第三章 污泥浓缩

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3.1 压力溶气气浮 十九世纪末，溶气气浮（ 十九世纪末，溶气气浮（DAF）最早应用于采 ） 矿工业，二十世纪二十年代，溶气气浮（ 矿工业，二十世纪二十年代，溶气气浮（DAF）技 ） 术开始应用于水处理领域。溶气气浮（ 术开始应用于水处理领域。溶气气浮（DAF）技术 ） 在工业废水处理中得到广泛应用， 在工业废水处理中得到广泛应用，也被应用于城市 污水处理厂的污水处理及污泥浓缩等领域。 污水处理厂的污水处理及污泥浓缩等领域。 溶气气浮（ 溶气气浮（DAF）具有较好的固液分离效果， ）具有较好的固液分离效果， 不投加调理剂的情况下，污泥的含固率可以达到3 不投加调理剂的情况下，污泥的含固率可以达到 以上，投加调理剂时，污泥的含固率可以达到4 ％以上，投加调理剂时，污泥的含固率可以达到 以上，为了提高浓缩脱水效果， ％以上，为了提高浓缩脱水效果，通常在污泥中加 入化学絮凝剂，药剂费用是污泥处理的主要费用。 入化学絮凝剂，药剂费用是污泥处理的主要费用。
2.3 转鼓机械浓缩 转鼓转筛机械浓缩机或类似的装置主要用于浓 缩脱水一体化设备的浓缩段， 缩脱水一体化设备的浓缩段，转鼓机械浓缩是将经 化学混凝的污泥进行螺旋推进脱水和挤压脱水， 化学混凝的污泥进行螺旋推进脱水和挤压脱水，是 污泥含水率降低的一种简便高效的机械设备。 污泥含水率降低的一种简便高效的机械设备。 宜兴华都琥珀环保机械制造有限公司采用德国 琥珀公司的技术和标准进行生产制造的ROS2系列 琥珀公司的技术和标准进行生产制造的 系列 污泥浓缩机采用浓缩挤压，对含固率大过0.5％ 污泥浓缩机采用浓缩挤压，对含固率大过 ％的污 泥可浓缩到含固率6～ 以上。 泥可浓缩到含固率 ～10%以上。ROS2.1， 以上 ， ROS2.2， ROS2.3，ROS2.4污泥浓缩机污泥处理量 ， ， 污泥浓缩机污泥处理量 分别为8～ ， ～ ， ～ ， ～ 分别为 ～15，18～30，35～50，60～100m3/h。 。
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2.2 带式浓缩机浓缩 污泥浓缩脱水一体化设备浓缩过程是关键控制 环节，因此水力负荷显得更为重要。一般， 环节，因此水力负荷显得更为重要。一般，设备厂 家通常会根据具体的泥质情况提供水力负荷或固体 负荷的建议值。应当注意的是， 负荷的建议值。应当注意的是，不同厂商设备之间 的水力负荷可以相差很大， 的水力负荷可以相差很大，质量一般的设备只有 20～30m3／(m带宽 ，但好的设备可以做到 ～ 带宽·h)，但好的设备可以做到50～ ～ 带宽 60m3/(m带宽 甚至更高，设备带宽最大为 带宽·h)甚至更高 带宽 甚至更高，设备带宽最大为3.0m。 。 在没有详细的泥质分析资料时， 在没有详细的泥质分析资料时，设计选型的水力负 荷可按40～45m3/(m带宽 考虑。 荷可按 ～ 带宽·h)考虑。 带宽 考虑 深圳罗芳污水处理厂， 深圳罗芳污水处理厂，肇庆污水处理厂等采用 14 了带式机械浓缩机。 了带式机械浓缩机。
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3.2 生物气浮浓缩 1983年瑞典Simoma Cizinska开发了生物气浮工 1983年浮工 年瑞典 利用污泥的自身反硝化能力，加入硝酸盐， 艺，利用污泥的自身反硝化能力，加入硝酸盐，污 泥进行反硝化作用产生气体使污泥上浮而进行浓缩。 泥进行反硝化作用产生气体使污泥上浮而进行浓缩。 硝酸盐浓度、温度、碳源、初始污泥浓度、泥龄、 硝酸盐浓度、温度、碳源、初始污泥浓度、泥龄、 运行时间对污泥的浓缩效果有较大影响。 运行时间对污泥的浓缩效果有较大影响。浮泥浓度 是重力浓缩的1.3 1.3～ 是重力浓缩的1.3～3倍，对膨胀污泥也有较好的浓 缩效果，浮泥中所含气体少， 缩效果，浮泥中所含气体少，对污泥后续处理在有 利。
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3.1 压力溶气气浮 四川省成都市三瓦窑污水处理厂也采用了溶 气气浮（ 气气浮（DAF）浓缩来自二沉池的剩余污泥。设计 ）浓缩来自二沉池的剩余污泥。 进泥含水率按99.4%，出泥含水率按 进泥含水率按 ，出泥含水率按96%，溶气压 ， 力为.0.5 Mpa，气固比为 力为 ，气固比为0.015，负荷为 Kg/m2·d， ，负荷为50 ， 水力负荷为1.1 水力负荷为 m3/m2·h。 。 压力溶气气浮工艺浓缩剩余活性污泥具有占地 面积小，卫生条件好，浓缩效率高， 面积小，卫生条件好，浓缩效率高，在浓缩过程中 充氧，可以避免富磷污泥磷的释放等优点， 充氧，可以避免富磷污泥磷的释放等优点，但设备 维护管理复杂，运行费用高。 多，维护管理复杂，运行费用高。
