1、化化學與環(huán)境工程系學與環(huán)境工程系 污泥的處理和處置，就是要通過適當污泥的處理和處置，就是要通過適當?shù)募夹g措施，使污泥得到再利用或以某種的技術措施，使污泥得到再利用或以某種不損害環(huán)境的形式重新返回到自然環(huán)境中。不損害環(huán)境的形式重新返回到自然環(huán)境中。第一節(jié)第一節(jié) 污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量一、污泥的來源、性質(zhì)及主要指標一、污泥的來源、性質(zhì)及主要指標來源來源處理目的處理目的柵渣柵渣沉砂池沉渣沉砂池沉渣初沉池污泥初沉池污泥二沉池生物污泥二沉池生物污泥富含有機物，容易富含有機物，容易腐化、破壞環(huán)境，腐化、破壞環(huán)境，必須妥善處置必須妥善處置降低含水率，使其變流態(tài)為固態(tài)，降低含水率，使其變

2、流態(tài)為固態(tài)，同時減少數(shù)量同時減少數(shù)量穩(wěn)定有機物，使其不易腐化，避免穩(wěn)定有機物，使其不易腐化，避免對環(huán)境造成二次污染。對環(huán)境造成二次污染。 城市污水廠所產(chǎn)生的污泥量約為處理水體積的城市污水廠所產(chǎn)生的污泥量約為處理水體積的1%左右（左右（0.5%1.5%）,含水率含水率99.2%左右。左右。污泥污泥性質(zhì)性質(zhì)表征表征參數(shù)參數(shù)含水率與含含水率與含固率固率揮發(fā)性固體揮發(fā)性固體污泥中的有污泥中的有毒有害物質(zhì)毒有害物質(zhì)污泥的脫水污泥的脫水性能性能含水率是污泥中水含量的百分數(shù)，含水率是污泥中水含量的百分數(shù)，含固率則是污泥中固體或干泥含量含固率則是污泥中固體或干泥含量的百分數(shù)的百分數(shù)含水率在含水率在85以上呈流

3、態(tài)以上呈流態(tài),65 85時呈塑態(tài)，低于時呈塑態(tài)，低于60呈固態(tài)呈固態(tài)當含水率變化時，可近似地用下式當含水率變化時，可近似地用下式計算濕污泥的體積：計算濕污泥的體積：121001002121PPWWVV可消化程度可消化程度污泥肥分污泥肥分污泥相對密度污泥相對密度污泥污泥性質(zhì)性質(zhì)表征表征參數(shù)參數(shù)含水率與含含水率與含固率固率揮發(fā)性固體揮發(fā)性固體污泥中的有污泥中的有毒有害物質(zhì)毒有害物質(zhì)污泥的脫水污泥的脫水性能性能 揮發(fā)性固體揮發(fā)性固體(用用VSS表示表示)，是，是指污泥中在指污泥中在600C的燃燒爐中能被的燃燒爐中能被燃燒，并以氣體逸出的那部分固燃燒，并以氣體逸出的那部分固體，反映污泥的穩(wěn)定化程度體，

4、反映污泥的穩(wěn)定化程度 用指數(shù)比抗阻值用指數(shù)比抗阻值(r)或毛細吸或毛細吸水時間水時間(CST)評價評價可消化程度可消化程度污泥肥分污泥肥分污泥相對密度污泥相對密度污泥污泥性質(zhì)性質(zhì)表征表征參數(shù)參數(shù)含水率與含含水率與含固率固率揮發(fā)性固體揮發(fā)性固體污泥中的有污泥中的有毒有害物質(zhì)毒有害物質(zhì)污泥的脫水污泥的脫水性能性能可消化程度可消化程度污泥肥分污泥肥分100)1 (1221vsvsdPPPPR污泥相對密度污泥相對密度二、污泥量二、污泥量 計算城市污水廠的污泥量時，一般以下表所列的計算城市污水廠的污泥量時，一般以下表所列的經(jīng)驗數(shù)據(jù)為基礎。經(jīng)驗數(shù)據(jù)為基礎。污泥種類污泥種類污泥量污泥量/(Lm-3)含水率含

