1、污泥處理與處置，污泥概述，在工業(yè)廢水和生活污水處理過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的固體懸浮物，統(tǒng)稱為污泥。污泥可以存在于廢水中，也可以在廢水處理過(guò)程中形成。前者是截留在各種天然沉淀物中的懸浮物質(zhì)，而后者是在生物處理和化學(xué)處理過(guò)程中由原來(lái)的可溶性物質(zhì)和膠體物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來(lái)的懸浮物質(zhì)。1.污泥的來(lái)源和分類(lèi)：初沉污泥：來(lái)自初沉池，其性質(zhì)隨廢水的組成而變化。剩余活性污泥和腐殖污泥：來(lái)自活性污泥法和生物膜法后的二沉池。前者被稱為剩余活性污泥。后者被稱為腐殖污泥。消化污泥：經(jīng)過(guò)消化和穩(wěn)定后稱為消化污泥，如初級(jí)沉淀污泥、剩余活性污泥和腐殖污泥?；瘜W(xué)污泥：采用混凝、化學(xué)沉淀等化學(xué)方法處理廢水，產(chǎn)生的污泥稱為化學(xué)污泥。有機(jī)污泥

2、：有機(jī)污泥主要含有有機(jī)物，典型的有機(jī)污泥是剩余生物污泥。如活性污泥和生物膜、厭氧消化處理后的消化污泥等。以及污泥排放后形成的污泥和廢水中沉淀的固體有機(jī)污染物。無(wú)機(jī)污泥：無(wú)機(jī)污泥主要由無(wú)機(jī)物質(zhì)組成，也稱為污泥，如通過(guò)石灰中和、混凝和化學(xué)沉淀在廢水中沉淀的污泥。2。污泥的性質(zhì)，1.1污泥的基本概念(1)污泥的含水量、固體含量和體積占污泥總質(zhì)量的百分比稱為污泥含水量，因此，污泥中固體物質(zhì)的質(zhì)量百分比稱為固體含量(%)。污泥的含水量主要取決于污泥中固體的類(lèi)型及其粒徑。一般來(lái)說(shuō)，固體顆粒越小，含有的有機(jī)物越多，污泥的含水量越高。污泥的含水量一般接近1，所以如果稍微降低，污泥的總體積就會(huì)顯著減少。因此，降

3、低污泥含水率具有重要意義。(2)污泥的脫水性能為了降低污泥的含水量和體積，便于污泥的運(yùn)輸、處理和處置，必須對(duì)污泥進(jìn)行脫水。脫水性能是用來(lái)衡量污泥脫水程度的物理量。污泥脫水性能的測(cè)定對(duì)脫水方法的選擇具有重要意義。(3)揮發(fā)性固體和灰分揮發(fā)性固體，也稱為燃點(diǎn)損失，可以近似污泥中有機(jī)物的含量?；曳执頍o(wú)機(jī)物含量，也稱為固定固體或點(diǎn)火殘留物。有時(shí)，有必要進(jìn)一步分析污泥或沉積物中有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)的組成，如有機(jī)物質(zhì)中蛋白質(zhì)、脂肪和腐殖質(zhì)的百分比。(4)污泥消化率消化率常用于表示污泥中可消化和分解的有機(jī)物的量。(5)微生物生活污泥、醫(yī)院污水和部分工業(yè)廢水排放的污泥含有大量細(xì)菌和寄生蟲(chóng)卵。為了防止污泥利用過(guò)程中

4、疾病的感染，有必要對(duì)污泥中的寄生蟲(chóng)卵進(jìn)行檢查并進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?6)污泥中脂肪含量污泥含有植物生長(zhǎng)所需的總氮、氨氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和其他微量元素。污泥中的有機(jī)腐殖質(zhì)是一種良好的土壤改良劑。(7)污泥的燃燒值當(dāng)污泥的主要成分是有機(jī)物時(shí)，它可以用來(lái)回收燃燒后的熱量。(8)污泥中的有毒有害物質(zhì)城市污水處理廠的污泥含有相當(dāng)數(shù)量的氮(約為污泥干重的4%)和磷(約為4%)，但也含有細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng)卵等。應(yīng)用前應(yīng)采取必要的處理措施(如污泥消化)。污泥中的重金屬是主要的有害物質(zhì)，重金屬含量超標(biāo)的污泥不能用作農(nóng)用肥料。工業(yè)廢水處理廠(站)中污泥的性質(zhì)隨廢水的性質(zhì)而變化很大。1.2污泥固體的基本特征：污泥中的