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2.2 带式浓缩机浓缩 带式浓缩机主要用于污泥浓缩脱水一体化设备的 浓缩段。重力带式机械浓缩机(Gravity Belt 浓缩段。重力带式机械浓缩机 Thickener， GBT) 主要由框架、进泥配料装置、脱 主要由框架、进泥配料装置、 ， 水滤布、可调泥耙和泥坝组成。 水滤布、可调泥耙和泥坝组成。其浓缩过程是这样 污泥进入浓缩段时被均匀摊铺在滤布上， 的：污泥进入浓缩段时被均匀摊铺在滤布上，好似 一层薄薄的泥层， 一层薄薄的泥层，在重力作用下泥层中污泥的表面 水大量分离并通过滤布空隙迅速排走， 水大量分离并通过滤布空隙迅速排走，而污泥固体 颗粒则被截留在滤布上。 颗粒则被截留在滤布上。带式机械浓缩机通常具备 很强的可调节性，其进泥量、滤布走速， 很强的可调节性，其进泥量、滤布走速，泥耙夹角 和高度均可进行有效地调节以达到预期的浓缩效果。 和高度均可进行有效地调节以达到预期的浓缩效果。
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2.1 离心浓缩 离心浓缩占地小，不会产生恶臭， 离心浓缩占地小，不会产生恶臭，对于富磷污 泥可以避免磷的二次释放， 泥可以避免磷的二次释放，提高污泥处理系统总的 除磷率，造价低，但运行费用的机械维修费用高， 除磷率，造价低，但运行费用的机械维修费用高， 经济性差，一般很少用于污泥浓缩， 经济性差，一般很少用于污泥浓缩，但对于难以浓 缩的剩余活性污泥可以考虑使用。 缩的剩余活性污泥可以考虑使用。
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重 力 污 泥 浓 缩 池 的 设 计
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重 力 污 泥 浓 缩 池 的 设 计
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重力浓缩本质上是一种沉淀工艺，属于压缩沉淀。 重力浓缩本质上是一种沉淀工艺，属于压缩沉淀。 初沉池污泥的比重平均为1.02～1.03，污泥颗粒本 初沉池污泥的比重平均为 ～ ， 身的比重约为1.3～ ，初沉污泥易于实现重力浓缩； 身的比重约为 ～1.5，初沉污泥易于实现重力浓缩； 活性污泥的比重约在1.0～1.005之间，活性污泥絮体 活性污泥的比重约在 ～ 之间， 之间 本身的比重约为1.0～ 本身的比重约为 ～1.01，当处于膨胀状态时，其比 ，当处于膨胀状态时， 重甚至小于1，因而活性污泥一般不易实现重力浓缩。 重甚至小于 ，因而活性污泥一般不易实现重力浓缩。 重力浓缩池一般采用固体表面负荷进行设计， 重力浓缩池一般采用固体表面负荷进行设计，初沉 污泥的固体表面负荷一般采用90～ 污泥的固体表面负荷一般采用 ～150 kg／m2·d，二 ／ ， 沉池污泥含水率为99.2％～ ％～99.6％时，二沉污泥固体 沉池污泥含水率为 ％～ ％ 表面负荷一般采用10～ 表面负荷一般采用 ～30 kg／m2·d，污泥浓缩时间 ／ ， 不小于12小时，浓缩后污泥含水率为97％～ ％。在 不小于 小时，浓缩后污泥含水率为 ％～98％。在 小时 ％～ ％。 污水处理厂中一般将初沉污泥和二沉污泥混合后采用 重力浓缩，这样可以提高重力浓缩池的浓缩效果， 重力浓缩，这样可以提高重力浓缩池的浓缩效果，重 力浓缩池固体表面负荷根据取决于二种污泥的比例。 力浓缩池固体表面负荷根据取决于二种污泥的比例。
第三章 污泥浓缩
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第一节 重力浓缩
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适用条件： 适用条件：
重力浓缩适用于活性污泥、 重力浓缩适用于活性污泥、活性污泥与除初沉 污泥的混合体以及消化后的污泥浓缩。 污泥的混合体以及消化后的污泥浓缩。不宜用于脱 氮除磷工艺产生的剩余污泥。 氮除磷工艺产生的剩余污泥。腐殖污泥与高负荷腐 殖污泥经长时间浓缩后，比阻将增加， 殖污泥经长时间浓缩后，比阻将增加，上清液 BOD5增加，不利于污泥脱水，因此也不宜采用重 增加，不利于污泥脱水， 增加 力浓缩。 力浓缩。
