污泥的处理与处置单元.ppt

污泥的来源及特点污泥的浓缩工艺污泥的消化稳定工艺污泥的调理工艺污泥的脱水与干化工艺 污泥的干燥与焚化工艺污泥污泥浮浮渣渣沉沉渣渣初沉初沉污泥污泥剩余剩余污泥污泥化学化学污泥污泥栅栅渣渣呈垃圾状，呈垃圾状，量少，量少，易处理处置易处理处置格栅格栅筛网筛网初初沉沉池池气浮池气浮池量少量少可能含油脂可能含油脂沉砂沉砂池池比重较比重较大大无机颗无机颗粒粒量少量少易于脱易于脱水水与压实与压实初初 次次沉沉 淀淀池池有机物、含水率高有机物、含水率高易腐化发臭，难脱水易腐化发臭，难脱水二次沉淀二次沉淀池池以无机物为主，以无机物为主，量多，量多，易腐化发臭，易腐化发臭，可能含有虫卵和病变菌可能含有虫卵和病变菌化学处理后化学处理后表征污泥性质的主要指标 1、含水率和含固率 2、挥发性固体（VSS）3、有毒有害物质 4、脱水性能:衡量污泥脱水性能的指标 污泥比阻(R)污泥的毛细管吸水时间(CST)。污污泥泥中中的的水水分分空隙水：存在空隙水：存在于污泥颗粒之于污泥颗粒之间的游离水。间的游离水。毛细水：污泥毛细水：污泥颗粒之间的毛颗粒之间的毛细管水。细管水。吸附水：吸附吸附水：吸附在污泥颗粒上在污泥颗粒上的水分。的水分。结合水：颗结合水：颗粒内部的化粒内部的化学结合水。学结合水。含水率：含水率：污泥中水分的含量与污泥总质量之比;含固率：含固率：污泥中固体物质在污泥中的质量比例；含水率 85%，污泥呈流状；6585%，污泥呈塑态；65%，呈固态。污泥的最终处置利用填埋焚烧投放农业利用工业利用海洋投放地下投放典型的污泥处理工艺典型的污泥处理工艺污泥处置污泥处置污泥浓缩污泥浓缩污泥脱水污泥脱水污泥消化污泥消化污泥污泥污水处污水处理系统理系统使污泥的体积减使污泥的体积减少，缩小后续处少，缩小后续处理构筑物的容积理构筑物的容积或设备容量；或设备容量；利用兼性菌和厌氧利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反菌进行厌氧生化反应，使污泥中的有应，使污泥中的有机物分解；机物分解；使污泥进使污泥进一步减容一步减容 采用某种采用某种途径将最途径将最终的污泥终的污泥予以处置予以处置 上上清清液液上上清清液液上上清清液液二、污泥的浓缩工艺污泥的浓缩方式：重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩。重力浓缩的动力是污泥颗粒的重力；气浮浓缩的动力是气泡强制施加到污泥颗粒上的浮力；离心浓缩的动力是离心力。目前，我国污泥的浓缩方式以重力浓缩为主。1、重力浓缩池：工艺原理及过程：浓缩前，污泥浓度较高，污泥之间彼此接触、支撑。浓缩开始后，在上层颗粒重力的作用下，下层间隙中的水分被挤出界面，颗粒之间相互拥挤的更加紧密。通过这种拥压过程，污泥浓度得到进一步提高，从而实现污泥浓缩。根据运行方式的不同，重力浓缩池可以分为：连续运行和间歇运行高碑店污水处理厂的污泥浓缩池高碑店污水处理厂的污泥浓缩池 间歇式污泥浓缩池工艺控制进泥量的控制：浓缩池进泥量可由下式计算：式中，Qi为进泥量(m3/d)；Ci为进泥浓度(kg/m3)；A为浓缩池的表面积(m2)；qs为固体表面负荷kg/(m2d)。固体表面负荷固体表面负荷q qs s：浓缩池单位表面积、单位时间内所能浓缩的干固体量，单位kg/(m2d)。是综合反映浓缩池对某种污泥的浓缩能力的指标。qs的大小与浓缩池结构、污泥种类和温度有关。