1、1-1.污泥概述污泥概述 污泥的来源 污泥的分类 污泥的性质 污泥的危害2-污泥(sludge)污水处理过程所产生的固体沉淀物质。来源 -市政污泥(civil sludge，也叫排水水泥sewage sludge)，主要指来自污水厂的污泥-管网污泥，来自排水收集系统的污泥。-河湖淤泥，来自江河、湖泊的淤泥。-工业污泥，来自各种工业生产所产生的固体与水、油、化学污染、有机质的混合物。1.1 1.1 污泥的来源污泥的来源3-1.2 1.2 污泥的分类污泥的分类1.按成分不同分类 污泥-以有机物为主要成分，含水率高，不易脱水，胶状结构，亲水物质。沉渣-以无机物为主要成分，含水率低，易于脱水，流动性差
2、。2.按来源不同分为：初沉池污泥-来自初沉池无机成份较高腐殖污泥-来自生物膜法处理的污泥剩余污泥-来自活性污泥法处理二沉池排出的污泥消化污泥-生化处理排出污泥再经厌氧处理后的熟化污泥化学污泥-混凝、气浮、化学沉淀所产生的污泥生污泥生污泥4-3.根据污水处理工艺分类 初沉污泥(Primary)：只经过物理-化学处理 二沉污泥(Secondary)：生物处理后的污泥 三沉污泥(Tertiary)：脱磷/脱氮后的污泥4.根据污泥的性质，又可以区分为：未消化生污泥（undigested）消化污泥(digested)-好氧与厌氧之分。PS:各个级别的污泥的物理化学性质不同，各个级别的污泥的物理化学性质不
3、同，消化和未消化污泥的性质差别更大。很多消化和未消化污泥的性质差别更大。很多后端处理工艺必须了解前端污泥的性质才后端处理工艺必须了解前端污泥的性质才能确定其处理方式。能确定其处理方式。5-(1)生污泥 最终处置 (2)生污泥 最终处置 (3)生污泥 最终处置 消化为主，产生沼气，其它利用 (4)生污泥 农肥(堆肥为主)(5)生污泥 农用 (环保要求不高的边远地方，就近农用)(6)生污泥 最终处置 （焚烧为主，发电，有机物高）(7)生污泥 最终处置 (完整方案，环保要求高的城市)浓缩浓缩自然干化自然干化堆肥堆肥 浓缩浓缩湿污泥池湿污泥池浓缩浓缩机械脱水机械脱水干燥焚烧干燥焚烧消化消化浓缩浓缩机械
4、脱水机械脱水干燥焚烧干燥焚烧浓缩浓缩消化消化自然干化自然干化 浓缩浓缩消化消化机械脱水机械脱水 浓缩浓缩消化消化6-1.3 1.3 污泥的性质污泥的性质1.污泥含水率污泥中含水分的重量百分数。初沉污泥含固率：24；剩余污泥含固率：0.50.8；脱水泥饼含固率：1525。7-1.3 1.3 污泥的性质污泥的性质2.污泥固体-污泥含固率。挥发性固体（灼烧减量）有机物含量 灰分（灼烧残渣）无机物含量 挥发性固体含量的测定方法如下：将测完含水率的污泥样放在电炉上炭化（烧至不冒烟），再放入600高温炉中，灼烧0.5h，然后放冷或将温度降至110左右。取出放入105110的烘箱中烘0.5h。取出放入干燥器
5、内干燥0.5h，然后称量记录质量W3，代入下式，即可求出挥发固体含量。8-式中Vs：为挥发性固体含量，%；W1：为空蒸发皿质量，g；W2：为烘干污泥试样质量与蒸发皿总质量，g；W3：为灼烧后的污泥样与蒸发皿总质量，g。%1001232WWWWVS9-1.3 1.3 污泥的性质污泥的性质思考：含水率和含固率关系？污泥处置的关键难点-含水率。10-污泥含水率污泥含水率（1 1）含水率是制约污泥处置和利用的关键问题）含水率是制约污泥处置和利用的关键问题 60%60%是填埋与堆肥是填埋与堆肥的的起点起点，50%50%是焚烧的是焚烧的起点起点；（2 2）干化环节是污泥处理处置系统）干化环节是污泥处理处置
6、系统耗能耗能的主要环节；的主要环节；（3 3）干化环节的新技术研发是实现污泥处理系统）干化环节的新技术研发是实现污泥处理系统节能降耗节能降耗的着力的着力点点。11-含水率高是污泥处理处置的难点所在含水率高是污泥处理处置的难点所在污泥含水率越高，热值越低，污泥含水率越高，热值越低，当含水率低于当含水率低于50%50%时，才适合时，才适合焚烧焚烧含水率与污泥热值含水率与污泥热值12-2、微生物细胞和胶体物质造成处理困难 污泥中含有大量微生物 细胞和有机胶体物质，脱水困难 污泥中有机物主要 以固体形式存在，生物降解困难污泥处置的技术难点是：如何进行深度脱水降低含水率。含水率60%的污泥，其资源化潜力