5、總固體包括溶解物質(zhì)和不溶解物質(zhì)。含水量：污泥中水的百分比稱為含水量。固體百分比含量與含水量的關(guān)系：固體(%)，水體積(%)=100(%)，污泥比重：指相同體積的污泥重量與水重量之比。污泥的比重S可按下式計(jì)算：其中：第一組分在污泥中的百分含量；硅污泥中I組分的比重。污泥體積與含水率的關(guān)系含水率P0的污泥體積為V0。如果水含量變?yōu)榱?，其體積公式可根據(jù)以下公式計(jì)算：污泥產(chǎn)量廢水處理產(chǎn)生的污泥量因廢水質(zhì)量和處理工藝而異。污泥處理的主要內(nèi)容包括穩(wěn)定化處理(生物穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性)、脫水處理(濃縮和脫水)和最終處置利用(衛(wèi)生填埋、干燥、排海、焚燒、濕式氧化和綜合利用等)。)。與污水處理相比，污泥處理設(shè)備復(fù)

6、雜，管理麻煩，成本昂貴。3.污泥調(diào)理(濃縮、脫水和干燥)，影響污泥濃縮和脫水性能的主要因素是粒徑、表面電荷水合程度和顆粒間的相互作用。污泥調(diào)理的目的是克服水化和靜電排斥，增加污泥顆粒，使其易于濃縮和過(guò)濾。有兩種方法：一是加入凝結(jié)劑改變顆粒的表面性質(zhì)，使它們不穩(wěn)定和凝聚；二是改善污泥顆粒之間的結(jié)構(gòu)，降低過(guò)濾阻力，使其不堵塞過(guò)濾介質(zhì)(如濾布)。常用的污泥調(diào)理方法包括加藥調(diào)理、淘洗、加熱、冷凍等。加藥調(diào)理是添加調(diào)理劑如氯化鐵、氯化鋁、硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚丙烯酰胺、石灰等。變成污泥。無(wú)機(jī)調(diào)理劑廉價(jià)易得，但礦渣量大，受酸堿度影響較大。經(jīng)過(guò)無(wú)機(jī)調(diào)理劑處理后，污泥量增加，污泥中無(wú)機(jī)組分的比例增

7、加，污泥的燃燒值降低。一般情況下，城市污水廠污泥的氯化鐵用量為5%；熟石灰的用量為20% ；聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵1%-3%，硫酸亞鐵10%；陽(yáng)離子聚丙烯酰胺為0.1%-0.3%。除污泥性質(zhì)和調(diào)理劑外，影響調(diào)理劑效果的主要因素有溫度、酸堿度、調(diào)理劑濃度、各種調(diào)理劑的添加順序等。加熱調(diào)理和冷凍調(diào)理與加熱調(diào)理和冷凍調(diào)理一樣，可以改變有機(jī)污泥的膠體結(jié)構(gòu)，提高脫水性能。加熱調(diào)理：在一定壓力(11.5兆帕)下，短時(shí)間(12小時(shí))加入(160，200)將使污泥固體凝結(jié)，破壞凝膠結(jié)構(gòu)，降低污泥顆粒與水的親和力，并對(duì)污泥進(jìn)行消毒，幾乎消除臭味。加熱調(diào)理不同于濕式氧化，濕式氧化引入空氣使污泥在高溫下具有深度氧化

8、程度。淘洗是固體或固液混合物與液體的完全混合，從而使其成分轉(zhuǎn)移到液體中。淘析過(guò)程包括用淘析水稀釋污泥、攪拌、沉淀和分離、撇去上清液。淘析液具有高生化需氧量、化學(xué)需氧量、懸浮物等。需要返回廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。通常，淘析污泥的成本超過(guò)通過(guò)減少調(diào)理劑節(jié)省的成本。因此，該方法不提倡污泥濃縮的原理和應(yīng)用。1)污泥水的分類(lèi)和去除方法根據(jù)不同的存在條件，污泥水可分為四種類(lèi)型：游離水、絮體水、毛細(xì)水和顆粒水。通過(guò)各種脫水方法降低污泥的含水量，可以大大減少污泥的體積，改變其物理狀態(tài)，以便進(jìn)一步處置和利用。2)污泥濃縮有間歇和連續(xù)兩種運(yùn)行模式。濃縮方法包括重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮，其中重力濃縮應(yīng)用最廣泛。重

9、力濃縮法、分層沉淀工藝示意圖、氣浮濃縮法重力濃縮法最適用于重污泥(如新沉淀的污泥)，但對(duì)輕污泥效果不佳空氣由噴水器或空氣壓縮機(jī)引入，然后在溶解罐中溶解在水中。溶解的氣體水通過(guò)減壓閥進(jìn)入混合罐，并與流入混合罐的新污泥混合。在減壓下沉淀的氣泡攜帶固體向上形成浮渣層，該浮渣層被刮刀刮掉以進(jìn)行分離。3.2污泥脫水的原理和應(yīng)用1)干燥場(chǎng)干燥場(chǎng)，也稱為干燥床或污泥干燥場(chǎng)，是一種自然脫水設(shè)施。干燥場(chǎng)脫水包括上部蒸發(fā)、底部滲透和中部排水。根據(jù)自然條件和透水層特性，干燥周期為幾周至幾個(gè)月，干燥后的污泥含水率可降至65.75%。2)壓濾機(jī)是應(yīng)用最廣泛的機(jī)械污泥脫水設(shè)備。在過(guò)濾和脫水過(guò)程中，在外力的作用下，污泥中的

