污废水处理设施运行管理7章.ppt

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1、污废水处理设施运行管理第七章 污泥处理和处置,天津市环境保护科学研究院 贾丽云 Email:,污泥的基本概念污泥的贮存与运输污泥浓缩污泥消化沼气的应用污泥脱水和干化污泥的干燥与焚烧 污泥的处置与利用,第七章 污泥处理和处置,一、污泥的基本概念,大纲要求掌握污泥的来源、分类；掌握污泥的性质指标；掌握污泥处理的目标。,1.污泥的来源、分类：,按来源不同分为：初次沉淀污泥；剩余污泥与腐殖污泥；消化污泥；化学污泥；按成分不同分为：有机污泥；无机污泥。,2.污泥的性质指标,含水率：单位质量污泥中所含水分的百分数V1/V2=W1/W2=100-p2/(100-p1)=c2/c1p污泥含水率V污泥体积W污泥

2、重量c固体物浓度适用条件：含水率在65%以上。,2.污泥的性质指标,（湿）污泥的比重：污泥重量与同体积水重量之比污泥的比阻：单位过滤面积上，单位质量干污泥所受到的过滤阻力毛细吸水时间：污泥中的水在吸水纸上渗透距离为cm所需的时间。挥发性固体（VSS）：有机物含量，灼烧减重灰分（NVSS）：无机物含量，灼烧残渣,2.污泥的性质指标,污泥的可消化程度：可消化降解：分解为水、甲烷、二氧化碳 不可消化降解：脂肪、纤维素等污泥的肥分：氮、磷、钾、有机质、微量元素污泥的卫生学指标：病原微生物数量,2.污泥的性质指标,污泥中水分的存在形式及其性质,污泥中的水分：空隙水：占70%浓缩、脱水 毛细水：占20%机

3、械脱水、干化、热处理 表面吸附水：混凝 内部水：干化、焚烧,污泥对环境的危害,有机物污染 污泥中有机污染物主要有苯、氯酚、多氯联苯(PCBs)、多氯二苯并呋喃和多氯二苯并二噁英(PCDD/F)等。污泥中含有的有机污染物不易降解、毒性残留长，这些有毒有害物质进入水体与土壤中将造成环境污染。病原微生物污染 污水中的病原微生物和寄生虫卵经过处理会进入污泥，污泥中病原体对人类或动物的污染途径包括：直接与污泥接触；通过食物链与污泥直接接触；水源被病原体污染；病原体首先污染了土壤，然后污染水体。,污泥对环境的危害,重金属污染 在污水处理过程中，70%90%的重金属元素会通过吸附或沉淀而转移到污泥中。其它危

4、害 污泥对环境的二次污染还包括污泥盐份的污染和氮、磷等养分的污染。污泥盐分含盐量较高，破坏植物养分平衡，甚至对植物根系造成直接的伤害；在降雨量较大地区且土质疏松土地上大量施用富含氮、磷等的污泥之后，当有机物的分解速度大于植物对氮、磷的吸收速度时，氮、磷等养分就有可能随水流失而进入地表水体造成水体的富营养化，进入地下引起地下水的污染。,3.污泥处理的目标,减量化；稳定化；无害化；资源化。,4.污泥处理系统,污泥,污泥浓缩,污泥消化,污泥脱水,污泥处置,上清液,消化液,滤液,污水处理系统,污泥浓缩阶段：重力、离心、气浮污泥消化阶段：厌氧、好氧污泥脱水阶段：自然干化、机械脱水污泥处置阶段：填埋、焚烧

5、、堆肥、建材,污泥处置的相关标准,城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中规定的污泥农用时污染物控制标准限值。,污泥处置的相关标准,城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中规定的污泥稳定化控制的指标。,城镇污水处理厂污泥应进行污泥脱水处理，脱水后污泥含水率应小于80%。,污泥处置的相关标准,“污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则“（征求意见稿）中涉及的污泥处置主要包括土地利用和焚烧。土地利用 主要用于园林、绿地、林业、土壤修复及改良等。在导则中明确规定污泥土地利用部分不包括农用。焚烧 污泥焚烧主要包括单独焚烧和混合焚烧。,二、污泥的贮存与运输,掌握贮存的目

