第五篇-污泥浓缩和脱水.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五篇 污泥的浓缩和脱水,主讲：宋立杰,第一节 概述,第二节 污泥浓缩,第三节 污泥调理,第四节 污泥脱水,一、污泥的种类,按来源：生活污水污泥、工业废水污泥和给水污泥。,按污泥从水中分离过程：沉淀污泥和生物污泥。城市污水处理厂污泥主要是沉淀污泥和生物污泥的混合污泥。,按成分：有机污泥和无机污泥,按性质：亲水性污泥和疏水性污泥,所处的处理阶段：生污泥、浓缩污泥、消化污泥（熟污泥）、脱水污泥、干化污泥及污泥焚烧灰等,二、污泥的性质,污泥中含有,大量的有毒有害物质,，如寄生虫卵、病原菌、细菌、合成有机物及重金属离子；,植物营养素（氮、磷、钾）、有机物及水分,等。,易于腐化发臭，颗粒较细，比重较小（约为,1.021.006,），,含水率高,且不易脱水,，属于胶状结构的亲水性物质。,表,1,城市污泥的含水率,污 泥 种 类,含水率（,%,）,污 泥 种 类,含水率（,%,）,初次沉淀池污泥,活性污泥,原污泥,95-97.5,原污泥,99-99.5,浓缩污泥,90-92,浓缩污泥,97-97.5,消化污泥,85-90,消化污泥,97-98,高负荷生物滤池污泥,活性污泥和初沉池,原污泥,90-95,原污泥,95-96,消化污泥,90-93,浓缩污泥,90-95,高负荷滤池和沉淀池污泥,消化污泥,92-94原污泥,94-97,化学凝聚污泥,消化污泥,91-93,原污泥,90-95,污泥的体积、重量及所含固体浓度之间的关系可用下式表示：,式中：、,V,1,、,W,1,、,C,1,是指污泥含水率为,时的污泥的体积、重量及所含固体浓度,例如，当污泥含水率从,97.5%,降至,95%,时，污泥的体积为：,可见污泥含水率从,97.5,降低至,95%,，体积减少一半。,表,2,几种污泥的外观特征及脱水性能,污泥种类,特征及脱水性能,初池原污泥,气味恶劣，灰至棕色，干化场脱水不良，能机械脱水,消化的初次污泥,有霉味，黑色，产生气味，干化场脱水良好,腐殖质污泥,绒毛状，棕色,消化的混合污泥,(,初次污泥,+,活性污泥,),气味少，绒毛状，黄至棕色，难脱水，生物活性很强,剩余活性污泥,气味少，绒毛状，黄至棕色，难脱水，生物活性很强,好氧消化污泥,黄至棕色，有时难脱水，有生物活性,三、污泥的处理与利用,1,、污泥处理与利用的意义,使污泥中有毒有害及腐化发臭物质得到妥善处理或稳定，避免对环境造成二次污染；,综合利用能源，变废为宝。,总之，污泥处理的最终目的是污泥减量、稳定、无害化及综合利用。,2,、污泥处理的主要任务,去除有机物的稳定化处理（生物法、化学法）,去水处理（浓缩、脱水、干化）,最终处理（填埋、焚烧和海洋投弃）,污泥处理和废水处理相比，设备复杂，管理麻烦，费用基本相等。,图,1,污泥的处置的基本流程图,3、污泥的利用,建筑材料,在剩余污泥中加进木屑、玻璃纤维压制板材；以无机物为主要成分的沉渣可用来铺路和填坑；污泥焚烧灰掺加粘土和硅砂制砖,农肥 注意重金属离子含量在容许范围,沼气,污泥中蛋白质可作饲料或从中提取维生素,第二节 污泥浓缩,污泥浓缩的目的是去除污泥中的间隙水，缩小污泥的体积，为污泥的输送、消化、脱水、处置与利用创造条件。,浓缩方法主要有：重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法,一、重力浓缩法,最常用的浓缩方法，其构筑物称为浓缩池。,主要用于浓缩沉淀污泥、初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥,按运行方式可分为：间歇式和连续式,间歇式污泥浓缩池,污泥间歇给入，停留时间一般,912,小时，多用于小型污水处理厂。池型一般为矩形或圆形。,连续式污泥浓缩池,可采用沉淀池的形式，一般为竖流式（或辐流式）。,二、气浮浓缩法,气浮浓缩是依靠大量微小气泡粘附在污泥颗粒上，形成污泥颗粒-气泡结合体，密度小于水而上浮到水面得到浓缩。,图,2,气浮浓缩工艺流程,（,a,）无回流,(b),有回流,三、离心浓缩法,是利用污泥中固体颗粒和水的,密度差异,，在高速旋转的离心机中所受到的离心力的不同而分离。,设备有,倒锥分离板型离心机,和,螺旋卸料离心机,两种。,由于离心力远远大于重力，因此离心浓缩法占地面积小，造价低，但运行费用与机械维修费用较高。,第三节 污泥调理,是污泥浓缩或机械脱水前的预处理，目的是改善污泥浓缩和脱水性能，提高机械脱水设备的处理能力。,调理方法有：化学调理、淘洗、加热加压调理和冷冻融化调理等。,一、化学调理,是在污泥中加入混凝剂、助凝剂等化学药剂，使污泥颗粒絮凝，比阻降低，改善污水脱水性能。