污泥处理处置及综合利用Word文件下载.docx

1、污泥浓缩： 主要实现初步减容， 满足后续处置设备和构筑物容量 要求。污泥消化：将污泥中的有机物分解， 降低有机物成分含量，实现 污泥稳定，不易腐败。污泥脱水：主要指投加一些药剂，加强泥水分离， 再采用某些设 备，实现污泥进一步减容。最终处置：即采用经济、可靠、合理的途径，将污泥最终消纳。应当指出， 上述四个阶段都产生相应的污水， 其中含有大量的污 染物，宜返回污水处理单元二次处理。另外，上述四个阶段是个比较 完全的过程， 对于一个具体厂家不一定全部都有， 而且各个过程也互 相联系，不完全独立。评价一个污泥处理工艺是合理、 经济、有效完全的过程， 对于一 个具体厂家不一定全部都有， 而且各个过程

2、也互有联系， 不完全独立。第一，减量。由于原污泥含水率很高、体积很大、流动性强，采 用上述过程可以使其体积减小到原先的十几分之一， 甚至更低， 而且 从液体转变为固体，便于运输和最终的笑纳。第二、稳定。污泥中含有大量有机物，易腐败，产生恶臭。一般 通过消化、降低有机组分含量来实现稳定，但有些厂家采用长泥龄工 艺，污泥有机物含量并不很高（经过初步好氧稳定）而取消消化过程。 另外，最终笑纳（深度）处理有特定要求（保留有机成分） ，也可能不采用焚烧、加工成农肥等。第三、无害化。污泥（特别是初沉污泥），含有大量病原菌，病 毒和寄生虫卵，工业废水产生的污泥可能含有重金属、难降解的有毒、 有害的有机化合物

3、等，采用消化、高温堆置等方法，可以杀灭这些有 害微生物，从而提高污泥卫生指标，降低毒害，减少二次污染。第四，综合利用。应该说污泥是一种资源，有机成分较高，有丰 富的氮、磷、钾等植物营养元素，是有较高肥料的有机肥料，目前， 污泥的综合利用方面的研究、开发进展很快，成为环境科学新的热点。污泥处理与处置方法：污泥浓缩，常用的工艺有重力浓缩、离心 浓缩、气浮浓缩等。消化过程一般有好氧消化和厌氧发酵两大类，后 者更为常见。污泥脱水分为自然干化和机械脱水，前者需建干化场， 后者常采用压滤脱水和离心脱水设备。污泥的最终处置方法很多，主 要有卫生填埋、焚烧或生产有机农肥等。三、污泥的浓缩污泥浓缩的主要目的是使

4、污泥的含水率、 污泥的体积得到一定程 度的降低，从而减少后续处理设施的基本建设和运行费用。浓缩并不能使污泥颗粒中的水全部释放出来， 这缘于水在污泥颗 粒中的存在方式，下图是水在污泥中的存在状态的示意图污泥内的水分1.空隙水 2.毛细水 3.吸附水 4.结合水空隙水是指污泥颗粒间隙中的游离水， 占污泥含水量的70%,浓 缩的过程就是这部分水中的绝大部分从污泥中分离出来。 毛细水是指污泥颗粒间的毛细管水，约占总含水量的20%，浓缩过程是不能脱除 毛细水的，必须采用自然干化或机械脱水进行分离。吸附水是指吸附在颗粒表面上的水，结合水则指颗粒内部化学结 合的水，只有改变颗粒内部结构，才可能将结合水分离。

5、一般来说这 两部分占总含水量10%左右，无论是浓缩还是脱水过程均难以将其分 离，只有通过高温加热或焚烧才能将其最终分离。污泥浓缩主要有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩三种形式、以重 力浓缩最为常见，其他两种方式也有很大发展，并且工艺成熟、运行 多年。1）重力浓缩重力浓缩从本质上讲是一种压缩沉淀过程，主要借助上层颗粒重 力作用将下层颗粒间隙中的空隙水及挤出来，使污泥颗粒相互挤压， 从而使污泥浓度上升，实现浓缩。重力浓缩通常采用竖流式的浓缩池， 池为圆形，排泥管设在池中心底部，进泥管一般在池中心，进泥点在 池深一半附近， 有些直径较大池子往往设有刮泥机械， 将浓缩后污泥 刮到中心池底排泥斗处，上清液从