7、显著增大。原因：固体有机物的水解速率低；原因：固体有机物的水解速率低；水解为控制步骤。水解为控制步骤。13-1.3 1.3 污泥的性质污泥的性质3.可消化程度表示污泥中可被消化降解的有机物数量(%)4.污泥比重污泥重量与同体积水的比值5.污泥体积与含水率的关系含水率为Po的污泥，其体积为Vo，若含水率变为P，且当S1与S2及P与Po接近时，其体积V可近似按下式计算：例：污泥含水率从97.5%降低到95%时污泥体积降低了几倍？14-6.污泥的脱水性能-用比阻(r)或毛细吸水时间(CST)评价污泥过滤比阻比阻(m/kg)，物理意义是：在一定压力下过滤时，单位干重的污泥滤饼，在单位过滤面积上的阻力。
8、比阻越大的污泥，越难过滤，其脱水性能也越差。污泥毛细吸水时间毛细吸水时间CST(秒)：其值等于污泥上滤纸接触时，在毛细管作用下，水分在滤纸上渗透1cm长度的时间。CST越大，污泥的脱水性能越差。15-6.污泥的脱水性能-用比阻(r)或毛细吸水时间(CST)评价CST值测定装置示意图16-7.污泥的数量污泥的数量估算一般有两个方法：根据污水处理量和含固率进行估算。比如某城市平均污水含固率0.02%，日处理量60万吨，脱水污泥含固率20，则年产湿泥饼：600,000 x 0.02%x 360/20%=216,000 吨/年 根据人口估算。比如某城市2,400,000人口，典型人均日产污泥(干)50
9、克，脱水污泥含固率20，则年产湿泥饼：2,400,000 x 50/1,000,000 x 360/20%=216,000 吨/年17-初沉池污泥量初沉池污泥量 剩余活性污泥量剩余活性污泥量 其中：其中：XX挥发性剩余污泥量（挥发性剩余污泥量（kg/dkg/d）干重，）干重，f=VSS/SS=0.75f=VSS/SS=0.75 Xr Xr回流污泥浓度（回流污泥浓度（g/lg/l）其中：其中：QQ污水流量污水流量(m(m/d)/d)去除率（去除率（%）C C0 0进水悬浮物浓度（进水悬浮物浓度（mg/lmg/l）PP含水率含水率 沉淀污泥密度沉淀污泥密度(kg/m(kg/m)V(mV(m/d)=
10、100C/d)=100C0 0Q/10Q/10(100-P)(100-P)Qs=X/fXrQs=X/fXr18-1.4 1.4 污泥的危害污泥的危害1.含水率高，多达70以上，这部分水份难以焚烧，运输成本高，堆放占地面积大，直接填埋则会使填埋场提前报废。2.微生物、病原体含量高，不加处理，直接施用或弃置，可能会污染食物链。3.恶臭污染环境，同时向大气排放温室气体（是二氧化碳的20倍）。4.超细粉末，在热干化和处理过程中存在较大的危险。5.含有重金属，如果不加控制施用，可能污染土地，造成不可逆的耕地退化。19-1.5 1.5 我国污泥的产生与污染现状我国污泥的产生与污染现状1.1.我国污水的产生
11、与处置现状我国污水的产生与处置现状20-2.2.我国污泥的产生与污染现状我国污泥的产生与污染现状21-22-3.3.污泥污染的形势严峻污泥污染的形势严峻23-4.4.我国污泥的处置现状我国污泥的处置现状24-我国典型污泥处置工艺我国典型污泥处置工艺-填埋填埋25-我国典型污泥处置工艺我国典型污泥处置工艺-堆肥堆肥 污泥的产生污泥的产生 污泥消化污泥消化 污泥脱水污泥脱水 污泥堆肥化污泥堆肥化 粗加工有机肥粗加工有机肥 精加工有机肥精加工有机肥堆肥要求：污泥混合堆肥要求：污泥混合后的含固率后的含固率35%35%，因此需要添加大量的因此需要添加大量的辅料，导致污泥实际辅料，导致污泥实际处理能力有限
12、处理能力有限26-我国典型污泥处置工艺我国典型污泥处置工艺-焚烧焚烧流流化化床床焚焚烧烧装装置置27-流化床干化处置流化床干化处置28-干化干化-焚烧联合处置焚烧联合处置29-回转窑干化回转窑干化焚烧联合处置焚烧联合处置30-2.2.污泥的处理与处置污泥的处理与处置2.1 概述2.2 污泥浓缩2.3 污泥稳定2.4 污泥脱水与干化2.5 污泥综合利用2.6 污泥的最终处置31-2.1 2.1 概述概述概念技术原则污泥处理（sludge treatment）通常把污水厂污泥的稳定和脱水(一般脱水至含水率达7080)称作污泥的处理浓缩脱水好氧消化厌氧消化减容减量无害化资源化污泥处置（sludge
13、disposal）将污泥的堆肥、填埋、干化和加热处理及最终利用，称为污泥的处置。干化堆肥焚烧填埋32-33-2.1.1 2.1.1 污泥流动的水力特性与水力条件污泥流动的水力特性与水力条件 污泥流动的水力特征污泥流动的水力特征 污泥的输送污泥的输送 主要决定于污泥含水率的大小。并应考虑污泥的利用途径。主要决定于污泥含水率的大小。并应考虑污泥的利用途径。1 1污泥输送方法污泥输送方法 管道输送管道输送 卡车输送卡车输送 驳船输送驳船输送1.1.含水率含水率99%99%的状态，流动的特性的状态，流动的特性接近水流接近水流2.2.层流时，阻力很大。紊流状态时，阻力较小。层流时，阻力很大。紊流状态时，