,常用的混凝剂有：,无机混凝剂：硫酸铝、聚合氯化铝等,有机高分子混凝剂：聚丙稀酰胺,微生物混凝剂,助凝剂主要是调节污泥的,pH,值，供给污泥以多孔状格网的骨架；改变污泥颗粒结构破坏胶体的稳定性；提高混凝剂的效果；增强絮体强度。主要有硅藻土、珠光体、酸性白土、铝屑、污泥焚烧灰、电厂粉尘、石灰及贝壳粉等。,二、淘洗,是将污泥与,3-4,倍污泥量的水混合而进行沉淀分离的方法。,淘洗的目的是降低污泥中的碱度和粘度，节省混凝剂的用量，提高浓缩效果，缩短浓缩时间。,仅适用于消化污泥，因消化过程中产生大量的重碳酸盐，碱度可达生污泥的,30,倍以上。混凝剂的用量可节省,50,80,。,过程：泥水混合,淘洗,沉淀,增加淘洗设备，总成本并未减少，再加上目前高效混凝剂的不断开发，淘洗法的使用在逐渐减少。,三、加热加压调理,可使部分有机物分解，亲水性有机胶体物质水解，颗粒结构改变，从而改善污泥的浓缩和脱水性能。另外，寄生虫卵/致病菌与病毒可被杀灭。因此污泥热处理兼有污泥稳定性、消毒和除臭等功能。,按加热温度可分为：高温加压调理和低温加压调理,高温加压调理：温度为,170200,、压力为,1.01.5MPa,反应时间为,12h,。调理后污泥再经浓缩，含水率可降至,80,87,，再经机械脱水后可降至,40,60,。,图,4,高温加压热处理流程,低温加压热调理的反应温度应控制在,150,以下，使有机物的水解受到控制。,与高温加压调理相比，分离液,BOD,5,约低,40,50,，故得到发展。,四、冷冻融化调理,将污泥交替进行冷冻与融化，通过改变污泥的物理结构，使污泥易于浓缩脱水。,在冷冻过程中，污泥颗粒除受挤压力外，还有一部分污泥颗粒被封闭在冷冻层中间，污泥离子的水分子由于毛细管作用被脱除。这样，污泥胶体的粒子结构被破坏，脱水性能得到改善。,冷冻融化调理没有污泥中有机物重新溶解的问题，可适用各种污泥。,缺点是动力费用高，但比加热加压调理经济。,第四节 污泥脱水,污泥的机械脱水是以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制通过过滤介质，形成滤液；而固体颗粒被截留在介质上，形成滤饼，从而达到脱水的目的。,图,5,过滤的基本过程,造成压力差推动力的方法有：依靠污泥本身厚度的静压力（如干化场脱水）；在过滤介质的一面造成负压（如真空吸滤法脱水）；加压污泥把水分压过介质（如压滤脱水）；造成离心力（如离心脱水）。,一、真空过滤脱水,普遍使用的是转鼓式真空过滤机,由空心转筒、分配头、污泥贮槽、真空系统和压缩空气系统组成。,优点是能够连续生产，运行平稳，可自动控制。主要缺点是过滤介质紧包在转鼓上，清洗再生不充分，容易堵塞，影响过滤效率。,链带式转鼓真空过滤机，用辊轴把过滤介质转出，既便于卸料，又易于清洗再生。,二、压滤脱水,1,、自动板框压滤机,图,6,板框压滤机的工作原理,2,、厢式全自动压滤机,三、滚压脱水,图,7,滚压带式脱水机,四、离心脱水,按分离因数的大小可分为：,高速离心脱水机,3000,；,中速离心脱水机,1500,3000,低速离心脱水机,1000,1500,按离心脱水原理可分为：离心过滤机、离心沉淀脱水机和沉淀过滤式离心机三种。,1、离心过滤机,有圆锥型和圆筒型两种,主要用于粗粒沉渣的脱水,存在滤网堵塞和磨损等问题,2、离心沉降脱水机,圆筒型离心脱水机,圆锥型离心脱水机,沉降过滤式离心脱水机：是沉降和过滤组合的一种新型脱水设备。,五、造粒脱水机,近年发展起来的一种新设备。使用高分子混凝剂进行泥渣脱水时，发现泥渣微粒可直接形成含水较低而致密的泥丸，在此基础上研制了造粒脱水机。,脱水设备类型,优点,缺点,使用范围,真空过滤机,能连续操作，运行平稳，可以自动控制，处理量较大，滤饼含水率较高,污泥脱水前需进行预处理，附属设备多，工序复杂，运行费用高,适应于各种污泥的脱水,板框式压滤机,制造较方便，适应性强，自动压滤机进料、卸料、滤饼可自动操作，滤饼含水率较低,间歇操作，处理量较低,适应于各种污泥的脱水,滚压带式压滤机,可连续操作，设备构造简单，滤饼含水率较低,操作麻烦，处理量较低,不适于粘性较大的污泥脱水,离心脱水机,占地面积小，附属设备少，投资低，自动化程度高,分离液不清，电耗量较大，机械部件磨损较大,不适于含砂粒量高的污泥,造粒脱水机,设备简单，电耗低，管理方便处理量大,钢材消耗量大，混凝剂消耗量较高，污泥泥丸紧密性较差,适用于含油污泥的脱水,表,3,几种污泥脱水设备的优缺点及适用范围,污泥的干燥,污泥浓缩、脱水后，含水率还很高，体积很大，为了便于进一步的利用和处理，可作干燥处理或焚烧。干燥处理后，污泥含水率可降至约20%左右，体积可大大减少，便于运输、利用和最终处理。,图9 回转圆筒干燥器干燥流程,1粉碎机 2回转圆筒干燥器 3卸料室 4旋风分离器,5除臭燃烧器 6分配器 7贮存池 8灰池,污泥焚烧,污泥消化,