第八章污泥处理.ppt

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1、1,第八章 污泥处理,5,水污染控制工程8.1 概述1、污泥2、污泥的种类3、污泥的主要特性4、污泥的数量5、污泥的处置32、污泥的种类 污泥的组成、性质和数量主要取决于废水的来源，同时还和废水处理工艺有密切关系。按废水处理工艺的不同，污泥可分为以下几种：(1)初次沉淀污泥 来自初次沉淀池，其性质随废水的成分而异。(2)腐殖污泥与剩余活性污泥 来自生物膜法与活性污泥法后的二次沉淀池。前者称腐殖污泥，后者称剩余活性污泥。,(3),消化污泥 初次沉淀污泥、腐殖污泥、剩,余活性污泥经厌氧消化处理后的污泥。,(4),化学污泥 用混凝、化学沉淀等化学法处,理废水，所产生的污泥称为化学污泥。,6,主要内容

2、8.1 概述8.2 污泥的浓缩（thickening）8.3 污泥的厌氧消化(anaerobic digestion)8.4 污泥的脱水与干化（dewatering）8.5 污泥的稳定（stabilization）8.6 污泥的处理与利用（final disposal）21、污泥 在工业废水和生活污水的处理过程中，通常要截留相当数量的悬浮物质，这些物质统称为污泥固体。形成污泥固体的悬浮物质，可以是废水中早已存在的，也可以是废水处理过程中逐渐形成的。前者如各种自然沉淀池中截留的悬浮物质；后者如生物处理和化学处理过程中，由原来的溶解性物质和胶体物质转化而来的悬浮物质。此外，在进行化学处理时，投加的

3、化学药剂还会带来各种固体物质。污泥固体与水的混合体通称为污泥。43、污泥的主要特性（1）含水率 污泥中所含水重量与污泥总重量的百分含数叫含水率。固体百分含量和含水率的关系：固体()十水量(%)100(%)，例如固体浓度为7%，则含水率为93。由于多数污泥都由亲水固体组成，因此含水率一般都很高。不同污泥，其含水率差异很大，对污泥特性有重要影响。,休撩栗颈刽里脾争口秸结轨思酮恒宗翟膛惋各矗搞漫罢诵丘苦爆枯虱逗砸第八章污泥处理第八章污泥处理,=2,P+,=V1,2,7,CC1,W1W2,V1V2,100 p2100 p1,=,=,污泥的体积，重量及污泥所含固体物浓度之间的关系，可用下式表示：,V1,

4、W1,C1:表示含水率为p1时的污泥体积,重量与固体浓度(以污泥中干固体所占重量%计算).V2,W2,C2:表示率为p2时污泥体积,重量与固体浓度.,（2）污泥体积与含水率的关系,8,当城市污泥含水率大于80时，可按此简化公式计算其污泥体积。,由上式可知，含水率由99降到98，由97降到94，或由95降到90，其污泥体积减少多少？,污泥体积均能减少一倍。由此可见，含水,率愈高，降低污泥的含水率对减小其体积愈明显。,9,解:,12,100 97.5100 95,=V1,100 P1100 P2,QV2=V1,即，污泥体积减少一半。,10,灰分:无机物含量,也叫灼烧残渣.污泥的可消化程度:可被消化

5、降解的有机物的数量.,（3）挥发性固体和灰分例:污泥含水率从97.5%降低到95%时,求污泥体积?挥发性固体:表示污泥中有机物含量,叫灼烧减量.,11,（4）污泥比重 污泥比重指污泥的重量与同体积水重量的比值。,污泥比重主要取决于含水率和固体的比重。固体比重愈大，含水率愈低，则污泥的比重就愈大。生活污泥及类似的工业污泥的比重一般略大于1。,12,=,100 SP S+(100 P),P+(100 P)(100 P)S,=,（5）湿污泥比重与干污泥比重湿污泥比重等于湿污泥重量与同体积水重量的比值，由于水的比重等于1.湿污泥的比重可用下式计算：,：湿污泥比重P：污泥含水率（%）S：干固体平均比重（

6、即挥发性固体与灰分的平均比重）,澡蹋辉冈壳良掠姐罕黎诞核馁专订宛瘁秀积涵唬咙圭黍贱隐询黎母赔骗烤第八章污泥处理第八章污泥处理,100 PV 100 PV,S,V,a,S=,S=,100 S,将 S 代入,=,100CQ,10（100 P）,3,13,干固体中,挥发性固体所占百分数及其比重分别用PV、V 表示,灰分的比重用 a 表示,则干污泥的平均比重可用下式计算,=+100 a V100 V+PV(a V)挥发性固体比重一般等于1,灰分的比重约为2.52.65之间，以2.5计算，则例:已知初沉池污泥的含水率为95%,挥发性固体含量65%,求干污泥的平均比重和湿污泥的比重?解:干污泥比重,=1.