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3.2 生物气浮浓缩 生物气浮工艺应用于瑞典的Pisek、Milevsko、 生物气浮工艺应用于瑞典的Pisek、Milevsko、 Pisek Bjornlunda污水处理厂进行了生产性实验 6.2， 污水处理厂进行了生产性实验， Bjornlunda污水处理厂进行了生产性实验，6.2， 10.7， MLSS分别浓缩到59.4，59.7， 分别浓缩到59.4 10.7，3.5g/L 的MLSS分别浓缩到59.4，59.7，66.7 17.2， g/L，每浓缩1g MLSS消耗的 消耗的NO 分别为17.2 16.7， g/L，每浓缩1g MLSS消耗的NO3-分别为17.2，16.7， 29.7mg。浓缩时间4 24小时 小时。 29.7mg。浓缩时间4～24小时。 生物气浮浓缩工艺的日常运转费用比重力浓缩 工艺和压力溶气气浮工艺低，能耗小，设备简单， 工艺和压力溶气气浮工艺低，能耗小，设备简单， 操作管理方便， HRT比压力溶气气浮工艺长 比压力溶气气浮工艺长， 操作管理方便，但HRT比压力溶气气浮工艺长，需 投加硝酸盐。 投加硝酸盐。
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第三节 气浮浓缩
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3.1 压力溶气气浮 压力溶气气浮的原理，是在一定的温度下， 压力溶气气浮的原理，是在一定的温度下，空 气在液体中的溶解度与空气受到的压力成正比， 气在液体中的溶解度与空气受到的压力成正比，即 服从亨利定律。在压力恢复到常压后， 服从亨利定律。在压力恢复到常压后，所溶空气即 变成微细气泡从液体中释放出来， 变成微细气泡从液体中释放出来，大量微气泡附着 在污泥颗粒的周围， 在污泥颗粒的周围，可使颗粒密度减小而被强制上 浮，达到浓缩的目的。 达到浓缩的目的。
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重力浓缩一般分为连续式浓缩池（ 重力浓缩一般分为连续式浓缩池（如有刮泥机及搅动栅 的连续式重力浓缩池、多斗连续式浓缩池） 的连续式重力浓缩池、多斗连续式浓缩池）和间歇式浓缩池 （如带中心管间歇式重力浓缩池）。 如带中心管间歇式重力浓缩池）。 一般大中型污水厂采用连续式，小型污水厂采用间歇式。 一般大中型污水厂采用连续式，小型污水厂采用间歇式。 间歇式重力浓缩池进泥、排泥是间歇进行的。 间歇式重力浓缩池进泥、排泥是间歇进行的。在池子的 不同高度上设置上清液排出管。运行时，应先排除上清液， 不同高度上设置上清液排出管。运行时，应先排除上清液， 然后排除浓缩污泥，排空池容，再投入下一个循环。 然后排除浓缩污泥，排空池容，再投入下一个循环。 连续式重力浓缩池可采用沉淀池形， 连续式重力浓缩池可采用沉淀池形，一般为竖流或辅流 式，带有刮泥机和搅动栅。 带有刮泥机和搅动栅。
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第二节 机械浓缩
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2.1 离心浓缩 离心浓缩工艺的动力是离心力， 离心浓缩工艺的动力是离心力，离心力是重力 的500～3000倍。 ～ 倍 离心浓缩工艺最早始于本世纪20年代初， 离心浓缩工艺最早始于本世纪 年代初，当时 年代初 采用的是取原始的筐式离心机， 采用的是取原始的筐式离心机，后经过盘嘴式等几 代更换，现在普遍采用的是卧螺式离心机。 代更换，现在普遍采用的是卧螺式离心机。与离心 脱水的区别在于离心浓缩用于浓缩活性污泥时， 脱水的区别在于离心浓缩用于浓缩活性污泥时，一 般不需加入絮凝剂调质， 般不需加入絮凝剂调质，只有当需要浓缩污泥含固 率大于6％ 才加入少量絮凝剂。 率大于 ％时，才加入少量絮凝剂。而离心脱水机 要求必须加入絮凝剂进行调质。 要求必须加入絮凝剂进行调质。
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2.3 转鼓机械浓缩 转鼓机械浓缩/带式脱水或转鼓机械浓缩 转鼓 转鼓机械浓缩 带式脱水或转鼓机械浓缩/转鼓 带式脱水或转鼓机械浓缩 机械脱水一体机的工艺参数主要是单台设备单位时 间的水力接受能力及固体处理能力。 间的水力接受能力及固体处理能力。ROS2.1， ， ROS2.2，ROS2.3，ROS2.4污泥浓缩机污泥处理量 ， ， 污泥浓缩机污泥处理量 分别为8～ ， ～ ， ～ ， ～ 分别为 ～15，18～30，35～50，60～100m3/h。 。 德国ROEDIGER公司生产的转鼓预浓缩与带 公司生产的转鼓预浓缩与带 德国 式一体化污泥脱水机已被应用于天津经济技术开发 区污水处理厂， 区污水处理厂，ROS2系列污泥浓缩机已应用于重 系列污泥浓缩机已应用于重 庆北涪污水处理厂，江西南昌朝阳洲污水处理厂等。 庆北涪污水处理厂，江西南昌朝阳洲污水处理厂等。