1、污泥的處理與處置污泥的處理與處置中國科學院長春應用化學研究所中國科學院長春應用化學研究所朱果逸朱果逸污泥處理目的 處理污泥占全部建設費用的20%50%，甚至70%。 污水處理廠產生的污泥占處理水量的0.3%0.5%左右。 污泥含大量有害有毒物質，如寄生蟲卵、病原微生物、細菌、合成有機物及重金屬離子等；有用物質如植物營養素(氮、磷、鉀)、有機物及水分等。 污泥處理與處置達到如下目的： (1)使污水處理廠能夠正常運行，確保污水處理效果； (2)使有毒有害物質得到妥善處理或利用； (3)使容易腐化發臭的有機物得到穩定處理； (4)使有用物質能夠得到綜合利用，變害為利。1.1污泥的分類、性質與產生量污

2、泥的分類、性質與產生量1.1.1 分類分類1)按成分不同分為：污泥 有機物為主要成分，初次沉淀池與二次沉淀池的沉淀物均屬污泥。易腐化發臭，顆粒細，比重小(約為1.021.006)，含水率高且不易脫水，膠狀結構。沉渣 以無機物為主要成分的稱沉渣。沉渣的主要性質是顆粒較粗，比重較大(約為2左右)，含水率較低且易于脫水，流動性差。沉砂池與某些工業廢水處理沉淀池的沉淀物屬沉渣。2)按來源不同分為：初次沉淀污泥 來自初次沉淀池。剩余活性污泥 來自活性污泥法后的二次沉淀池。腐殖污泥 來自生物膜法后的二次沉淀池。 （以上3種污泥可統稱為生污泥或新鮮污泥）消化污泥 生污泥經厭氧消化或好氧消化處理后，稱為消化污

3、泥或熟污泥。化學污泥 用化學沉淀法處理污水后產生的沉淀物稱為化學污泥或化學沉渣： 1.1.2 污泥的性質 1、污泥含水率 污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分數稱為污泥含水率。 P1,V1,W1,C1污泥含水率為p2時的污泥體積、重量與固體物濃度； P2,V2,W2,C2污泥含水率變為p2時的污泥體積、重量與團體物濃度;12122121100100CCppWWVV2、污泥的脫水性能、污泥的脫水性能 污泥的脫水性能可用污泥比阻來衡量，污泥比阻（r）系指在一定壓力下，在單位過濾界面上，單位重量的干污泥所受到的阻力。3、灼燒減量和灼燒殘量、灼燒減量和灼燒殘量4、污泥比重和干物質比重、污泥比重和

4、干物質比重5、pH值值6、堿度、堿度7、有機物的含量、有機物的含量8、有機酸的含量、有機酸的含量9、污泥顆粒組成、污泥顆粒組成10、污泥熱值、污泥熱值11、污泥肥分、污泥肥分12、污泥的沉淀、濃縮性能、污泥的沉淀、濃縮性能13、污泥的離心分離性能、污泥的離心分離性能1.2污泥處置基本方法污泥處置基本方法 1.2.1污泥處理處置的原則 污泥的處理處置與其他固體廢物的處理處置一樣，都應遵循減量化、穩定化、無害化的原則。 1減量化 2穩定化 3無害化 污泥處理處置時應綜合考慮各種因素，杜絕不確定因素對環境可能造成的沖擊和意想不到的污染物在不同介質之間的轉移，對環境整體而言，要具有安全性和可持續性。1

5、.2.2污泥處理處置基本工藝流程污泥處理處置基本工藝流程 污泥處理處置的方法很多，污泥處理處置的基本工藝可分為以下幾類：（1）濃縮前處理脫水好氧消化土地還原；（2）濃縮前處理脫水干燥土地還原；（3）濃縮前處理脫水焚燒（或熱分解）灰分填埋；（4）濃縮前處理脫水干燥熔融燒結做建材；（5）濃縮前處理脫水干燥做燃料；（6）濃縮厭氧消化前處理脫水土地還原；（7）濃縮蒸發干燥做燃料；（8）濃縮濕法氧化脫水填埋；1.3 污泥濃縮1.3.1重力濃縮重力濃縮 重力濃縮的基本原理是污泥重力濃縮的基本原理是污泥-水懸浮液中的固體在重水懸浮液中的固體在重力作用下沉淀和進一步固化的物理過程。力作用下沉淀和進一步固化的物