14、阻力较小。设计时，要用大流速，处于紊流状态，下临界速度设计时，要用大流速，处于紊流状态，下临界速度1.1m/s1.1m/s，上临界速度，上临界速度1.4m/s1.4m/s；因此污泥管道的最小设计流速；因此污泥管道的最小设计流速1.0-2.0m/s1.0-2.0m/s。34-污泥的输送污泥的输送1 1、管道输送、管道输送 输送的目的地很稳定输送的目的地很稳定 污泥的流动性很好，含水率较高污泥的流动性很好，含水率较高 所含油脂成分较少所含油脂成分较少,污泥的腐蚀性低污泥的腐蚀性低 污泥的流量较大污泥的流量较大30m/h30m/h重力管道重力管道坡度坡度0.01-0.020.01-0.02，d d不
15、小于不小于200mm200mm驳船驳船适用于不同的含水率的污泥适用于不同的含水率的污泥2 2、污泥输送设备、污泥输送设备（1 1）隔膜泵）隔膜泵 （2 2）螺旋泵等）螺旋泵等 35-污泥泵隔膜泵隔膜泵36-螺旋泵螺旋泵螺旋泵37-污泥输送机 38-污泥输送系统 39-污泥流动的水力计算污泥流动的水力计算1、压力输送管道的沿程水头损失压力输送管道的沿程水头损失 哈森哈森紊流公式紊流公式 hf=6.82(L/D1.17)(v/CH)1.85 其中：其中：hf沿程损失（沿程损失（m）L长度（长度（m）D管径管径 CH哈森系数，由污泥浓度决定哈森系数，由污泥浓度决定2、压力输送管的局部水头损失、压力输
16、送管的局部水头损失 hi=V/2g (厂外主要沿程损失厂外主要沿程损失)40-2.1.2 2.1.2 污泥水分布结构污泥水分布结构1.根据污泥中所含水分与污泥结合的情况，污泥中所含水分可分为自由水和结合水。自由水指的是不直接与污泥结合，也不受污泥颗粒影响的那部分水，可以通过浓缩去除。结合水分为：间隙水、毛细水、水合水。间隙水存在于絮体或有机体的空隙之间，条件变化时可变成自由水。毛细水指结合力大、结合紧的多层水分子。重力浓缩不能去除这部分水，必须用人工干化、机械脱水或热处理方法去除。水合水存在于细胞内，只有热处理才能去除。41-42-2.污泥中的水分对污泥处理的影响污泥中的水分对污泥处理的影响污
17、泥处理的方法取决于污泥含水率和最终的处置方式。污泥的含水率与污泥状态43-44-2.2 2.2 污泥的浓缩污泥的浓缩2.2.1 概述2.2.2 重力浓缩法2.2.3 气浮浓缩法力45-污泥浓缩是污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体降低污泥含水率、减少污泥体积积的有效方法。的有效方法。污泥浓缩主要是减缩污泥的污泥浓缩主要是减缩污泥的间隙水。间隙水。方法方法重力浓缩重力浓缩气浮浓缩气浮浓缩离心浓缩离心浓缩2.2.1 2.2.1 概述概述46-2.2.2 2.2.2 污泥重力浓缩污泥重力浓缩 重力浓缩理论重力浓缩理论1.迪克（迪克（Dick）理论）理论 固体通量固体通量单位时间内，通过单位面积的固体
18、重量单位时间内，通过单位面积的固体重量kg/m.hkg/m.h 通过浓缩池任一浓缩断面通过浓缩池任一浓缩断面i的固体通量的固体通量G等于向下流固体通量等于向下流固体通量Gu和和 自重压密固体通量自重压密固体通量Gi之和：之和：G=Gu+Gi=uCi+ViCi 向下流固体通量（底流牵动通量）向下流固体通量（底流牵动通量）Gu=uCi 式中式中 Ci通过通过1-1断面的污泥断面的污泥 固体浓度固体浓度(kg/m)；u向下流流速向下流流速(m/h)47-自重压密固体通量（固体舒流通量）自重压密固体通量（固体舒流通量）Gi=ViCi Vi为固体浓度为为固体浓度为Ci时的界面沉速，当时的界面沉速，当Ci
19、500mg/l 时不会出现泥水分离，时不会出现泥水分离，Cm形成泥水分离的最形成泥水分离的最 低沉速当低沉速当u为定值时，为定值时，Gu与与Gi成直线关系成直线关系总固体通量总固体通量 G=Gu+Gi=uCi+ViCi=Ci(u+Vi)设计中设定设计中设定 极限固体浓度（极限固体浓度（CL）固体浓度大于固体浓度大于CL，通不过此界面，通不过此界面 极限固体通量（极限固体通量（GL）在浓缩池的深度方向，必存在一个控制断面，在浓缩池的深度方向，必存在一个控制断面，这个控制断面的固体通量最小。这个控制断面的固体通量最小。浓缩池的设计断面面积浓缩池的设计断面面积 AQ0C0/GL A浓缩池面积浓缩池面