5、水率/%密度密度/(kgL-1)沉砂池的沉砂沉砂池的沉砂0.03601.5初次沉淀池污泥初次沉淀池污泥14259597.51.0151.02二次沉淀池污泥二次沉淀池污泥生物膜法生物膜法7996981.02活性污泥法活性污泥法102199.299.61.0051.008公式估算公式估算1. 初沉污泥量初沉污泥量)100(101003V0PqCV1000SNV 式中：式中：V初沉污泥量，初沉污泥量，m3/d；qv污水流量，污水流量， m3/d；沉淀池中懸浮物的去除率，沉淀池中懸浮物的去除率，%；C0進水中懸浮物濃度，進水中懸浮物濃度，mg/L；P污泥含水率，污泥含水率，%；污泥密度，以污泥密度，以

6、1000kg/m3計；計；S每人每天產(chǎn)生的污泥量每人每天產(chǎn)生的污泥量,一般采用一般采用0.30.8L/（d人）人）;N設計人口數(shù)，人。設計人口數(shù)，人。2. 剩余活性污泥量剩余活性污泥量(活性污泥法活性污泥法) (1) 剩余活性污泥量以剩余活性污泥量以VSS(揮發(fā)性固體揮發(fā)性固體)計計:VXKSSYQdeOX)( (2) 剩余活性污泥量以剩余活性污泥量以SS計計:fPXSS (3) 剩余活性污泥量以體積計剩余活性污泥量以體積計:PPV)100(100SSSS公式估算公式估算三、污泥中的水分及其對污泥處理的影響三、污泥中的水分及其對污泥處理的影響1. 污泥中的水分污泥中的水分(1) 游離水游離水:

7、 存在于污泥顆粒間隙中的水，稱為存在于污泥顆粒間隙中的水，稱為間隙水或游離水，約占污泥水分的間隙水或游離水，約占污泥水分的70左右。這部分水一般借助外力可與泥粒左右。這部分水一般借助外力可與泥粒分離。分離。(2) 毛細水毛細水: 存在于污泥顆粒間的毛細管中，稱存在于污泥顆粒間的毛細管中，稱為毛細水，約占污泥水分的為毛細水，約占污泥水分的20左右。左右。也有可能用物理方法分離出來。也有可能用物理方法分離出來。(3) 內(nèi)部水內(nèi)部水: 黏附于污泥顆粒表面的附著水和存黏附于污泥顆粒表面的附著水和存在于其內(nèi)部在于其內(nèi)部(包括生物細胞內(nèi)的水包括生物細胞內(nèi)的水)的內(nèi)部的內(nèi)部水，約占污泥中水分的水，約占污泥中

8、水分的10左右。有干左右。有干化才能分離，但也不完全。化才能分離，但也不完全。2. 污泥中的水分對污泥處理的影響污泥中的水分對污泥處理的影響 污泥處理的方法常取決于污泥的含水率和最終污泥處理的方法常取決于污泥的含水率和最終的處置方式。的處置方式。第二節(jié)第二節(jié) 污泥的處理過程污泥的處理過程污泥的處置污泥的處置 污泥處置的前處理污泥處置的前處理 為了避免污泥進入環(huán)境時，其有機部分發(fā)生腐敗為了避免污泥進入環(huán)境時，其有機部分發(fā)生腐敗,污染環(huán)境，常在脫水之前先進行降解，稱穩(wěn)定。經(jīng)過污染環(huán)境，常在脫水之前先進行降解，稱穩(wěn)定。經(jīng)過穩(wěn)定的污泥如果脫水性能差，則還需調(diào)理。穩(wěn)定的污泥如果脫水性能差，則還需調(diào)理。農(nóng)