6、池周溢流堰上排出。2）气浮浓缩采用气浮浓缩主要针对密度在 1.01.01 之间的剩余污泥，初沉 污泥由于其较大密度（ 1.02 1.03）易于重力浓缩。其原理是向水或 清液中强行（加压）溶入气体，在与污泥混合时减压释放，产生大量 微小气泡，附着在污泥絮体周围，使其密度小于水，从而强制絮体上 浮至液面， 采用链式刮渣机将污泥撇除到集泥槽， 然后进入脱气池搅 拌脱气，下清液排出，从而实现污泥中的污水分离，完成浓缩过程。气浮浓缩工艺控制，主要指控制合适的进泥量、气固比、 加压水 量以及水力表面负荷，另外保证污泥在气浮池的停留时间不小于 20min。3）离心浓缩工艺离心浓缩是利用离心力， 可达重力的

7、5003000 倍，因而在浓缩 池中需经过十几个小时以上方能达到的浓缩效果，在很小的离心机 中，也许只要十几分钟就能完成， 这对于不易重力浓缩的活性污泥来 说，效率很高， 对于富磷污泥可避免磷的二次释放，提高系统对磷的 去除。四、污泥的消化污泥的消化， 一般分厌氧发酵和好氧消化两类， 污泥经过消化可 以降低有机组分含量， 实现污泥稳定， 另外厌氧消化可杀灭寄生虫卵 和大部分病原菌， 同时可以获得大量高热值的甲烷气作能源使用。 好 氧消化主要指对污泥过量曝气，将有机物氧化分解。污泥中的有机物消化， 是一个由多种细菌种群产与的生化反应过 程.一般可分为两个阶段，即水解酸化阶段和产甲烷阶段，各阶段参

8、 与作用的微生物是不同的。 水解酸化阶段是由某些兼性菌将污泥中的 碳水化合物， 蛋白质等逐渐分解为挥发性脂肪酸， 挥发酚以及醛酮类 物质，产甲烷阶段是指甲烷细菌利用上阶段产生的低分子酸为原料， 代谢还原成CH4.通常酸化阶段PH7.0,因此，如果要保证这两类微生物都处于最佳工 作环境，最好将上述两过程分开进行，就是所谓的两相厌氧发酵。但 实际上大多数污水处理厂进行污泥消化，并未将这两个阶段分开进 行，这就要求将 PH 作为一个重要控制指标。通过 PH 值控制，使产 碱速率和产酸速率基本一致，从而使消化过程稳定进行。研究表明， 此时，产酸菌和产碱菌数量保持平衡，由于产甲烷菌对 PH 的敏感程 度

9、比产酸菌大得多，所以 PH 控制以满足前者需要为主，一般 PH6.8 7.4.由于消化液中大量碳酸氢盐存在，具有相当的缓冲能力，一般 正常运行操作不会造成 PH 大的波动，当进水碱度不足是可适当补碱（加石灰乳）温度对污泥消化有明显影响， 主要由于产甲烷菌代谢速度慢， 整 个消化速率升高活性增大，但在 45 C附近，甲烷菌活性受到部分常 温（ 1525）、中温（ 29-38 ）高温（ 50-56）消化。常温消化无需加 热，不控温，因而温度有波动，消化速率慢，所需池容大，实际中很少采用。高温消化对有机分解和沼气产量有利，但需增加很多热量， 保温要求高，得不偿失，但对提高污泥卫生指标有利。中温消化，