7、26,250100+1.5 65,=,250100+1.5 pV,S=,湿污泥比重,=1.008,100 1.2695 1.26+(100 95),=,100 Sp S+(100 p),=,提高保水能力和抗蚀性能.,（7）污泥的菌组成:为防止利用污泥过程中传染病,必须进行寄生虫卵的,检查和处理。,250100+1.5 pV=可得p S+（100 p）25000250 p+（100 p）(100+1.5 pV)14（6）污泥肥分污泥中含N，P(P2O5)和K(K2O)污泥中腐殖质是良好的土壤改良剂,可改善土壤的结构性能,154、污泥的数量 废水处理中产生的污泥数量，视废水水质与处理工艺而异。例如

8、，当沉淀时间为1.5 h，含水率为95%时，每人产生的初次沉淀污泥量约为0.40.5 L/d。每人产生的二次沉淀污泥：生物滤池后为0.11 L/d(含水率95，沉淀时间0.75 h)；高负荷生物滤池后为0.4L/d(含水率96%，沉淀时间1.5 h)；曝气池后为2.2L/d(含水率99.2，沉淀时间为1.5 h)。各种污泥量也可根据有关处理工艺流程进行泥料平衡推算，最好是对类似处理厂进行实际测定。污泥的数量是处理构筑物工艺尺寸计算的重要数据。17,1618,（1）初沉池污泥量初沉池污泥量:根据污泥中悬浮物浓度,污水流量,沉淀效率及污泥含水率.V=3V：初沉池污泥量（m3/d）Q：污水流量(m3

9、/d）：沉淀效率（%）C：污水中ss浓度(mg/L)P：污泥含水率(%)：初沉池污泥密度以1000（kg m 3)计,守蛾蛙阑约陋嘶哥宅蔚圭包互筏抡瓢森嫁球掂胖痴私捕遍问景出浅绵僚辛第八章污泥处理第八章污泥处理,(aQLr bX vV),X T=,=,f,4,19,剩余活性污泥量:取决于微生物增殖动力学及物质平衡关系.Xf其中,X:挥发性剩余活性污泥量（kg d),MLVSSMLSS,f=,20,太湖流域污泥问题（2）剩余活性污泥量,60座污水处理厂污水处理量500万m3/日；污泥量4600吨/日（含水8085）；执行1级A排放标准,污泥量增加1600吨/日（含水8085）；新建污水厂118座

10、，预计污泥量达到10000吨/日，总计约有污泥量16000吨/日.,21,污泥处理、处置中的问题1,污泥的成分及危害有机物6090病原菌重金属毒性有机物,地表水地下水土壤,太湖,22,污泥处理、处置中的问题2,未脱水直接排放直接排放流出厂外填埋施工困难造成填埋场失稳对填埋场影响,目前的现状弃 置进入垃圾卫生填埋场,焚 烧,一次性投入大运行费用高重金属累积污染,市场销纳,堆 置,5、污泥的处理 污泥含水率高，体积庞大，常含有高浓度有机物，很不稳定，易在微生物作用下腐败发臭，并常常含有病原微生物、寄生虫卵及重金属离子等有害物质，必须进行相应的处理。污泥处理的主要内容包括减量处理（去水处理浓缩、脱水

