《水污染控制工程 教学课件 ppt 作者 孙体昌 娄金生水污染控制工程PPT22-24第24章 污泥处理与处置》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水污染控制工程 教学课件 ppt 作者 孙体昌 娄金生水污染控制工程PPT22-24第24章 污泥处理与处置（150页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第24章 污泥处理与处置,第24章 污泥处理与处置,污泥处理是污水处理系统的重要组成部分。污水处理厂的全部建设费用中，用于处理污泥的建设费用约占20%50%，甚至70%。 污水处理厂产生的污泥量约占处理水量的0.3%0.5%左右（以含水率为97计）。污泥中含有大量的有害有毒物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌及重金属离子等；以及一些有用物质，如植物营养素（氮、磷、钾）、有机物及水分等。,污泥需要及时处理与处置，以便达到如下目的： 使污水处理厂能够正常运行，确保污水处理效果； 使有毒有害物质得到妥善处理或利用； 使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理； 使有用物质能够得到综合利用，变害为利。,第24章
2、 污泥处理与处置,24.1污泥的分类、性质与产生量 24.1.1污泥的分类 24.1.2污泥性质的表征 24.1.3污泥的产生量 24.2污泥处理处置的基本方法 24.2.1污泥处理处置的原则 24.2.2污泥处理处置基本工艺流程,24.3污泥浓缩 24.3.1重力浓缩 24.3.2机械浓缩 24.3.3气浮浓缩 24.4污泥的稳定 24.4.1污泥的厌氧消化 24.4.2污泥的好氧消化,24.5污泥的调理 24.5.1污泥中水分的存在形式及其性质 24.5.2污泥调理方法 24.6污泥脱水 24.6.1污泥的自然干化 24.6.2污泥的机械脱水 24.7污泥的干燥与焚烧 24.7.1污泥的干
3、燥设备 24.7.2污泥焚烧设备 24.7.3污泥的干燥与焚烧设备的选型,第24章 污泥处理与处置,24.8污泥的最终处置与利用 24.8.1农业利用 24.8.2污泥堆肥和制复合肥 24.8.3制建筑材料 24.8.4制化工原料 24.8.5填地、填海造地,24.3污泥浓缩 24.3.1重力浓缩 24.3.2机械浓缩 24.3.3气浮浓缩 24.4污泥的稳定 24.4.1污泥的厌氧消化 24.4.2污泥的好氧消化,第24章 污泥处理与处置,24.1污泥的分类、性质与产生量 24.1.1污泥的分类 24.1.2污泥性质的表征 24.1.3污泥的产生量 24.2污泥处理处置的基本方法 24.2.
4、1污泥处理处置的原则 24.2.2污泥处理处置基本工艺流程,24.1污泥的分类、性质与产生量 24.1.1污泥的分类,由于污水的性质及处理方法不同，因此产生的污泥性质也不一样，污泥的种类很多，分类比较复杂，一般可按以下方法分类。 1按成分分类 污泥 以有机物为主要成分的称污泥。污泥的性质是易于腐化发臭，颗粒较细，相对密度较小(约为1.0021.006)，含水率高且不易脱水，属于胶状结构的亲水性物质。初次沉淀池与二次沉淀池的沉淀物均属污泥。,沉渣 以无机物为主要成分的称沉渣。沉渣的主要性质是颗粒较粗，相对密度较大(约为2)，含水率较低且易于脱水，流动性差，沉砂池与某些工业废水处理中沉淀池的沉淀物
5、都属沉渣。 2按来源分类 初次沉淀池污泥来自初次沉淀池；剩余活性污泥来自活性污泥法的二次沉淀池；腐殖污泥来自生物膜法的二次沉淀池。以上3种污泥可统称为生污泥或新鲜污泥。 生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后称为消化污泥或熟污泥。 用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物称为化学污泥或化学沉渣，如用混凝沉淀法去除污水中的磷，投加硫化物去除污水中的重金属离子。 投加石灰中和酸性污水产生的沉渣以及酸、碱污水中和处理产生的沉渣均称为化学污泥或化学沉渣。,24.1.2污泥性质的表征,正确把握污泥的性质是科学合理地处理、处置和利用污泥的先决条件，本节主要介绍表征污泥性质的主要指标。 1污泥的含水率 污泥中所含水的质
