第18章-污泥的处理和处置课件.ppt
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1、前言 第一节 污泥来源与特性第二节 污泥的处理工艺第三节 污泥的浓缩第四节 污泥的稳定第五节 污泥调理第六节 污泥的脱水 第七节 污泥的综合利用(处置)第八节 污泥制沼气(国外)第18章 污泥的处理和处置l污泥:在污水处理过程中产生的半固态或固态物质,不包括栅渣、浮渣和沉砂,产量一般占处理水量的1-2%(质量),0.3%-0.5%(体积)。l污泥含大量有害有毒物质,如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等;有用物质如植物营养素(氮、磷、钾)、有机物及水分等。l截至2011年9月底,全国城镇污水处理量达到1.36亿立方米/天,湿污泥(含水率80%)年产生量突破3480万吨。根据调研
2、结果显示,我国污水处理厂所产生的污泥,有80%没有得到妥善处理(处理成本),污泥随意堆放及所造成的污染与再污染问题已经凸显出来,并且引起了社会的关注。前前 言言在排水工程中,将改变污泥性质称为处理,而安排出路称为处置。污泥的处理和处置目的:(1)降低含水率,污泥减量化;(2)稳定有机物,使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理,并对污泥进行消毒,灭杀病原体;避免其二次污染,污泥无害化。(3)使有用物质得到综合利用,变害为利,污泥资源化。总之,污泥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。污泥:有机物为主要成分,初次沉淀池与二次沉淀池的沉淀物均属
3、污泥。易腐化发臭,颗粒细,比重小(约为1.02-1.006),含水率高且不易脱水,胶状结构。沉渣:无机物为主要成分的称沉渣。沉渣的主要性质是颗粒较粗,比重较大(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。第一节第一节 污泥来源与特性污泥来源与特性1.污泥来源n栅渣:格栅或筛网,呈垃圾状,量少(垃圾不作污泥处理,垃圾填埋场)n沉砂池沉渣:沉砂池,比重较大的无机颗粒,量少n初沉污泥:初沉池,数量较大,易腐化发臭,可能含有虫卵和致病菌,是污泥处理的主要对象n二沉污泥(剩余污泥):二沉池,剩余的活性污泥,有机物质,含水率高,易腐化发臭,难脱水,是污泥处理
4、的主要对象n消化污泥:经厌氧或好氧消化处理后的污泥n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2.污泥的主要表征指标A)A)含水率与含固率含水率与含固率 含水率(污泥中水的质量分数),含固率(污泥中固体的质量分数),两者之和为100%。C=(1-P%)例:含水率99%的污泥,其污泥浓度为10 kg/m3(密度1000kg/m3)含水率与体积关系,当污泥含水率大于80%,可根据含水率近似计算湿污泥的体积 1221100100ppVVB)B)污泥中的固体污泥中的固体和水中固体指标一样和水中固体指标一样:TS=DS+SS=VS+FSTS=DS+SS
5、=VS+FSl 挥发性固体(用VSS表示),是指污泥中在600的燃烧炉中能被燃烧,并以气体逸出的那部分固体。通常用于表示污泥中的有机物的量,常用mg/L表示,有时也用重量百分数表示。VSS也反映污泥的稳定化程度。挥发性固体近似等于有机物含量,灰分表示无机物含量 C)C)污泥的相对密度污泥的相对密度l 污泥重量与同体积的水重量的比值l 确定污泥相对密度,对于浓缩池的设计、污泥运输及后续处理,都有实用价值 D)D)有毒有毒有害物质对密度u 城市污水处理厂的污泥中含有病菌、病毒、寄生虫卵及重金属等。污泥中的重金属是主要的有害物质(重金属约50%转移到污泥中),污泥作为肥料,重金属离子含量应不超过“农
6、用污泥标准”E)污泥的脱水性能污泥的脱水性能 脱水性能系指污泥脱水的难易程度,影响脱水性能的因素,主要是污泥的化学成分、胶体性质、污泥颗粒与水的亲和力。3.污泥产生量A)初沉污泥量式中:V初沉污泥量,m3/d;Q污水流量,m3/d;沉淀池中悬浮物的去除率,%;C0进水中悬浮物浓度,mg/L;P 污泥含水率,%;污泥密度,以1000kg/m3计。)100(1010030PQCVB)剩余污泥量剩余污泥量剩余活性污泥量以VSS(挥发性固体计):Xvss剩余挥发性活性污泥,kg vssd;Y 产率系数kg VSSkgBOD5,一般采用0.50.6;Yobs 表观产率系数kg VSSkgBOD5 S0曝