污泥种类对qs的影响：初沉污泥的qs一般可控制在90150的范围内；活性污泥的qs一般在1030之间。初沉污泥和活性污泥混合后进行重力浓缩，其qs取决于两种污泥的比例，一般常控制在6070。温度对qs的影响：温度较高污水更容易腐败，使浓缩效果降低；温度升高，污泥的粘度降低，颗粒中的空隙水更易于分离，从而提高浓缩效果。所以，在保证污泥不水解酸化的前提下，温度越高，浓缩效果越好。温度在1520之间时，浓缩效果最佳。确定进泥量后，还需用水力停留时间核算。水力停留时间计算如下：式中，A为浓缩池的表面积(m2)，H为浓缩池的有效水深，通常指直墙深度(m)。水力停留时间一般控制在1230h范围内。温度较低时，停留时间稍长一些；温度较高时，不应使停留时间太长，以防止污泥上浮。例题：例题：某处理厂的污水处理系统每天产生含水率为98的混合污泥1500m3。该厂污泥处理系统中有4座直径为14m、有效水深为4m的圆形重力浓缩池。该厂在运行中发现固体表面负荷宜控制在70kg/（m2d）左右。试计算该厂需投运的浓缩池数量及每池的进泥量，井对水力停留时间进行核算。浓缩效果的评价：通常用浓缩比、分离率和固体回收率三个指标进行综合评价。浓缩比f：浓缩池排泥浓度与入流污泥浓度比。式中，Ci为入流污泥浓度(kg/m3)；Cu为排泥浓度(kg/m3)。固体回收率：被浓缩到排泥中的固体占入流总固体的百分比。式中，Qu为浓缩池排泥量(m3/d)；Qi为入流污泥虽(m3/d)。分离率F：浓缩池上清液量占入流污泥量的百分比。表示经浓缩之后，有多少水分被分离出来。式中，Qe为浓缩池上清液流量(m3/d)；f表示污泥经浓缩池后被浓缩了多少倍；n表示经浓缩之后，有多少于污泥被浓缩出来；排泥控制：排泥方式：最好实现连续运行；无法连续运行的处理厂应“勤进勤排”；不能做到“勤进勤排”时，至少应保证及时排泥。排泥量：每次排泥的不宜过量。原因：排泥速度超过浓缩速度，导致排泥变稀，破坏污泥层。2、气浮浓缩法工艺原理：向污泥中强制溶入气体。气体产生的大量微小气泡附着在污泥絮体的周围，使污泥的比重小于1.0，从而使污泥絮体强制上浮，实现污泥浓缩。适用于密度接近于1或易发生膨胀的污泥。1、清液池 2、加压泵 3、空压机 4、溶气罐 5、减压阀 6、气浮池 7、刮泥机 8、脱气池3、离心浓缩法 利用固、液有密度的不同，在高速旋转的离心机中具有不同的离心力而使二者分离；特点：特点：浓缩速度快；浓缩能力强；不会产生恶臭；避免磷的二次释放，提高总的除磷率。消化池：传统消化池：污泥出口污泥出口清液出口清液出口沼气沼气污污泥泥入入口口浮渣层浮渣层上清液层上清液层反应层反应层熟污泥层熟污泥层沼气气室沼气气室1、污泥厌氧消化系统的组成 由消化池、加热系统、搅拌系统、进排泥系统及集气系统组成。三、污泥的消化稳定工艺 设有加热和搅拌装置，24h连续运行。且池内不存在分层，全池处于消化状态。高速消化池高碑店污水处理厂的污泥消化池高碑店污水处理厂的污泥消化池杭州四堡污水厂的污泥消化池杭州四堡污水厂的污泥消化池加热系统 加热方式：加热方式：池内池内加热及池外池外加热搅拌系统 机械机械搅拌、水力循环水力循环搅拌 及沼气沼气搅拌进排泥系统：上部进泥下部直排；上部进泥下部溢流排泥；下部进泥上部溢流排泥。集气系统2、污泥的厌氧消化工艺控制进排泥控制:主要控制进、排泥的方式及量的大小。pH及碱度控制:控制消化液的pH值维持在6.57.5的近中性范围内 可以通过观察VFA、ALK、VFA/ALK（挥发性脂肪酸/碱度）和沼气中CH4含量等指标的变化来监控系统的运行情况，如有异常，应开始pH控制。