6、量与污泥总质量之比的百分数称为污泥含水率。污泥的含水率一般都很高，相对密度接近于1。污泥的体积、质量及所含固体物浓度之间的关系，可用式24-1表示：,式中，V1、W1、c1是污泥含水率为p1时的污泥体积、质量与固体物浓度；V2、W2、c2是污泥含水率变为p2时的污泥体积、质量与固体物浓度。,2污泥的脱水性能 污泥的脱水性能可用污泥比阻来衡量，污泥比阻（r）是指在一定压力下，在单位过滤界面上，单位质量的干污泥所具有的阻力。计算公式如下： 式中，r是污泥比阻，m/kg；P是真空度，N/m2；A是过滤介质面积，m2；b为比阻测定中的一个斜率系数，s/m6；是滤液的动力粘度，Ns/m2；W是单位体积滤
7、液所产生的干污泥质量，kg/m3。,污泥比阻测定装置如图24-1a所示，主要测定步骤如下: 取50200mL待测泥样，测定含固率c0； 在布氏漏斗金属承托网上铺一层滤纸，并用少量蒸馏水润湿； 将污泥样均匀倒入漏斗内的滤纸上，静置一段时间； 开启真空泵，至额定真空度时，开始记录滤液体积，每隔一定时间记录一次，直到漏斗污泥层出现裂缝，真空被破坏为止。在此过程中不断调节控制阀，使真空度保持恒定； 从滤纸上取出部分泥样，测其含固率c，从量筒中取出部分滤液，测其含固率ce，并测其温度； 将记录的过滤时间t除以对应的滤液体积，得t/V值，以t/V值为纵坐标，以V值为横坐标作图，得到一条如图24-1b所示的
8、直线，该直线的斜率为b值（s/m6）,a)比阻测定装置,自来水,斜率为b,水射器,稳压瓶,（产生真空）,阀门,真空表,布氏漏斗,100mL量筒,直线图,b),t/V,V,相应温度下水的粘度如表24-1所示。,W值可用式24-3计算：,表24-1 不同温度时水的动力粘度,有了上述数值即可根据式24-2计算出所测污泥的比阻。 污泥比阻主要用来衡量污泥脱水的难易程度，它反映了水分通过污泥颗粒所形成的泥饼层时所受阻力的大小。污泥比阻取决于污泥的性质，不同的污泥种类，其比阻差别较大，一般来说，比阻小于1103 m/kg的污泥易于脱水，大于1103 m/kg的污泥难于脱水。,3灼烧减量和灼烧残量 灼烧减量
9、（GV）和灼烧残量（GR）是在污泥消化过程中使用的重要参数。 将105110烘干后的污泥试样放置在高温炉(550)中灼烧，使污泥中的有机物质燃烧而损失掉。灼烧前后污泥试样损失部分的质量占灼烧前污泥总量的百分数称为灼烧减量，剩余部分的质量占灼烧前污泥总量的百分数称为灼烧残量。 灼烧减量（GV）和灼烧残量（GR）的关系为：,GV（%）100GR(),在灼烧减量中包含有机物和氮类化合物，所以灼烧减量和污泥中的有机物含量并不相等。灼烧减量是可以在消化过程中分解的挥发性物质，各种污泥的灼烧减量情况详见表24-2。 灼烧残量是非挥发性的无机物质，不会对消化过程产生影响。消化后污泥的灼烧残量明显高于未消化的
10、污泥，来自合流制排水系统污水的污泥灼烧残量高于分流制系统污水的污泥。,表24-2 各种污泥的灼烧减量,4污泥密度和干物质密度 污泥的密度指的是单位体积污泥的质量，其数值也常用相对密度，即污泥与水（标准状态）的密度之比来表示，可用24-5式计算：,(24-5),式中:s 是污泥的相对密度； t是污泥干物质的相对密度； pw是污泥的含水率，；,如果在污泥干物质中，灼烧减量和灼烧残量物质的相对密度分别为GV和GR，则干物质的相对密度可按24-6计算：,24-6,(24-7),灼烧减量GV物质的相对密度一般约等于1，灼烧残量GR物质的相对密度约为2.52.65，若以2.5计，则：,将式（24-8）代入
11、式（24-5）得：,5pH值 pH值是反映污泥消化过程的重要指示指标，原污泥和处于酸性发酵阶段的污泥pH值一般为5.06.0，轻度偏酸；处于碱性发酵阶段的污泥pH值一般为7.08.0，中性轻度偏碱。各种污泥的pH值详见表24-3。,表24-3 各种污泥的pH值,原污泥的pH值低于5.5时，应慎重考虑是否向消化池中投配污泥。 如果消化后的污泥pH值低于7.0，一般来说，是消化过程受到了破坏，碱性发酵要求的pH值范围是很小的，一般消化池的负荷越高、碱性发酵阶段的pH值也越大。消化池内pH值较高时，氨-铵平衡会朝生成氨的方向偏移，过多的氨会抑制甲烷菌的生长，使消化过程受到破坏。,6碱度 在污水处理厂
