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1、第二十章第二十章污泥泥的的处理理和和处置置第一节第一节污泥的来源、性质和数量污泥的来源、性质和数量第二节第二节污泥的处置及其前处理污泥的处置及其前处理第三节第三节污泥浓缩污泥浓缩第四节第四节污泥的稳定污泥的稳定第五节第五节污泥的调理污泥的调理第六节第六节污泥脱水污泥脱水第七节第七节污泥的干燥与焚化污泥的干燥与焚化第八节第八节污泥的管道输送污泥的管道输送城市污水处理厂所产生的污泥约为处理的水的体积的0。5%-1。0%左右。 污泥的处理和处置，就是要通过适当的技术措施，使污泥得到再利用或以某种不损害环境的形式重新返回到自然环境中。在排水工程中，将改变污泥性质称为处理，而安排出路称为处置。 在城市污
2、水处理厂中，污水处理和污泥处理的费用相等。基本概念：第一节第一节污泥的来源、性质和数量污泥的来源、性质和数量一、一、污泥的来源、性质及主要指标污泥的来源、性质及主要指标城市污水厂的污泥主要有：栅渣、沉淀池沉沉渣、初沉池污泥和二沉池生物污泥等。处理的目的在于：1、降低含水率，使其变流态为固态，同时减少数量；2、稳定有机物，使其不易腐化，避免对环境造成二次污染。表征污泥性质的主要参数或项目有：含水率与含固率、挥发性固体、有毒有害物含量以及脱水性能等。1、含水率与含固率含水率是污泥中水含量的百分数，含固率则是污泥中固体或干泥含量的百分数。湿泥量与含固量的乘积就是干污泥量。2、挥发性固体挥发性固体（用
3、VSS表示），是指污泥中在600C的燃烧炉中能被燃烧，并以气体逸出的那部分固体。3、污泥中的有毒有害物质4、污泥的脱水性能常用指数比抗阻值（r)或毛细吸水时间（CST）评价污泥脱水性能。二、污泥量二、污泥量计算城市污水厂的污泥量时，一般以表所列的经验数据为依据：污泥种类污泥量/Lm-3含水率/%密度/kgL-1沉砂池的沉砂0.03601.5初次沉淀池污泥14-2595-97.51.015-1.02二次沉淀池污泥生物膜法7-1996-981.02活性污泥法10-2199.2-99.61.005-1.0081.初沉污泥量 V=100 CV=100 C0 0qv/103(100-P)式中：V初沉污泥
4、量 m3/d ； qv污水流量m3/d； 沉淀池中悬浮物的去除率，%P污泥含水率，%污泥密度，以1000kg/m3或采用另一公式：V=SN/1000式中：V初沉污泥量 m3/d ； S 每人每天产生的污泥量，一般采用0.3-0.8L/d.人；N设计人口数，人2.剩余活性污泥量（活性污泥法）1）剩余活性污泥量以VSS（挥发性固体）计：PX=Yqv(C0-Ce)-KdCxV式中：PX剩余活性污泥，kgVSS/d;Y产率系数，kgVSS/kgBOD5,一般采用0.5-0.6；C0曝气池入流的BOD5，kg/m3;Ce二沉池出流的BOD5，kg/m3;qv曝气池设计流量，m3/d;Kd内源代谢系数，一
5、般采用0.06-0.1d-1;Cx曝气池的平均VSS浓度，kg/m3;V曝气池容积，m32）剩余活性污泥量以SS（悬浮固体）计：PSS=PX/f式中：PSS剩余活性污泥量，m3/dfVSS/SS之值，一般采用0.6-0.753）剩余活性污泥量以体积计：VSS=100PSS/（100-P）式中：VSS剩余活性污泥量，m3/dPSS剩余活性污泥量，kgSS/d; P 污泥含水率，%污泥密度，以1000kg/m3三、污泥中的水分及其对污泥处理的影响三、污泥中的水分及其对污泥处理的影响1.污泥中的水分污泥中水的存在形式大致有三种：（1）游离水存在于污泥颗粒间隙中的水，称为间隙水或游离水，约占污泥水分的