6、的、方式及运输方式污泥的贮存贮存目的：平衡污泥产量的波动，为后续 处理工序提供均匀的进料条件。贮存方式：短期贮存：沉淀池、污泥浓缩池、消化池 单独贮存：混合池、贮存池,2.污泥的输送,输送方式的选择：污泥含水率的大小 污泥的利用途径管道输送：运送距离10 km;固体含量5%。（流速、管径、泵的选择）汽车、驳船运送：距离较远；脱水或干化后污泥,污泥泵站,污泥泵站：提升比污水黏度大的污泥。集泥池与泵房分开不设格栅集泥池容积：初沉池或消化池一次排泥量；活性污泥5分钟回流量污泥泵：低黏度污泥：离心污水泵、潜污泵、螺旋泵 高黏度污泥：螺杆泵,IS系列单级单吸式离心泵,Sh(SA)系列单级双吸式离心泵,卧

7、式,立式,QW型潜水排污泵,螺杆泵,螺旋泵,隔膜泵,转子泵,三、污泥浓缩,掌握污泥浓缩的目的掌握重力浓缩法 工作原理、运行方式、工艺控制条件、运行效果检测评价、日常维护及异常问题的分析。熟悉气浮浓缩法原理和优缺点熟悉离心浓缩法原理和优缺点,1.污泥浓缩的基本概念,浓缩的目的：降低污泥含水率、污泥体积；降低后续处理设施的建设和运行费用浓缩运行效果的评价指标 浓缩比：f=Cu/Ci Cu排泥浓度，kg/m3 Ci入流污泥浓度，kg/m3,1.污泥浓缩的基本概念,固体回收率：=QuCu/(QiCi)100%Qu排泥量，m3/d Qi入流污泥量，m3/d分离率：F=Qe/Qi=1-/f Qe上清液量，

8、m3/d,2.污泥浓缩方法、原理、优缺点,间歇运行污泥浓缩池,主要工艺参数：浓缩时间：9-12h,连续运行污泥浓缩池,2.污泥浓缩工艺控制条件,2.污泥浓缩方法、原理、优缺点,3.重力浓缩池的日常维护,及时清除浮渣、清洗池壁、出水堰保证污泥混合均匀防止污泥厌氧上浮：加药，加入二沉池出水长时间未排泥或结冰，严禁开启污泥浓缩机定期冲刷防恶臭定期防腐处理,4.重力浓缩池常见的异常问题、产生原因和解决对策,4.重力浓缩池常见的异常问题、产生原因和解决对策,四、污泥消化,大纲要求熟悉以下内容：污泥消化的目的及原理；污泥厌氧消化法的类型和特点；污泥厌氧消化系统的组成消化池的日常维护；污泥厌氧消化影响因素；

9、污泥厌氧消化池的异常问题分析。,1.污泥消化的目的及原理,厌氧消化原理：利用兼性菌和厌氧菌进行 厌氧生化反应，分解有机物，使污泥稳定化。污泥消化目的：使有机物质稳定化；减少污泥体积；减少污泥中病原体数量；易于脱水。,2.污泥消化的类型,2.污泥消化的类型,2.污泥消化的类型,2.污泥消化的类型,3.污泥厌氧消化系统的组成,消化池进排泥系统搅拌系统加热系统集气系统,（1）消化池,分为定容式（固定盖式）；动容式（移动盖式）。定容式消化池池型,（2）进排泥系统,（3）搅拌系统,机械搅拌 水力搅拌 沼气搅拌,（4）加热系统,池内加热,（4）加热系统,池外加热,（5）集气系统,气柜：低压浮盖式湿式气柜

