7第七章污泥的处置与资源化

施工后的消化池及污泥浓缩池
消化池顶俯视
传统的污泥消化技术
好氧消化法（动力消耗大、费用高，现已很少采 用）
厌氧消化法 影响污泥厌氧消化的主要因素：
投配率 生熟污泥的混合程度 厌氧条件 污泥的组成 污泥含水率 有毒物质浓度温度
污泥消化原理
通过厌氧消化有机废物，可以加速有机物质的稳定，使 有机废物无害化，更主要的目的是通过厌氧分解产生沼 气，收集后做为能源利用。
厌氧发酵过程 有机废物的厌氧发酵过程就是有机物质在特定的厌氧条
件下，微生物将有机质进行分解，其中一部分碳素物质 转化为甲烷和二氧化碳。在这个转化作用中，被分解的 有机碳化物中的能量大部转化储存在甲烷中，仅一小部 分有机碳化物氧化成二氧化碳，释放的能量作为微生物 生命活动的需要。因此在这一分解过程中，仅积储少量 的微生物细胞。
污泥水分
初次沉淀池的含水率介于95-97％，剩余活性污泥 的含水率高达99％以上。
污泥中所含水分大致分为四类：
颗粒间的空隙水（约占总水分的70％） 颗粒间毛细管内的毛细水（约占总水分的20％） 污泥颗粒的吸附水 内部水，即细胞内的含水。吸附水和内部结合水大约
共占总水量的10%。
污泥浓缩
优点：是能够连续生产，运行平稳，可 自动控制。
缺点：是附属设备较多，工序较复杂， 运行费用较高。
滚压脱水
滚压脱水把压力施加在滤布上，用滤布 的压力和张力使污泥脱水而不需要真空 和加压设备，动力消耗少，可以连续生 产。
带式压滤机
干化场脱水
依靠污泥本身厚度的静压力脱水
离心浓缩法
离心浓缩法的原理是利用污泥中的固体、 液体的比重差，在离心场所受到的离心 力的下同而分离。
湿式焚烧：是指经浓缩后的污泥（含水 率约96％）在液态下加温加压、压入压 缩空气，使有机物被氧化去除，从而改 变污泥结构和成分，脱水性能大大提高。 在湿式焚烧中的有80％-90％的有机物 被氧化，故又称为不完全燃烧。
第三节 污泥消化
污泥消化是借助微生物的代谢作用，使 污泥中有机物质稳定化，去除臭味，杀 死大部分病原菌、蛔虫虫卵，减少污泥 体积并回收利用消化过程中产生的沼气 等能源。
污泥处理的方案
生污泥→浓缩→消化→自然干化→最终处置 生污泥→浓缩→自然干化→堆肥→最终处置 生污泥→浓缩→机械脱水→干燥焚烧→最终处置 生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置 生污泥→湿污泥池→最终处置 生污泥→浓缩→消化→最终处置
我国城市污水厂污泥的特点
有机物含量低，一般只有50％左右。而发达国 家的城市污水厂污泥的有机组分为70-80％。
（1）厌氧发酵的微生物学过程
由于厌氧发酵的原料来源复杂，参加反应的微生物种类 繁多，使得厌氧发酵过程中物质的代谢、转化和各种菌 群的作用等非常复杂。目前，对厌氧发酵的生化过程有 三种见解，即两阶段理论、三阶段理论和四阶段理论。
（a）两Leabharlann Baidu段理论
两阶段理论形成较早，对甲烷菌如何利用甲醇 以上的醇及乙酸以上的有机酸难以解释，因此， 该理论尚未得到确认。
不产甲烷菌的作用主要为：①为产甲烷菌提供营养，将 复杂的大分子有机物降解为简单的小分子有机化合物， 为产甲烷菌提供营养基质；②为产甲烷菌创造适宜的氧 化还原条件；③为产甲烷菌消除部分有毒物质；④和产 甲烷菌一起，共同维持发酵的pH值。
（b）三阶段理论
1979年由布赖恩提出，将厌氧发酵分成三个阶 段，即三个细菌营养群，突出氢的产生和利用 在发酵过程中的核心地位，较好地解决了两阶 段理论的矛盾。
（c）四阶段理论
将厌氧发酵过程分为四个阶段，每个阶段有独 特的微生物菌群。各类群细菌的有效代谢均相 互密切连贯，达到一定的平衡，不能单独分开， 是相互制约和促进的过程。为了便于研究不同 营养类群的细菌，才分成四个阶段。
自然界厌氧发酵过程，一般分为四个阶段。如人畜粪便 复杂有机物的厌氧发酵。但在不同生态条件下，不一定 都包括四个阶段，如在食草动物的瘤胃和人的盲肠和肠 道中，一般仅包括第一阶段和第三阶段。而在温泉中， 仅包括第三和第四阶段。这同不同生态环境的条件有关。
（2）厌氧发酵微生物
（a）不产甲烷菌
在沼气发酵过程中，不直接参与甲烷形成的微生物统称 为不产甲烷菌，包括的种类繁多，有细菌、真菌和原生 动物三大群。其中细菌的种类最多，作用也最大。已知 的细菌有18属，51种，近年来又发现了许多种。按呼吸 类型分为专性厌氧菌、好氧菌和兼性厌氧菌。其中以专 性厌氧菌为主，种类和数量最多。
重力浓缩 气浮浓缩 离心浓缩
重力浓缩法
重力浓缩主要用于浓缩初沉淀污泥及初沉 污泥和剩余活性污泥的混合污泥。
间歇式污泥浓缩池 连续式污泥浓缩池
气浮浓缩法
气浮浓缩的原理 气浮浓缩地的有关参数确定
机械脱水
真空过滤脱水 滚压脱水 干化场脱水 离心浓缩法
真空过滤脱水
主要用于经预处理后的初次沉淀污泥、 化学污泥及消化污泥等的脱水。
第七章 污泥的处置与资源化
第一节 污泥的种类和性质
污泥特点 处理和处置目的：
污水处理厂正常运行 有害及腐化发臭物质得到妥善处理或稳定，避免二
次污染 综合利用能源，变废为宝
污泥处理的主要内容：稳定处理（生物法、化学 法）、去水处理（浓缩、脱水、干化）和最终处 理（填埋、焚化和综合利用）。
污泥中的氮含量较高，消化效果较好。 pH值在6-7之间，总碱度约为20mg/L，基本属
于正常范围。
污泥的几个参数
污泥固体 含水率 污泥相对密度 污泥中重金属离子含量
第二节 污泥的处置
污泥的处置工艺较多，而污泥的脱水是污泥 处置中非常重要的一部分。
污泥的脱水工艺：浓缩法、压滤法、离心法 及焚烧法等。
优点：占地面积小，造价低 缺点：运行费用与机械维修费用较高
离心脱水机 沉降过滤式离心机
污泥的干燥
污泥脱水、干化后，含水率还很高，体积 很大，为了便于进一步的利用和处理，可 作于燥处理或焚烧。干燥处理后，污泥含 水率可降至约20％左右。 带式流化床干燥器 回转圆筒干燥器干燥流程
污泥焚烧
完全焚烧：是指污泥所含水分被完全蒸 发、有机物质被完全焚烧。