9、業(yè)利用農(nóng)業(yè)利用填埋填埋焚燒焚燒投放海洋投放海洋建材建材污泥處理與處置污泥處理與處置一、一、 污污 泥泥 濃濃 縮縮 污泥濃縮是降低污泥含水率、減少污泥體污泥濃縮是降低污泥含水率、減少污泥體積的有效方法。積的有效方法。 污泥濃縮主要減縮污泥的間隙水。污泥濃縮主要減縮污泥的間隙水。方法方法沉降法沉降法氣浮法氣浮法離心法離心法（一）（一）沉降法沉降法 沉降法主要用于濃縮初沉污泥及初沉污泥和剩沉降法主要用于濃縮初沉污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。余活性污泥的混合污泥。1. 間隙式污泥濃縮池間隙式污泥濃縮池 設計參數(shù)為停留時設計參數(shù)為停留時間，一般為間，一般為912h。 濃縮池的上清液，濃縮池的

10、上清液，應回到初沉池前重新處應回到初沉池前重新處理。理。2. 連續(xù)式污泥濃縮池連續(xù)式污泥濃縮池 連續(xù)運行的濃縮池連續(xù)運行的濃縮池可采用沉淀池的形式，可采用沉淀池的形式，一般為豎流式一般為豎流式(或輻流或輻流式式)。設計參數(shù)設計參數(shù):濃縮池的固體通量濃縮池的固體通量kg/(m2h)或或kg/(m2d)水力負荷水力負荷m3/(m2h)或或m3/(m2d)水力停留時間水力停留時間(h或或d)（二）（二） 氣浮濃縮法氣浮濃縮法 氣浮濃縮是依靠微小氣泡與污泥顆粒產(chǎn)生黏附作氣浮濃縮是依靠微小氣泡與污泥顆粒產(chǎn)生黏附作用，使污泥顆粒的密度小于水而上浮，并得到濃縮。用，使污泥顆粒的密度小于水而上浮，并得到濃縮。

11、1. 氣浮濃縮系統(tǒng)的組成氣浮濃縮系統(tǒng)的組成 氣浮濃縮系統(tǒng)主要由加壓溶氣裝置和氣浮分離裝氣浮濃縮系統(tǒng)主要由加壓溶氣裝置和氣浮分離裝置兩部分組成。置兩部分組成。2. 氣浮濃縮法的主要設計參數(shù)氣浮濃縮法的主要設計參數(shù)主要設計參數(shù)主要設計參數(shù):污泥負荷污泥負荷氣固比氣固比水力負荷水力負荷回流比回流比單位時間內(nèi)，通過氣浮池斷面的干固體單位時間內(nèi)，通過氣浮池斷面的干固體量，單位為量，單位為kg/（m2.h）或）或kg/（m2.d）氣浮池污泥負荷氣浮池污泥負荷:污泥種類污泥種類負荷負荷/（kg.m-2.d-1)空氣曝氣的活性污泥空氣曝氣的活性污泥2575空氣曝氣的活性污泥經(jīng)沉淀后空氣曝氣的活性污泥經(jīng)沉淀后5

12、0100純氧曝氣的活性污泥經(jīng)沉淀后純氧曝氣的活性污泥經(jīng)沉淀后6015050%的初沉污泥的初沉污泥+50%的活性污泥經(jīng)的活性污泥經(jīng)沉淀后沉淀后100200初次沉淀池污泥初次沉淀池污泥至至2602. 氣浮濃縮法的主要設計參數(shù)氣浮濃縮法的主要設計參數(shù)主要設計參數(shù)主要設計參數(shù):污泥負荷污泥負荷氣固比氣固比水力負荷水力負荷回流比回流比溶氣水經(jīng)減壓釋放出的空氣量與需濃溶氣水經(jīng)減壓釋放出的空氣量與需濃縮的固體量之質(zhì)量比，常用縮的固體量之質(zhì)量比，常用As表示；表示；用于污泥濃縮一般取用于污泥濃縮一般取0.010.040aas) 1(fpRSSAA2. 氣浮濃縮法的主要設計參數(shù)氣浮濃縮法的主要設計參數(shù)主要設計參