7、气池入流的BOD5 kg/m3;Se二沉池出流的BOD5 kg/m3;Q 曝气池设计流量,m3/d;Kd 内源代谢系数,一般采用0.060.1d-1;Xv曝气池的平均VSS浓度,kg/m3;V曝气池容积,m3;XvVKSeSYQXdvss)(0)(0SeSQYXobsvss剩余活性污泥量以剩余活性污泥量以SS(悬浮固体悬浮固体)计计 式中:式中:Xss剩余活性污泥量,剩余活性污泥量,kgSSd(质量)(质量)f (VSS/SS)之值,一般采用之值,一般采用0.60.7 fXvssSSX剩余活性污泥量以体积计 式中:Vss剩余活性污泥量,m3d;Xss 产生的悬浮固体 kg SSd;P污泥含水率
8、,;污泥密度,以1000kgm3计。)100(Xss100PVss例:某城市污水处理厂,每天处理例:某城市污水处理厂,每天处理100000m3生活废水,污水中的悬浮固体浓生活废水,污水中的悬浮固体浓度为度为200mg/L,初沉池的沉淀效率为,初沉池的沉淀效率为40%,初沉污泥含水率为,初沉污泥含水率为97%,密度,密度为为1015 kg/m3,初沉池出水初沉池出水BOD5为为200mg/L,用活性污泥法处理,去除率为,用活性污泥法处理,去除率为90%,剩余污泥含水率为,剩余污泥含水率为99%,密度为,密度为1000kg/m3,请计算该污水处理厂的日产污泥请计算该污水处理厂的日产污泥量。(曝气池
9、中量。(曝气池中MLVSS/MLSS=0.75,Yobs=0.33)解:初沉污泥量解:初沉污泥量 V1=100*200*0.4*100000/1000*(100-97)*1015=262.7 m3/d剩余污泥量剩余污泥量dkgvssSeSQYXobsvss/5940)1.0*2.02.0(100000*33.0)(0dkgssfXvssSS/792075.0/5940Xm3/d7921000*)99100/(7920*100)100(Xss100PVss例题污泥水分示意图4.污泥的水分及其对污泥处理的影响A)污泥的水分游离水又称间隙水:存在于污泥颗粒间隙中的水,约占污泥水分的70左右。这部分水
10、一般借助重力可与泥粒分离。毛细水:存在于污泥颗粒间的毛细管中,称为毛细水,约占污泥水分的20左右。需较大的外力才能分离,如采用高速离心机脱水、负压或正压过滤脱水等。内部水:存在污泥颗粒内部或微生物细胞内的水,约占污泥水份3%左右,可用生物法破坏细胞膜除去胞内水或高温加热法、冷冻法去除。B B)污泥中的水分对污泥处理的影响)污泥中的水分对污泥处理的影响含水率大于98的污泥,一般要考虑浓缩,使含水率降至96左右,以减少污泥体积,有利于后续处理。为了便于污泥处置时的运输,污泥要脱水,使含水率降至80以下,失去流态。1 1、污泥处理的一般原则、污泥处理的一般原则(1).(1).减量化减量化(2).(2
11、).稳定化稳定化(3).(3).无害化无害化(4).(4).资源化资源化第二节第二节 污泥的处理工艺污泥的处理工艺城镇污水处理厂污泥处理典型流程为:城镇污水处理厂污泥处理典型流程为:储存储存浓缩浓缩稳定稳定调理调理脱水干化脱水干化最终处置最终处置以无机物为主的工业污泥处理典型流程:以无机物为主的工业污泥处理典型流程:储存储存浓缩浓缩调理调理脱水干化脱水干化最终处置最终处置带有生物除磷的典型流程:带有生物除磷的典型流程:储存储存调理调理浓缩脱水浓缩脱水最终处置最终处置 2 2、污泥处理的典型流程、污泥处理的典型流程n浓缩:是降低污泥含水率的最简单有效的方法,使剩余活性污泥的含水率约从99,下降到