pHpH值的控制程序：值的控制程序：A、观察VFA、ALK、VFA/ALK、CH4含量等指标的变化，如发现异常，应开始pH控制。B、判断是否需加碱控制pH。C、如需加碱，确定加药种类，并计算出投加量。D、寻找出现异常的原因，并针对原因采取相应的排除措施。E、采取措施以后，待完全恢复以后，可停止加碱。毒物控制：常出现重金属中毒现象加热系统的控制：控制措施控制措施:采用蒸汽加热，应使搅拌与蒸汽直接加热同时进行，将蒸汽带入的热量尽快的均匀的散到消化池各处。采用泥水热交换器进行加热，污泥在热交换器内的流速应控制在1.2m/s之上。搅拌系统的控制：目前大多使用间歇式搅拌系统操作顺序与操作周期：日常运行五大操作：进泥、排泥、排上清液、搅拌和加热。沼气收集系统的控制：投泥过程同时进行搅拌，使投入的污泥尽快投泥过程同时进行搅拌，使投入的污泥尽快与池内消化污泥均匀混合；与池内消化污泥均匀混合；在蒸汽直接加热过程中同时进行搅拌，便将在蒸汽直接加热过程中同时进行搅拌，便将蒸汽热量尽快散至池内各处，防止局部过热，蒸汽热量尽快散至池内各处，防止局部过热，影响甲烷菌的活性；影响甲烷菌的活性；在排泥过程中，如果底部排泥，尽量不搅拌；在排泥过程中，如果底部排泥，尽量不搅拌；如果上部排泥，则同时搅拌。如果上部排泥，则同时搅拌。四、污泥的调理工艺四、污泥的调理工艺 一般来说，初沉污泥的脱水性能较好，不经过调质，也可进行机械脱水。活性污泥的脱水性能一般都很差，不经调质，无法进行机械脱水。初沉污泥与活性污泥的混合污泥，脱水性能取决于两种污泥分别的脱水性能，以及每种污泥所占的比例。一般来说，活性污泥比例越大，混合污泥的脱水性能也较差。污泥调质所用的药剂污泥调质所用的药剂：混凝剂，混凝剂的投药量与污泥本身的性质、环境因素以及脱水设备的种类有关系。所以，要确定最佳加药量。五、污泥脱水与干化五、污泥脱水与干化1 1、类型：、类型：自然干化脱水：将污泥摊置到由砂石铺垫的干化场上，通过蒸发、渗透和清液溢流等方式，实现脱水。机械脱水：利用机械设备进行污泥脱水，占地少，恶臭影响也较小但运行维护费用较高。自然干化自然干化污泥干化床污泥干化床自然蒸发与渗透；含水率可达65%；适用于中小规模的废水处理厂2 2、机械脱水的种类：、机械脱水的种类：真空过滤脱水：将污泥置于多孔性过滤介质上，在介质另一侧造成真空，将污泥中的水分强行“吸入”，使之与污泥分离，从而实现脱水。压滤脱水：将污泥置于过滤介质上，在污泥一侧对污泥施加压力，将污泥置于过滤介质上，在污泥一侧对污泥施加压力，行使水分通过介质，使之与污泥分离，从而实现脱水。行使水分通过介质，使之与污泥分离，从而实现脱水。常见的有常见的有板框压滤机板框压滤机和和带式压滤机带式压滤机。离心脱水：通过水分与污泥颗粒的离心力之差，使之相互分离，从通过水分与污泥颗粒的离心力之差，使之相互分离，从而实现脱水。而实现脱水。真空过滤机真空过滤机是早期使用的连续机械脱水机械。由转鼓、槽体、传动装置、搅拌装置、分配阀及机械自动进料和刮刀组成。圆鼓鼓中心处于真空状态，当转鼓在盛有污泥的槽体内慢慢回转，污泥由于真空吸附在鼓体的外表面，水分脱去，脱水后的污泥经刮刀剥落，转鼓每转一周，相继完成真空吸滤、洗涤、卸料三个工艺过程。转鼓式真空过滤机板框压滤机 通过直接给污泥加压，迫使其穿过过滤介质来实现过滤的目的。