11、、干化)、稳定处理(生物稳定、化学稳定)、综合利用和最终处置(填地、投海、焚化、湿式氧化及综合利用等)。污泥处理与废水处理相比，设备复杂、管理麻烦、费用昂贵。23,24,8.2 污泥的浓缩1、污泥水的分类2、污泥浓缩(thickening),碳抡终锭砖诉仕积做邹协型睬材刻巩玩哑严何揉粮们弓孕送凯咆谬恼秒艘第八章污泥处理第八章污泥处理,5,25,间隙水（占70%用浓缩法分离）(1)污泥水分 毛细管结合水（占20%用高速分离法分离）表面吸附水（占7%用加热法分离）内部水（占3%用高温或冷冻法分离）,间,内,表,内部水 表面吸附水 毛细管结合水 间隙水（3）分离难易的影响因素：,1、污泥水的分类（2

12、）与污泥结合的强度顺序,（1）污泥颗粒越细，有机物含量越高，脱水难度越大；（2）多种脱水方法结合，更容易脱水,27,毛（4）污泥含水率及其状态,28,262、污泥浓缩(thickening)-降低间隙水 浓缩的主要目的是减少污泥体积，例如，活性污泥的含水率高达99.5%，若含水率减到99%，则其体积减为原体积的二分之一。若后续处理为厌氧消化，则可使消化池容积大大缩小；若后续处理为好氧消化或化学稳定，则可节约空气量及药剂用量。污泥浓缩的技术界限大致为：活性污泥含水率可降至9798%，初次沉淀污泥可降至8590%。浓缩有间歇式和连续式两种操作方式。浓缩方法分重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩，其中重力浓

13、缩应用最广。,29,污泥浓缩池,30,8.3 污泥的厌氧消化1、概述2、厌氧消化基本原理3、厌氧消化影响因素4、厌氧消化工艺与设备5、厌氧生物处理新进展6、厌氧生物反应器的设计和应用,7、消化池的运行与管理,矣憎若迪绦抄苏宗儿麦舞挖阜则奏绊昨岿镁模境昔鼻憎嘴坑筋为暇膛只摸第八章污泥处理第八章污泥处理,6,31,1、概述简单的沉淀与厌氧发酵合建阶段（18601897）：人类早期的酿酒、沤肥、堆肥、化粪池（腐化池），指标（悬浮固体的液化或水解）独立式高级厌氧生物处理阶段（1912至今）：普通厌氧消化池、UASB、厌氧接触氧化池、两相UASB、厌氧生物滤池、厌氧流化床等，指标（BOD、COD、N、P

14、、有毒物质等）,32,厌氧消化的概念 指在无分子氧条件下，通过厌氧微生物（含兼氧微生物）的作用，将污水中各种复杂有机物分解转化甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称厌氧生化法。,33,厌氧生物处理法或厌氧消化法 在断绝与空气接触（即无氧）的条件下 依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用 对有机物进行生化降解的过程,DO 2 mg/L,厌氧兼性好氧,34,处理对象,有机污泥 高浓度有机污水 生物质,从卫生角度，杀菌灭卵，防传染病；从能源角度，产生生物能；,从环保角度，去除水中有机污染物，防水体污染。,处理目的,35,大分子有机物细菌水 胞解 外酶水解的和溶解性的有机物产酸 酸化 细菌,有机酸醇类醛类

15、 等,H2，CO2,乙酸,乙酸化乙酸细菌,CH4,甲烷化甲烷细菌,CH4,甲烷细菌,厌氧消化的几个阶段,36,有机负荷高，容积负荷高污泥产量低营养物需要量少能耗低 当原水BOD5达到1500 mg/L时，采用厌氧处理即有能量剩余 一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/10,应用范围广 有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的，但对厌氧生物处理是可降解的，如固体有机物、着色剂蒽醌和某些偶氮染料等。,优点,煤佃顶娥辽恼醉旗健耶纪冒痘挡痊博剃块函往擞呆汲殆亡阐缆剩宵若渣菇第八章污泥处理第八章污泥处理,7,37,缺点 处理设备启动时间长 处理后出水水质差，需进一步处理 厌氧处理系统操作控制因素较为复

16、杂,38,发展 最早用于处理城市污水厂的沉淀污泥 后来用于处理高浓度有机废水 厌氧生物反应器 升流式厌氧污泥床 厌氧接触法 厌氧生物滤池 厌氧流化床,2、厌氧消化基本原理蛋白质 酸化水解 不完全的厌氧消化，简称为酸发酵或酸化 有机物的降解产物主要是有机酸、H2 为进一步进行生物处理提供生物降解的基质 完全降解 完全的厌氧消化 甲烷发酵或沼气发酵 进一步将有机酸转化为以甲烷为主的生物气 兼有降解有机物和生产气体燃料的双重功能,39 在第一阶段（即水解阶段），废水及污泥中的不溶性大分子有机物如蛋白质、多糖类、脂类等经发酵细菌水解后，分别转化为氨基酸、葡萄糖和甘油等水溶性的小分子有机物 第二生化阶段

