污水厂污泥计算

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1、污泥是水处理过程的副产物，包括筛余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。污泥体积约占处理水量的0.3%0.5%左右，如水进行深度处理，污泥量还可能增加0.51 倍。是使污泥减量、稳定、无害化及综合利用（1）确保水处理的效果，防止二次污染；（2）使容易腐化发臭的有机物稳定化；（3）使有毒有害物质得到妥善处理或利用；（4）使有用物质得到综合利用，变害为利。（1）按成分不同分：污泥：以有机物为主要成分。其主要性质是易于腐化发臭，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。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。其主要是颗粒较粗，比重

2、较大（约为2 左右），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沉淀池的沉淀物属沉渣。（2）按来源不同分：初次沉淀污泥（也称生污泥或新鲜污泥）：来自初次沉淀池。 剩余活性污泥（也称生污泥或新鲜污泥）：来自活性污泥法后的二次沉淀池。 腐殖污泥（也称生污泥或新鲜污泥）：来自生物膜法后的二次沉淀池。 消化污泥（也称熟污泥）：生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后的污泥。 化学污泥（也称化学沉渣）：用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物。例如，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等均称为化学污泥。（3）城

3、市污水厂污泥的特性见表 8-1表 8-1 城市废水厂污泥的性质和数量污泥种类污泥量g/含水率%相对密度比阻S2/g(L.d)沉砂池沉渣0.03( L/m3)601.5初沉池污泥14259597.51.0151.02(1.312.11)x101。活性污泥法污71996981.022.80x1010生物膜法污泥102199.299.61.0051.008（1）污泥含水率：污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。 1污泥中水的存在形式有： 空隙水，颗粒间隙中的游离水，约70%，可通过重力沉淀（浓缩压密）而分离； 毛细水，是在高度密集的细小污泥颗粒周围的水，由毛细管现象而形成的，约

4、 20%， 可通过施加离心力、负压力等外力，破坏毛细管表面张力和凝聚力的作用力而分离； 颗粒表面吸附水和内部结合水，约 10%。表面吸附水是在污泥颗粒表面附着的水分， 起附着力较强，常在胶体状颗粒，生物污泥等固体表面上出现，采用混凝方法，通过胶体颗 粒相互絮凝，排除附着表面的水分；内部结合水，是污泥颗粒内部结合的水分，如生物污泥 中细胞内部水分，无机污泥中金属化合物所带的结晶水等，可通过生物分离或热力方法去除。 通常含水率在85%以上时，污泥呈流态；65%85%时呈塑态；低于60%时则呈固态。 2污泥体积、重量及所含固体物浓度之间的关系： V1/V2=W1/W2=（100-p2）/（100-p

5、1）=C2/C1（8-1）式中：V、q污泥含水率为P时的污泥体积、重量与固体物浓度； p2、v2、W2、C2污泥含水率为P时的污泥体积、重量与固体物浓度；说明：式（8-1）适用于含水率大于 65%的污泥。因含水率低于 65%以后，体积内出 现很多气泡，体积与重量不在符合式（8-1）的关系。例题8-1：污泥含水率从97.5%降低至95%时，求污泥体积。解：由式（8-1）V2= V1（100-p1）/（100-p2）= V1（100-97.5）/（100-95）=（1/2）V1 可见污泥含水率从97.5%降低至95%时，污泥体积减少一半。（2）挥发性固体（或称灼烧减重）和灰分（或称灼烧残渣）：挥发

6、性固体近似地等于有机 物含量；灰分表示无机物含量。（3）可消化程度：表示污泥中可被消化降解的有机物数量。 消化对象：污泥中的有机物。一部分是可被消化降解的（或称可被气化，无机化）；另一部分是不易或不能被消化降解的，如脂肪、合成有机物等。消化程度的计算公式：Rd=1- （ pV2pS1 ） / （ PV1PS2 ） x 100（8-2）式中：Rd可消化程度，% ；pS1、pS2分别表示生污泥及消化污泥的无机物含量，% ；pV1、pV1分别表示生污泥及消化污泥的有机物含量，。消化污泥量的计算公式：Vd= V1 (100-p1)/(100-Pd )(1- pV1/100 ) + pV1/100(1-

7、 Rd/100)(8-3)式中：Vd消化污泥量，m3/d ；pd消化污泥含水率，%，取周平均值；V1生污泥量，m3/d ；P1生污泥含水率，%，取周平均值；PV1生污泥有机物含量，% ；Rd可消化程度，%，取周平均值；(4) 湿污泥比重与干污泥比重：湿污泥重量等于污泥所含水分重量与干固体重量之和。湿污泥比重等于湿污泥重量与同 体积的水重量之比值。干固体物质包括有机物(即挥发性固体)和无机物(即灰分)。确定 湿污泥比重和干污泥比重，对于浓缩池的设计、污泥运输及后续处理，都有实用价值。经综合简化后，湿污泥比重(Y)和干污泥比重(Ys)的计算公式分别为： Y=(100ys )/Ys P+( 100-

8、P)(8-4)或Y=25000/250p+ (100-P ) (100+1.5pV ) (8-8)Ys=250/( 100+1.5pV)(8-7)式中：Y湿污泥比重；Ys污泥中干固体物质平均比重，即干污泥比重；P湿污泥含水率，% ；PV污泥中有机物含量，% ；( 5 )污泥肥分：污泥中含有大量植物生长所必需的肥分( N、P、K )、微量元素及土壤改 良剂(有机腐殖质)。我国城市污水处理厂各种污泥所含肥分见表8-2。表8-2 我国城市污水处理厂污泥肥分表污泥类别总氮%磷(以p2o5计)钾(以k2o计)有机物%初沉污泥23130.10.55060活性污泥3.37.70.784.30.220.446