6、70%左右。这部分水一般借助外力可与泥粒分离。（2）毛细水存在于污泥颗粒间毛细管中，称为毛细水，约占污泥水分的20%左右。也有可能用物理方法他离出来。（3）内部水粘附于污泥颗粒表面的附着水和存在于其内部（包括生物细胞内的水）的内部水，约占污泥中水分的10%左右。只有干化才能分离，但也不完全。第二节第二节污泥的处置及其前处理污泥的处置及其前处理一、污泥的处置一、污泥的处置污泥处置的基本问题是利用适当的技术措施，为污泥提供出路，同时要认真考虑污泥处置所产生的各种环境和经济问题，并按一定的要求（法规、条例等）妥善地解决。污泥的最终出路不外乎部分或全部利用，以及以某种形式返回到环境中去。在利用时，污泥
7、中的部分物质也有可能以某种形式返回到环境中。目前，较适合我国国情、常用的污泥处置方法有：农业利用、填理、焚烧和投放海洋或废矿等。1.农业利用 污泥中的氮、磷、钾是农作物生长所必需的养分，熟污泥中的腐殖质是良好的土壤改良剂，因此，我国污泥的重要利用途径是在农业上的利用。但在施用前应采取堆肥、厌氧消化等技术措施消除其中的病原体、寄生虫卵和重金属，使其达到有关卫生标准和农要求。2、填埋污泥单独填埋或者与增圾混合填埋是常驻用的最终处置方法。3、焚烧焚烧可使污泥体积大幅度减小，且可来菌。焚烧设备的投资和运行费用都比较大，在单纯用作处置手段时需要慎重研究。4、投放海洋为避免海岸线及近海污染，要求将污泥投入
8、远洋。投入远洋虽暂时没有出现问题，但后果可能极为严重，已在各国环保人员和公从当中引起激烈的争论，遭到严厉的批评；然而少数国家仍在沿用。二、污泥处置的前处理二、污泥处置的前处理从沉淀池来的污泥呈液态，含水率常高于95%。降低污泥含水率的最简单有效的方法是浓缩。浓缩可使剩余活性污泥的含水约从99。2%下降，下降到97。5%左右，污泥体积缩到原来的1/3左右。但浓缩污泥仍呈液态。进一步降低含水率的方法是脱水，经过脱水污泥从液态转化为固态。为了避免污泥进入环境时，其有机部分发生腐败，污染环境，常在脱水之前先进行降解，称稳定。经过稳定的污泥如果脱水性能差，则还需调理。经过各级处理，100kg湿污泥转化为
9、干污泥时，重量常不到5kg。第三节第三节污污泥泥浓浓缩缩污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法和离心法。在选择浓缩方法时，除了各种方法本身的特点外，还应考虑污泥的性质、来源、整个污泥处理流程式及最终处置方式等。如沉降法用于浓缩初沉淀污泥和剩余活性污泥的混合污泥时效果较好；单纯的剩余活性污泥一般用气浮法浓缩，近年发展到部分采用离心法浓缩。一、沉降法沉降法主要用于浓缩初沉污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。按其运行方式可分为间歇式和连续式。1）间歇式污泥浓缩池间歇浓缩池可建成矩形或圆形。2）连续式污泥浓缩池连续运行的浓缩池
10、可采用沉淀池的形式，一般为竖流式（或辐流式）二、气浮浓缩法二、气浮浓缩法气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。气浮法对于浓缩密度接近于水的、疏水的污泥尤其适用，对于浓缩时易发生污泥膨胀的、易发酵的剩余活性污泥，其效果尤为显著。目前，浓缩污泥最常用的方法是压力溶气气浮。2.气浮浓缩法的主要设计参数气固比是指溶气水经减压释放出的空气量与需浓缩的固体量之重量比，常用A表示。回流比是加压溶气水量与需要浓缩的污泥量的体积比，通常以R表示。气固比（A）一般取0。01-0。04；回流比可按以下公式，根据所需空气量计算：AS=Aa/S=SaR(fp-1)/0式中