17、（即酸化阶段），发酵细菌将小分子有机物进一步转化为以下两类简单有机物：能被甲烷细菌直接利用的有机物,如丙酸、丁酸、乳酸、乙酸等。在第二生化阶段的酸化（2）中，产氢产乙酸菌将的第2类有机物进一步转化为氢气和乙酸。41,40 在第三生化阶段中（即产甲烷阶段），产甲烷细菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇和（CO2+H2）等基质通过不同的径路转化为甲烷，其中最主要的为乙酸。从发酵原料的物形变化来看，水解的结果使悬浮的固体态有机物溶解了，称之为液化。发酵细菌和产氢产乙酸细菌依次将水解产物转化为有机酸，使溶液显酸性，称之为酸化。甲烷细菌将乙酸等转化为甲烷和二氧化碳等气体，称之为气化。42,救掖码疟葫陵矩漾冻菱勃肆

18、疵缀篷变混聂锦铭爵烫贼蚀递蹄旁购托畅懈善第八章污泥处理第八章污泥处理,8,一般而言，在水解和酸化阶段，废水中的BOD或COD值变化不大。在气化阶段，由于构成BOD或COD的有机碳多以CO2和CH4的形式逸出，才使废水中的BOD或COD值始有明显降低。但是在水解和酸化阶段过程中，可生化性显著提高。43,3、厌氧法的影响因素环境因素温度pH值氧化还原电位有毒物质基础因素营养比混合接触状况有机负荷等微生物量(污泥浓度)产甲烷细菌是决定厌氧消化效率和成败的主要微生物产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤。45 温度的急剧变化和上下波动不利于厌氧消化作用。短时内温度升降5，沼气产量明显下降，波动的幅度过大时

19、，甚至停止产气。温度的波动，不仅影响沼气产量，还影响沼气中甲烷的含量，尤其高温消化对温度变化更为敏感。温度的暂时性突然降低不会使厌氧消化系统遭受根本性的破坏，温度一经恢复到原来水平时，处理效率和产气量也随之恢复。47,温度 各类微生物适宜的温度范围是不同的，一般认为，产甲烷菌的温度范围为5-60。在35和55上下可以分别获得较高的消化效率，温度为40-45时，厌氧消化效率较低。据产甲烷菌适宜温度条件的不同，厌氧法可分为常温消化、中温消化和高温消化三种类型。46A、温度对厌氧消化的影响酶活性、生长速率、基质代谢速率、处理效率、产气量及成分等。中温（30-35），高温（50-55）B、温度突变对厌

20、氧消化的影响降温幅度越大，持续时间越长，对生物活性影响越大，恢复生物活性越困难。温度波动控制在2-3为宜。48,藻弥阐群涛疾康炼涕鄂悼舵聘讹信惮航票咯当笔抓功右搀骏虫贺歧绊嘘驴第八章污泥处理第八章污泥处理,9,池外加热、池内加热良好的保温材料灵敏的温控设施,53,缓冲能力构成：碳酸氢氨,49pH值及酸碱度 每种微生物可在一定的pH值范围内活动，产酸细菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感，其适宜的pH值范围较广，在4.5-8.0之间。产甲烷菌要求环境介质pH值在中性附近，最适宜pH值为7.0-7.2，pH6.6-7.4较为适宜。在厌氧法处理废水的应用中，由于产酸和产甲烷大多在同一构筑物内进行，故为了维持平

21、衡，避免过多的酸积累，常保持反应器内的pH值在6.5-7.5(最好在6.8-7.2)的范围内。51各种酶的稳定性pH值 底物的存在状态细胞内pH影响生化反应和ATP合成产酸菌：6.5-7.0甲烷菌：6.6-7.8，最佳6.8-7.2酸碱度（防止“酸败”现象）酸度：脂肪酸、碳酸含量决定，消化液要求维持在2000-3000 mg/L。碱度：氨氮含量决定，不超过1000 mg/L为佳。,54,50 在厌氧消化过程中，pH值的升降变化除了外界因素的影响之外，还取决于有机物代谢过程中某些产物的增减。产酸作用产物使有机酸的含量增加，会使pH值下降。含氮有机物分解产物氨的增加，会引起pH值升高。在厌氧处理中

