二、污泥的特性
1、污泥中的固体： 溶解物质（DS）、悬浮物质（SS）、总固体（TSS）。 TSS=SS+DS 用质量浓度mg/L或质量百分数（％）表示。 2、污泥固体的组分： 污泥固体的组分与污泥的来源有关。 表18-1 城镇污水处理厂污泥固体的典型组成。 3、含水率：
含水率：污泥中水含量的百分数，％； 含固率：污泥中固体含量的百分数，％。
采用另一公式： V SN
1000
S——每人每天产生的污泥量，0.3-0.8L/d.人；
N——设计人口数，人;
2、剩余活性污泥量
（1）以VSS计： XVSS YQ(SO Se ) Kd XVV
ΔXVSS——剩余活性污泥量，kgVSS/d; Y——产率系数，kgVSS/kgBOD5,Y=0.5～0.6；
污泥泥龄
c

消化池内VSS量（kg) 系统的VSS净输入量（kg
/
d)
有机物的降解程度高，时间短； 消化污泥量少，稳定,运行管理简单； 能耗大，不能回收沼气。 适用于中小型污水处理厂。
2、厌氧生物稳定（厌氧消化） （1）厌氧消化池分类 传统消化池、高速消化池和厌氧接触池。
间歇运行； 不加热、不搅拌，
习题与思考题： P398书：1、2、3、4、5
高速旋转的离心机
第四节 污泥稳定
一、概述： 1 定义： 采取措施降低污泥中有机物含量或使其暂时不分
解的过程。 2、稳定方法
生物稳定法、化学稳定法
二、污泥的生物稳定
1、好氧生物稳定(好氧消化）
对污泥进行持续曝气，依靠微生物的内源代谢稳 定污泥中的有机物。
C5H7 NO2 5O2 5CO2 NH3 2H2O
含固率(％)十含水率(%)＝100(%)
4、污泥相对密度γ
污泥相对密度指污泥的质量与同体积水质量的比值。

1001 2

1001
P1 (100 P)2 P1 (100 P)
式中：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、相对密度与含水率关系
V
ms
w (100 P)
V――污泥体积，m3； ms――污泥中固体的质量，kg； ρw－－水的密度，kg/m3；γ――污泥相对密度；
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 定律可得：
V 0W 0 (100 P0 ) VW (100 P)
池液分层； 负荷低：0.48－
1.8kgVSS/m3·d，产 气量少； 消化时间30～60d。
高速消化池 负荷高：1.6－3.2kgVSS/m3·d 连续运行； 有搅拌设备，无分层现象； 消化时间短，产气量大；
消化气
进泥 完全混合
排泥
厌氧接触消化池
消化气 沉淀池
上清液
进泥
当1和
接近时，可简
0
化为：
V
V0
100 P0 100 P
V――含水率为P时的污泥体积。
V0――含水率为P0时的污泥体积。 适用于含水率大于80％的污泥。
例题：污泥的原始含水率为99.5％，求含水 率变为98.5％和97%时，污泥体积如何变化？
V

V0
100 100
P0 P
100 99.5 V0 100 98.5
(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 按投配率计算
V V 100 P
V――消化池的有效容积，m3；
V ――每日投入的原污泥体积，m3； P――污泥投配率，％
按VSS负荷计算
连续式重力浓缩池.swf
连续重力浓缩池.swf
3、特点 （1）优点：操作简单；运行费用少； （2）缺点：占地面积大；会产生臭气； 三、气浮浓缩 1、工作原理：（同气浮法） 依靠微小气泡与污泥产生粘附作用，使污泥颗粒
密度小于水而上浮，并得到浓缩； 2、适用范围：活性污泥/消化污泥； 3、气浮装置（同气浮法） 系统组成：加压溶气装置、溶气释放装置、气浮
V0 3
污泥含水率越高，降低污泥含水率时减容效 果越明显。
二、污泥量 计算城市污水厂的污泥量时，一般以表18－2所 列的经验数据为依据：
1、初沉污泥量
V

