污泥处理处置技术指南PPT

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污泥处理处置技术课程概要第一节 污泥来源、性质、法律法规 1.1 污泥来源与分类 1.1.1 污泥来源 第一节 污泥来源、性质、法律法规 1.1 污泥来源与分类 1.1.2 污泥性质 1.按成分不同分：污泥：以有机物为主要成分，易腐化，颗粒较细，含水率高不易脱水，亲水。泥渣：无有机物成分，粒大，比重大，含水率低易脱水，流动性差 2. 按来源不同分：初沉污泥（含水率95%-97%），剩余活性污泥（99%以上），腐殖污泥，消化污泥 ，化学污泥 第一节 污泥来源、性质、法律法规 1.2 污泥性质 第一节 污泥来源、性质、法律法规含水率是污泥中含水量的百分数； 含固率则是污泥中固体或干污泥含量的百分数； 含水率降低（即含固量提高）将大大降低湿泥量（即污泥体积）；含水率发生变化时，可近似计算湿污泥的体积；通常：第一节 污泥来源、性质、法律法规第一节 污泥来源、性质、法律法规第一节 污泥来源、性质、法律法规第一节 污泥来源、性质、法律法规 1.3 有关法律法规污泥作为肥料，重金属离子含量应不超过“农用污泥标准”GB4284-84 第二节 常规污泥处理处置技术污泥处理的目的污泥减量化，稳定化，无害化及资源化（综合利用）污泥处理的方法浓缩、调理、机械脱水消化填埋堆肥/土地利用；焚烧；污泥处置的常见工艺生污泥→浓缩→消化→自然干化→最终处理；生污泥→浓缩→自然干化→堆肥→最终处理；生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处理；生污泥→浓缩→机械脱水→干燥焚烧→最终处理；生污泥→脱水→最终处理；生污泥→浓缩→脱水→最终处理 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水污泥浓缩的主要目的和意义 减少污泥的体积，降低后续构筑物或处理单元的压力，如减少消化池的溶剂和加温污泥所需的热量。 污泥浓缩主要是降低污泥中的自由水和部分空隙水，污泥浓缩采用的是物理处理方法，主要包括重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓缩、带式浓缩机浓缩和转鼓机械浓缩（机械浓缩法）等。 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.1 浓缩 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水重力浓缩 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水污泥气浮浓缩 气浮浓缩是采用大量的微小气泡附着在污泥颗粒的表面，从而使污泥颗粒的相对密度降低而上浮，实现泥水分离的浓缩方法。气浮浓缩适用于浓缩活性污泥和生物滤池等颗粒相对密度较低的污泥。气浮浓缩可以是活性污泥的含水率从99.4％浓缩到94％～97％。气浮浓缩的浓缩污泥含水率低于采用重力浓缩的浓缩污泥，可以达到较高的固体通量，但是运行费用比重力浓缩高，适合于人口密度高、土地稀缺的地区。 插入典型的气浮浓缩图片第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水污泥机械浓缩 机械浓缩所需时间更短，以离心浓缩为例，仅需几分钟，浓缩污泥的浓度比重力浓缩要高，但是动力消耗大，设备价格高，维护管理工作量大。从污泥浓缩的可靠、有效性，特别是尽量减少污泥的释磷量的要求来判断，应考虑机械浓缩。机械浓缩包括：第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水污泥机械浓缩 机械浓缩所需时间更短，以离心浓缩为例，仅需几分钟，浓缩污泥的浓度比重力浓缩要高，但是动力消耗大，设备价格高，维护管理工作量大。从污泥浓缩的可靠、有效性，特别是尽量减少污泥的释磷量的要求来判断，应考虑机械浓缩。机械浓缩包括：第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.2 调理消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥与初沉污泥的混合污泥等比阻较大脱水困难，在脱水之前应进行调理，以改善污泥的脱水性能。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。 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.2 调理化学调理法原理：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降低调理剂种类： 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.2 调理加热调理法原理：使固体凝结，破坏凝胶体结构，降低污泥固体和水的亲合力。而且污泥也被消毒和稳定化、臭味几乎被消除，并易于在真空或压力过滤机中过滤。 反应条件：压力1～1.5MPa，加热温度160～200℃。特点：能耗大、能灭菌、除臭、脱水效果好（含水率40%左右） 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.2 调理淘洗调理法原理：淘洗能降低消化污泥碱度，从而降低调理化学药品的投加量。 冷冻调理法原理：经过冷冻-溶解过程使胶体脱稳、失去毛细水；细胞破裂，失去内部水。 