22、，pH值除受进水的pH影响外，主要取决于代谢过程中自然建立的缓冲平衡，取决于挥发酸、碱度、CO2、氨氮、氢之间的平衡。52整个消化过程：酸性中性碱性酸化速率快，恢复到碱性的速率慢。措 施：间歇或连续进料时，控制有机负荷率（kg(COD、BOD或VSS)/(m3d)）加碱性物质：石灰、碳酸钠、碳酸氢钠（效果佳）,敬诈屎掩升意浆南拒硒癌把颤容晨竟综蹋惦译遍阔以菏寡帘坝脊非扁食啪第八章污泥处理第八章污泥处理,10,55,有机负荷 在厌氧法中，有机负荷通常指容积有机负荷，简称容积负荷，即消化器单位有效容积每天接受的有机物量,（kgCOD/m3d)。对悬浮生长工艺，也有用污泥负荷表达的，即kgCOD/(

23、kg污泥d)。在污泥消化中，有机负荷习惯上以投配率或进料率表达，即每天所投加的湿污泥体积占消化器有效容积的百分数。由于各种湿污泥的含水率、挥发组分不尽一致，投配率不能反映实际的有机负荷。因此，又引入反应器单位有效容积每天接受的挥发性固体重量这一参数，即,kgMLVSS/m3d。,56,有机负荷值因工艺类型、运行条件以及废水中污染物的种类及其浓度而异。在通常的情况下，常规厌氧消化工艺中温处理高浓度工业废水的有机负荷为2-3 kgCOD/(m3d)，在高温下为4-6 kgCOD/(m3d)。上流式厌氧污泥床反应器、厌氧滤池、厌氧流化床等新型厌氧工艺的有机负荷在中温下为5-15kgCOD/(m3d)

24、，可高达30 kgCOD/(m3d)。在处理具体废水时，最好通过试验来确定其最适宜的有机负荷。,57,容积负荷率（kg/(m3d)）污泥负荷率（单位质量的污泥在单位时间内接纳的有机物量，kg/(kgd)）投配率（n%）:每天投加新鲜污泥体积占消化池容积的百分数，投配率的倒数为平均停留时间或消化时间.n，有机酸，pH，产气率Nm3/(m3d)（q）n，产气率（q），消化池V，池利用率,q=32.2/n,58,氧化还原电位(ORP),厌氧环境是厌氧消化过程赖以正常进行的最重要的条件。厌氧环境，主要以体系中的氧化还原电位反映。氧的溶入无疑是引起发酵系统的氧化还原电位升高的最主要和最直接的原因。但是，

25、除氧以外，其它一些氧化剂或氧化态物质的存在(如某些工业废水中含有的Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-以及酸性废水中的H+等)，同样能使体系中的氧化还原电位升高。,高温厌氧消化系统适宜的氧化还原电位为-500-600 mV；中温厌氧消化系统及浮动温度厌氧消化系统要求的氧化还原电位应低于-300-380 mV。产酸细菌对氧化还原电位的要求不甚严格，甚至可在+100-100mV的兼性条件下生长繁殖；而甲烷细菌最适宜的氧化还原电位为-350mV或更低。就大多数生活污水的污泥及性质相近的高浓度有机废水而言，只要严密隔断于空气的接触，即可保证必要的ORP值。59,60,搅拌和混合,通过搅拌可消

26、除池内梯度，增加食料与微生物之间的接触，避免产生分层，促进沼气分离。在连续投料的消化池中，还使进料迅速与池中原有料液相混匀。在传统厌氧消化工艺中，也将有搅拌的消化器称为高效消化器。搅拌程度与强度要适当。,荣锑牢矩吸臃琐上瘫恐硬故绞唁捅叼供煤炎扮恶溃嫂呛斡姿宵辽竞近奢奄第八章污泥处理第八章污泥处理,11,废水的营养比,充分接触（泥水，或生污泥熟污泥）消化气释放 防止消化液表面、热交换器表面和池壁结垢 方式：气搅拌、机械搅拌61污水成分污水可生化性（BOD5/COD）：一般大于或等于0.3，可考虑生物处理。C/N，微生物N量不足，有机酸，HCO3，缓冲能力，pH。C/N，胺盐过渡积累，pH，pH8