11、：AS气固比；Aa所需空气量,g/h;S进入气浮池的固体总量（不计回流水SS），g/h;Sa一定温度下，101325Pa时的空气饱和溶解度，mg/L；0入流污泥浓度，g/m3;R回流比；P绝对大气压（表压），Pa; f溶解效率，当溶气罐内加填料及溶气时间为2-3min时，f=0.9，不加 填料时，f=0.5。三、离心浓缩法离心浓缩法的原理是利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋转的离心机中受到不同的离心力而使两者分离，达到浓缩的目的。被分离的污泥和水分别由不同的通道导出机外。衡量离心浓缩效果的主要指标有出泥含固率和固体回收率等。第四节第四节污泥的稳定污泥的稳定稳定污泥的常用方法是消化法（厌氧生
12、物处理法）。小型污水厂也有采用好氧消化法、氯化氧化法、石灰稳定法和热处理等方法使污泥性质得到稳定。厌氧消化产生的甲烷能抵消污水厂所需要的一部分能量，并使污泥固体总量减少（通常厌氧消化使25%-50%的污泥固体被分解），减少了后续污泥处理的费用。消化污泥是一种很好的土壤调节剂，它含有一定量的达分和有机物，能提高土壤的肥力和改善土壤的结构。消化过和尤其是高温消化过和（在50C-60C条件下），能杀死致病菌。厌氧消化也有缺点；投资大，运行易受环境条件的影响，消化污泥不易沉淀（污泥颗粒周围有甲烷及其他气体的气泡），消化反应时间长等。一、污泥厌氧消化法的发展和分类：一、污泥厌氧消化法的发展和分类：根据操
13、作温度，污泥厌氧消化分为中温消化（MesophilicDigestion)和高温消化(ThermophilicDigestion)等。根据负荷率，又可分为低负荷率和高负荷率两种。二、影响污泥消化的主要因素：二、影响污泥消化的主要因素：1.pH值和碱度2.温度3.负荷4.消化池的搅拌5.有毒有害物质三三消化池的构造消化池的构造厌氧消化系统的主要设备是消化池及其附属设备.消化池一般是一个锥底或平底的圆池,四周为垂直墙体.平底或池底坡度较小时需要设置刮泥装置.大型消化池由现浇钢筋混凝土制成,体积较小的消化池一般用预制构件或钢板制成.整个池子由集气罩,池盖,池体与下锥体四部分组成.消化池的加热方法分为
14、池外加热和池内加热两种.消化池的搅拌方法主要有三种.螺旋浆搅拌的消化池.用鼓风机或用射流器抽吸污泥气进行搅拌.消化池表面积累的浮渣应尽量减少,因渣占用消化池的有效容积,且妨碍污泥气的释放.消化池内的浮渣应不断地打碎,或每天至少一次.破碎浮渣层可采用下列的方法:A用自来水或污泥上清液喷淋;B将循环污泥或污泥液送到浮渣打层上;C用鼓风机或用射流抽吸污泥气进搅拌时,只要抽吸的气体量足够.四四消化池的设计计算消化池的设计计算消化池池体设计包括池体选型,确定池的数目和单池容积,确定池体各闻尺寸和布置消化池的各种管道.目前国内一般按污泥投配率确定消化池有效容积,可按每天处理污泥量及污泥投配率进行计算.V=
15、V/P100式中：V消化池有效容积，M3V/每天要处理的污泥量，m3/dP污泥投配率，城市污水厂高负荷率消化池，当消化温度为300C-350C时，P可取6%-18%考虑到事故或检修,消化池座数不得少于两座,每座消化池的容积,可根据运行的灵活性,结构和地基基础情况考虑决定.亦可按有机负荷率(N)计算消化池的有效容积,N值与污泥的含固率,温度有关.V=GS/NS式中：V消化池有效容积，M3;GS每天要处理的污泥干固体量，kgVSS/d; NS单位容积消化池污泥（VSS）负荷率，kgVSS/（m3.d;确定消化池单池有效容积后,就可计算消化池的构造尺寸.圆柱形池体的直径一般为6-35m,柱体高与直径
