污泥处理与处置70625

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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 七 章污泥处理与处置,2024/9/21,1,一、概述,根据污泥的来源与成分,(c),初次沉淀污泥,来自初次沉淀池,其性质随其废水的成分而异;,剩余活性污泥与腐殖污泥,来自活性污泥法和生物膜法的二次沉淀池,前者称为剩余污泥,后者称为腐殖污泥;,消化污泥,初次沉淀污泥、剩余活性污泥和腐殖污泥经过消化稳定处理后的污泥称为消化污泥;,化学污泥,用混凝、化学沉淀等化学法处理废水,所产生的污泥称化学污泥。,2024/9/21,2,根据污泥的成分,:,有机污泥,有机污泥主要含有有机物,典型的有机污泥是剩余生物污泥,如活性污泥和生物膜、厌氧消化处理后的消化污泥等,此外还有油泥及废水固相有机污染物沉淀后形成的污泥;,无机污泥,无机污泥主要以无机物为主要成分,也称泥渣,如废水利用石灰中和沉淀、混凝沉淀和化学沉淀物等。,2024/9/21,3,含水率,p,指单位质量污泥中所含的水分的百分数。,V,1,W,1,100P,2,C,2,V,2,W,2,100-P,1,C,1,污泥的比重,指污泥重量,W,与同体积水重量之比。由于污泥含水率很高,污泥比重往往接近于,1,。,污泥的比阻,指单位过滤面积上,单位质量干污泥所受到的过滤阻力,称比阻。比阻的大小与污泥中有机物含量及其成分有关。,毛细吸水时间,指污泥中的水在吸水纸上渗透距离为,1cm,所需的时间。比阻与毛细吸水时间之间存在一定的关系,通常比阻愈大,毛细吸水时间愈长。,污泥的性质指标,2024/9/21,4,挥发性固体(,VSS,)和灰分(,NVSS,) 挥发性固体表示污泥中有机物含量,又称灼烧减重;灰分则表示污泥中无机物的含量,也称灼烧残渣;,污泥的可消化程度,污泥中的有机物是消化处理的对象。一部分可消化降解;另一部分是不易或不能降解的,如脂肪和纤维素等。用可消化程度表示污泥中可被消化降解的比例。,污泥肥分,主要指氮、磷、钾有机质、微量元素等含量。肥分指标直接决定污泥是否适于作为肥料进行综合利用。,2024/9/21,5,污泥的卫生学指标,从废水生物处理系统中排出的污泥含有大量微生物,包括病原体和寄生虫卵。未经卫生处理的污泥直接排放到环境或施用于农田是不安全的。卫生学指标指污泥中微生物的数量,尤其是病原微生物的数量。,2024/9/21,6,3,、污泥处理的目标,减量化,由于污泥含水率很高,体积很大,经处理后,污泥体积减至原来的十几分之一,且由液态转为固态,便于运输和消纳。,稳定化,污泥中有机物含量很高,极易腐败并变臭,经消化阶段处理后,易腐败部分有机物被分解转化,不易腐败,恶臭大大降低,方便运输及处理。,无害化,污泥中,尤其是初次沉淀池污泥中,含有大量的病原菌、寄生虫卵及病毒,易造成传染病大面积传播。经消化阶段处理,可杀灭大部分蛔虫卵、病原菌和病毒,大大提高污泥的卫生指标。,资源化,污泥是一种资源,可通过多种方式利用。如污泥厌氧消化可回收沼气,采用污泥生产建筑材料,从某些工业污泥中提取有用的重金属等。,2024/9/21,7,二、污泥的贮存与运输,(c),贮存目的,平衡污泥产量的波动,为污泥处理工序提供均匀进料的条件。,贮存方式,可在沉淀池内短期贮存、也可在污泥消化池内贮存。对于没有消化池的处理厂常贮存在单独的混合池和贮存池内。,运输方式,一般采用管道、汽车和驳船输送。一般输送的固含量以,5%,为宜。超过,10km,时,压力管道较经济。,2024/9/21,8,三、污泥浓缩,(b),(,一)污泥浓缩概述,污水处理中的污泥含水率一般 为,96%99.8%,,体积很大,通过污泥浓缩是含水率、污泥体积得到一定程度降低,从而降低污泥后续处理的设施的建设费用和运行费用。