组成：组成：机架、压紧机构及过滤机构板框压滤机带式压滤机工作原理：由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串按规律排列的辊压筒中呈s形弯曲经过，靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨力和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固量较高的泥饼，从而实现污泥脱水。带式压滤脱水机可以分成以下四个工作区：重力脱水区、楔形脱水区、低压脱水区及高压脱水区工艺控制：(1)带速的技制：带速越低，泥饼含固量越高，泥饼越厚，越易从滤带上剥离；带速越高，泥饼含固量越低，泥饼越薄，越不易剥离。从泥饼质量看，带速越低越好，但带速的高低同时影响到脱水机的处理能力，带速越低，其处理能力越小。对于某一种特定的污泥来说，存在最佳带速控制范围，在该范围内，脱水机既能保证一定的处理能力，又能得到高质量的泥饼，固体回收率较高。(2)滤带张力的控制：滤带张力会影响泥饼的含固量。滤带张力越大，泥饼含固量越高。(3)调质的控制：污泥调质效果，直接影响脱水效果。带式压滤脱水机对调质的依赖性更强。(4)处理能力的确定：进泥量：进泥量：指每米带宽在单位时间内所能处理的湿污泥量m3/(mh)常用q表示。进泥固体负荷：进泥固体负荷：指每米带宽在单位时间内所能处理的总干污泥 量kg/(mh)，常用qs表示。污泥离心机脱水机：离心脱水是利用水分和污泥在转筒高速旋转过程中产生的离心力之差使之相互分离，实现脱水目的。污泥通过空心轴中的中心进料管进入转筒，在离心力的作用下，污泥因比重大，离心力大而被甩至筒体壁面，转筒与螺旋输送机之间的转速差使螺旋输送机连续不断地将污泥固体推到转筒的圆锥端进一步压缩排出。水分由于比重小，离心力小，在内侧形成液体层，水分则将通过转筒的圆筒端排出。3 3、污泥的脱水性能：、污泥的脱水性能：衡量污泥脱水性能的指标主要有：污泥的比阻污泥的比阻R R：一定压力下，单位过滤介质面积上，单位重量的干污泥所受到的阻力；污泥的毛细吸水时间污泥的毛细吸水时间CSTCST：指污泥中的毛细水在滤纸是渗透1cm距离所需要的时间。一般来说，比阻R能非常准确地反映出污泥的真空过滤脱水性能，也能较准确地反映出污泥的压滤脱水性能，但不能准确地反映污泥的离心脱水性能。CST适用于所有的污泥脱水过程，但要求泥样与待脱水污泥含水率完全一致。4 4、脱水效果的评价指标：、脱水效果的评价指标：泥饼含固量：是评价脱水效果好坏的最重要指标。含固量越高，污泥体积越小，运输和处置越方便。固体回收率：是泥饼中的固体量占脱水污泥中总干固体量的百分比，用表示。越高，说明污泥脱水后转移到泥饼中的干固体越多，随滤液流失的干固体越少，脱水率越高。六、六、污泥的干燥与焚化污泥的干燥与焚化污泥的干燥：污泥的干燥：是将脱水污泥通过处理，使污泥中的毛细水、吸附水和内部水得到大部分去除的方法，可使污泥含水率从6080%降低至1030%左右；污泥焚化：污泥焚化：是将干燥的污泥中的吸附水和内部水以及有机物全部去除，使含水率降至零，污泥变成灰尘；干燥与焚烧是可靠有效的污泥处理方法，但其设备投资和运行费用都很昂贵。污泥干燥机污泥干燥机焚烧炉焚烧炉影响污泥焚化的因素：影响污泥焚化的因素：焚烧的温度：不低于800度，空气量：一般过量50100，燃烧时间：适宜；污泥的组分：挥发性物质含量越高，含水率越低，越容易自燃。