27、.0以上抑制甲烷菌的生长和繁殖。营养配比：C:N=1018:1时,有机物气化率较佳；C:N:P75:5:1 或 BOD:N:P200:5:1微量元素：在厌氧生物处理中，一般不进行特殊调配，但在培养和接种阶段需要考虑。63重金属（酶活性、酶沉淀）S2（适量利于金属硫化物沉淀，促进细菌生长；过量则抑制甲烷菌活性，减少CH4的释放，消化气质量降低，管道腐蚀严重）NH3或NH4（消化液要求NH3 在40-150 mg/L，NH4不大于2000 mg/L）有毒有机物（如：农药、酚等）65,厌氧微生物的生长繁殖需按一定的比例摄取碳、氮、磷以及其他微量元素。工程上主要控制进料的碳、氮、磷比例，因为其他营养元

28、素不足的情况较少见。厌氧法中碳:氮:磷控制为200-300:5:1为宜。在碳、氮、磷比例中，碳氮比例对厌氧消化的影响更为重要。研究表明，合适的C/N为10-18:1。62有毒物质 包括有毒有机物、重金属离子和一些阴离子等。对有机物来说，带醛基、双键、氯取代基、苯环等结构，往往具有抑制性。有毒物质的最高容许浓度与处理系统的运行方式、污泥驯化程度、废水特性、操作控制条件等因素有关644、工艺设备传统消化池，Conventional Anaerobic Digestion Tank；普通(高速)消化池，High-rate Digestion Tank)厌氧生物滤池AF（Anaerobic Biolo

29、gical Filtration Process）厌氧接触法ACP（Anaerobic Contact Process）上流式厌氧污泥床（UASB,Upflow Anaerobic SludgeBlanket）分段厌氧处理（消化）法厌氧生物转盘两相厌氧消化系统66,靴渍滥虱遁愧系懈艺执愤惫失哉攻葱绊坟楚遗茵集迫森篓川僳腊版樟芦荧第八章污泥处理第八章污泥处理,12,厌氧生物滤池 密封的水池，内部装填滤料，防止污泥流失 平均SRT可达100 d 出水SS低 不另设泥水分离设备 适于SS低的污水,67厌氧接触法 能处理SS高浓度污水 抗冲击能力强 接触池中污泥浓度要求很高（12-15 g/L）污泥回

30、流量大，一般是废水流量的2-3倍69,6870,上流式厌氧污泥床反应器，简称UASB反应器，是由荷兰的G.Lettinga等人在20世纪70年代初研制开发的。污泥床反应器内没有载体，是一种悬浮生长型的消化器 由反应区、沉淀区和气室三部分组成。在反应器的底部是浓度较高的污泥层，称污泥床，在污泥床上部是浓度较低的悬浮污泥层，通常把污泥层和悬浮层统称为反应区，在反应区上部设有气、液、固三相分离器。71,上流式厌氧污泥床反应器（UASB）在反应器底部装有大量厌氧污泥，废水从器底进入，,在穿过污泥层时进行有机物与微生物的接触。产生的生物气附着在污泥颗粒上，使其悬浮于废水中，形成下密上疏的悬浮污泥层。气泡

31、聚集变大脱离污泥颗粒而上升，能起一定的搅拌作用。有些污泥颗粒被附着的气泡带到上层，撞在三相分离器上使气泡脱离，污泥固体又沉降到污泥层，部分进入澄清区的微小悬浮固体也由于静沉作用而被截留下来，滑落到反应器内。这种反应器的污泥浓度可维持在4080 g/L，容积负荷达515 kg(COD)/m3d，有时还要高。水力停留时间一般为424 h。72,捧包钡恶讨搅觉谭篱嘲裕衅溃锹惭早执绒类锤展楷互歇扁蔗变费弛啤伸喜第八章污泥处理第八章污泥处理,13,73,74,Influent,UASB ReactorEffluentbiogas,75,76,主要包括以下几个部分：进水配水系统 均匀布水，且有水力搅拌作用