20、积 Q0入流污泥量入流污泥量m/h C0入流固体浓度入流固体浓度kg/h GL极限固体通量极限固体通量kg/m.h 48-静态试验的方法静态试验的方法分析连续式重力浓缩池的方法分析连续式重力浓缩池的方法 前提：工作达到平衡前提：工作达到平衡固体浓度固体浓度Ci的断面位置是稳定的的断面位置是稳定的 Q0C0=QuCu+QeCe Gi=Vi/(1/Ci-1/Cu)Ai=Q0C0/Gi=Q0C0(1/Ci-1/Cu)/Vi 其中：其中：Q0、C0为已知数据为已知数据 Qu、Cu浓缩池排出污泥量及固体物浓度浓缩池排出污泥量及固体物浓度 QeVi上清液流量及固体物浓度上清液流量及固体物浓度3.肯奇理论（
21、肯奇理论（kunch）前提前提物质颗粒群成层沉淀时，某层污泥的沉降速度是该层颗粒污泥物质颗粒群成层沉淀时，某层污泥的沉降速度是该层颗粒污泥 浓度的函数（固体浓度速度关系式）浓度的函数（固体浓度速度关系式）肯奇公式肯奇公式 Ci=C0H0/(Hi+Viti)Vi=(Hi-Hi)ti Ci界面高度为界面高度为Hi时的污泥固体浓度时的污泥固体浓度 Hit i时的污泥界面速度时的污泥界面速度2.科伊科伊克里维什理论克里维什理论49-50-重力式连续浓缩池深度的设计重力式连续浓缩池深度的设计1.浓缩池总深度浓缩池总深度：压缩区高度压缩区高度Hs 阻滞区与上清液高度阻滞区与上清液高度 池底坡池底坡 超高超
22、高2.排泥浓度是浓缩时间的函数，与污泥层厚度无关排泥浓度是浓缩时间的函数，与污泥层厚度无关3.压缩区高度压缩区高度Hs的计算的计算柯伊克里什维法柯伊克里什维法 Hs=Q0C0tu(s-w)/s(m-w)A Q0C0入流污泥固体重量入流污泥固体重量(kg/h)tu达到排泥浓度时所需要的浓缩时间达到排泥浓度时所需要的浓缩时间 s污泥中固体物密度污泥中固体物密度kg/m m污泥的平均密度污泥的平均密度kg/m w上清液的密度，取上清液的密度，取1000kg/m51-连续流重力浓缩池的基本构造与形式连续流重力浓缩池的基本构造与形式1.1.浓缩池必须同时满足：浓缩池必须同时满足：上清液澄清上清液澄清 排
23、出的污泥固体浓度达到设计值排出的污泥固体浓度达到设计值 固体回收率高固体回收率高(浓缩污泥中固体的重量浓缩污泥中固体的重量/原污泥固体物重量原污泥固体物重量)100%100%大于大于95%95%2.2.垂直搅拌栅的应用垂直搅拌栅的应用 栅条后处可形成微小漩涡栅条后处可形成微小漩涡 有助于颗粒的絮凝有助于颗粒的絮凝使颗粒变大使颗粒变大造成空穴造成空穴使空隙水与污使空隙水与污 泥接触紧密泥接触紧密 浓缩效率可提高浓缩效率可提高20%20%以上以上 原理同连续式，适用于小型污水厂原理同连续式，适用于小型污水厂 间歇式重力浓缩池间歇式重力浓缩池52-53-1.1.间歇式污泥浓缩间歇式污泥浓缩池池 设计
24、参数：停留时设计参数：停留时间一般为间一般为9-12h9-12h。浓缩池的上清液，浓缩池的上清液，应回到初沉池前重新处应回到初沉池前重新处理。理。54-2.2.连续式污泥浓缩池连续式污泥浓缩池 连续运行的浓缩池可连续运行的浓缩池可采用沉淀池的形式，一采用沉淀池的形式，一般为竖流式般为竖流式(或辐流式或辐流式)。设计参数设计参数:浓缩池的固体通量浓缩池的固体通量kg/(mkg/(m2 2h)h)或或kg/(mkg/(m2 2d)d)水力负荷水力负荷mm3 3/(m/(m2 2h)h)或或m m3 3/(m/(m2 2d)d)水力停留时间水力停留时间(h(h或或d d)55-2.2.3 2.2.3
25、 气浮浓缩池气浮浓缩池56-气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏附作气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。1.1.气浮浓缩系统的组成气浮浓缩系统的组成 气浮浓缩系统主要由气浮浓缩系统主要由加压溶气加压溶气装置和装置和气浮分离气浮分离装装置两部分组成。置两部分组成。57-澄清水从池底引出，一部分用水泵引入压力溶气罐加压溶气，另一部分外排。溶气水通过减压阀从底部进入进水室，减压后的溶气水释放出大量微小气泡，并迅速依附在待气浮的污泥颗粒上，从而使污泥颗粒密度下降易于上浮。进入气浮池后，能上浮的污泥颗粒上