13、數(shù)主要設計參數(shù):污泥負荷污泥負荷氣固比氣固比水力負荷水力負荷回流比回流比單位時間內(nèi)，通過氣浮池斷面的處單位時間內(nèi)，通過氣浮池斷面的處理水量，單位為理水量，單位為m3/（m2.h）為）為 m3/（m2.d），一般），一般4080m3/（m2.d）或或 23.5 m3/（m2.h)。2. 氣浮濃縮法的主要設計參數(shù)氣浮濃縮法的主要設計參數(shù)主要設計參數(shù)主要設計參數(shù):污泥負荷污泥負荷氣固比氣固比水力負荷水力負荷回流比回流比加壓溶氣水量與需要濃縮的污泥量的加壓溶氣水量與需要濃縮的污泥量的體積比，通常以體積比，通常以R表示，用于污水處表示，用于污水處理時取理時取25%50% ，用于污泥濃縮需，用于污泥濃縮需

14、計算確定計算確定(三三)離心濃縮法離心濃縮法原原 理理利用污泥中固、液相的密度不同，在利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋轉的離心機中受到不同的離心高速旋轉的離心機中受到不同的離心力而使兩者分離，達到濃縮的目的力而使兩者分離，達到濃縮的目的效果指標效果指標出泥含固率，出泥含固率，3min停留時間，含固率停留時間，含固率可達到可達到4固體回收率固體回收率濃縮后污泥的固體總濃縮后污泥的固體總量與入流污泥中的固量與入流污泥中的固體總量的比值體總量的比值污泥種類污泥種類入流污泥入流污泥含固率含固率/%濃縮后污泥濃縮后污泥含固率含固率/%高分子聚合物需要量高分子聚合物需要量/（g.kg-1污泥干固體）

15、污泥干固體）固體物質(zhì)固體物質(zhì)回收率回收率/%剩余活性污泥剩余活性污泥0.51.5810085900.51.59095厭氧消化污泥厭氧消化污51.59095普通生物濾池污泥普通生物濾池污泥2389090959110.751.59597轉筒式離心機用于污泥濃縮的運行參數(shù)轉筒式離心機用于污泥濃縮的運行參數(shù)剩余污泥機械濃縮剩余污泥機械濃縮二、污泥的穩(wěn)定二、污泥的穩(wěn)定污泥穩(wěn)定化的處理方法污泥穩(wěn)定化的處理方法: 厭氧消化法厭氧消化法 好氧消化法好氧消化法 氯化氧化法氯化氧化法 石灰穩(wěn)定法石灰穩(wěn)定法 熱處理法熱處理法 常用方法常用方法 厭氧消化厭氧消化目目 的的污泥中的揮發(fā)性固體的

16、量降低污泥中的揮發(fā)性固體的量降低40左右左右過過 程程水解、酸化、產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷水解、酸化、產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷優(yōu)優(yōu) 點點產(chǎn)生能量產(chǎn)生能量 使污泥固體總量減少使污泥固體總量減少作土壤調(diào)節(jié)劑作土壤調(diào)節(jié)劑殺死致病菌殺死致病菌缺缺 點點投資大投資大 運行易受環(huán)境條件的影響運行易受環(huán)境條件的影響消化污泥不易沉淀消化污泥不易沉淀消化反應時間長消化反應時間長（一）厭氧消化的過程（一）厭氧消化的過程兩級高負荷率厭氧消化系統(tǒng)兩級高負荷率厭氧消化系統(tǒng)（二）（二） 影響污泥消化的主要因素影響污泥消化的主要因素1. pH和堿度和堿度最佳為最佳為7.07.3厭氧消化厭氧消化產(chǎn)生產(chǎn)生有機酸有機酸pH甲烷菌分解有機酸時產(chǎn)生的重