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.3 机械脱水机械脱水的基本原理 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.2 机械脱水机械脱水的基本原理 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.3 机械脱水机械脱水的基本原理 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.3 机械脱水机械脱水过滤产率的计算 过滤产率的定义：单位时间在单位过滤面积上产生的滤饼干重量，单位为kg/(m2·s)，过滤产率决定于污泥性质，压滤动力，预处理方法，过滤阻力及过滤周期。 式中 L——过滤产率，kg/(m2·s)； P——过滤压力，N/m2； t——过滤时间，s； tc——过滤周期，s； μ——滤液动力粘滞度，kg·s/m2 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.3 机械脱水机械污泥的机械脱水及其设备 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.3 机械脱水 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.3 机械脱水第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.2 机械脱水 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.3 机械脱水 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.3 机械脱水第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.3 机械脱水第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.3 机械脱水 第二节 常规污泥处理处置技术 第二节 常规污泥处理处置技术 2.1 浓缩、调理、机械脱水 2.1.3 机械脱水第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 污泥消化 2.2.1 厌氧消化（常用方法） 目的：污泥中的挥发性固体的量降低40％左右过程：水解、酸化、产乙酸、产甲烷控制过程：固态物的水解、液化、产甲烷优点：产生能量；使污泥固体总量减少；作土壤调节剂；杀死致病菌缺点：投资大；运行易受环境条件的影响；消化反应时间长；消化污泥不易沉淀 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 污泥消化 2.2.1 厌氧消化（常用方法）基本原理： 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 污泥消化 2.2.1 厌氧消化（常用方法）基本原理： 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 污泥消化 2.2.1 厌氧消化（常用方法）基本原理： 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 污泥消化 2.2.1 厌氧消化（常用方法）影响因素： 第二节 常规污泥处理处置技术影响因素： 第二节 常规污泥处理处置技术影响因素： 第二节 常规污泥处理处置技术影响因素： 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 污泥消化 2.2.1 厌氧消化（常用方法）两级厌氧消化两相厌氧消化 第二节 常规污泥处理处置技术两级厌氧消化（根据沼气产生的规律设计）目的：节省能量（节省污泥加温与搅拌的部分能量） 特点：第一级：加热（33～35℃）、搅拌； 第二级：不加热（20～26℃）、不搅拌（可视为污泥浓缩池用）。 两相厌氧消化（根据消化机理设计）目的：改善厌氧消化条件，从而减少池容与能耗。 特点：第一相：n=100%；t停=1d 处于水解与发酵、产氢产乙酸阶段（即消化的第一、二阶 段）。需加热少、需要搅拌。第二相：n=（15～17）%； ； 处于产甲烷阶段（即消化的第三阶段）需加热、搅拌。 优点：总容积小；加热耗热量少，运行管理方便 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 污泥消化 2.2.1 厌氧消化（常用方法）消化池的计算 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 污泥消化 2.2.1 厌氧消化（常用方法）消化池的计算 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 污泥消化 2.2.1 厌氧消化（常用方法）消化池的运行、管理 第二节 常规污泥处理处置技术消化池的运行、管理 第二节 常规污泥处理处置技术消化池的运行、管理 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 污泥消化 2.2.1 好氧消化在不投加底物的条件下，对污泥进行较长时间的曝气，使污泥中的微生物处于内源呼吸的阶段，使污泥达到稳定。好氧消化的机理 好氧消化的特点可生物降解有机物的降解程度高； 上清液的BOD浓度低； 消化污泥量少，稳定，易脱水； 消化池运行管理简单。