,2024/9/21,9,污泥中的水分:,(1),孔隙水:,被污泥颗粒包围起来的水分(,70%,),-,重力,(2),毛细水:,颗粒间毛细管内的水(,20%,),-,施加外力,(3),表面吸附水:,被颗粒表面吸附的水(,a%,),-,混凝,(4),内部水:,污泥颗粒内部的结合水(,b%,),-,热分解或热力,通常表面吸附水和内部水占污泥总水分的,10%,2024/9/21,10,2024/9/21,11,(二)常用污泥浓缩方法,1,、重力浓缩法,原理,利用重力将污泥中的固体与水分离,使污泥的含水率降低。其构筑物称为污泥浓缩池。,运行方式,间隙运行,污泥放入经一定浓缩时间后,依次开启设在不同高度的清液管上阀门,分层地放掉上清液,然后通过排泥管排放污泥后,再向池内排入下一批待处理污泥。,2024/9/21,12,2024/9/21,13,连续运行,连续运行的一般有竖流式和幅流式两种。图,7-4,为幅流式浓缩池,2024/9/21,14,重力浓缩池的日常维护,表面浮渣应及时清除,初次沉淀池污泥与剩余活性污泥混合浓缩时,应保证两种污泥均匀混合。,温度极高时,污泥会上浮,导致无法浓缩。可加入,Cl,2,、,KMnO,4,、,O,3,等氧化剂抑制微生物活动,保证浓缩效果。,浓缩池较长时间没有排泥时,应先排空浓缩池,严禁直接开启污泥浓缩机。,2024/9/21,15,在寒冷地区浓缩池液面结冰时,应先破冰并使之融化,再开启污泥浓缩机。,应定期检查上清液溢流堰的平整度,保证出水均匀。,应对池壁、出水堰等部位定期清刷,降低恶臭。,应定期排空,检查是否积泥或积砂,并对水下部件予以防腐处理。,2024/9/21,16,重力浓缩池工艺控制条件,固体负荷,3060 kg/,(,m,2,d,),浓缩时间 不小于,12h,含水率(活性污泥二沉池污泥浓缩后),97%98%,有效水深,4m,刮泥机外缘线速度,12m/min,重力浓缩池效果的检测评价,浓缩比 浓缩池排泥浓度与入流泥浓度比,,固体回收率 被浓缩到排泥中的固体占入流固体的百分比。,分离率 浓缩池上清液量占入流污泥量的百分比,异常问题分析(,292,页表,72,),2024/9/21,17,2,、气浮浓缩法原理及优缺点,原理 依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒周围,形成上浮浓缩,2024/9/21,18,3,、离心浓缩法原理及优缺点,原理,:,利用污泥中固、液比重不同,在高速旋转的机械中具有不同的离心力而进行分离浓缩,经不同的通道导出机外。由于离心力是重力的,5003000,倍,因此在很小的离心机内只需十几分钟就完成。含固量从,0.5%,增至,6%,。,优缺点:,场地卫生条件好,占地少,浓缩后污泥含水率低。但耗电量高,设备维修工作量大,要采用防噪声的措施。,2024/9/21,19,四、污泥消化(,b,),(一)厌氧消化的原理与功能,原理:,利用微生物的代谢作用,使污泥中的有机物稳定化,减少污泥体积,降低污泥中病原体数量。,功能:,消化后污泥易于脱水、体积减少、稳定化、氨氮浓度提高、回收生物能。,2024/9/21,20,(二)污泥厌氧消化法的分类,1,、低负荷消化法,:通常为单级消化,消化池内不加热,不搅拌,间隙投加污泥和排出污泥。构造如图,7-6,2024/9/21,21,2,、高负荷法 :,消化池内有搅拌设备,污泥在池外先加热,其搅拌、污泥投配及熟污泥排除等工序为,24,小时连续进行,不存在分层。可用单级消化、两级消化、厌氧接触消化等。其示意图如,7-7.,2024/9/21,22,3,、两相消化法:,产酸和产甲烷阶段分别在两个单独的反应池内进行。可为两大类微生物提供最佳的繁殖条件。系统示意如图,7-8,.,2024/9/21,23,(三)厌氧消化系统的组成,1,、消化池,按其容积是否可变,分为,定容式和动容式,。定容式指消化池池盖固定,容积在运行中不变,需附设可变湿式气柜,以调节沼气产量的变化。动容式消化池的顶盖可上下移动,因而消化池的气相容积可随产气量的变化而变化。国内普遍采用定容式。按池体形状分为,细高形,粗矮形及卵形,。见图,7-9.,2024/9/21,24,2,、进排泥系统,进排泥系统,有:,上进下直排,:下排泥需严格控制进排泥量相等。