10、采 用最为普遍，一般控制温度在 35 左右，应当指出，甲烷菌，特别是 驯化好的甲烷菌，对温度变化非常敏感，稍有波动，就会影响消化效 果，所以在日常运行管理中，控制温度是个重要任务；另外，甲烷菌 很脆弱，容易受到如重金属之类抑制或毒害，氨在 1500mg/L 以下可以强化消化液缓冲能力， 高于此值就可能对甲烷菌造成抑制， 这当然 也和PH有关，pH高，毒性要小一些。对消化过程由影响，除了 pH碱度、温度、毒物以外，污泥投配率、加热方式、搅拌等操作也会影响消化效果。五、污泥脱水 浓缩后的污泥，其含水率在 94%以上，流动性较强，体积很大， 消化后的污泥基本上仍是液态，体积较大、难以处置，因此仍需脱

11、水 干化。脱水主要在于分离浓缩后剩余的空隙水和毛细水， 这部分水量 占 15%-25%。污泥机械脱水种类很多，由真空、压滤、离心等几大类。真空方 式常见有真空转鼓过滤机， 即在滤网一侧造成真空， 将污泥中的水分 强吸出来。 压滤脱水则是在滤介质一侧或两侧施压， 强行将污泥中的 水挤压出来， 常见有板框压滤机和带式压滤机， 以后者在污泥处理中 最为常见。 离心脱水设备则在离心浓缩设备相似， 也靠离心力不同进 行工作，通常后者需加药剂调剂质且出泥含固率很高。 无论采用那类 机械脱水，一般的哦需要进行预处理，通常投加一些化学药剂，使污 泥絮体颗粒增大，毛细水易析出，改善污泥脱水性能。 污泥脱水性能难

12、易程度及影响脱水因素 衡量污泥脱水难易程度的指标一般有两种， 一为污泥比阻（ R）, 二为污泥毛细吸水时间（ CST）, 不同种类污泥，这两项指标也不同。比阻R是指在一定压力下，在单位过滤介质面积上每单位重量的 干污泥所能受到的阻力，单位为（ m/kg）2R=2Pa bl 卩 w式中：p为脱水推动力（N/卅）或真空度；A为过滤面积m,卩 为滤液粘度（N -S/m）; W为单位体积滤液产生之干污泥重量（kg/m3）; b为比阻测定中的斜率系数（s/m6）其值和污泥性质有关。关于比阻 测定，有专门的测定装置和具体方法，这里不再赘述。污泥毛细吸水时间是指污泥中毛细水在滤纸上渗漏 1cm 所需时 间，

13、测定CST也有专门的试验装置。R和CST是衡量污泥脱水性能的两个不同指标，各有所长，一般 比阻较准确反应真空过滤脱水性能，对带式压滤过程也有指导意义。 但对离心过程相去甚远，CST几乎适用于所有脱水过程，测定较容易， 但实测CST时受泥样含水率影响，重复性差。比阻测定过程复杂，人 为干扰大，实际控制中以CST居多。影响脱水因素较多，R和CST测定，不同污泥、不同厂家，结果 也相差较多， 一般初沉污泥易脱水， 污水来源也决定污泥性状， 因而， 不同行业的污水对其转化而来的污泥脱水性能也不相同。 另外，腐败 的污泥脱水性能也会下降， 活性污泥脱水性能一般很差， 比阻在 10.0 x 1013m/k

14、g, CST常在100之上，不经调质，无法进行机械脱水。 SVI 高，脱水性能差， 膨胀的污泥原则上不宜采用机械脱水，初沉和剩余 污泥混合污泥脱水性能取决于二者比列。 消化污泥脱水性能取决其泥 絮体是否搅碎，越碎则脱水性能越差。（2）污泥的化学调质采用机械脱水一般要求污泥比阻 R不超过4.0 x 1013m/kg或毛细 吸水时间GST小于20s，绝大部分污泥不能满足此要求，因此，采用 机械脱水的污泥，一般需进行预调质以改善其脱水性能。药剂类型及作用机理用于污泥调质的药剂由两大类， 即无机混凝剂和有机絮凝剂。 无 机混凝剂包括铁盐和铅盐以及聚合体（无机高分子） ，有机絮凝剂主 要指聚丙烯酰胺等有