100c0Q
103(100 P
)
V——初沉污泥量，m3/d ； C0——进水中的悬浮物浓度，mg/L ή——沉淀池中悬浮物的去除率，% Q——污水流量，m3/d； P——污泥含水率，% ρ——污泥密度，以1000kg/m3
分离装置
回流加压溶气气浮.swf
4、设计计算：
（1）污泥负荷：kg/m2.h, kg/m2.d,表18－3。
（2）气固比:
Qg Sa R( fp / p 1)
QS
c0
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；
So ——曝气池入流的BOD5，kg/m3;
Se ——二沉池出流的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——曝气池的平均VSS浓度，kg/m3; V——曝气池容积，m3
（2）以SS计：
X
SS
XVSS f
ΛXSS――剩余活性污泥量，kgSS/d；
污泥水分.swf
2、污泥中的水分对污泥处理的影响 （1）含水率的大小影响污泥体积； （2）水分的存在形式影响污泥的处理、处置方式； （3）污泥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 污泥的处理工艺
一、污泥处理 1、处理目的： 减少污泥量并使其稳定，便于污泥的运输和最终 处置。 2、处理技术 （1）浓缩：降低含水率，减小污泥体积； （2）稳定：生物稳定、化学稳定、物理法；
排泥 污泥回流
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/d
>40
10～15
<10
负荷
0.48～0.8 1.6～3.2 1.6～3.2
/[kgVSS/(m3.d)]
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
V Vc
LVS
c――污泥的VSS浓度，kgVSS/d；
LVS――消化池VSS固体容积负荷，kgVSS/m3.d；
按消化时间计算 V V Td
Td—消化时间，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：
二、污泥的化学稳定
第三节 污泥浓缩
一、概述 1、目的
减少污泥体积，以便后续的单元操作。 浓缩主要去除间隙水。 2、浓缩方法 重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩。
二、重力浓缩 1、适用范围： 初沉污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。 2、浓缩池： （1）间歇式浓缩池： 停留时间为9－12h。 多用于小型污水处理厂
(2）连续式浓缩池 连续式重力浓缩池的构造与沉淀池基本相同。
石灰稳定法： 污泥中投加石灰，抑制微生物的生长和杀灭病原菌; 稳定后污泥脱水性能得到改善，但污泥量增加。 氯稳定法： 氯稳定法pH值低，产生的污泥过滤性能差，产生有
毒的氯代有机物
臭氧稳定法： 目前污泥稳定最安全有效的方法，但运行费用高。
第五节 污泥脱水 一、污泥调理
1、调理目的 破坏污泥的胶态结构，改善污泥的脱水性能。 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：
污泥的处理与处置
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
污泥的来源、特性和数量 污泥的处理工艺 污泥浓缩 污泥稳定 污泥脱水 污泥的最终处置
第一节 污泥的来源、特性和数量 一、污泥的来源
初沉污泥：来自污水处理的初沉池； 剩余污泥：生物处理的二沉池或生物反应池； 消化污泥：厌氧消化或好氧消化产生的污泥; 化学污泥：混凝、化学沉淀法等处理废水所产生 的污泥。 栅渣：较粗大的悬浮物； 沉砂池沉渣：密度较大的无机颗粒；
f VSS 一般f=0.6～0.75。
SS
（3）以体积计：
V
SS
100X SS
(100 P)
Vss――剩余活性污泥量，m3/d；
△XSS――产生的悬浮固体,kgSS/d；
P――污泥含水率，％；
污泥密度，以1000kg/m3计；
三、污泥中的水分及其对污泥处理的影响 1、污泥中的水分 游离水：70% 毛细水： 20% 内部水： 10%
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0.3 Pa；
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。
（3）气浮池面积： A Q(R 1)
q
Q ――入流污泥量，m3/d；
q ――表面水力负荷，m3/(m2.d)。
加热法、冷冻法：受自然条件、经济条件的限制；
添加惰性助滤剂：灰烬、飞灰、锯末；
淘洗法：主要用于消化污泥，降低污泥碱度；
二、污泥脱水 1、自然脱水 •利用自然力（蒸发、渗透等）对污泥进行脱水的 方法称为自然脱水。 •脱水机理：自然蒸发、渗透作用 •影响因素：气候条件、污泥性质、污泥调理。 2、机械脱水 在外力作用下，实现污泥中的水分与固体的分离。 （1）过滤脱水
二、湿式氧化 将湿污泥中的有机物在高温、高压下，利用空 气中的氧进行氧化分解的一种方法。
污泥湿式氧化时，所需的空气量G（mg/ L）可 按下式计算：
G aCOD 0.232
式中：0.232――空气中氧的质量分数； a――空气过量系数。
三、污泥的焚烧 多段炉和流化床炉
流化床焚化炉
流化床焚烧炉.swf
在外力（压力或真空）作用下，污泥中的水分 透过滤布或筛网，固体被截留，从而实现对污泥 的脱水。
真Fra Baidu bibliotek过滤机
带式压滤机
（2）离心脱水
优点：效率高设备小、分离能力强、操作条件好； 缺点：离心脱水机制造工艺要求高、设备易磨损， 预处理要求高。
第六节 污泥的最终处置
一、污泥的综合利用 1、用作肥料和土壤改良剂： 2、其他用途
R――回流比；
5、气浮浓缩特点： 优点：污泥含水率低；占地面积小，臭气问题 少；能去除油脂。 缺点：运行费用较高；操作要求高。
四、离心浓缩
1、工作原理：污泥中固、液的密度不同，在离心 机中受到的离心力不同而使二者分离。
2、适用范围：剩余活性污泥； 3、特点： 工作效率高，占地面积小，卫生条件好； 需要投加助凝剂，能耗高。
（3）调理：提高污泥的脱水性能； （4）脱水：进一步降低含水率；
二、污泥处理工艺 城镇污水二级处理厂污泥处理典型流程：
储存 浓缩稳定调理脱水干化最终处置
以无机物为主的工业污泥处理典型流程： 储存 浓缩 调理 脱水 最终处置 带有生物除磷的污水处理厂污泥处理典型流程 储存 调理 浓缩脱水 最终处置
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
•消化池池体：钢筋混凝土拱顶圆形池； •顶盖：浮动式顶盖、固定式顶盖；
固定式顶盖消化池
•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。
水力搅拌
机械搅拌
消化气搅拌
3、厌氧消化池的设计