12、污泥中存在有不同的碱度缓冲系统，主要有CO2/HCO3碱度系统、NH3/ NH4+ 碱度系统、蛋白质化合物碱度系统等，各种污泥的碱度见表24-4。 在污泥处理中，这些碱度系统对稳定pH值的变化有重要意义。特别是在污泥消化处理过程中，正常情况会有适量的有机酸生成，而碱度的存在中和了所生成的酸，使pH值得以稳定，保证碱性发酵的进行。,表24-4 各种污泥的碱度,7有机物的含量 有机物的含量是评价沼气产量的重要指标，污泥中的有机物含量小于污泥灼烧减量。几种有机物的产气量情况见表24-5。,表24-5 主要有机物的产气量,8有机酸的含量 有机酸是污泥厌氧消化过程的中间产物，有机酸的含量一般用醋酸（CH
13、3COOH）含量（mg/L或者mmol/L）表示，它是评价消化过程是否正常进行的重要指标。 如果消化池内的有机酸含量突然超过正常值，则意味着消化池的有机物负荷过高，或者甲烷菌遭到破坏（比如中毒)。 用有机酸含量来评价消化过程是否正常比用pH值（因为有碱度存在）或沼气产量做评价指标更有效。,9污泥颗粒组成 污泥的颗粒组成，特别是对于采用离心式脱水机的污泥脱水工艺而言具有重要意义。 这主要是因为当污泥中细颗粒含量比较高时，由于细颗粒物质难以分离而进入离心脱水机的出水中，使脱水效果变差。此外，细颗粒含量越高，在污泥脱水前的调理中会消耗更多的药剂。,10污泥热值 由于污泥中含有有机物，所以污泥具有热值
14、。污泥的热值是污泥焚烧处理时的重要参数。各种污泥固体物的典型热值见表24-6所示。 生活污水和城市污水污泥中有机(干)固体物的热值为2126kJ/kg，若假设污泥灼烧减量与有机物含量相等，则污泥干固体物质的热值Hu可用式24-10计算：,Hu=(2126)GV(kJ/kg)；,式中GV按百分数计。,表24-6 各种污泥固体物的典型热值,11污泥肥分 污泥中含有很多植物营养物、有机物及腐殖质等。 营养物主要包括氮、磷和钾。 此外污泥中还含有植物生长所需的其它微量元素。 污泥中的有机物、腐殖质可改善土壤结构，提高保水能力和抗蚀性能，是良好的土壤改良剂。,12污泥的沉降、浓缩性能 污泥长时间放置，会
15、或多或少释放出水分，缓慢地搅拌会促进水分的释放。 温度和伴随发生的生物化学过程对污泥的浓缩和沉淀也有一定的影响。 通过试验绘制污泥的沉淀、浓缩曲线可以帮助评价污泥的沉降、浓缩性能。,13污泥的垃圾填埋场承载性能 污水处理厂污泥的最终处置有时是在垃圾填埋场堆放，为了保证填埋所需的机具能够在填埋场上正常运行，仅对污泥中的最低含固率（一般至少为3040）提出要求是不够的。 国外目前采用的指标是垃圾填埋场承载力，要求进入垃圾填埋场污泥的承载力25kN/m2。,24.1.3污泥的产生量,污泥的产生量是指各种废水净化处理后所排出的污泥量。 由于废水的水质和处理方法不同，产生的污泥量也不同，加之操作控制不同
16、，污泥的含水率不确定，因此推断污泥的产生量极为困难。,在确定城市污水处理厂的污泥产生量时必须考虑到： 进厂污水成分； 格栅、沉砂池的设计； 初次沉淀池的设计（水力表面负荷、停留时间）； 污水的生物处理程度； 除氮、除磷的措施； 所辖流域内排水体制； 污泥处理给污水处理带来的负荷； 污水处理厂的运行方式。,根据污水中悬浮物浓度、污水流量、去除率及污泥含水率，初次沉淀池的污泥量可用式24-11计算：,式中，V是初次沉淀污泥量，m3/d；Q是污水流量，m3/d；是固体悬浮物去除率，；c0是进水悬浮物浓度，mg/L；p是污泥含水率，；是沉降后污泥的密度，以1000kg/m3计。 式24-11适用于初次沉淀池，剩余活性污泥量的计算照本书有关章节的公式计算。,24.1污泥的分类、性质与产生量 24.1.1污泥的分类 24.1.2污泥性质的表征 24.1.3污泥的产生量 24.2污泥处理处置的基本方法 24.2.1污泥处理处置的
