污泥的处理与处置工艺课件

第一节第一节 概述概述第二节第二节 污泥的浓缩工艺污泥的浓缩工艺第三节第三节 污泥的消化稳定工艺污泥的消化稳定工艺第四节第四节 污泥的调理工艺污泥的调理工艺第五节第五节 污泥的脱水与干化工艺污泥的脱水与干化工艺 第六节第六节 污泥的干燥与焚化工艺污泥的干燥与焚化工艺一、污泥的来源一、污泥的来源l栅渣：格栅或滤网，呈垃圾状，量少，易处理和处置；栅渣：格栅或滤网，呈垃圾状，量少，易处理和处置；l浮渣：初沉池浮渣和气浮池浮渣，可能多含油脂等，量少；浮渣：初沉池浮渣和气浮池浮渣，可能多含油脂等，量少；l沉渣：沉砂池，比重较大的无机颗粒，量少；沉渣：沉砂池，比重较大的无机颗粒，量少；l初沉污泥：以无机物为主，数量较大，易腐化发臭，可能含初沉污泥：以无机物为主，数量较大，易腐化发臭，可能含有虫卵和病变菌，是污泥处理的主要对象；有虫卵和病变菌，是污泥处理的主要对象；l二沉污泥：剩余的活性污泥，有机物、含水率高，易腐化发二沉污泥：剩余的活性污泥，有机物、含水率高，易腐化发臭，难脱水，是污泥处理的主要对象；臭，难脱水，是污泥处理的主要对象；l化学污泥：经化学处理后，除含有原废水中的悬浮物外，还化学污泥：经化学处理后，除含有原废水中的悬浮物外，还含有化学药剂所产生的沉淀物，易于脱水与压实。含有化学药剂所产生的沉淀物，易于脱水与压实。l含水率和含固率含水率和含固率l挥发性固体挥发性固体l有毒有害物质有毒有害物质l脱水性能脱水性能l含水率是污泥中含水量的百分数；含水率是污泥中含水量的百分数；l含固率则是污泥中固体或干污泥含量的百分数；含固率则是污泥中固体或干污泥含量的百分数；l含水率降低（即含固量提高）将大大降低湿泥量（即污泥含水率降低（即含固量提高）将大大降低湿泥量（即污泥体积）；体积）；l含水率发生变化时，可近似计算湿污泥的体积；含水率发生变化时，可近似计算湿污泥的体积；l通常：含水率通常：含水率 85%，污泥呈流状；，污泥呈流状；6585%，污泥呈塑态；，污泥呈塑态；65%，呈固态。，呈固态。l即即VSS，通常用于表示污泥中的有机物的量；，通常用于表示污泥中的有机物的量；l有机物含量越高，污泥的稳定性就更差。有机物含量越高，污泥的稳定性就更差。l污泥含有一定量的污泥含有一定量的N(4%)、P(2.5%)和和K(0.5%)，有一定肥，有一定肥效；效；l污泥含有病菌、病毒、寄生虫卵等，在施用之前应有必要污泥含有病菌、病毒、寄生虫卵等，在施用之前应有必要的处理；的处理；l污泥的脱水性能与污泥性质、调理方法及条件等有污泥的脱水性能与污泥性质、调理方法及条件等有关，还与脱水机械种类有关。关，还与脱水机械种类有关。l在污泥脱水前进行预处理，改变污泥粒子的物化性在污泥脱水前进行预处理，改变污泥粒子的物化性质，破坏其胶体结构，减少其与水的亲和力，从而质，破坏其胶体结构，减少其与水的亲和力，从而改善脱水性能，这一过程称为污泥的调理或调质。改善脱水性能，这一过程称为污泥的调理或调质。l常用指标：污泥过滤比阻抗值常用指标：污泥过滤比阻抗值(r)(r)；污泥毛细管吸水时间污泥毛细管吸水时间(CST)(CST)l比阻抗值比阻抗值(r)(r)单位干重滤饼的阻力，其值越大，单位干重滤饼的阻力，其值越大，越难过滤，其脱水性能越差。越难过滤，其脱水性能越差。游离水、毛细水、内部水和附着水游离水、毛细水、内部水和附着水l 游离水游离水(又称间隙水又称间隙水)：存在于污泥颗粒间隙中的水，约占：存在于污泥颗粒间隙中的水，约占污泥水份的污泥水份的70%左右，一般可借助中心或离心力分离：左右，一般可借助中心或离心力分离：l 毛细水：存在污泥颗粒间的毛细管中，约占毛细水：存在污泥颗粒间的毛细管中，约占20%，需要，需要更大的外力；更大的外力；l 内部水：存在于污泥颗粒内部内部水：存在于污泥颗粒内部(包括细胞内的水包括细胞内的水)l 