稍有差别,会引起工作液位的变化。如排泥量大于进泥量,池内气相会引起产生真空的危险。如进泥量大,会出现缩小气相容积,或污泥从溢流管流失。,上部进泥下部溢流,:会降低消化效果。因为充分消化的污泥其颗粒密度增大,当停止搅拌时会沉淀在底部,而未经消化的污泥会上浮溢流排出。,下部进泥上部溢流,:克服了上述缺点。,2024/9/21,25,3,、搅拌系统,搅拌的作用,:使消化池各处的污泥浓度、,pH,、微生物种群等保持均匀,并及时将热量传递到池内各部位,降低池底泥沙沉积与池面浮渣的形成。还可降低有机负荷的冲击和有毒物质进入的影响。搅拌良好的消化池容积利用率可达,70%,,而搅拌不合理的消化池容积利用率会降到,50%,一下。,搅拌方式:,见图,7-11,机械搅拌:搅拌浆或搅拌涡轮。用于高细形池。,水力搅拌:设导流筒,筒内设螺旋推进器,使污泥循环。,沼气搅拌:部分沼气抽出,压缩后再通回池内搅拌。适用于粗矮形和卵形池。,2024/9/21,26,2024/9/21,27,4,、加热系统,有内加热和外加热两种,:见图,7-12,,,7-13,内加热,有热水通过盘管加热和蒸汽直接加热两种。热水通过盘管加热,热效率较低,循环热水管外表易结壳,降低传热效率。蒸汽直接加热会使污泥含水率增加。,外加热,有生污泥投配前预热和池内污泥外循环加热两种。,2024/9/21,28,2024/9/21,29,5,、集气系统,包括气柜和管路,气柜常采用低压浮盖式湿式气柜。见图,7-14,。沼气管路系统应设置压力控制及安全、取样、侧湿、测压、除湿、脱硫、水封阻火、通风报警等装置。,2024/9/21,30,(四)消化池的日常维护,定期取样分析检测,并根据情况随时进行工艺调整。,运行一段时间后,排空除进行清砂清渣。,搅拌系统应定期维护,排除搅拌立管的堵塞、搅拌浆的污物缠绕,搅拌轴穿顶板处的气密性。,加热系统应定期检查维护。蒸汽管路的堵塞,热交换器的堵塞,需及时请洗。,管路积垢应及时清洗。,定时全面防腐防渗检查。,阀门定期保养。,安全运行。电器设备应防爆,严禁明火,有效维护防沼气泄漏。,2024/9/21,31,(五)硝化池异常情况分析与排除,(,1,),VFA,(挥发性有机酸),/ALK,(碱度)升高原因分析,投配率:过高使,VFA,升高,,pH,下降,降低甲烷菌分解,VFA,导致,VFA,累积,温度:温度波动大降低甲烷菌分解,VFA,导致,VFA,累积。,搅拌效果:不好会导致局部,VFA,累积。,有毒物质:导致甲烷菌中毒。,2024/9/21,32,(,2,)产气量降低,有机物投配负荷太低,甲烷菌活性降低,(,3,)消化池气相出现负压,空气自真空安全,阀进入消化池。,排泥量大于进泥量,消化池液位降低,产生真空。,沼气搅拌压缩机出气管出现泄漏,加入药剂补充碱度时过量,可导致负压,压缩机的抽气量大于产气量,2024/9/21,33,(,4,)消化池气压增大,自安全压力阀逸出,产气量大于用气量,沼气管路阻力增大,进泥量大于排泥量,(,5,)消化池排放的上清液含固量升高,水质,下降,同时还使排泥浓度降低,上清液排放量太大,应是进泥量的,1/4,。,上清液排放太快,带走大量固体。,上清液排放口与排泥口距离太近,(,6,)消化液温度下降,消化效果降低,蒸汽或热水量供应不足。,投泥次数太少,一次进泥量太多,使加热系统超负荷,混合搅拌不均匀,使局部过热,导致温度降低。,2024/9/21,34,五、沼气的应用(,d,),沼气的组成,沼气的成分,:主要是甲烷(,CH,4,)和二氧化碳(,CO,2,),还有少量的其它气体,如氢气(,H,2,)、氮气(,N,2,)、硫化氢(,H,2,S,)等。,CH,4,:,45%80%,,以,55%60%,为最常见。,CO,2,:,20%45%,,以,30%,左右为最常见。,H,2,S,:,0.005%0.08%,,常在,0.01%0.02%,,对管道设备的腐蚀性很强。,沼气的热值:,50006000kcal/m,3,高于城市煤气,低于天然气。