32、。反应区 包括污泥床区和污泥悬浮层区。有机物在这里降解，同时产生沼气。三相分离器 由沉淀区、回流缝和气封组成。（进行气、固、液三相分离）气室 也称集气罩，收集沼气。出水系统 均匀收集出水。,反应器内污泥浓度高，一般平均污泥浓度为30-40g/L，其中底部污泥床污泥浓度60-80 g/L，污泥悬浮层污泥浓度57 g/L；有机负荷高，水力停留时间短，中温消化，COD容积负荷一般为10-20 kgCOD/m3.d；反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动的流到反应区，一般无污泥回流设备；无混合搅拌设备。投产运行正常后，利用本身产生的沼气和进水来搅动；污泥床内不填载体，节省造价及避免堵塞问题。7

33、7,UASB的特点,78,优点,结构紧凑污泥床内生物量多容积负荷高设备简单、运行方便,韶刊互戌曙惯摄绰肝济嵌谭蔼祈椽痊虏箩蔬旋硬按靡夷么挟萌热爷挡谩芍第八章污泥处理第八章污泥处理,14,79,在上流式厌氧污泥床反应器顶部必须设置性能优良的水、气、固三相分离器，以防止污泥固体流失，但由此也造成构造的复杂化，并占去了一定的容积。最近，出现了在悬浮泥层上部安装一薄层软性或半软性填料以强化处理效能的装置，填料还在一定程度上起气固分离的作用。,5、厌氧生物处理新进展,内循环（IC,Internal Circulation）厌氧反应器 膨胀颗粒污泥床（EGSB,Expanded GranularSludg

34、e bed）厌氧流化床（AFB，Anaerobic Fluidised bed）厌氧生物转盘（Anaerobic Rotating BiologicalContactor Process）折流式厌氧反应器 上流式厌氧污泥床-填料过滤床复合床反应器 UBF（Upflow Blanket Filter）80,81,82,内循环（IC）厌氧反应器内循环（IC）厌氧反应器 具有高的容积负荷率，是UASB的3倍以上 体积为UASB的1/3-1/4，基建投资和占地面积少 节省能耗 抗冲击负荷能力强 适宜于土地面积不足的工矿企业采用，我国上海和无锡等城市的一些啤酒厂已建成了IC反应器,83,膨胀颗粒污泥床（

35、EGSB）,采用出水回流达到较高的表面液体上升速度，可达5-10 m/h，比UASB（一般1 m/h）高的多；膨胀率在30以下 需要高效的三相分离器,接种颗粒污泥量以30 gVSS/L为宜,84,膨胀颗粒,污泥床EGSB,斧匪谷擞柿闷秆蜗钩减煌嗓钎行袍尿潘琢既掸墓铆沾嘎垒只随哄炉硬炔挨第八章污泥处理第八章污泥处理,（T D T S）C,15,6、厌氧生物反应器的设计一般参数：kgCOD/(m3d)或kgBOD5/(m3d),BOD5去除率50-90HRT、SRT消化气产量（0.4-0.5 Nm3/kgCOD）池体有效体积VQt或Sv/S,热工计算（水（泥）供热、池壁池盖散失热量补偿）85,86

36、,蒸汽管,厌氧消化池的构造与设计(一)构造消化池：基本上由污泥的投配、排泥及溢流系统，沼气排出、收集与贮气系统，搅拌设备和加温设备等消气管,进泥管,中位管,排泥管,水射器,消化池直径一般635m，柱体部分的高度约为直径的一半，总高度接近于直径，排泥管直径一般是150200mm.,87,SvS,V,=,Sv：新鲜污泥中挥发性有机物重量，kg/dS：挥发性有机负荷，中温消化0.6-1.5 kg/(m3.d)，高温消化2.0-2.8 kg/(m3.d),D,d1,d2,h1h2,h3,h4,一般消化池的座数不少于2。(二)有效容积的测定h1=1m,d1=2m=2030o,=2030od2=0.51m