附着水：粘附于颗粒或细胞表面的水附着水：粘附于颗粒或细胞表面的水l污泥处理方法的选择取决于污泥含水率和最终处理方式污泥处理方法的选择取决于污泥含水率和最终处理方式1、污泥的处理与处置、污泥的处理与处置l出路：部分或全部利用，或以某种形式返回出路：部分或全部利用，或以某种形式返回自然环境；自然环境；l污泥利用：主要是农业或工业上的利用污泥利用：主要是农业或工业上的利用l最终处置方法：填埋、焚烧、堆肥等最终处置方法：填埋、焚烧、堆肥等l浓缩浓缩l稳定稳定l调理调理(调节调节)l脱水或干化脱水或干化一级处理一级处理或或二级处理二级处理重力浓缩重力浓缩气浮浓缩气浮浓缩好氧或好氧或厌氧消化厌氧消化离心脱水离心脱水热处理热处理湿式氧化湿式氧化真空过滤真空过滤填埋填埋土地处置土地处置焚烧焚烧干化床干化床压滤脱水压滤脱水浓缩浓缩稳定化稳定化脱水或干化脱水或干化最终处置最终处置上清液回流上清液回流加药调理加药调理l降低污泥含水率，减容、降低后处理费用的有效方法；降低污泥含水率，减容、降低后处理费用的有效方法；l浓缩的对象是浓缩的对象是70%的游离水；的游离水；l重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。l在选择方法时，还应考虑污泥的来源、性质以及最终在选择方法时，还应考虑污泥的来源、性质以及最终的处置方法等。的处置方法等。1 1、间歇式污泥浓缩池、间歇式污泥浓缩池2 2、连续式污泥浓缩池、连续式污泥浓缩池污泥浓缩固体通量：单位时间通过浓缩池单位截面积的固体重量污泥浓缩固体通量：单位时间通过浓缩池单位截面积的固体重量kg/m2.hkg/m2.h。l适用于密度接近于适用于密度接近于1 1、疏水的污泥，或易发生膨胀的污泥、疏水的污泥，或易发生膨胀的污泥l压力溶气气浮压力溶气气浮 l利用固、液有密度的不同，在高速旋转的离心机中具利用固、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；有不同的离心力而使二者分离；l连续工作，连续工作，HRT仅为仅为3 min，出泥含固率可达，出泥含固率可达4%以上以上一、污泥的厌氧消化一、污泥的厌氧消化二、污泥的好氧稳定二、污泥的好氧稳定三、污泥的加热稳定三、污泥的加热稳定熟污泥熟污泥上清液上清液沼气沼气生污泥生污泥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 l设有加热和搅拌装置；l缩短了HRT，提高了沼气产量，在中温（3035C）条件下，一般消化时间为15天左右，运行稳定；l但搅拌使高速消化池内的污泥得不到浓缩，上清液不能分离。l两级串联，第一级是高速消化池，第二级则不设搅拌和加热，主要起沉淀浓缩和贮存的作用，并能分离上清液；l二者的HRT的比值可采用1：1 4：1，一般为2：1。l对污泥中挥发性固体量的降低可接近于厌氧消化法；对污泥中挥发性固体量的降低可接近于厌氧消化法；l供氧耗能大，运行费用高；供氧耗能大，运行费用高；l只适用于小规模的废水厂；只适用于小规模的废水厂；l机理是内源呼吸：机理是内源呼吸：C5H7NO25CO2+NO3+3H2O+H+l只有约只有约80%的细胞组织能被氧化，剩余的的细胞组织能被氧化，剩余的20%则是不则是不能被生物降解的能被生物降解的l空气好氧消化法、纯氧消化法空气好氧消化法、纯氧消化法l加药调理法；加药调理法；l在污泥中加入带有电荷的无机或有机调理剂，使污泥液体在污泥中加入带有电荷的无机或有机调理剂，使污泥液体颗粒表面发生化学反应，中和颗粒表面的电荷，使水游离颗粒表面发生化学反应，中和颗粒表面的电荷，使水游离出来，同时使污泥颗粒凝聚成大的颗粒絮体，降低污泥的出来，同时使污泥颗粒凝聚成大的颗粒絮体，降低污泥的比阻抗比阻抗(或或CST)；l调理效果的好坏与调理剂种类、投加量以及环境因素等有调理效果的好坏与调理剂种类、投加量以及环境因素等有关。关。1、无机调理剂：、无机调理剂：适用于真空过滤和板框压滤适用于真空过滤和板框压滤 (1)最有效、最便宜的是铁盐：最有效、最便宜的是铁盐：FeCl36H2O,Fe2(SO4)4H2O，FeSO47H2O，聚合硫酸铁，聚合硫酸铁(PFS)(2)铝盐：铝盐：Al2(SO4)218H2O、AlCl3、Al(OH)2Cl,聚合氯化铝聚合氯化铝(PAC)(3)铁盐常与石灰联用：在铁盐常与石灰联用：在pH12时，可提供时，可提供Ca(OH)2絮凝体。絮凝体。