,2024/9/21,35,沼气系统的组成,集气室:建于厌氧反应器的顶部,沼气由集气室的最高处用管道引出。,输配系统:包括输气管和配气管,其中集气室至储气柜间的管道称为储气管。在管道低处要设冷凝水器。沼气流速不大于,7m/s,。,净化单元:包括脱硫和过滤两部分。脱硫有干法和湿法两类。干法占地小,设备简单,但效率低。湿法效率高,但设备复杂,占地面积较大。,2024/9/21,36,沼气系统的组成,储气柜:有低压和中压两种。低压,0.010.03MPa,,中压,0.40.6MPa,,储气柜的容量要求能够储存,68h,的产气量。目前最常用的是低压浮盖式储气柜。,阻火器:防止沼气在管道内回火而设置。见图,7-17,。,用气设备:除在沼气循环搅拌中自身使用外,主要作动力燃料。,2024/9/21,37,2024/9/21,38,污泥脱水(,a,),(一)污泥脱水的目的,污泥经浓缩、消化后,尚有,95%96%,的含水率,体积仍然很大,为了综合利用和进一步处置,必须对污泥进行脱水处理。,(二)机械脱水的原理,以过滤介质(多孔性材质)两面的压力差作为推动力,使污泥中的水分强制通过过滤介质(称滤液),从而达到脱水的目的。其方法有真空吸滤法、压滤法和离心法等。,脱水性能的指标有产率和固体回收率。,2024/9/21,39,产率:,单位时间(,h,)单位面积(,m,2,),所能提供的一定含水率污泥的量(,kg,)称为产率(,kg/h.m,2,)。,固体回收率:脱水后泥饼中固体量占脱水前污泥中固体量的比例称为固体回收率。(,%,),不同的污泥、不同的脱水设备有不同的产率和固体回收率。,2024/9/21,40,(三)常用机械脱水设备,真空过滤机、,压滤机(板框、带式)、离心脱水机,1,、污泥压滤机,原理:,它的推动力是由正压和大气压之差造成。,类型,:板框压滤机和带式压滤机。见图,7-21,和,7-22,工作过程,:,板框压滤机,:污泥注入,-,压滤,-,滤饼除去,-,介质冲洗,-,滤机闭合为一个周期。,带式压滤机,:浓缩,-,压榨,连续进行。,2024/9/21,41,2024/9/21,42,2024/9/21,43,4,、带式压滤机的日常维护与管理,注意观察滤带损坏情况,并及时更换新滤带,一般寿命,300010000h,。,每天保证滤带有足够的冲洗时间,定期检修维护,加强室内通风,定期分析滤液水质,正常时:,SS=2001000mg/L,,,BOD,5,=200800mg/L,,,分析测量及记录。,2024/9/21,44,带式压滤机效果的主要影响因素,助滤剂的种类及用量,化学调节预处理是带式压滤机脱水的关键步骤。通常多采用高分子混凝剂进行化学调节,使污泥充分絮凝。,滤带行走速度(带速),对不同的污泥有不同的最佳带速。带速过快,则压榨时间短,滤饼含水率高;带速过慢,又会降低生产力,因此要选择合适的带速。,压榨压力,压榨压力直接滤饼的含水率。,滤带冲洗,正常运行时,滤带冲洗应达到或高于设计压力,水量充足,冲洗水管喷头无堵塞。,2024/9/21,45,带式压滤机的工艺控制,带速控制,一般,25m/min,滤带张力控制,0.7.03MPa,调理效果控制,加药量不足调理效果不佳时,污泥中毛细水不能转化成游离水在重力区被脱去。表,7-8,是用药的参考数据。,异常问题分析,见表,7-9,2024/9/21,46,污泥的干燥和焚烧(,d,),目的与作用,:,干燥处理,:脱水后的污泥,体积与重量仍很大,如需进一步降低它的含水率,可进行干燥处理或加以焚烧。干燥法的脱水对象是,毛细水、吸附水和颗粒内部水,。经过干燥处理后,污泥的含水率可降至,1020%,,便于运输,还可以作为农田和园艺的肥料使用。这种方法也是污泥最终处置的一种有效方法。,焚烧处理,:可使污泥成为灰尘,处理对象是,吸附水、颗粒内部水,及有机物,使含水率降至零值,从而使污泥体积和重量最大限度地减少,卫生条件大为提高。,2024/9/21,47,污泥所含的,4,种水:,2024/9/21,48,
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