26、浮，在池表面形成浓缩污泥层由刮泥机刮出池外。不能上浮的污泥颗粒则沉到池底，由池底排出。58-2.2.气浮浓缩法的主要设计参数气浮浓缩法的主要设计参数主要设计参数主要设计参数:污泥负荷、污泥负荷、气固比、气固比、水力负荷、水力负荷、回流比回流比污泥负荷污泥负荷-单位时间内，通过气浮池断面的干固单位时间内，通过气浮池断面的干固体量体量，单位为，单位为kg/kg/（m m2.2.h h）或或kg/kg/（m m2.2.d d）59-气浮池污泥负荷气浮池污泥负荷:污泥种类负荷/（kg.m-2.d-1)空气曝气的活性污泥2575空气曝气的活性污泥经沉淀后50100纯氧曝气的活性污泥经沉淀后6015050
27、%的初沉污泥+50%的活性污泥经沉淀后100200初次沉淀池污泥至26060-气固比气固比溶气水经减压释放出的空气量与需浓缩的溶气水经减压释放出的空气量与需浓缩的固体量之质量比，常用固体量之质量比，常用A As s表示；用于污泥浓表示；用于污泥浓缩一般取缩一般取0.010.010.040.040aas1)(fpRSSAA式中式中Aa/SAa/S气固比；气固比；Sa0.1Mpa Sa0.1Mpa下，空气在水中的饱和溶解度，下，空气在水中的饱和溶解度，mg/Lmg/L；P P溶气罐压力，一般用溶气罐压力，一般用2-4kg/cm2-4kg/cm2 2；f f溶气水的空气饱和度，一般为溶气水的空气饱和
28、度，一般为50%-80%50%-80%；0 0污泥浓度，污泥浓度，mg/Lmg/L。61-水力负荷水力负荷单位时间内，通过气浮池断面的处理单位时间内，通过气浮池断面的处理水量水量，单位为，单位为m m3 3/（m m2.2.h h）为为 m m3 3/（m m2.2.d d），一般，一般40-80m40-80m3 3/（m m2.2.d d）或或 2-3.5 m2-3.5 m3 3/（m m2.2.h)h)。回流比回流比加压溶气水量与需要浓缩的污泥量的加压溶气水量与需要浓缩的污泥量的体积比，通常以体积比，通常以R R表示表示，用于污水处，用于污水处理时取理时取25%-50%25%-50%，用于
29、污泥浓缩需计，用于污泥浓缩需计算确定。算确定。62-3.3.离心浓缩法离心浓缩法原原 理理利用污泥中利用污泥中固、液相的密度固、液相的密度不同，在不同，在高速旋转的离心机中受到不同的高速旋转的离心机中受到不同的离心离心力力而使两者分离，达到浓缩的目的而使两者分离，达到浓缩的目的效果指标效果指标出泥含固率：出泥含固率：3min3min停留时间，含固率停留时间，含固率可达到可达到4 4固体回收率固体回收率浓缩后污泥的固体总浓缩后污泥的固体总量与入流污泥中的固量与入流污泥中的固体总量的比值体总量的比值63-64-65-污泥种类入流污泥含固率/%浓缩后污泥含固率/%高分子聚合物需要量/（g.kg-1污
30、泥干固体）固体物质回收率/%剩余活性污泥 0.5-1.58-100 (不加)85-900.5-1.5 (加)90-95厌氧消化污泥1-38-10080-900.5-1.590-95普通生物滤池污泥2-38-9090-959-110.75-1.595-97转筒式离心机用于污泥浓缩的运行参数转筒式离心机用于污泥浓缩的运行参数66-67-2.3 2.3 污泥的稳定污泥的稳定目的-降解污泥中的有机物质,进一步减少污泥含水量,杀灭污泥污泥中的细菌、病原体等,消除臭味,这是污泥能否资源化有效利用的关键步骤。68-2.3 2.3 污泥的稳定污泥的稳定生物稳定人工条件下加速微生物对有机构的分解，使之变成稳定的
31、无机物或不易被生物降解的有机物的过程好氧消化耗能量较高，运行费用大厌氧化学稳定采用化学药剂杀死微生物，使有机物在短期内不致腐败的过程。石灰稳定法 投加设备麻烦，产生的渣量大 氯稳定法 pH低，过滤性差，而且氯化过程中产生有毒的氯胺 69-1.1.目的目的污泥中的挥发性固体的量降低污泥中的挥发性固体的量降低4040左右左右2.2.原理原理水解、酸化、产乙酸、产甲烷水解、酸化、产乙酸、产甲烷3.3.控制控制过程过程固态物的水解、液化、产甲烷固态物的水解、液化、产甲烷4.4.优点优点产生能量产生能量 使污泥固体总量减少使污泥固体总量减少作土壤调节剂作土壤调节剂杀死致病菌杀死致病菌缺缺 点点投资大投资