6、理過程。 重力濃縮池上 清 液濃 縮 污 泥進 泥進 泥濃縮污泥上 清 液圖 26-4間 歇 式 濃 縮 池 示 意 圖圖3間歇式濃縮池示意圖圖4 連續式重力濃縮池1.3.2機械濃縮 機械濃縮設備主要形式有： 轉鼓式濃縮機 螺旋式濃縮機 帶式濃縮機 離心式濃縮機 前三種是借助于自然重力場的作用(重力式濃縮機)通過投加化學絮凝藥劑(一般投加有機高分子絮凝藥劑來抵消水分子間結合力的。 后一種是借助于人工重力場的作用進行污泥“液相”和“固相”分離的機械。 轉鼓濃縮機 貯泥斗轉鼓式濃縮機污泥泵 混合器濾液沖洗水藥劑污泥濃縮污泥轉鼓式濃縮機工作系統圖螺旋式濃縮機 螺旋式濃縮機示意圖 圖26-6 螺旋式濃

7、縮機示意圖絮凝反應器污泥進口濾液排出口濃縮污泥泵螺旋式濃縮機帶式濃縮機 帶式濃縮機示意圖 進泥濾液真空泵絮凝反應器污泥帶式濃縮機沖洗水噴頭濃縮污泥泵離心機 離心式濃縮機示意圖 1.3.3氣浮濃縮 氣浮濃縮是利用固體與水的密度差而產生的浮力，使固體上浮，達到固液分離，實現固體濃縮的目的。 對于密度小于1 g/cm3固體，可以直接進行上浮分離； 對密度大于1g/cm3的固體，則可通過減小其密度，從而實現固液分離。 一般采用將氣泡附著在污泥顆粒周圍的方法，降低固體密度，產生上浮的動力，達到濃縮的目的。 氣浮濃縮的裝置 氣浮濃縮裝置主要由三部分組成，即布氣或溶氣系統、溶氣釋放系統（存在于加壓溶氣氣浮中

8、）及氣浮分離系統。布氣或溶氣系統指通過布氣或溶氣裝置如水泵、葉輪、曝氣裝置、空壓機、溶氣罐及一些附屬設備等向水中沖入或溶入氣體的一類系統裝置。溶氣釋放系統設備一般由溶氣釋放器(或穿孔管、減壓閥)及溶氣水管路組成。溶氣釋放器的功能是將壓力溶氣水通過消能、減壓，使溶入水中的氣體以微氣池的形式釋放出來，并能迅速又均勻地附著到污泥絮體上。氣浮分離系統一般可分為三種類型，即平流式、豎流式及綜合式。（詳見廢水氣浮一章） 氣浮濃縮工藝控制影響氣浮濃縮的因素很多，主要有：壓力循環比流入污泥濃度停留時間氣固比、污泥種類和性質固體負荷和水力負荷絮凝劑的使用與否1.5污泥的調理 1.5.1 污泥調理概念 污泥水與污

9、泥固體顆粒的結合力是很強的，如果沒有預先的處理，即通過化學的、物理的或者熱工的方法進行預處理，絕大多數污泥的脫水是非常困難的，這種污泥預先處理的過程稱為污泥調理。調理的目的就是改善污泥脫水的性質，減小水與污泥固體顆粒的結合力，加速污泥脫水過程。 污泥中所含水分大致分為4類：顆粒間的空隙水，約占總水分的70%；毛細水，即顆粒間毛細管內的水，約占20%，污泥顆粒吸附水和顆粒內部水，約占10%。 污泥調理對于所有污泥都適用，但不同的污泥所能夠達到的調理效果不同。污泥調理的方法很多，但主要的方法有化學調理法物理調理和。1.5.2污泥調理方法1、化學調理方法 化學調理就是在需要脫水的污泥中加入化學混凝藥