12、97左右,污泥体积缩到原来的1/3左右。n稳定:为了避免污泥进入环境时,污泥有机部分发生腐败,污染环境,在其脱水之前先进行降解。同时对污泥进行消毒,灭杀病原体。n调理:通过物理/化学的手段提高污泥的脱水性能。n干化脱水:使污泥的含水率由97,降至于80以下,具有固体的性质,便于后续处置。n最终处置:经过上述处理后的污泥的最终归宿。第三节第三节 污泥的浓缩污泥的浓缩污泥浓缩: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主要方法:重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩1.重力浓缩重力浓缩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。(沉淀基本知识,自由沉淀、成层沉淀,絮凝
13、沉淀,压缩沉淀)A)间隙式污泥浓缩池 设计参数:停留时间一般为912h。浓缩池的上清液,应回到工艺前端重新处理。B)连续式污泥浓缩池连续运行的浓缩池可采用沉淀池的形式。设计参数:浓缩池的固体通量kg/(m2h)或kg/(m2d)水力负荷m3/(m2h)或m3/(m2d)水力停留时间(h或d)设置搅拌栅条,可以破坏污泥胶着状态,促使其中水分和气泡的释放,可提高20%左右的浓缩效率固体通量:单位时间通过单位面积的污泥固体质量,单位kg/m2d,记为G,是重力浓缩池重要设计参数。根据定义:GA=单位时间通过的固体质量=QC0A=QC0/G经验值(G):10-30kg/m2d 剩余污泥 90-150k
14、g/m2d 初沉池污泥 混合污泥可以根据比例换算重力浓缩池的设计-固体通量法例题某污水处理厂每天产生含水率为98%的污泥1500 m3,为提高污泥处理效率,将厂区原有的几座圆形池(D=14m,H=4m)改造为重力浓缩池对污泥进行浓缩处理,该污泥固体通量取70 kg/m2.d,请计算需要改造几座浓缩池用于处理污泥,每池的污泥停留时间为多少?(密度1000kg/m3)解:含水率98%,Co=20 kg/m3GA=QCo Q=GA/Co=70*3.14*72/20=540 m3/dN(座数)=1500/540=2.8 3(座)(共需要改造4座,3用1备)SRT=V/Q=A*H*3/1500=154*
15、4*3/1500=1.232(d)30小时G=GG=Gb b+Gs+Gs通过浓缩池任一断面的固体通量都由两部分组成:(1)静沉通量Gs(由自重压缩产生的固体通量)=V Vi iC Ci i(2)排泥通量Gb:由底部排泥所造成的=uCuCi i。Vi:由于污泥浓缩引起的界面下降速度,变量,匀速-减速下降U:排泥引起的界面下降速度,当排泥量一定时为一常数。GsGGbCu固体通量(固体通量(kg/m2 d)固体浓度固体浓度(kg/m3)(b)24重力浓缩池评价1、F(浓缩比)=Ce/Co2Ce浓缩污泥浓度Co入池污泥浓度2、E固体回收率=QeCe/QoCo90%Qe排泥量Qo入流污泥量25例题:某污
16、水处理厂采用重力浓缩池浓缩污泥,每天处理污泥500m3,污泥含水率98%,排泥200m3,含水率95.5%,问该池是否正常运行?(入流污泥密度1000kg/m3,浓缩污泥密度1050kg/m3)解:F(浓缩比)=Ce/Co=1050(1-95.5%)/1000(1-98%)=47.25/202E固体回收率=QeCe/QoCo=200*47.25/500*2090%该浓缩池运行正常。2.气浮浓缩法(剩余污泥)气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏附作用,使污泥颗粒的密度小于水而上浮,并得到浓缩A)气浮浓缩系统的组成主要由加压溶气装置和气浮分离装置两部分组成。2.气浮浓缩法溶气罐一般按加压水停留1
17、-3min设计,溶气效率为50-90,绝对压力采用2.5105-5105Pa。据国外资料介绍,污泥在气浮浓缩池中的平均停留时间为3-5 minB)主要设计参数:气固比、污泥负荷、水力负荷、回流比浓缩单位质量的污泥固体所需的空气量,常用As表示;用于污泥浓缩一般取0.01-0.04污泥负荷:单位时间内,通过气浮池断面的干固体量,单位为kg/(m2.h)或kg/(m2.d)(用于计算气浮池面积,可与水力负荷相互校核),取值见p379,表18-3。QC0=Aq污水力负荷:单位时间内,通过气浮池断面的处理水量,单位为m3/(m2.h)为 m3/(m2.d),一般40-80m3/(m2.d)或 2-3.
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