32、大 运行易受环境条件的影响运行易受环境条件的影响消化污泥不易沉淀消化污泥不易沉淀消化反应时间长消化反应时间长2.3.1 2.3.1 污泥厌氧消化污泥厌氧消化70-5.5.影响污泥厌氧消化的主要因素影响污泥厌氧消化的主要因素1.pH1.pH和碱度和碱度最佳为最佳为7.07.37.07.3厌氧消化厌氧消化产生产生有机酸有机酸pHpH甲烷菌分解有机酸时产生的重碳酸盐不断增加甲烷菌分解有机酸时产生的重碳酸盐不断增加2.2.温度温度中温：中温：33353335C C高温：高温：50555055C C71-3.负荷负荷 厌氧消化池的容积决定于厌氧消化的负荷率。厌氧消化池的容积决定于厌氧消化的负荷率。表表达
33、达方方式式容积负荷容积负荷参数为投配率参数为投配率日进入的污泥量与池子容积之比，在一定程日进入的污泥量与池子容积之比，在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留时间度上反映了污泥在消化池中的停留时间有机物负荷有机物负荷参数为有机负荷率参数为有机负荷率每日进入的干泥量与池子容积之比每日进入的干泥量与池子容积之比消化时间进行复核消化时间进行复核72-4.消化池的搅拌消化池的搅拌 在有机物的厌氧发酵过程中，让反应器中的微在有机物的厌氧发酵过程中，让反应器中的微生物和营养物质生物和营养物质(有机物有机物)搅拌混合，充分接触，将搅拌混合，充分接触，将使得整个反应器中的物质传递、转化过程加快。使得整个反应器中
34、的物质传递、转化过程加快。5.有毒有害物质有毒有害物质作用作用使池内污泥浓度分布均匀，利于使池内污泥浓度分布均匀，利于微生物生长繁殖微生物生长繁殖释放有害气体释放有害气体使环境因素在反应器内保持均匀使环境因素在反应器内保持均匀73-6.消化池分类-传统（低负荷）、高负荷、两级消化池 低速消化池一般不设搅拌设备，所以有分层现象 池底部为熟污泥贮藏和浓缩区 中下部为厌氧分解活性层。中上部为污泥清液层，它可根据具体厚度从不同高度排出。上部为浮渣层，厌氧反应的CH4气泡将部分污泥带至水面以上，形成浮渣。顶端为沼气收集区，由管道从最顶端导出。污泥定期投入和排出。特点：效率低，反应速度慢。74-75-76
35、-高速消化池有搅拌，池内污泥完全处于混合状态，消化液及熟污泥不能分离出来，所以必须串联一个二级消化池。一级消化池装搅拌和加热设备，二级消化池，不搅拌，也不加温，只起污泥沉淀分离作用。两级高负荷率厌氧消化系统两级高负荷率厌氧消化系统77-78-两相厌氧消化池-将酸化阶段和气化阶段分开79-7 7 消化池的构造消化池的构造主要设备搅拌螺旋浆 水力沼气破渣用自来水或污泥上清液喷淋将循环污泥或污泥液送到浮渣层上用鼓风机或用射流器抽吸污泥气进行搅拌集气排液溢流监测防护装置加料，排料附属设备消化池浮动式顶盖固定式顶盖加热池外加热池内加热80-消化池型81-圆柱形消化他的直径通常在638m，考虑到充分混合问
36、题，水深一般小于7.5m。池底为圆锥形，最小底坡为16，以便排泥。强化混合，底部呈陡峭的锥形，可以减少砂的积累，蛋形消化他的显著优点是，混合效果更好，更容易控制泡沫的产生，占地面积小。设计高度可以达到40m，配有通往池顶的梯子。82-消化池构造83-浮动式盖消化池84-固定式盖消化池85-86-87-螺旋浆搅拌的消化池88-89-沼气风机搅拌90-污泥消化池污泥消化池91-大型厌氧生物大型厌氧生物处理处理92-沼气搅拌压缩机沼气搅拌压缩机93-热交换器94-贮气罐贮气罐95-8.消化池的设计计算消化池的设计计算内容池体设计加热保温系统设计搅拌设备设计池体选型确定池的数目和单池容积确定池体各部尺
37、寸布置消化池的各种管道96-消化池座数n：0VVn 消化池有效容积按有机负荷(Ns)计算：ssNGV 式中：式中：V消化池有效容积，消化池有效容积，m3；V每天要处理的污泥量，每天要处理的污泥量，m3/d；p污泥投配率，城市污水厂高负荷率消化池，当消化温污泥投配率，城市污水厂高负荷率消化池，当消化温度为度为3035时，时，p可取可取6%18%；n消化池的座数；消化池的座数；Gs每日要处理的污泥干固体量，每日要处理的污泥干固体量，kg VSS/d；Ns单位容积消化池污泥（单位容积消化池污泥（VSS）负荷率，）负荷率，kg VSS/（m3/d）。）。消化池有效容积按每天处理污泥量及污泥投配率进行计
38、算：100pVV97-计算消化池的构造尺寸：消化池必须附设各种管道：污泥管、上清液排放管、溢流管、沼气管和取样管。98-沼气沼气(消化气消化气)的收集和利用的收集和利用 污泥和高浓度有机废水的厌氧消化均会产生污泥和高浓度有机废水的厌氧消化均会产生大量沼气。大量沼气。在设计消化池时必须同时考虑相应的沼气收在设计消化池时必须同时考虑相应的沼气收集、储存和安全等配套设施，以及利用沼气加热集、储存和安全等配套设施，以及利用沼气加热入流污泥和池液的设备。入流污泥和池液的设备。污泥消化所产生的以甲烷为主的消化气量，污泥消化所产生的以甲烷为主的消化气量，主要取决于被消化的挥发固体量。主要取决于被消化的挥发固