9、070消化污泥1.63.40.60.82530(6)污泥重金属离子含量：污泥中重金属离子含量，决定于城市污水中工业废水所占比例及工业性质。污水经二级处理后，污水中重金属离子约有 50%以上转移到污泥中。若污泥 作为肥料使用时，要注意重金属是否超过我国农林业部规定的农用污泥标准(GB4284-84)。表8-3列举我国北京、上海、天津、西安、兰州、沈阳、黄石等几个城市 污水处理厂污泥中重金属含量的范围。表8-3我国城市污水处理厂污泥中重金属成分及含量重金属离子名称也汞Cd Cr Pb As砷 Zn Cu Ni含量范围农林业部农用污泥酸性土壤PH(GB4284-84)6.5(1) 污泥量计算1 初次

10、沉淀污泥量和二次沉淀污泥量的计算公式：V=100CnQ/1000 ( 100-p)P(8-9 )式中：v初次沉淀污泥量，m3/d ;Q污水流量，m3/d ;n去除率，;(二次沉淀池n以80%计)C0进水悬浮物浓度，mg/LP污泥含水率，%；P沉淀污泥密度，以1000kg/m3计。2 剩余活性污泥量的计算公式：Qs=AX/fXr(4-113)式中：Qs每日从系统中排除的剩余污泥量，m3/d ;X挥发性剩余污泥量(干重)kg/d ; f=MLVSS/MLSS ，生活污水约为0.75 ，城市污水也可同此； Xr回流污泥浓度，g/L。3 消化污泥量的计算公式：见公式(8-3)。2)污水处理厂干固体物质

11、平衡：污水处理厂内部存在着固体物质的平衡问题，通过固体物质的平衡计算，有助于污泥处 理系统的设计与管理。污水处理厂固体物质平衡的典型计算，可根据图8-1进行(见P332 图8-1)设原污水悬浮物X。为100,初次沉淀池悬浮物去除率以50%计，二次沉淀池去除率以 80%计,悬浮物总去除率总去除率为90%。各处理构筑物固体回收率为浓缩池为=90% ; 消化池为q=80% ;悬浮物减量为rg=30% ;机械脱水为e=95% (预处理所加混凝剂的固 体量略去不计)。因此其平衡式为：进入污泥浓缩池的悬浮物量：X二AX+Xr( 8-10 )Xr=x，2+ x；+ X，4( 8-1)式中：X进入浓缩池的固体

12、物量；AX初次沉淀池排泥的悬浮物量加二次沉淀池剩余污泥中的悬浮物量；XR等于浓缩池上清液含有的悬浮物量X；，消化池上清液悬浮物量X；，机械脱水上清液悬浮物量X4的总和。进入消化池的悬浮物量：X2= X q( 8-12 )浓缩池上清液悬浮物量：XI二X(1- q)( 8-13 )消化池悬浮物减量：G= X2rg= X rjg( 8-14 )进入机械脱水设备的悬浮物量：X3= ( X2-G) r2( 8-15 )消化池上清液悬浮物量：X；二(X2-G ) (1- r2)( 8-16 )脱水泥饼固体物量：X4= X3 r3机械脱水上清液含有的悬浮物量：X；二X3(1- r3)( 8-17 )回流至沉

13、砂池前的上清液中所含悬浮物总量：Xr = X2+ X；+ X； = X1(1- r1rg-r1r2r3 + r1r2r3rg) (X1- XR)/ X1= r1rg+r1r2r3-r1r2r3rg=AX/ X1 X1=AX/ r1rg+r2r3(1-rg)(8-18)(1)污泥输送的方法：管道输送(重力管道和压力管道)；卡车；驳船等。：适用于污泥输送的目的地相当稳定；污泥的流动性能较好，含水率 较高；污泥所含油脂分成较少，不会粘附于管壁缩小管径增加阻力；污泥的腐蚀 性低，不会对管材造成腐蚀或磨损；污泥的流量较大，一般应超过30m3/h。优点，卫生条件好，没有气味与污泥外溢，操作方便并利于实现自

14、动化控制，运行 管理费用低。缺点，一次性投资大，一旦建成后，输送的地点固定，较不灵活。卡车输送：适用于中、小型污水处理厂，不受运输目的地的限制，也不受污泥性质、含水率的影响，也不需经过中间转运，可以随着季节的变化或地点的变化， 把污泥直接运到进行利用或处理的地方。优点，方便灵活。缺点，运费较高。船输送：适用于不同含水率的污泥。优点，灵活方便，运行费用低。缺点，需设中转站。对管道、卡车、驳船输送综合经济比较列于表8-4表 8-4 管道、卡车、驳船输送综合经济比较表建设投资运行管理费输送1m的成本管道输送111驳船输送0.821.302.604.006卡车输送2.257.0027.034.030注：以管道输送的建设投资、运行管理费及每输送1m距离的成本为“1“单位。（2）污泥输送设备：输送污泥用的污泥泵在构造上必须满足不易被堵塞与磨损，不易受腐蚀等基本条 件。常见的有隔膜泵、旋转螺栓泵、螺旋泵、混流泵、多级柱塞泵和离心泵等。（1）污泥流动的水力特性：污泥在含水率较高（高于 99%）的状态下，属于牛顿流