37、,消化池污泥面一般位于,池盖容积的1/22/3高度处88,89,(三)热量计算和加热方法,为使消化池消化温度恒定(中温或高温)，必须对新鲜污泥加热和补偿消化池壳体,及管道系统的热损失。加热的热源为锅炉或其他设备的生产余热。,90,（1）生污泥所需热量,V 24,Q1=,Q1：生污泥的温度升高到消化温度的耗热量，kJ/hV：每日投入消化池的生污泥量，m3/dTD：消化温度（）T0：生污泥温度（）C:新鲜污泥比热,约等于4.1868103（J/L）,眼溢呐鹅卜郡淄疵烟呆实俄饭影披驴菏唤舅癣茂顾蕉忘毙疆超扣楼乒摸憨第八章污泥处理第八章污泥处理,16,91,92,啤酒 废水食品 废水造纸 废水难降解

38、工业废水 染料 印染 石化 味精,（2）消化池壳体散热量:Q2=FK(TD TA)1.2Q2：池内向外界散发的热量，kJ/hF：池盖、池壁及池底散热面积(m2)K：传热系数（J/m2h）,一般可用1.671032.51103TA：池外介质温度应用,（3）管道、热交换器散热量:Q3=FK(Tm TA)1.2Q3：管道、热交换器向外界散发的热量，kJ/hF：管道、热交换器的表面积(m2)K：传热系数（J/m2h）Tm：锅炉出口和入口热水的平均温度某纸集团厌氧处理反应器,9395,某高浓度有机废水厌氧处理设备,947、消化池的运行与管理 污泥的选择（活性、接种量）污泥的培养和驯化（启动温度、pH、有

39、机负荷）防“酸败”检测和监督（产气量、气体成分、池内碱度、pH值、有机物去除率等）安全要求【防沼气泄漏、所有电器设备防爆、有毒气体（H2S、CO2等）低凹处积聚、消化池出料或检修时彻底换气】96,桅险胳芭嫂佬揍满坯搐壤宫侧丫幼盼赢思涟畏您凝腕涉勤驼佣率羞挠轴氓第八章污泥处理第八章污泥处理,17,8.3 污泥的脱水与干化(dewatering)将污泥的含水率降低到8085%以下的操作叫脱水。脱水后的污泥具有固体特性，成泥块状，能用车运输，便于最终处置利用。将脱水污泥的含水率进一步降低到5065%以下(最低达10%)的操作叫干化(或称干燥)。可将干化污泥包装成袋，以商品出售。,97 常用的污泥脱水

40、设施有干化场、过滤机和离心机等 干化场也叫干化床或晒泥场，是一种自然脱水设施。干化场的脱水作用包括：上部蒸发、底部渗透、中部放泄。蒸发受自然条件的影响很大，气温高、干燥、风速大、日晒多的地区效果好，寒冷多雨地区效果差。根据自然条件和渗水层特征，干化期由数周至数月，干化污泥的含水率可降至6575%。99,98100,干化场（drying bed）,101,102,板框压滤机过滤机（filter）过滤机是应用最广泛的污泥机械脱水设备。过滤脱水时，在外力作用下，污泥中水分透过滤布，与团体分离。分离的污泥水送回废水处理设备，截留的固体运走。两种主要的过滤方法是真空过滤和压力过滤。真空过滤机主要有转筒式

41、。压力过滤机有板框压滤机和带式压滤机两种。,器瑞北拿扼培泄辣鲍秃饮绒烁藐实豁绿领弘糖疵俊屉仍豪酿侄焚贱峨虽塌第八章污泥处理第八章污泥处理,18,103,带式压滤机,104,8.4,污泥的稳定,(stabilization)二级处理和多数一级处理的污泥都合有大量有机物，投放到自然界，仍将受微生物的作用，继续对环境造成危害，所以需采取措施降低其有机物含量或使其暂时不产生分解，通常称之为污泥稳定。污泥稳定的方法有生物法和化学法。生物稳定就是在人工条件下加速微生物对有机物的分解，使之变成稳定的无机物或不易被生物降解的有机物的过程；化学稳定就是采用化学药剂杀死微生物，使有机物在短期内不致腐败的过程。,105,8.5,污泥的最终处置(final disposal),堆肥（composting）焚烧（incineration）填埋（land filling）利用（usage）,106,卿嘎沿苑揽段瀑拄渗睦淌叶侯镁肾膛仕傈乒踢拦淋层便坠惰访汞隐场迟刃第八章污泥处理第八章污泥处理,