污泥的處理與處置本章重點污泥的性質與處置污泥系統的設計計算本章難點污泥系統的工藝設計與計算本章內容10.1污泥的來源、性質和數量舉例：重慶長壽污水處理廠每天處理2萬多噸污水，產生30噸污泥。離長江不到500米。圖為二期工程備用地上的200多噸污泥。--------污泥不治污水處理系統將崩潰城市污水廠的污泥主要有：柵渣、沉砂池沉渣、初沉池污泥和二沉池生物污泥等。前兩者常作為垃圾處置；后兩者富含有機物，容易腐化破壞環境，必須妥善處置。處置前常需處理。處理的目的在于：①降低含水率，使其變流態為固態，同時減少數量；②穩定有機物，使其不易腐化，避免對環境造成二次污染。一、表征污泥性質的主要參數或項目有：1、含水率與含固率：含水率是污泥中水含量的百分數，含固率則是污泥中固體或干泥含量的百分數。含水率變化時，可近似用下式計算污泥的體積。計算舉例：書上例題2、揮發性固體(用VSS表示)，是指污泥中在600℃的燃燒爐中能被燃燒，并以氣體逸出的那部分固體。它通常用于表示污泥中的有機物的量，常用mg/L表示，有時也用重量百分數表示。3、有毒有害物含量：氮(約含污泥干重的4％)、磷(約含2.5％)和鉀<約含0.5％)，有一定肥效，可用于改善土壤。但病菌、病毒、寄生蟲卵、重金屬等施用之前應采取必要的處理措施。4、脫水性能：常用比抗阻值(r)和毛細吸水時間(CST)表征污泥脫水性能。比抗阻值(r)：單位過濾面積上，單位質量干污泥所受到的過濾阻力，稱為比阻，單位m/kg。比阻值越小，越宜于用壓濾機或離心機脫水。由于比阻實驗測定的工作量很大，且人為操作誤差也大，因此國外有人采用毛細吸水時間來近似代替比阻。毛細吸水時間（CapillarySuctionTime，CST）的意義是：污泥水在吸水紙上滲透距離為1cm所需要的時間（以秒計）。比阻值越大，CST也越大。二、污泥中的水分污泥中水的存在形式包括：1、游離水：存在于污泥顆粒間隙中的水。約占污泥水分70%2、毛細水：存在于污泥顆粒間的毛細管中。約占20%3、內部水：黏附于污泥顆粒表面的附著水和存在于其內部的內部水（包括生物細胞內的水），占污泥水分10%，只有干化才能部分分離。10.2污泥的處置由于污水水質不同，采用工藝也不同，所以產生的污泥也不同，因而，污泥的處理工藝也有所不同。一般污泥的處理一般包括：濃縮：去除污泥中的間隙水，降低含水率。穩定：防止腐敗，一般采用消化手段。調理：改變污泥的部分性狀，以有利于后續處理。脫水：使污泥進一步脫水，變為固態。干化：降低污泥重量，進一步脫水，最終含水率在10%左右。污泥的處置（出路）：1、農業利用：制成有機肥。2、填埋：經過穩定的污泥，可以與垃圾混合填埋。3、焚燒：焚燒可以減少污泥體積，滅菌，處理后可以填埋或進一步利用，但投資、運行費用較大。4、投放海洋：遠洋、深海投放。存在隱患。10.3污泥濃縮污泥濃縮目的：通過減少污泥的間隙水，達到降低污泥含水率、減少污泥體積的目的。其主要方法有：沉降法、氣浮法、離心法沉降法：主要用于濃縮初沉池污泥以及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。可以分為：間歇式和連續式兩種。間歇式停留時間一般取9-12小時；連續式污泥濃縮池：一般為豎流式或輻流式。氣浮濃縮法：氣浮濃縮是依靠微小氣泡與污泥顆粒產生黏附作用，使污泥顆粒的密度小于水而上浮，并得到濃縮的過程。氣浮法應用范圍：污泥濃度接近于水；污泥為疏水狀態；易膨脹、發酵的剩余活性污泥。離心濃縮法：利用污泥中固相、液相的密度不同，在高速離心機中受到的離心力液不通，而使兩者分離，達到濃縮的目的。為了達到良好的分離效果，一般需要添加PFS（聚合硫酸鐵），PAM（聚丙烯酰胺）等助凝劑。離心機型主要有：轉筒式、盤式、籃式等。10.4污泥的穩定穩定污泥的常用方法是消化法（厭氧生物處理）對于小型污水廠還有：1、好氧法：曝氣池中進行，加長曝氣時間（10-20天）2、氯氧化法：封閉容器中加入氯氣，殺毒、滅菌。3、石灰穩定法：投加足量石灰，使pH高于12，抑制細菌。4、熱處理法：高溫、高壓殺死微生物，破壞污泥結構，改善脫水性能。影響污泥的厭氧消化主要因素：1、pH值和堿度：7.0-7.3。由于厭氧產酸，以此需要維持2000mg/L的堿度（以CaCO3計）。2、溫度：中溫（33-35℃），高溫（50-55℃，45℃左右）3、負荷：容積負荷/有機物負荷，污泥投配率的概念。4、消化池的攪拌：有利于反應。每隔2h攪拌25min左右。有毒有害物質：污泥厭氧消化中有害物質最大允許濃度有害物質允許濃度Mg/L污泥