39、体量。99-2.3.2 2.3.2 污泥好氧消化污泥好氧消化 具体措施：长时间曝气氧化是污泥稳定。延时曝气法，氧化沟法剩余污泥不必在氧化。挥发性固体去除率40-50%。优点：同样温度时，所需时间短出水BOD5浓度低不产生H2S气体，无臭气污泥脱水性能好缺点：需氧量大，动力费用高无沼气可利用灭菌性差我国目前，很少采用专门的好氧消化法处理污泥。100-需要说明的问题需要说明的问题 对高泥龄的消化污泥效果不佳；好氧消化的曝气时间对高泥龄的消化污泥效果不佳；好氧消化的曝气时间10d10d左左右，右，BODBOD5 5去除率去除率50%50%；用于小型污水厂；用于小型污水厂 好氧消化的机理好氧消化的机理
40、 C5H7NO2+7O2 5CO2+3H2O+H+NO3-氧化氧化1Kg1Kg细胞质需氧细胞质需氧2Kg2Kg，处于内源呼吸期，处于内源呼吸期，H H+上升时，上升时，需调节碱度，需调节碱度，PHPH值值=7=7；DODO值不大于值不大于2mg/l;2mg/l;充分搅拌。充分搅拌。101-好氧消化池的构造及工艺设计好氧消化池的构造及工艺设计 1、好氧消化池的构造、好氧消化池的构造 高高34m,底坡坡度底坡坡度I0.25；鼓风机的风压鼓风机的风压34m,与完全混合式活性污泥法曝与完全混合式活性污泥法曝气池相同。气池相同。2、好氧消化需空气量的计算、好氧消化需空气量的计算(1)自身氧化；需空气量自
41、身氧化；需空气量(2)消化搅拌，消化搅拌，0.06m3/minm3 102-其中：其中：-dX/dt：可生物降解的挥发性固体的分解速率，：可生物降解的挥发性固体的分解速率，g.vss/L.d X：在：在t时刻的可生物降解的挥发性固体浓度，时刻的可生物降解的挥发性固体浓度，g.vss/L Kd：内源呼吸速率常数，：内源呼吸速率常数，d-1.3、好氧消化池设计、好氧消化池设计(1)内源呼吸段，一级反应内源呼吸段，一级反应-dX/dt=KdX(2)好氧消化池容积计算好氧消化池容积计算 以微生物停留时间以微生物停留时间或或c计算计算 (活性污泥活性污泥c 1015d，初沉池混合，初沉池混合c 1520
42、d)以有机负荷以有机负荷S为参数计算为参数计算V V=Q0 X0/S 式中式中 Q0进入好氧消化池生污泥量，进入好氧消化池生污泥量，m3d；S有机负荷，有机负荷，0.382.24KgVSS/m3d103-传统的空气好氧消化法传统的空气好氧消化法104-2.4 2.4 污泥的脱水与干化污泥的脱水与干化脱水-将污泥的含水率降低到8085%以下的操作叫脱水。干化-将脱水污泥的含水率进一步降低到5065%以下的操作叫干化。105-2.4.1 2.4.1 污泥调理污泥调理 消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥与初消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥与初沉污泥的混合污泥等在沉污泥的混合污泥等在脱水之前应进
43、行调理脱水之前应进行调理，以，以改改善污泥的脱水性能善污泥的脱水性能。调理-破坏污泥的胶态结构、减少泥水间的亲和力，改善污泥的脱水性能。方方法法化学调理法化学调理法 加热调理法加热调理法淘洗调理法淘洗调理法冷冻调理法冷冻调理法加骨粒调理法加骨粒调理法106-1.化学调理法原理用化学药品破坏泥水间的亲和力，通过调理使污泥的比阻抗(或CST)降低调理剂种类无机调理剂有机调理剂调理剂投加量的确定 作比阻抗r及CST与调理剂用量的关系曲线图确定最佳调理剂用量和品种。如：硫酸铝、三氯化铁、石灰等；如：聚丙烯酰胺等107-2、加热调理法 热调理使污泥在一定压力（11.5MPa）下短时间加热（160200）
44、。这种调理方法使固体凝结，破坏凝胶体结构，降低污泥固体和水的亲合力。而且污泥也被消毒，臭味几乎被消除，并易于在真空或压力过滤机中过滤。热调理法可用以调节各种混合的有机废水污泥，包括难以处置的剩余活性污泥，最适宜于生物污泥。热调理的缺点是能耗较高，操作技术水平要求高，有臭气放出，且调理后的污泥在过滤后所得滤液有机物浓度很高。108-淘洗是一项单元操作，在操作过程中将固体或固-液混合物与液体完全混合，使某些组分转移到液体中。典型的例子是将消化污泥在化学调理以前进行洗涤，以去除可能消耗大量化学药品的某些可溶性有机和无机组分。3、淘洗调理法 淘洗调理费用超过由于降低调理化学药品所节省的费用。而且由于从