2、有机调理剂：、有机调理剂：阳离子型聚丙烯酰胺等，常用于带式压滤机阳离子型聚丙烯酰胺等，常用于带式压滤机l污泥性质；污泥性质；l调理剂的品种；调理剂的品种；l投加量；投加量；l环境条件：水温，环境条件：水温，pH；l调理剂的投加顺序；调理剂的投加顺序；l污泥与调理剂的混合污泥与调理剂的混合l目的：除去污泥中的大量水分，缩小体积，减轻目的：除去污泥中的大量水分，缩小体积，减轻重量；重量；l经过脱水、干化处理，污泥含水量能从经过脱水、干化处理，污泥含水量能从90%下降下降到到6080%，其体积为原来的，其体积为原来的1/101/5。l自然干化多采用于干化床；自然干化多采用于干化床；l机械脱水多采用板框压滤机、带式压滤机、离心机械脱水多采用板框压滤机、带式压滤机、离心脱水机等。脱水机等。l污泥干化床自然蒸发与渗自然蒸发与渗透；透；含 水 率 可 达含 水 率 可 达65%；适用于中小规适用于中小规模的废水处理模的废水处理厂厂l 污泥机械脱水方法有真空吸滤法、压滤法和离心污泥机械脱水方法有真空吸滤法、压滤法和离心法等，是以过滤介质两侧压力差为驱动力，使污泥法等，是以过滤介质两侧压力差为驱动力，使污泥水被强制通过过滤介质，形成滤液，而固体颗粒被水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以完成污泥脱水的方法、截留在介质上以完成污泥脱水的方法、l西欧国家经脱水处理的污泥占总量的69.3%，其中机械脱水占51.4%、自然干化16.9%、其它1%；l主要的脱水机械有：转筒离心机、板框压滤机、压式压滤机、真空过滤机，分别占21.7%，15.8%，11.4%和2.5%。1、板框压滤机、板框压滤机l 最早应用于污泥脱水的机械；间歇操作、基建投最早应用于污泥脱水的机械；间歇操作、基建投资大，过滤能力低；资大，过滤能力低；l 但其滤饼的含固率高、滤液清、药剂用量少但其滤饼的含固率高、滤液清、药剂用量少滤框滤框滤框滤框滤布滤布滤板滤板滤液滤液滤液滤液滤液滤液滤板滤板滤布滤布污泥污泥进泥孔进泥孔进泥孔进泥孔进进进泥孔进泥孔通道通道干干污污泥泥2、带式压滤机、带式压滤机l合成有机聚合物合成有机聚合物(高分子絮凝剂高分子絮凝剂)发展的结果；发展的结果；l连续工作、制造容易、操作管理简单、附属设备较少；连续工作、制造容易、操作管理简单、附属设备较少；l但由于絮凝剂较贵，使得其运行费用较高但由于絮凝剂较贵，使得其运行费用较高带式压滤机带式压滤机预浓缩区预浓缩区污泥调节器污泥调节器投药系统投药系统螺旋输送机螺旋输送机控制系统控制系统l比阻：单位过滤面积上，单位干重滤饼所具有的阻力，m/kg。可以通过实验得到。l滤液产固量：滤过单位体积滤液在过滤介质上截留干固体重量，kg/m3。l平均过滤速度：单位时间单位过滤面积的滤液产量。M3/m2.h。l过滤产率：单位实际在单位过滤过滤面积上产生的滤饼干重量，kg/m2.h；污泥产量kg/h/过滤产率总需要过滤面积（可以选择过滤机台数）l 3、污泥离心机技术和转筒式离心机、污泥离心机技术和转筒式离心机l利用离心机使污泥中的固、液分离；利用离心机使污泥中的固、液分离；l离心力场可达到重力场的离心力场可达到重力场的1000倍以上；倍以上；l处理量大，基建和占地少，操作简单，自动化程度高；处理量大，基建和占地少，操作简单，自动化程度高；l可不投入或少投入化学调理剂；可不投入或少投入化学调理剂；l动力费用较高，但运行成本降低。动力费用较高，但运行成本降低。l污泥的干燥是将脱水污泥通过处理，使污泥中的毛细水、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，可使污泥含水率从从6080%降低至降低至1030%左右；左右；l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；全部去除，使含水率降至零，污泥变成灰尘；l干燥与焚烧是可靠有效的污泥处理方法，但其设备投资和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。运行费用都很昂贵。