10、6-10h储气量气路：压力控制；除湿 脱硫 阻火 通气报警,4 消化池的运行管理,（1）消化污泥的培养与驯化 逐步培养法 边投泥边加温至设计量，培养 一步培养法 投泥至设计量再加温，培养,（2）消化池的日常维护,取样分析；清砂与清渣；搅拌、加热、保温系统维护；消化池结垢；泡沫控制；消化池停运检查与处理（防腐防渗）；安全运行。,（3）污泥厌氧消化池的异常问题分析,VFA/ALK升高 水力超负荷；有机物投配超负荷；搅拌效果不好；温度波动太大；存在毒物。,（3）污泥厌氧消化池的异常问题分析,产气量降低 有机物投配负荷太低；甲烷活性降低。消化池出现负压 排泥量大于进泥量；压缩机的出气管路出现泄露；碱性

11、药剂投加过量；抽气量大于产气量。,（3）污泥厌氧消化池的异常问题分析,消化池压力增大 进泥量大于排泥量；沼气管路阻力增大；产气量大于用气量。上清液含固量升高，排泥浓度降低 上清液排放量太大；上清液排放太快；出现短路。,（3）污泥厌氧消化池的异常问题分析,消化液温度降低 热源供应不足；一次投泥量太大；混合搅拌不均匀。,工程实例,厦门第二污水处理厂 设有3 座蛋形消化池，工作温度3335，污泥停留时间21d，单池有效容积8120m3。搅拌：采用螺旋浆搅拌，导流筒导流；套管式热交换器换热；热水型沼气锅炉加温。进入蛋形消化池的污泥量为1160m3/d，污泥含水率95%，污泥消化总的电耗为2916kW.

12、h/d，即消化处理单位体积污泥的比能耗为5kW.h/m3(50.3kW.h/tDS)。,污泥发酵技术,好氧发酵是在有氧条件下，好氧微生物对污泥进行分解、转化并生产出发酵产品的生物转化过程。好氧发酵通过生物反应实现污泥减量化和稳定化。好氧发酵基本流程,阳光棚发酵槽,五 沼气的应用,大纲要求掌握以下内容：沼气的组成；沼气系统的组成。,1 沼气的组成,CH4 55-69%;CO2 30%;H2;N2O2H2S 0.010.02%CmHn热值：50006000kcal/m3,2 沼气系统的组成,集气室；输配系统；防腐、除湿：低点冷凝水的引出 净化单元；脱硫（干法湿法）、过滤 储气柜；低压（）中压（）阻

13、火器:湿式：水封 干式：铝网阻火器 用气设备,3沼气的综合利用,沼气发动机：驱动发电机发电；驱动鼓风机和泵；废热加热污泥。沼气发电热量回收流程沼气锅炉废气燃烧器：沼气系统最大产量设计,4 沼气系统的运行管理,沼气的调度；气柜的管理；消化池的维护；定期检查安全阀和负压防止阀；定期排冷凝水；定期清洗阻火器和过滤器；定期更换脱硫塔填料；定期防腐处理。,工程实例,海口市白沙门污水处理厂处理规模30 万t/d；污泥处理工艺采用了厌氧消化池。4 个圆柱形消化池，总容积为24000m3，沼气搅拌。T=35、污泥停留时间=25d、有机物降解率为50%；产气量:8520m3/d。安装沼气发动机2 台，每台116

14、388kw(负荷为30100)；发电机2 台，每台351kw。实际运行中，投人消化池中每立方米污泥的产气量约4.56 m3。2 台沼气发电机组于2006 年2月正式投人运行。2006 年2、3、4 月发电量相当于污水处理厂内平均用电量的27%，每月可节省电费约1518 万元。沼气发动机产生的废热用于加热消化池中的污泥。,工程实例,北京高碑店污水处理厂高碑店污水处理厂设计处理污水100 万m3/d，污泥产量4000m3/d(含水率97%)；采用二级中温厌氧消化工艺。污泥经过浓缩后，含水率96%，进入消化池。一级消化池有加热和搅拌，二级消化池不加热也不搅拌。运行温度为3335。一期采用沼气搅拌，二