15、机高分子化合物。 另外，污泥调质有时还使用一 些助凝剂。这类物质基本不起混凝作用，一般为惰性物质，主要用于 调整Ph,提供絮体骨料，改善污泥颗粒结构，从而增强混凝剂的作用 效果。有机高分子，目前主要指聚丙烯酰胺，其分子量因聚合度不同， 一般为 50 万-1800 万，其本身为非离子，但通过水解可产生阴离子 型，引入活性基团也可以制成阳离子型。 用于污泥调质一般为阳离子 型，其作用机理有两个方面，其一为压缩双电层，降低污泥表面的点 作用力，使污泥颗粒脱稳凝聚，其二为吸附架桥作用，即利用高分子 链条将污泥颗粒吸附，缠结在一起，形成大颗粒。药剂的选择及投药量确定如果单从调质效果方面考虑， 阳离子聚丙

16、烯酰胺为首选， 应用普 遍，但对于一具体厂家，其产生的污泥量和性能不同，一般采用综合 费用最低的药剂类型。投药量与污泥性能。 脱水设备种类有关， 应通过试验来确定以找 到合适的药剂牌号和投药量，既满足调质要求又降低费用。投药量除与污泥性质及脱水方式有关外， 还受污泥温度影响， 要 保证同样的絮凝效果，夏季投药量较冬季少 10%-20%。六、污泥种类和性质1. 污泥的种类 污泥主要包括城市污水处理厂产生的污泥及城镇下水道的淤泥， 按照污水处理厂工艺流程产出的污泥可分为以下几种：1）沉淀污泥：是指一次沉淀池（初沉池）产生出来的饿污泥， 其成分因水质不同而变化，含水量和有机质含量不稳定。2）剩余活性

17、污泥：是经过二级处理的二次沉淀产生的污泥，其 含水量及有机质含量较为稳定。3）混合污泥：即一沉池污泥与二沉池污泥的混合物4）消化污泥：即对原始污泥和活性污泥进行好氧或厌氧消化处 理，主要是无菌、发酵等稳定化处理后的污泥。一般各类污泥含水率大致如下：生污泥含水率 99%；浓缩污泥等 稳定处理 96%；消化污泥 95%；脱机干污泥 75%；干燥污泥 65%。2. 污泥的基本性质1）含有较高有机质及多种植物营养：污泥中含有丰富有机质和N P、K、S等大量元素及CZ、Zn、Fe、Ml、MO等微量元素。其有机含量 30%以上，因污泥的来源不同，含量也有很大差异。2） 污泥中的重金属：重金属在工业废水中含

18、量高，而且大多为 有机结合态为主，比无机态的重金属更易为植物吸收。3） 污泥含有大量的生物污染物 : 污泥中混有多种致病细菌、 原生 动物、寄生虫和病毒等病原体。4） 污泥中含有持久性的有机污染物，污泥中多环芳烃、硬质型 混合洗涤剂、多氯联苯、苯并芘就是其典型代表。七、污泥处理的目的1. 污泥的稳定化：其处理方法有生物稳定法与化学稳定法两种。 生物稳定法主要有厌氧消化、 好氧消化、 两段消化（先好氧、 后厌氧） 以及堆肥法。化学稳定法则以加石灰处理比较普遍，也有加氯、加氯 化物和有机杀菌剂等。污泥厌氧消化根据其生物作用那个的温度分为中温（ 30-36 ）高温（ 50-57）消化两种。一般采用中