17、碳酸鹽不斷增加甲烷菌分解有機酸時產(chǎn)生的重碳酸鹽不斷增加2. 溫度溫度中溫：中溫：3335C高溫：高溫：5055C3. 負荷負荷 厭氧消化池的容積決定于厭氧消化的負荷率。厭氧消化池的容積決定于厭氧消化的負荷率。表表達達方方式式容積負荷容積負荷參數(shù)為投配率參數(shù)為投配率日進入的污泥量與池子容積之比，在一定程日進入的污泥量與池子容積之比，在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留時間度上反映了污泥在消化池中的停留時間有機物負荷有機物負荷參數(shù)為有機負荷率參數(shù)為有機負荷率每日進入的干泥量與池子容積之比每日進入的干泥量與池子容積之比消化時間進行復核消化時間進行復核4. 消化池的攪拌消化池的攪拌 在有機物的厭氧發(fā)

18、酵過程中，讓反應器中的微在有機物的厭氧發(fā)酵過程中，讓反應器中的微生物和營養(yǎng)物質(zhì)生物和營養(yǎng)物質(zhì)(有機物有機物)攪拌混合，充分接觸，將攪拌混合，充分接觸，將使得整個反應器中的物質(zhì)傳遞、轉化過程加快。使得整個反應器中的物質(zhì)傳遞、轉化過程加快。5. 有毒有害物質(zhì)有毒有害物質(zhì)作用作用使池內(nèi)污泥濃度分布均勻，利于使池內(nèi)污泥濃度分布均勻，利于微生物生長繁殖微生物生長繁殖釋放有害氣體釋放有害氣體使環(huán)境因素在反應器內(nèi)保持均勻使環(huán)境因素在反應器內(nèi)保持均勻沼氣風機攪拌沼氣風機攪拌（三）（三） 消化池的構造消化池的構造主主要要設設備備攪拌攪拌螺旋漿螺旋漿 鼓風機鼓風機 射流器抽吸污泥氣射流器抽吸污泥氣集氣集氣排液排液

19、溢流溢流監(jiān)測防護裝置監(jiān)測防護裝置加料，排料加料，排料附屬設備附屬設備消化池消化池浮動式頂蓋浮動式頂蓋固定式頂蓋固定式頂蓋加熱加熱池外加熱池外加熱池內(nèi)加熱池內(nèi)加熱消化池構造消化池構造浮動蓋式消化池浮動蓋式消化池固定蓋式消化池固定蓋式消化池螺旋漿攪拌的消化池螺旋漿攪拌的消化池污泥消化池污泥消化池大型厭氧生物處理大型厭氧生物處理沼氣攪拌壓縮機沼氣攪拌壓縮機熱交換器熱交換器貯氣罐貯氣罐（四）消化池的設計計算（四）消化池的設計計算內(nèi)容內(nèi)容池體設計池體設計加熱保溫系統(tǒng)設計加熱保溫系統(tǒng)設計攪拌設備設計攪拌設備設計池體選型池體選型確定池的數(shù)目和單確定池的數(shù)目和單池容積池容積確定池體各部尺寸確定池體各部尺寸布置

20、消化池的各種布置消化池的各種管道管道 消化池有效容積按每天處理污泥量及污泥投配消化池有效容積按每天處理污泥量及污泥投配率進行計算：率進行計算：100pVV消化池座數(shù)消化池座數(shù)n：0VVn 消化池有效容積按有機負荷消化池有效容積按有機負荷(Ns)計算：計算：ssNGV 式中：式中：V消化池有效容積，消化池有效容積，m3； V每天要處理的污泥量，每天要處理的污泥量，m3/d； p污泥投配率，城市污水廠高負荷率消化池，當消化溫污泥投配率，城市污水廠高負荷率消化池，當消化溫度為度為3035時，時，p可取可取6%18%； n消化池的座數(shù)；消化池的座數(shù)； Gs每日要處理的污泥干固體量，每日要處理的污泥干固