10、劑，使污泥顆粒，包括細小的顆粒及膠體顆粒凝聚、絮凝，以改善其脫水性能。所以需要設置藥劑溶解、配制、投加設備。2、物理調理法 物理調理是向被調理的污泥中投加不會產生化學反應的物質，如投加焚燒后的污泥，或者粉煤灰，作為污泥的“支架”結構，以降低或者改善污泥的可壓縮性。物理調理主要采用的物質有：煙道灰、硅藻土、焚燒后的污泥灰、粉煤灰等，其中以煙道灰效果最好。3、熱工調理法（1）熱處理法 對污泥加熱可加速粒子的熱運動，提高粒子碰撞和結合的頻率，達到粒子相互間的凝聚。同時污泥中的細胞體受熱膨脹而破裂，釋放出蛋白質和膠質、礦物質和細胞膜碎片。膠體結構被破壞，大量釋放出內部結合水，產生脫水收縮作用。進而釋放

11、出的有機物在高溫下受熱水解、溶化，形成由可溶性聚縮氨酸、氨氮、揮發酸及碳水化合物組成的茶褐色液體。熱調質效果取決于污泥的性質、溫度和處理時間等條件。（2）冷凍法 冷凍熔解法是將含大量水分的污泥冷凍，使溫度下降到凝固點以下，污泥開始凍結，然后加熱熔解。污泥經過冷凍-熔解過程，由于溫度發生大幅度變化，使膠體顆粒脫穩凝聚，顆粒由細變大，失去了毛細狀態。 1.6 污泥脫水 污泥經濃縮和消化之后，其含水率仍在96左右，體積很大，不便于運輸和使用，為了綜合利用和最終處置，需要進一步脫水，提高泥餅的含固率，以減少污泥堆置的占地面積，污泥脫水是整個污泥處理工藝的一個重要步驟或者環節。 目的是使固體部分得到富集

12、，減少污泥體積，為污泥的最終處置創造條件。其主要方法有自然干化法和機械脫水法兩種。污泥的自然干化 圖16 人工濾層干化場污泥的機械脫水 圖18 滾壓帶式脫水機（對置滾壓式）圖19 滾壓帶式脫水機（水平滾壓式）圖20 離心脫水機圖21 板框式壓濾機圖22 轉鼓真空過濾機工藝流程圖23 轉鼓真空過濾機1.7污泥的干燥與焚燒污泥的干燥與焚燒 污泥脫水干化后，體積仍較大，為了便于利用與處理，可以進一步作干燥處理或焚燒。 干燥處理后，污泥含水率可降至20以下，體積可大大減小，便于運輸、利用或最終處理。 通過焚燒可將污泥中水分和有機雜質完全去除，并殺滅病原微生物。污泥干燥與焚燒各有專用設備，也可以在同一設備中進行。圖24 回轉圓筒式干燥器工藝流程1.7.污泥的干燥污泥的干燥常用的污泥干燥設備有回轉圓筒干燥機、急驟干燥器和帶式干燥器。裝袋秤盤滑動閘門貯倉旋風分離器貯倉通風機焚燒爐鏈條爐蓖加泥機風機加泥倉安全閥蒸汽鼓風機干泥分配器氣閘旋風分離器伸縮接頭進泥斗混合器熱氣體導管及籠式磨機排灰至煙囪急驟干燥管圖25 急驟干燥器與焚燒爐圖26 帶式干燥器1.7.2污泥的焚燒設備污泥的焚燒設備 污泥焚燒可分為兩種：完全焚燒和濕式燃燒(即不完全使燒)。 污泥所含水分被完全蒸發、有機物質被完全焚燒，焚燒的最終產