19、温以及消化和两级消化。2污泥的无害化： 污泥的 无害化主要包括杀死虫卵，减少病菌 和消除重金属的污染，或者只能从严格控制污染源的排放来解决。1）有效地减少病菌的工艺：好氧消化 15C停留时间60d, 20C 40d有机分解率大于 23%厌氧消化 20C停留时间维持 60d或 35-55 C 15d，有几分解率大于38%空气干燥，至少停留3个月， 其中2个月的气温在OC以上。石灰稳定接触2h后，pH达到12.污 泥堆肥无论槽式堆肥或充气堆肥，至少 5d温度大于40 C，且其中4h大于55C。2） 进一步减少病菌的工艺：热干燥，高温消化，热处理， B射 线，a射线，巴氏灭菌，污泥堆肥等。3） 污泥

20、的减容化：浓缩、脱水等，使污泥含水率由 99%逐步减 至 20%左右。八、污泥常见的处置方法1 ）卫生填埋：是一种常见的处理方法：广泛用于城市固体废弃 物的处理，选择区域很重要，远离城市和水源地等，需要建造由防 渗漏的地下构筑物，避免对地下水造成污染，最终实现无机化、无 害化，方法简单、易行，但需占用土地。2）堆肥：是一个由嗜温菌、嗜热菌对有机物进行分解的过程。 通常污泥要和脱水剂相混合，以增加空隙使同期良好，减少含水率 和改善 c/n 比。在微生物作用下产生的高温并分解有机物。杀死虫 卵和有害微生物，达到无害哈、稳定化和资源化，最后形成像腐渣 质一样棕黑色的土肥，施于土壤中有益改良土壤，是一

21、种提高农作 物产量和质量的优质肥料，亦称生物肥。堆肥的控制因素：含水率要控制在 55%以下，否则影响升温， 要保持持续高温达到无害化要求。温度：50-55 C、8d以上对充氧堆肥，自然堆肥要保持 55 C、15d以上，最高小于75C。C/N 比:含N多的有机物，C/N比小，分解快。含C多的有机物，C/N比大，分解慢，C/N控制在25-40较为理想。PH值：7-8.5通风量：充气堆肥通风量 3.0-3.6m 3/m3 （堆肥） h3）污泥焚烧及能源回收利用：污泥焚烧是将脱水的污泥送至焚 烧炉中和燃料一起燃烧，迅速实现污泥的无机化，占地少，设备投资 大，能耗高，国内目前采用较少。在美国、日本还是提

22、倡这种做法。 它不仅绝对减量化， 而且能在焚烧过程中收集释放能源， 再利用生产 过程中去。九、污泥的综合利用及注意问题1利用沼气发电， 能量利用是个好方法，但对污泥处置投资大， 成本高。2制造建材一般指稳定过得污泥，因其有机成分不高，可作为 道路土基，或混入粘土中烧结城砖。作为制砖和建材的材料，一般渗 入量不宜过大，重金属尽管可固化，但需取谨慎态度。3作为农林用肥，这是目前较为普遍的最终处置方法，主要是 利用污泥中丰富的有机质，氮、磷、钾等植物营养元素的肥效，但尚 应注意的问题也不可忽视：1）农田使用污泥前应查清所用污泥和当地土壤中主要营养元素 及有害元素的含量，应遵守农田污泥标准，不得过量使

23、用。由于污泥 带入的有害元素， 使土地中这种有害元素达到限制后， 即应停止使用 这种污泥。2）因土制宜，先非农耕地，后农田；先旱地，后水田；先贫瘠 地，后肥沃地；先碱性地，后偏酸性地。3）对作物而言，先森林、花卉、草坪、绿化树种等，后禾谷及 蔬菜地使用。I忻戰丄玉羅厩J庶；焰圍：WSO2 污泥能源回收系统流程图示4）控制用量，根据各种营养元素的平衡和农作物的需肥特点确定，每年施污泥的数量不要过量，否则会带来不良后果。许多国家都 制定了 “农田污泥中污染物控制标准”及“土壤中容许的重金属最高 含量”。我国于1984年颁布了“农田污泥中污染物控制标准”，对农 田污泥中许多污染最咼容许量做了限制性规定。