有害物質允許濃度Mg/L污泥硫酸鋁Cu2+Ni2+Pb2+Cr3+Cr6+硫化物丙酮52550050253150800

苯甲苯戊酸甲醇三硝基甲苯合成洗滌劑NH4+-NSO42-200200100500060100-20010005000沼氣的收集與利用：沼氣產量一般為：0.75-1.1m3/kgVSS，熱值為5000-6000kcal/L。消化池頂部的氣室應保持氣密性和耐腐蝕性。出氣管最小直徑為100mm。儲氣柜、沼氣管道、法蘭應定期檢查氣密性，防止泄漏和爆炸。適當配備沼氣火炬，沼氣過剩可以用火炬燃燒，達到無害化和保正安全。10.5污泥的脫水污泥脫水的作用：去除污泥中的毛細水和表面附著水，從而縮小其體積，減輕其重量。可以分為兩大類方法；污泥的自然干化、污泥的機械脫水。1、污泥的自然干化一般采用：污泥干化床和污泥塘兩種方法。污泥干化床：是一片平坦的場地，污泥在干化床上由于水分的自然蒸發和滲透逐漸變干，體積逐漸縮小，流動性逐漸消失。該種方法需要大量的場地和勞動力，但是一般認為，對于中小型污水處理，還算經濟使用的。影響其脫水效果的因素主要有：氣候條件；污泥性質；污泥調理等。2、機械脫水是污泥脫水的主要方向之一。主要的脫水機械有：轉筒離心機、板框壓濾機、帶式壓濾機、真空過濾機等。其應用比例約為：8.7：6.3：4.6：1。真空過濾機目前趨于淘汰。10.6污泥系統的設計計算1、管路計算污泥輸送一般采用管道輸送，沒有氣味和污泥外溢，操作方便。但一次性投資較大。污泥管道可分為：重力管道（近距離輸送，管徑不小于200）和壓力管道（遠距離輸送）兩種。固含率較低（含水率高，＞99%）時，污泥接近于水流體。固含率高，則成為假塑性（塑性）流體，層流狀態阻力高于紊流狀態。所以，對于該種污泥，流速一般取大值。對于壓力管道，最小流速一般為：1.0-2.0m/s壓力管道輸送水力計算：水頭損失包括：沿程水頭損失，和局部水頭損失。沿程水頭損失用哈森-威廉姆斯公式計算及修正。為安全起見，哈森-威廉姆斯公式結果需要乘以K值。例題：某城市污水處理廠日產硝化污泥2500m3/d，含水率為98%，用管道輸送至廠外農場灌溉，輸送距離為500m，沿線設閥門一個，900彎頭兩處，試設計管路系統。2、污泥濃縮池設計計算設計參數主要包括：濃縮池固體通量：單位時間，通過濃縮池斷面的干固體量。kg/(m2h)。水力負荷：單位時間，通過單位濃縮池表面積的上清液溢流量。m3/(m2h)水力停留時間。污泥的固體通量應該按照污泥沉淀曲線試驗數據確定，當沒有污泥沉淀試驗數據（設計階段常遇到的情況），可參考經驗值。例題：某污水廠日產剩余污泥2200m3，含水率99.4%（固體濃度6kg/m3），濃縮后使污泥固體濃度為30kg.m3（含水率97%），試設計重力濃縮池。3、消化池的設計計算消化池的設計計算包括：池體設計；加熱保溫系統設計；攪拌系統設計。池體設計包括：池體選型；確定池數目，單池容積；確定池體各部尺寸和布置消化池的個種管道。消化池的設計計算（一般參數）消化溫度：中溫（33-3度），高溫（50-55度）消化時間：中溫消化20-30d，高溫消化（10-15d）有機負荷率和產氣量：（中溫）有機負荷率0.6-1.5kg/(m3d)，產氣量1.0-1.3m3/(m3d)；（高溫）有機負荷率2.0-2.8kg/(m3d)，產氣量3.0-4.0m3/(m3d)。兩級消化中，一級二級容積比可采用1:1，2:1，3:1。池體設計：以固定蓋式消化池為例圓柱形池體直徑一般為6-35m；柱體高徑比為1：2；池底坡度一般為0.08；池頂直徑為2m；池頂至少設置兩個直徑為0.7m的檢修孔；池體的設計（投配比法）污泥投配率，中溫消化時