15、期采用机械搅拌，同时设有循环泵搅拌作为辅助搅拌方式。沼气储柜为一期设干式球罐和湿式气柜；二期为低压湿式三屉螺旋式升降式钢结构。脱硫装置：一二期分别采用干式脱硫和湿式脱硫。干式脱硫塔为填料塔；湿式脱硫采用氢氧化钠碱液喷淋。高碑店消化池的有机物分解率平均为36%。一期采用“沼气内燃机余热回收发电机组”，机械功率513kW，热功率约600kW；发电机发电容量470kW，厂内并网。二期工程采用“沼气内燃机余热回收发电机组”机械功率约710kW，热功率约850 kW；发电机发电容量652kW；余热回收装置热媒介质为软化水，使用泥水热交换器给消化池污泥加热。,六 污泥的脱水,大纲要求掌握以下内容：污泥脱水

16、的目的；污泥机械脱水原理；污泥机械脱水设备性能的考核指标；污泥压滤机工作原理、类型；带式压滤机的日常维护和异常问题分析。,1 脱水的目的,降低含水率；浓缩消化后污泥含水率9596%；脱水后污泥含水率6085%。降低污泥体积。脱水后污泥体积减少至原来的1/51/10。,2 污泥的机械脱水,（1）机械脱水的原理 以过滤介质两面的压力差作为推动力，污泥中的水分通过过滤介质形成滤液，固体颗粒被截留在介质上形成滤饼。（2）脱水方法 真空吸滤脱水 压滤脱水 离心脱水,（3）污泥的调理,化学调理 混凝剂：石灰、铁盐、铝盐 助凝剂：聚丙烯酰胺（PAM）物理调理 加热、冷冻 惰性助滤剂水力调理（淘洗）,（4）常

17、用的机械脱水设备,真空过滤机压滤机离心脱水机污泥机械脱水设备性能的考核指标：产率（kg/h.m2）；固体回收率。,真空过滤机,真空转鼓工艺流程,板框压滤机,带式压滤机,对置滚压式带式压滤机,带式压滤机,水平滚压式带式压滤机,影响带式压滤机脱水效果的主要因素,助滤剂的种类和用量滤带行走速度压榨压力滤带冲洗,离心脱水机,污泥脱水新技术,螺旋压榨式脱水机,螺旋压榨脱水机独有的特点是通过调节螺杆的旋转速度，可调节泥饼含固率与处理量。污泥含水率可降到80%以下，污泥回收率在95%以上。螺旋压榨式脱水机能耗比普通脱水机低，螺旋压榨式脱水机体积小占地面积少，结构简单采用自动化控制技术，与其它型式脱水机相比，

18、操作容易，维护简单。,螺旋压榨式脱水机,滚压式污泥脱水机,滚压式污泥脱水机工作原理是湿态污泥(含固量0.55)进入污泥通道，通道两旁各有一片圆形且钻有小孔的不锈钢栅格，栅格每分钟转动0.53 转，把污泥带进脱水机内，滚压机圆形脱水道的前一半是浓缩区，污泥水份开始由两旁的栅格出水孔挤出，并由脱水机下的污水槽排出。污泥水份脱出后，流动缓慢，承受的压力越来越大，使更多水份被挤出达到更好的脱水效果。,滚压式污泥脱水机,全自动板框压滤机,板框式压滤机为间断式运行，效率低，操作间环境较差，大型污水处理厂己很少采用。全自动板框压滤机，整体设计上全自动压滤机结构紧凑，机械加工精度高，防腐处理等级高，设备运行可靠，使用寿命长，设备占地面积小。,带式压滤机的工艺控制,带速的控制 25m/min滤带张力的控制 0.30.7MPa调理效果的控制 PAM 干污泥量的0.3%,带式压滤机的异常问题分析,滤液浑浊，固体回收率下降；泥饼含固率下降；纠偏。,带式压滤机的日常维护,更换滤带滤布冲洗检修，更换易损件换气通风分析测量,4 污泥的自然干化,土工管袋法,干化场的脱水特点及影响因素,1 气候条件2 污泥性质,七 污泥的干燥和焚烧,1 污泥干燥 回转圆筒式干燥机 闪蒸干燥 喷雾干燥2 污泥焚烧 回转炉 立式炉 流化床炉,八 污泥的处置与利用,有机污泥用于土地利用污泥固化污泥填埋污泥中有用物质的回收,