45、污泥中洗出来的细小的固体在主要的废水处理装置中可能不能完全被截留，因而，虽然过去采用的这种操作比较普遍，现在不提倡采用这种方法。109-4.4.影响污泥调理效果的因素影响污泥调理效果的因素污泥性质污泥性质调理剂品种调理剂品种污泥调理条件污泥调理条件温度温度pHpH调理剂配制浓度调理剂配制浓度混合条件混合条件110-2.4.2 2.4.2 污泥的脱水和干化污泥的脱水和干化2.4.2.1 自然干化-晒泥场、干化床1.特点 简单易行，污泥含水率低（可达6575%），缺点是占地面积大，卫生条件差，铲运、装卸劳动强度大。111-污泥干化床112-2.2.污泥干化床脱水效果的影响因素污泥干化床脱水效果的影
46、响因素气候条件气候条件污泥性质污泥性质污泥调理污泥调理3.3.污泥干化床的设计污泥干化床的设计决定面积决定面积划分块数划分块数干化床面积干化床面积WS 1113-2.4.2.2 2.4.2.2 污泥的污泥的机械脱水机械脱水及其设备及其设备机械脱水机械脱水带式压滤机带式压滤机板框压滤机板框压滤机真空过滤机真空过滤机1.1.带式压滤机带式压滤机 带式压滤机工艺的开发成功的关键是滤带的带式压滤机工艺的开发成功的关键是滤带的开发，是合成有机聚合物发展的结果。开发，是合成有机聚合物发展的结果。转筒离心机转筒离心机114-115-116-117-118-119-120-2.污泥离心脱水和转筒式离心机 污泥
47、离心脱水的原理与离心分离、离心浓缩相同，即利用转动使污泥中的固体和液体分离。(1)转筒式离心机的构造和脱水过程:121-离心脱水：脱水的推动力是离心力，推动的对象是固相，固液分离效果好，应用前景好。122-污泥通过中空转轴的分配孔连续进入筒内，在转筒的带动下高速旋转，并在离心力作用下泥水分离。螺旋输泥机和转筒同向旋转，但转速有差异，即二者有相对转动，这一相对转动使得泥饼被推出排泥口，而分离液从另一端排出。123-(2)转筒离心机的选择:根据离心机的处理能力，即每台机每小时处理湿污泥立方米数，或每台机每小时处理干污泥千克数来决定的。124-污泥切割机125-进泥螺杆泵126-脱水用高分子絮凝剂1
48、27-溶药与投加装置128-加药螺杆泵129-药液后稀释装置130-卧螺离心脱水机131-脱水上清液加入污泥储罐132-污泥离心脱水机133-脱水后的干泥134-脱水机加药装置135-3.板框压滤机(1)板框压滤机的原理工作原理：工作原理：利用过滤介质（常用为涤纶布）二面利用过滤介质（常用为涤纶布）二面压力差压力差为推动力为推动力，水被强制通过介质水被强制通过介质，污泥截留在介质表面。，污泥截留在介质表面。136-板与框相间排列而成，并用压紧装置压紧，在滤板两侧覆有滤布，即在板与板之间构成压滤室。在板与框的上端相同部位开有小孔，压紧后，各孔连成一条通道。加压后的污泥由该通道进入，并由滤框上的支
49、路孔道进压滤室。污泥的运动方向见图中箭头。在滤板的表面刻有沟槽，下端有供滤液排出的孔道。滤液在压力作用下，通过滤布并沿着沟槽向下流动，最后汇集于排液孔道排出，使污泥脱水.为了防止污泥颗粒堵塞滤布网孔和滤板沟槽，在压滤开始时，压力要小一点，待污泥在滤布上形成薄层滤饼后，再增大压力。(2)板框压滤机的工作过程137-(3)板框压滤机的构造滤板、滤框和滤布138-滤板、滤框和滤布组合后的工作状况示意图滤板、滤框和滤布组合后的工作状况示意图139-(4)板框压滤机的选用 根据污泥量、过滤机的过滤能力来确定所需过滤面积和压滤机台数及设备布置。140-141-142-4.转鼓真空过滤机-以负压作过滤推动力
50、，过滤面在圆柱形转鼓表面的连续过滤机。143-144-2.4.2.3 2.4.2.3 污泥的干化污泥的干化 通常采用加热法使污泥干化，常用的设施为回转式圆筒干燥炉。污泥干化处理的成本很高，只有在干燥污泥具有回收价值(如作肥料)、能补偿干燥处理费用时，或者有特殊要求时，才考虑采用。145-2.5 2.5 污泥的综合利用污泥的综合利用 (1)用作肥料和改良土壤 有机污泥中合有丰富的植物营养物质，城市污泥合氮约27%，磷15%，钾0.10.8%。用有机污泥施肥，既有良好肥效，又能使土壤形成团粒结构，起到改良土壤的作用。(2)其它用途 从工业废水泥渣中可以回收工业原料，例如，轧钢废水中的氧化铁皮，高炉
