第七章污泥處理與處置概述污泥濃縮、脫水與干化污泥的穩定污泥處置的目的：1、減小含水率P、體積V（濃縮、脫水、干化）2、使污泥中的有機物穩定化（厭氧消化、好氧消化、焚燒）3、綜合利用（N、P、K）1概述一、污泥分類1、按成分分類：（1）污泥：含有機物為主的沉渣，含水率高，不易脫水，容易腐化發臭，便于管道輸送、顆粒細。（2）沉渣：含無機物為主，顆粒粗、比重大、流動性差。22、按來源分類：（1）初沉污泥：來源于初沉池，灰色糊狀，有機物占所有固體的65%，含水率92～98%（典型95%）。（2）腐植污泥：來源于生物膜法處理系統的二沉池，含水率92～95%。（3）剩余活性污泥：來源于活性污泥法二沉池，含水率99～99.5%，褐色絮狀物，運行良好時，無特別氣味。3（4）熟污泥：來源于消化池，即消化污泥，含水率與進消化池前基本一樣。好氧消化為褐色絮狀物；厭氧消化為深褐色至黑色，并含有大量氣體，消化良好時氣味較輕。（5）化學污泥：來源于化學沉淀池，一般顏色較深。4二、污泥性質指標1、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。污泥濃度、重量、體積、含水率之間的關系：式中：p1、V1、C1、W1——污泥含水率為p1時的污泥體積、重量與固體物濃度。

p2、V2、C2、W2——污泥含水率為p2時的污泥體積、重量與固體物濃度。5（假定濃縮過程中上清液中不含固體物質，則濃縮前后污泥中固體物質相等。則污泥中含固體物質：W固=W1（1-p1）=W2（1-p2）=C1V1=C2V2=r1V1=r2V2r為污泥比重）62、污泥比重（1）干污泥比重r干干污泥由揮發性固體（污泥中有機物含量，又稱灼燒減量）和灰分（污泥中無機物含量，又稱灼燒殘渣）組成，其比重為此二種成分平均比重。

式中pV為干固體中有機物所占百分比，計算時不帶百分號。7（2）濕污泥比重r濕式中p為污泥含水率，計算時不帶百分號。當p較大時（接近于100），r濕≈1，確定濕污泥、干污泥比重對濃縮池的設計、污泥的輸送及后續處理意義重大。3、污泥肥分：N、P、K4、生物組成：大量細菌及寄生蟲卵8三、污泥量1、初沉污泥（兩種計算法）（1）按懸浮物去除率計算：式中：V——初次沉淀池污泥量，m3/dQ——污水流量

η——去除率，%C0——進水懸浮物濃度，mg/LP——污泥含水率，%ρ——沉淀污泥密度，以1000kg/m3計。此式適用于初次沉淀池，二沉池污泥量也可近似按此式計算，η以80%計。9（2）按每人每日產生的污泥量計算：式中：W——每日污泥量，m3/dS——每人每日產生的污泥量，L/人.dN——設計人口數

t——兩次排泥時間間隔（初次沉淀池按2天考慮）2、剩余污泥量：10四、污泥輸送1、污泥流動的特征因污泥比水的粘滯性大，所以低流速時（1.0～1.5m/s，層流），粘滯度大，阻力比紊流大；高流速時（大于1.5m/s，紊流），能消除邊界層產生的旋渦（因粘滯度大），消耗的能量小（由于粘滯性使管壁粗糙度減小），則流動阻力小于清水。含水率越大，越接近水流，p越小，反常情況越明顯。p為90～92%時，與污水相比，水頭損失增加很多（當D=100～150mm時，hf泥=6～8hf水）112、污泥管道設計：因污泥流動特點，流速小時易沉淀，所以流速應選高一些。（1）內部管道：重力輸送時，i=0.01～0.02，管徑不小于200mm；壓力輸送時應進行詳細水力計算，V最小=1.0～1.2m/s。（2）外部管道：長距離輸送時，應進行詳細水力計算，主要考慮沿程水頭損失，局部損失可忽略。12污泥濃縮、脫水與干化一、污泥濃縮：長時間沉淀，降低污泥中的含水率，為后續處理提供方便條件。二、污泥水分及去除方法1、污泥水分（1）空隙水：占污泥總水分的70%（2）毛細水：占污泥總水分的20%（3）吸附水、內部水：占污泥總水分的10%13142、各種水分去除方法153、濃縮池分類（1）重力式：包括間歇式（小型污水廠）和連續式（大、中型污水廠）——初沉污泥及混合污泥（2）氣浮式——活行污泥及生物濾池污泥二、重力濃縮的基本理論：區域沉淀、壓縮沉淀三、重力濃縮池設計（輻流式、豎流式）：固體通量法1、面積：A=Q0C0/GL2、濃縮時間：9~12小時16四、污泥脫水與干化1、機械脫水：以過濾介質兩面的壓力差作為推動力，使污泥水分被強制通過過濾介質，形成濾液，而固體顆粒被截流在介質上，形成濾餅，從而達到脫水的目的。造成壓力差推動力的方法有：（1）依靠污泥本身厚度的靜壓力（自然干化）；（2）在過濾介質的一面造成負壓（如真空吸濾脫水）；（3）給污泥加壓，將水分壓過介質（如壓濾脫水）；（4）造成離心力（離心脫水）172、機械脫水預處理：改善污泥脫水性能，提高機械脫水效果與機械脫水設備的生產能力。（1）化學調理法（混凝劑、助凝劑）（2）熱處理法（高溫加壓熱處理、低溫加壓熱處理）（3）冷凍法（4）淘洗法(降低堿度,減少投藥量)3、污泥干化（自然干化場）18污泥的穩定一、污泥穩定的目的：將污泥中不穩定的有機物及有害物質進一步轉化為穩定的、無害物質。二、污泥穩定的方法：厭氧消化、好氧消化、藥劑氧化（濕式氧化）三、污泥厭氧消化1、厭氧消化分類：自然厭氧消化、人工強化厭氧消化自然厭氧消化，如化糞池、雙層沉淀池、堆肥等；人工強化厭氧消化，如消化池。192、厭氧消化作用：穩定污泥：生污泥含有機物65%，消化后50%以下。（2）減小污泥容積，但含水率不降低。（3）滅菌（4）改善污泥肥效（NH4-N增加）（5）沼氣利用3、厭氧消化機理（三個階段：水解發酵階段、產氫產乙酸階段、甲烷化階段）20（1）消化模式21（2）消化特性：參與細菌：第一、第二階段參與細菌主要為產酸菌和酸性腐化菌，第三階段參與細菌主要為甲烷菌。產物：第一、第二階段主要產物為有機酸、醇、H2S、H2、NH3、能，第三階段主要產物為CH4、CO2、H2S、H2、NH3、能。環境條件：第一、二階段pH=5～6（低），第三階段pH為弱堿性（６.６～７.5）。污泥性狀：第一、二階段為灰黃或黃色，粘稠，不易脫水，易發臭；第三階段深褐色，易脫水，不腐敗。22（3）甲烷菌的特點：對pH要求嚴，6.8～7.8，最好6.8～7.2；對溫度要求嚴，高溫50～60℃，要求恒溫，改變2～3℃就會破壞消化過程；世代期長，4～6天；專一性強。4、影響因素（1）溫度：決定消化速度，要求恒溫23溫度產氣量（m3/m3污水）熱耗滅菌時間低溫（10～28℃）低不加熱很差3～4個月中溫（30～35℃）較高加熱較差20～30天高溫（50～60℃）高加熱量大好10天左右24（2）污泥投配率n：城市污水（中溫消化）5～8%，n大，產氣量小，污泥分解差，池容積小。（3）C、N比：C：N=10～20：1，最好14：1。C/N過高，NH4HCO3下降，緩沖能力差，pH容易降低；C/N過低，NH4HCO3增加，pH上升，銨鹽積累，抑制甲烷菌生長繁殖。初沉污泥C量足，活性污泥不足。（4）攪拌：作用有二：充分混合，微生物均勻分布，縮短消化時間。避免結殼，加速沼氣釋放。（5）pH：若pH小于6.5，加石灰。（6）有毒物質255、厭氧消化池的構造（1）消化池構造（固定蓋式）：a、集氣罩b、池蓋c、池體d、下錐體e、人孔f、觀察孔消化池的構造主要包括污泥的投配、排泥及溢流系統，沼氣排出、收集與貯氣設備，攪拌設備及加溫設備等。2627（2）池體：有圓柱形、方形、蛋型。圓柱形池徑一般為6m～35m，池總高與池徑比0.8～1.O，池底、池蓋傾角一般取15°～20°，池頂集氣罩直徑取2m～5m，高1m～3m。大型消化池可采用蛋形，容積可做到10000m3以上，蛋形消化池在工藝與結構方面有如下優點：①攪拌充分、均勻，無死角，污泥不會在池底固結；②池內污泥的表面面積小，即使生成浮渣，也容易清除；28③在池容相等的條件下，池子總表面積比圓柱形小，故散熱面積小，易于保溫；④蛋形的結構與受力條件最好，如采用鋼筋混凝土結構，可節省材料；⑤防滲水性能好，聚集沼氣效果好。（3）攪拌設備a、水射器攪拌：設備簡單，效率低，耗能大b、機械攪拌：效率高。但密封要求高c、沼氣循環攪拌：安全要求嚴格29（4）加溫系統（5）各種管道：進泥管、中位管（可進泥、可出泥）、排泥管、沼氣管（6）沼氣罐、計量設備、安全設備（防火）、冷凝水罐、各種提升設備306、消化池的設計（1）容積計算：V=SV/S式中：SV——新鮮污泥中揮發性有機物重量，kg/dS——揮發性有機物負荷，中溫消化0.6～1.5kg/（m3·d），高溫消化2.0～2.8kg/（m3·d）池數≥2，泥面：國內在池蓋的1/2～2/3處，國外在集氣罩下緣。（2）熱工計算：根據消化池溫度、新鮮污泥溫度計算污泥所需熱量，同時計算池體散熱、輸泥管道散熱及其他耗熱，然后確定消化池供熱量。317、兩相消化：將厭氧的第一、第二和第三階段分別在兩個消化池中進行，使各自都有最佳的環境條件。具有容積小、能耗少、運行管理方便、消化徹底的優點。第一相消化池停留時間1天，第二相6~6.5天，第二相中加溫、攪拌。8、消化池的投產與運行管理（1）消化污泥的培養與馴化：逐步培養法（用初沉、二沉污泥，慢，30~40天）；一次培養法（塘泥或消化污泥，快，幾天）（2）消化池運行異常現象：產氣量下降，上清液水質惡化。329、沼氣的利用：消化池污泥加溫、沼氣發電（先對沼氣脫硫凈化）四、污泥好氧消化五、污泥堆肥六、污泥消毒：巴氏消毒法（用熱蒸氣加熱污泥至70℃，可直接消毒或間接消毒，成本高）、石灰穩定法（消毒后pH高）、加氯消毒法（產生HCl，降低pH，并會溶解污泥中重金屬，慎用）、輻射消毒法。33七、其他穩定法：焚燒法（完全，焚燒爐，有回轉焚燒爐、立式多段焚燒爐、流化床焚燒爐）、濕式燃燒法（經濃縮的污泥在高溫150~350℃、