好氧消化能耗高；不能回收沼气；适合少量污泥稳定处理 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 填埋 第二节 常规污泥处理处置技术第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 填埋污泥填埋前 ， 必须经过脱水工序 ， 如果是普通脱水工艺 ， 脱水后污泥含水率在80％左右 ，必须加入填充剂才能达到污泥填埋 所需要 的力学指标 ，添加剂的加入缩短了填埋场的寿命 ；如果采用高干度脱水填埋工艺 ，脱水后污泥含水率在65％左 右 ，一般可以直接填埋。污泥能否填埋取决于污泥本身的的性质主要是土力学性质和填埋后对环境可能产生的影响。当 污泥单独填埋时 ， 一般要求污泥的抗剪强度不小于 80- 100kN/ m2 。 一些污泥因为土力学性质很差难以达到上述指标而无法进行填埋操作 ， 有些污泥填 埋后会产生严重的气味影响环境而不能填埋 ， 有些 污泥在填埋前必须经过适当的预处理。 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 填埋 发达国家污泥单独填埋的实践 根据有关资料 ， 在欧共体内部 ， 约有4 0 ％的污泥通过填埋处置 ，希腊 、卢森堡和意大利各有 9 0 ％、 8 8 ％和8 5 ％的污泥通过填埋处置 ， 而在美国，在 1990年约有4 8 ％的污泥通过填埋处置 。 美国有许多污泥单独填埋 的实例 ，污泥单独填埋可以用填沟法 、平面填埋法或者筑提法。 填沟 法分窄沟法和宽沟法 ，平面填埋法有土墩填埋和分层填埋。污泥填埋方法 的选择取决于填埋场地的特性及污泥含水量 。 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 堆肥，土地利用堆肥的原理和过程 堆肥化就是依靠自然界中广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物，人为地、可控制的促进可被生物降解有机物向稳定的腐殖质转化的生物学过程。 堆肥化过程有好氧堆肥和厌氧堆肥两种，目前污泥堆肥化基本上采用的是好氧堆肥。好氧堆肥过程由四个阶段组成，即升温阶段，高温阶段，降温阶段和腐熟阶段。每个阶段都存在不同的细菌、放线菌、真菌和原生动物。它们利用各阶段的产物作为食物和能量来源，一直进行到稳定的腐殖质物质形成为止。第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 堆肥，土地利用堆肥的优点 在堆肥过程中，微生物分解有机质是一个放热过程，使得堆体温度升高，可以杀死污泥中大部分病原菌和寄生虫，达到无害化的目的。 堆体升温还有助于堆体水分的散失，减小堆体体积，达到减量化的目的。 堆肥成品中的速效养分更有利于农作物吸收，同时堆肥成品中的腐殖质能改良土壤，使得污泥堆肥达到资源化。 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 堆肥，土地利用堆肥的工艺流程 污泥堆肥工艺多种多样，被广泛采用的有丹麦丹诺(DANO)发酵器、德国Reinstal公司的发酵器等等. 近几年，我国在污泥堆肥方面的研究也取得了工艺技术方面的初步成果.天津市污水处理研究所在纪庄子污水处理厂进行的污泥高温堆肥试验研究中，探索出了一套少加甚至不加调节剂，且工艺简单、便于操作管理的污泥堆肥工艺(见图1). 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 堆肥，土地利用污泥堆肥的土地利用现状园林绿地中的利用 污泥堆肥用于城市园林绿地，避开了食物链，减少了运输费用，为城市园林绿地提供了可观的有机肥。施用于农田土壤 污泥堆肥施入土壤后，能改变土壤的理化性质，增加土壤氮、磷、钾含量，调节土壤pH值，促进团粒结构的形成，使土壤透水性、蓄水保肥性、通气性及耕作性都有改善。 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 堆肥，土地利用污泥堆肥的土地利用现状园林绿地中的利用 污泥堆肥用于城市园林绿地，避开了食物链，减少了运输费用，为城市园林绿地提供了可观的有机肥。施用于农田土壤 污泥堆肥施入土壤后，能改变土壤的理化性质，增加土壤氮、磷、钾含量，调节土壤pH值，促进团粒结构的形成，使土壤透水性、蓄水保肥性、通气性及耕作性都有改善。 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 堆肥，土地利用污泥堆肥应用过程中存在的问题及对策重金属的污染问题及对策 问题：污泥堆肥含有一定量不同形态的重金属和盐分，施入土壤后，将引起土壤重金属和盐分含量增加，直接危害植物生长或成为潜在的威胁.土壤中累积过多的重金属，一旦进入食物链或地下水，还能造成新的环境问题.污泥中重金属主要有铜、锌、铅、铬、镉、镍、汞等.由于污泥的来源和产生的时间不同，重金属含量变化亦很大. 措施：可加入药剂调整堆肥污泥，降低重金属含量、迁移性及生物有效性;应避免连续大量使用重金属含量高的污泥堆肥，造成土壤中重金属积累;同时，要严格执行农用污泥堆肥中重金属含量限制标准. 氮素损失问题和对策 问题：在堆肥过程中，初始堆料大约20%-70%的N素会损失掉，致使堆肥肥力减小，极大地影响堆肥的农用价值。 措施：改善堆肥条件和化学药剂调整 第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 焚烧 污泥焚化是将干燥的污泥中的吸附水和内部水以及有机物全部去除，使含水率降至零，污泥变成灰尘；污泥干燥与焚化设备 1. 转筒式干燥器和焚化炉第二节 常规污泥处理处置技术 2.2 焚烧 污泥干燥与焚化设备 2. 逆流干燥焚烧器WJy红软基地