21、體量， kg VSS/d ； Ns單位容積消化池污泥（單位容積消化池污泥（VSS）負荷率，）負荷率， kg VSS/（m3/d）。）。計算消化池的構造尺寸計算消化池的構造尺寸： 消化池必須附設各種管道：污泥管、上清液排消化池必須附設各種管道：污泥管、上清液排放管、溢流管、沼氣管和取樣管。放管、溢流管、沼氣管和取樣管。（五）沼氣（五）沼氣(消化氣消化氣)的收集和利用的收集和利用 污泥和高濃度有機廢水的厭氧消化均會產(chǎn)生污泥和高濃度有機廢水的厭氧消化均會產(chǎn)生大量沼氣。大量沼氣。 在設計消化池時必須同時考慮相應的沼氣收在設計消化池時必須同時考慮相應的沼氣收集、儲存和安全等配套設施，以及利用沼氣加熱集、

22、儲存和安全等配套設施，以及利用沼氣加熱入流污泥和池液的設備。入流污泥和池液的設備。 污泥消化所產(chǎn)生的以甲烷為主的消化氣量，污泥消化所產(chǎn)生的以甲烷為主的消化氣量，主要取決于被消化的揮發(fā)固體量。主要取決于被消化的揮發(fā)固體量。三、三、污污 泥泥 的干化與脫的干化與脫 水水（一）概述（一）概述 污泥脫水的作用是去除污泥中的毛細水和表面污泥脫水的作用是去除污泥中的毛細水和表面附著水，從而縮小其體積，減輕其質(zhì)量。附著水，從而縮小其體積，減輕其質(zhì)量。(二二) 污泥的自然干化污泥的自然干化1. 污泥干化床的構造污泥干化床的構造圍堤和隔墻圍堤和隔墻輸泥槽輸泥槽濾水層濾水層排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)不透水底層不透水底層支柱

23、和透明頂蓋支柱和透明頂蓋輕便鐵軌輕便鐵軌污泥干化床污泥干化床2. 污泥干化床脫水效果的影響因素污泥干化床脫水效果的影響因素氣候條件氣候條件污泥性質(zhì)污泥性質(zhì)污泥調(diào)理污泥調(diào)理3. 污泥干化床的設計污泥干化床的設計決定面積決定面積劃分塊數(shù)劃分塊數(shù)干化床面積干化床面積WS 11、脫水前預處理、脫水前預處理 消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥與初消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥與初沉污泥的混合污泥等在脫水之前應進行調(diào)理，以改沉污泥的混合污泥等在脫水之前應進行調(diào)理，以改善污泥的脫水性能。善污泥的脫水性能。 調(diào)理就是破壞污泥的膠態(tài)結構、減少泥水間的調(diào)理就是破壞污泥的膠態(tài)結構、減少泥水間的親和力，改善污泥的脫水性能。親和力，改善污泥的脫水性能。方方法法加藥調(diào)理法加藥調(diào)理法淘洗加藥調(diào)理法淘洗加藥調(diào)理法加熱調(diào)理法加熱調(diào)理法冷凍調(diào)理法冷凍調(diào)理法加骨粒調(diào)理法加骨粒調(diào)理法（三）、污泥的機械脫水（三）、污泥的機械脫水2、 污泥的機械脫水設備污泥的機械脫水設備脫水機械脫水機械轉筒離心機轉筒離心機板框壓濾機板框壓濾機帶式壓濾機帶式壓濾機真空過濾機真空過濾機（1） 帶式壓濾機帶式壓濾機 帶式壓濾機工藝的開發(fā)成功的關鍵是濾帶的帶式壓濾機工藝的開發(fā)成功的關鍵是濾帶的開發(fā)，是合成有機聚合物發(fā)展的結果。開發(fā)，是合成有機聚合物發(fā)展的結果。帶式壓濾機的構造帶式壓濾機的構造: