污泥处理与处置课件.ppt

污 泥 处 理 处 置福建海峡环保有限公司授 课 大 纲1概述2污泥分类及性质3污泥的处理4污泥的处置5污泥处理处置环境风险管理概 述•污泥：是固体废物特例，在污水或废水处理过程及给水处理过程中产生的富含水分的、具有流动性或塑性的废物不包括栅渣和沉砂p污水处理厂的污泥除含有水和有机物之外，一般还含有：Ø有毒物质：细菌、病原微生物、寄生虫卵及重金属Ø植物性营养素：氮、磷、钾p污泥产生量约占处理水量的0.5-1.0%（含水率98%计）Ø目前洋里污水厂处理规模50万吨/天，则会产生万吨/天污泥！n所以，污泥需要进行一定的处理或处置，以实现减量化、无害化(稳定化)和资源化概 述•污泥处理：对污泥进行减容、减量、稳定以及无害化过程，主要包括浓缩、消化、调理、脱水、干化等•污泥处置：以自然或人工方式使经处理后的污泥或污泥产品能够得到长期稳定，并对生态环境无不良影响的最终消纳方式，包括土地利用、污泥农用、填埋和焚烧及综合利用等污泥分类及性质•污泥的类型Ø按成分可分为：有机污泥和无机污泥；Ø按污水处理不同阶段可分为：p初沉污泥（一级处理）p腐殖污泥或剩余污泥（二级处理）p化学污泥（三级处理）p消化污泥/熟污泥（消化处理）Ø按污泥处理不同阶段可分为p生污泥（98%）p消化污泥（98%）p浓缩污泥（94%）p脱水污泥（60-80%）p干化污泥（<30%）污泥分类及性质•污泥的性质•了解污泥的性能指标对选择污泥处理/处置工艺方法具有指示作用，常用性质指标有：Ø含水(固)率p含水率是污泥中水含量的百分数，含固率则是污泥中固体或干泥含量的百分数。

p含水率大小影响污泥体积及赋存形态Ø挥发分和灰分Ø有机物组成与分类Ø污泥脱水性能Ø污泥压缩性能Ø污泥肥分Ø污泥卫生学指标Ø污泥重金属含量 污泥含水率从95%降至90%时，求污泥体积的改变？含水率85％以上呈流态,65％~ 85％时呈塑态，低于60％呈固态污泥分类及性质•污泥的性质•了解污泥的性能指标对选择污泥处理/处置工艺方法具有指示作用，常用性质指标有：Ø含水(固)率Ø挥发性固体和灰分ü挥发性固体代表污泥中有机含量，又称灼烧减重ü灰分则代表污泥中的无机含量，又称灼烧残渣Ø有机物组成与分类Ø污泥脱水性能Ø污泥压缩性能Ø污泥肥分Ø污泥卫生学指标Ø污泥重金属含量污泥分类及性质•污泥的性质•了解污泥的性能指标对选择污泥处理/处置工艺方法具有指示作用，常用性质指标有：Ø含水(固)率Ø挥发性固体和灰分Ø有机物组成与分类ü易降解有机组分和难降解有机组分的含量比例直接影响污泥消化程度、产气量大小Ø污泥脱水性能Ø污泥压缩性能Ø污泥肥分Ø污泥卫生学指标Ø污泥重金属含量污泥分类及性质•污泥的性质•了解污泥的性能指标对选择污泥处理/处置工艺方法具有指示作用，常用性质指标有：Ø含水(固)率Ø挥发性固体和灰分Ø有机物组成与分类Ø污泥脱水性能ü比阻：一定压力下，单位过滤介质面积上，单位质量的干污泥所受到的阻力(m/kg)ü毛细吸水时间:污泥中的毛细水在滤纸上渗透距离为1cm所需要的时间。

Ø污泥压缩性能Ø污泥肥分Ø污泥卫生学指标Ø污泥重金属含量一般来说，比阻小于1×1011m/kg的污泥易于脱水，大于1×1013m/kg难于脱水污泥分类及性质•污泥的性质•了解污泥的性能指标对选择污泥处理/处置工艺方法具有指示作用，常用性质指标有：Ø含水(固)率Ø挥发性固体和灰分Ø有机物组成与分类Ø污泥脱水性能Ø比阻：一定压力下，单位过滤介质面积上，单位质量的干污泥所受到的阻力(m/kg)Ø毛细吸水时间:污泥中的毛细水在滤纸上渗透距离为1cm所需要的时间Ø污泥压缩性能Ø污泥肥分Ø污泥卫生学指标Ø污泥重金属含量一般来说，比阻小于1×1011m/kg的污泥易于脱水，大于1×1013m/kg难于脱水污泥分类及性质•污泥的性质•了解污泥的性能指标对选择污泥处理/处置工艺方法具有指示作用，常用性质指标有：Ø含水(固)率Ø挥发性固体和灰分Ø有机物组成与分类Ø污泥脱水性能Ø污泥压缩性能-压缩系数Ø压缩系数污泥，其比阻随过滤压力的升高而上升较快固压缩系数大的污泥宜采用真空过滤或离心脱水方法进行脱水，压缩系数小的污泥采用板框或压滤机进行脱水Ø污泥肥分Ø污泥卫生学指标Ø污泥重金属含量污泥分类及性质•污泥的性质•了解污泥的性能指标对选择污泥处理/处置工艺方法具有指示作用，常用性质指标有：Ø含水(固)率Ø挥发性固体和灰分Ø有机物组成与分类Ø污泥脱水性能Ø污泥压缩性能Ø污泥肥分p植物性营养素、腐殖质等Ø污泥卫生学指标p细菌、病原体微生物Ø污泥重金属含量污泥的处理p污泥处理的目的降低含水率和体积,改变污泥赋存状态，并使其稳定化，以利于后续处理处置和利用，并降低处理处置成本。

常见污泥处理方法及工艺流程有：Ø污泥浓缩Ø污泥调理Ø污泥脱水Ø污泥消化Ø污泥干化污泥调理污泥调理生污泥(98%)浓缩污泥（94%）脱水污泥（70%~80%）干化污泥（<30%）生污泥生污泥浓缩浓缩消化消化脱水脱水干化干化处置处置/ /利用利用消化污泥(98%)图1 污泥处理的一般工艺流程污泥中的水分•污泥中的水分按照与污泥结合情况可分为：Ø自由水：不与污泥结合，不受污泥颗粒影响Ø结合水，按照其赋存状态又可分为：1.间隙水 (约70%)2.毛细管水(约20%)3.表面吸附水(约8%)4.内部结构水(约2%)脱水难易程度：由易到难顺序间隙水、毛细管水、表面吸附水、内部结构水搅拌挤压蒸发加热破坏内部结构污泥浓缩•处理对象：间隙水•处理目的：减少污泥体积，减少后续处理构筑物或处理单元的压力•浓缩方法：•重力浓缩工艺•气浮浓缩工艺•机械浓缩工艺 污泥含水率从98%降至94%时，求污泥体积的改变？重力浓缩•工艺原理：利用污泥中固体颗粒与水之间的相对密度差实现泥水分离•工艺特点：维修管理费及动力费用低，对有机污泥也可起到消化作用，达到污泥稳定化但占地面积大，卫生条件较差，浓缩效果较差（含固率小于4%），富磷污泥在浓缩中释磷。

•工艺类型：连续式（大、中型污水厂）、间歇式（小型）•工艺参数：ü污泥固体表面负荷：单位时间内单位表面积所通过的固体物重量，取决于两种污泥（初沉、二沉）的比例30-60kg/m2·dü有效水深：4mü停留时间：不小于12h连续式浓缩池间歇式浓缩池重力浓缩•运营管理Ø浮渣应及时处理；Ø初沉污泥和活性污泥混合浓缩时，应保证两种污泥混合均匀；Ø剩余污泥进入浓缩池，为防止其发生污泥膨胀；可加入氧化剂抑制丝状菌的活动；Ø定期巡视上清液是否夹带污泥；Ø浓缩池较长时间没排泥，应先排空清池，严禁直接开启污泥浓缩机Ø定期检查上清液溢流堰平整度，避免短流现象；Ø定期清洗池壁、浮渣槽、出水堰等，使恶臭降低；Ø定期排空，检查是否积泥或积砂，并对水下机械部件进行防腐处理气浮浓缩•工艺原理：利用大量微小气泡附着在污泥颗粒表面，从而使污泥颗粒的相对密度降低而上浮，实现泥水分离•工艺特点：浓缩效果较好（含固率4-6%），占用土地少，水力停留时间少，不存在磷释放，但运行费用较高•工艺类型：压力溶气气浮、生物溶气气浮、涡凹气浮•压力溶气气浮：利用水在不同压力下溶解度不同的特性，对水进行加压并加气，增加水的空气溶解量，并在常压情况下释放，空气析出而形成小气泡，从而实现气浮分离。

•生物溶气气浮：加入硝酸盐，使污泥进行反硝化产生气体使污泥进行浓缩•涡凹气浮：利用涡凹曝气机产生微气泡，通过散气叶轮将气泡均匀分布水中实现气浮分离气浮浓缩•工艺参数Ø水力表面负荷：30~100m3/m2·dØ水力停留时间：30-120min•运行管理：•进泥量控制：进泥量控制在气浮浓缩能力范围之内•气量控制：气量-排泥浓度-能耗•加压水量控制：压力-溶气效果-能耗•刮泥控制：刮泥周期-污泥层厚度；刮泥速度小于0.5m/min；底部设置刮泥机机械浓缩-离心浓缩•工艺原理：利用污泥固液密度差异，在高速旋转的离心设备中收到不同的离心力使二者分开的过程•工艺特点：浓缩效果好（含固率可达6%），占用土地小，一般不产生恶臭，同时也可避免磷释放，但是设备的成本及运行费用较高，一般很少用于浓缩•类型：筐式离心机、盘嘴式离心机、卧螺式离心机•运行管理•调整转鼓转速：不同泥质-污泥无极调速•调整设备的出水堰口高度：高度-含固率•转速差控制：转鼓与螺旋转速之差-停留时间-扭矩-处理能力•调理效果控制：阳离子PAM•进泥量控制：最大进泥量/极限最大入流固体量机械浓缩•带式浓缩机•螺压浓缩机污泥调理•经污泥浓缩处理，污泥的含水率仍在94%以上！需进一步对其进行脱水处理，为了提高其脱水效率，要对污泥进行一定的调理。

•污泥调理目的是改善污泥脱水性能，即破坏污泥的胶态结构、减少泥水间的亲和力常见的调理方法有：Ø化学调理ü设施少、操作简单、适用性广Ø物理调理Ø热工调理化学调理•加入化学药剂，使污泥颗粒凝聚、絮凝，以改善其脱水性能常见的药剂有：•无机药剂Ø铁盐：三氯化铁，硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁矾Ø铝盐：硫酸铝，明矾、三氯化铝Ø高分子无机药剂：聚合氯化铝(PAC)ü需投加石灰等碱性物质调整pH,导致污泥量增加•有机药剂•非离子型：PAM、聚乙烯醇、聚乙烯氧化物•离子型：阳离子/阴离子型PAMü不同类型的污泥其阳离子活性不同，需根据具体处理对象来调整药剂化学调理•无机药剂调理的运行管理p调理条件（药剂类型、反应时间、混合强度）应与污泥性质相适应，需进行必要的工艺试验来确定适应的调理条件ü必要时需投加石灰，提高pH来取得较好脱水性能；ü单独采用铁盐反应时间5-10min，若补充投加石灰则至少10min；ü混过宜采用缓慢转动的浆片或转鼓设备，避免破坏形成的污泥絮体p当调理的未消化的污泥，需避免其发酵物理调理•投加不产生化学反应的物质作为污泥支架结构，以改善污泥的可压缩性常见添加剂有：u烟道灰u硅藻土u焚烧后污泥灰u粉煤灰热工调理•冷冻法ü将含大量水分的污泥冷冻，使温度下降到凝固点以下，污泥开始冻结，然后加热熔解。

污泥经过冷冻-熔解过程，由于温度发生大幅度变化，使胶体颗粒脱稳凝聚，颗粒由细变大，失去了毛细状态•中温调理•高温调理（180-220℃）ü对污泥加热可加速粒子的热运动，提高粒子碰撞和结合的频率，达到粒子相互间的凝聚同时污泥中的细胞体受热膨胀而破裂，胶体结构被破坏，大量释放出内部结合水，产生脱水收缩作用，同时也可以起到高温灭菌的作用污 泥 脱 水•污泥经浓缩或消化之后，其含水率仍在96％左右！为了后续便于综合利用和最终处置，需要进一步脱水污泥脱水去除污泥中的毛细水和表面附着水主要方法有自然干化法和机械脱水法两种自然脱水真空抽滤法压滤脱水法离心脱水法机械脱水自然干化场带式压滤机板框压滤机真空抽滤机离心脱水机自 然 脱 水1.设备：干化床2.脱水原理•自然蒸发•重力浓缩•过滤图图 福州西区自来水厂干化场福州西区自来水厂干化场过滤介质滤饼滤浆滤液级配砂：上细下粗自然干化污 泥 脱 水•污泥经浓缩或消化之后，其含水率仍在96％左右！为了后续便于综合利用和最终处置，需要进一步脱水污泥脱水去除污泥中的毛细水和表面附着水主要方法有自然干化法和机械脱水法两种自然脱水真空抽滤法压滤脱水法离心脱水法机械脱水自然干化场带式压滤机板框压滤机真空抽滤机离心脱水机真空过滤脱水Ø工作原理Ø将污泥置于过滤介质上，在介质另一侧造成真空，形成压力差，将污泥中水分强行“吸入”，使之泥水分离，实现脱水。

常见设备有真空转鼓过滤脱水机Ø工艺特点ü能够连续生产，运行平稳，可自动控制；ü附属设备较多，工艺较复杂，运行费用高图 转鼓真空过滤机压滤脱水•工作原理Ø将污泥置于过滤介质上，在污泥一侧对污泥施加压力，强行使水分通过介质，使之泥水分离，实现脱水常见设备有带式压滤脱水机和板框压滤机•工艺特点Ø过滤效率高，脱水滤饼固体含量高；Ø滤液中固体浓度低；Ø滤饼的剥离简单方便板框压滤机板框压滤机图12-21 板框式压滤机离 心 脱 水•工作原理：与离心浓缩相似•工艺特点Ø泥饼含水率低、Ø占用空间小、Ø安装基建费用低Ø设备成本高、电耗大、Ø处理能力低、噪声大卧螺离心脱水机转筒式离心机构造图溶药与投加装置加药螺杆泵药液后稀释装置脱水上清液加入污泥储罐污泥离心脱水机脱水后的干泥脱水机加药装置机械脱水•评价指标•泥饼含固率•固体回收率ü泥饼中的固体量占脱水污泥中总干固体量百分比•脱水能力（处理规模）•此外，在满足脱水要求的基础上，如何降低药量、减少设备的维护工作量也是评价脱水效果好坏的考虑因素机械脱水-工艺控制带式压滤脱水工艺控制•带速控制p滤带速度影响出泥泥饼的含固率、泥饼厚度及泥饼剥离难易及处理能力。

2-5m/min）•滤带张力控制•张力越大，含固率越高，但张力太大会导致跑料或压进滤带导致堵塞•调理控制ü调理药剂不足，污泥仍成流动态，无法挤压ü调理药剂过多，增大处理成本，同时污泥黏性大，极易造成堵塞离心脱水工艺控制与离心浓缩相似机械脱水-工艺控制•板框压滤脱水工艺控制•调理控制：合理投药量•运行压力控制ü保证安全前提下，适当提高压力•运行时间(打压时间)控制：含固率-效率关系脱水方法比较污泥（厌氧）消化•常见污泥消化方法：消化技术特点缺点石灰稳定1.高pH不利于微生物的生存，污泥不会腐化、产生气味2.杀死病原体的效果好石灰消耗量大厌氧消化1.投资费用低2.产生甲烷气体可以利用污泥难于用机械脱水，有臭味，池子一般加盖好氧消化1.上清液生物需氧量较低2.生物稳定的最终消化产物如腐殖土没有气味，易处置3.产生污泥易脱水4.污泥中可利用的基本肥效较高5.操作问题少6.设备费用较低提供氧气的动力费用较高，不能回收有用的副产品，去除寄生虫卵和病原微生物的效果差两相厌氧消化1.同时达到对城市污泥的稳定和灭菌2.高温可缩短酸化时间产甲烷反应器和产酸反应器的容积设计不当会降低消化处理效果厌氧消化的机理 厌氧消化池形式 厌氧消化池形简图污泥干化•经机械脱水后污泥含水率可达70%-80%，而后续的填埋、堆肥等都要求降至65%以下，所以污泥需进一步降低污泥的含水率。

此过程称污泥干化，按照干化原理可分为可分为：Ø石灰干化技术Ø生物干化技术Ø热干化污泥干化•石灰干化：向脱水污泥投加生石灰，利用石灰与水反应和结合，使其pH值和温度升高，降低污泥含水率的技术具有杀菌除臭、钝化重金属，改善污泥性能，以利于后续堆肥化、焚烧等处理Ø生物干化：在污泥中微生物作用下产生较高的温度条件，对脱水污泥中有机物进行生物降解，同时加快污泥中水分散失，最终生成具有较低含水率的干化污泥技术但存在干化时间干化周期长，占地面积大，存在渗滤液及臭气等问题Ø热干化：是利用热或压力破坏污泥胶体结构，并向干污泥提供热能，使其中水分蒸发的技术石灰干化•工艺流程：北京小红门污水处理厂污泥石灰处理•技术要点：•石灰比例：投加量/处理效果•混合器选择：混合程度/避免挤压•混合物料继续反应：物料堆置设施污泥高温好氧发酵-堆肥化•是通过好氧微生物的新陈代谢作用使污泥转换成稳定腐殖质的过程有机固体废物＋有机固体废物＋O O2 2 腐殖质＋细胞体＋灰土腐殖质＋细胞体＋灰土好氧微生物好氧微生物＋＋ 灰砾＋抗性有机质灰砾＋抗性有机质＋＋COCO2 2 +H+H2 2O +NHO +NH3 3 +Q +Q 有机固体废物＋有机固体废物＋O O2 2 堆肥产品＋杂质＋堆肥产品＋杂质＋COCO2 2＋＋NHNH3 3 +H+H2 2O+QO+Q好氧微生物好氧微生物堆肥产品杂质堆肥化生物转化过程驯化阶段中温发酵阶段高温发酵阶段腐熟阶段45℃•堆肥化过程生物转化阶段划分：基于温度曲线。

时间堆肥化过程中堆层温度变化曲线堆肥化工艺流程预处理系统料仓一级发酵系统后处理系统精制系统料仓料仓…混合系统投菌(原料)二级发酵系统配比杂质尾气处理污泥处置•土地利用Ø园林ü《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》GB/T23486-2009Ø土壤改良ü《城镇污水处理厂污泥处置 土地改良用泥质》GB/T 24600-2009Ø污泥农用ü《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》CJ/T309-2009ü《农用污泥中污染物控制标准》GB4284-1984ü《有机肥料国家行业标准》NY525-2002等国家和地方现行有关农用标准和规定•卫生填埋(混合填埋)p单独填埋p合并填埋p覆盖土ü《城镇污水处理厂污泥处置 混合填埋用泥质》GB/T 23485-2009ü《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889-2008污泥处置•污泥焚烧与协同处置•单独焚烧•水泥窑协同处置•热电厂协同处置：与生活垃圾混合焚烧•建材利用•污泥用于水泥熟料烧制、污泥制陶粒、制砖等•其它•蚯蚓养殖•提取蛋白质•污泥炭化•污泥熔融污泥处理处置环境风险管理•设施未使用前污泥的临时处理措施Ø汛期，场地开放无围墙条件下：条垛+覆盖；Ø旱期，场地封闭有围墙条件下：摊晒后在堆垛存置；Ø存置的污泥经检测后如符合相关泥质标准，可采用混合填埋、土地改良的方式进行处置；Ø应急措施仅限污泥处理设施未使用前使用。

且应急措施场地应选择环境不敏感的区域污泥处理处置环境风险管理•环境风险管理•重金属和有机污染物控制：源头控制和源头减量•工业废水达到《污水排入城市下水道水质标准》CJ343-2010•病原微生物和寄生虫卵控制Ø加强污泥稳定化、无害化处理Ø传播途径控制：可能接触场合设置标志•臭气控制：除臭处理+封闭•噪声控制Ø选取低噪设备Ø设备安装在封闭车间，采用隔声处理Ø绿化隔离污泥的应急处置•适用范围Ø污泥贮存和运输过程发生事故；Ø处理处置设施发生故障和事故；Ø泥质达不到排放标准•应急管理内容•污泥运输应急管理Ø运输过程发生暴露、洒落或滴落，应在最短时间妥善处理，尽量避免其与公众接触；Ø发生事故，根据三联单内容对运输路线、时间和运输单位资质进行复核，并对运输车辆密封机械装置进行检修；•污泥临时贮存管理Ø临时贮存场或设施中转污泥Ø建立污泥应急处理处置设施Add your company slogan。