16、之比为1:2,池总高与直径之比约为0.8-1.0.池底圾度一般为0.08.池顶部突出的圆柱体,其高度和其直径相同,常采用2.0m.池顶至少设两个直径为0.7m检修口.消化池必须附设各种管道,包括:污泥管(进泥管,出泥管和循环搅拌管),上清液排放管,溢流管,沼气管和取样管等.五五沼气沼气(消化气消化气)的收集和利用的收集和利用在设计消化池时必须同时考虑相应沼气收集,贮存和安全等配套设施,以及利用沼气加热入流污泥和池液的设备.污泥消化所产生的以甲烷为主的消化气量,主要取决于被消化的挥发固体量.第五节第五节污泥的调理污泥的调理一一概述概述消化污泥,剩余活性污泥,剩余活性污泥与初沉污泥的混合污泥等在脱
17、水之前应进行调理,以改善污泥的脱水性能.所谓调理就是破坏污泥的胶态结构,减少泥水间的亲和力,改善污泥的脱水性能.污泥的调理方法有加药调理法,淘洗加药调理法,加热调理法,冷冻调理法,加骨粒调理法等.二二污泥脱水性能的评价指标污泥脱水性能的评价指标1比阻抗值r过滤比阴抗r的物理意义是单位于重滤饼的阻力,比阻抗值越大的污泥,越难过滤,其脱水性能也越差.2.毛细吸水时间(CST)毛细吸水时间常用符号CST表示,是英文CapillarySuctionTime的缩写.其值等于污泥与滤纸接触时,在毛细管作用下,水分在滤纸上渗透1cm长度的时间,以秒计.比阻抗值r与毛细吸水时间CST的对数具有线性关系.CST
18、越大,污泥的脱水性能越差.三三加药调理法加药调理法加药调理法的原理就是用化学药品破坏泥水间的亲和力,通过调理使污泥的比阻抗(或CST)降低.所用药品可称调理剂.1.调理剂种类:调理剂分无机调理和有机调理剂两大类(1)无机调理剂最有效,最便宜的无机调理剂是铁盐.铁盐常和石灰联用.(2)有机调理剂有机合成高分子调理剂种类很多,按聚合度分有低聚合度和高聚合度两种;按离子型分有阳离子型,阴离子型,非离子型,阴阳离子型等.我国用于污泥调理的有机调理剂主要是高聚合度的聚丙烯酰胺系列的絮凝剂产品.2.调理剂投加量的确定调理剂投加量的确定一般情况下,对于城市污水处理厂污泥,三氯化铁投加量为5%-10%,消石灰
19、投加量为20%-40%,聚合氯化铝和聚合硫酸铁约为1%-3%,阳离子聚丙烯酰胺为0.1%-0.3%.3.影响污泥调理效果的因素影响污泥调理效果的因素影响污泥调理效果的因素很多,主要有污泥性质,调理剂品种和投加量以及调理时的环境条件等.(1)污泥性质(2)调理剂品种(3)污泥调理条件第六节第六节污泥脱水污泥脱水一一概述概述污泥脱水的作用是去除污泥中的毛细水和表面附着水,从而缩小其体积,减轻其重量.二二污泥的自然干化污泥的自然干化污泥的自然干化是一种简便经济的脱水方法,曾经广泛采用,有污泥干化床和污泥塘两种类型.它们都是利用自然力量而将污泥脱水的,适用于气候比较干燥,用地不紧张以及环境卫生条件允许的地区.第七节第七节污泥的干燥与焚化污泥的干燥与焚化一概述污泥干燥是将脱水污泥通过处理,去除污泥中绝大部分毛细管水,吸附水和颗粒内部水的方法.污泥经干燥处理后含水率60-80%降低至10-30%左右.二污泥的干燥与焚化设备：第八节第八节污泥的管道输送污泥的管道输送污泥的管道输送是在污水厂内经常遇到的问题,厂内属短途的输送.