10、水分通過(guò)濾布與固體分離。分離出的污泥水被送回廢水處理設(shè)備，截留的固體被剝離并運(yùn)走。2.5污泥的處理和處置，兩種主要的過(guò)濾方法是真空過(guò)濾和壓濾。真空過(guò)濾機(jī)真空過(guò)濾機(jī)具有適應(yīng)性強(qiáng)、連續(xù)運(yùn)行、運(yùn)行穩(wěn)定、全過(guò)程機(jī)械化的特點(diǎn)。板框壓濾機(jī)板框壓濾機(jī)的特點(diǎn)是工作壓力比抽真空壓力高，濾餅含水量低(最低50%)。帶式壓濾機(jī)的特點(diǎn)是壓力直接作用在濾布上，污泥通過(guò)濾布的壓力或張力脫水，不需要真空或加壓設(shè)備，耗電少，可連續(xù)運(yùn)行。離心脫水機(jī)，污泥濃縮法和脫水法的適用范圍。污泥消化處置、污泥消化原理及應(yīng)用1)污泥好氧消化原理：污泥好氧消化是對(duì)二級(jí)處理后的剩余污泥或一級(jí)、二級(jí)處理后的混合污泥進(jìn)行連續(xù)曝氣的方法，以促進(jìn)生物細(xì)

11、胞(包括構(gòu)成生化需氧量的一部分有機(jī)物)的分解，從而降低揮發(fā)性懸浮物的含量。在好氧消化過(guò)程中，有機(jī)污泥被氧化成CO2、NH3、H2等氣體產(chǎn)物，其氧化可由下式表示：C5H7NO2 5O2 5CO2 NH3 2H2O。好氧消化可分為兩種類(lèi)型：普通好氧消化和自熱高溫好氧消化。后者與前者的區(qū)別在于，污泥可以被微生物氧化有機(jī)物時(shí)釋放的熱量加熱，污泥可以在自熱和高溫下消化。2)污泥厭氧消化原理厭氧消化是利用兼性細(xì)菌和厭氧菌進(jìn)行生化反應(yīng)，分解污泥中有機(jī)物的處理過(guò)程。常見(jiàn)的厭氧消化方法包括傳統(tǒng)消化法和高速消化法。它們之間的主要區(qū)別是后者需要攪拌，這導(dǎo)致完全不同的操作條件。影響因素溫度污泥厭氧消化受溫度影響很大。

12、不同的溫度、不同的優(yōu)勢(shì)菌株、不同的反應(yīng)速率和產(chǎn)氣速率。如果負(fù)荷過(guò)高，將超過(guò)系統(tǒng)的消化能力，降低消化效果。如果負(fù)荷過(guò)低，雖然消化效果可以保證，但污泥處理能力將大大降低，導(dǎo)致消化能力的浪費(fèi)。酸堿度和堿度的厭氧消化過(guò)程對(duì)酸堿度敏感。當(dāng)厭氧消化器正常運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌會(huì)自動(dòng)保持平衡。如果產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段失去平衡，產(chǎn)甲烷細(xì)菌將逐漸失去活性并停止生產(chǎn)甲烷，直到消化系統(tǒng)被完全破壞。厭氧消化器的攪拌方式有三種：機(jī)械攪拌、污泥泵循環(huán)泵和沼氣攪拌。有毒物質(zhì)。污泥的綜合利用和最終處置，5.1農(nóng)業(yè)污泥作為農(nóng)業(yè)肥料、飼料和土壤調(diào)節(jié)劑的綜合利用。污泥在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用必須符合衛(wèi)生要求，即不得含有致病微生物的寄生蟲(chóng)卵

13、；有毒物質(zhì)的含量也必須在限值之內(nèi)，應(yīng)符合相關(guān)然而，這些污泥和沉淀物通常具有可循環(huán)利用的工業(yè)原料、工業(yè)原料和回收有用物質(zhì)的產(chǎn)品重整過(guò)程，例如通過(guò)電鍍工業(yè)中的逆流沖洗污泥氣體或廢水厭氧生物處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥氣體(沼氣)來(lái)利用污泥。通常，含50%以上甲烷的污泥的最終處置包括土地填埋、焚燒、熱解、扔入海中等。5.2污泥的最終處置衛(wèi)生填埋(填充、堆放)。干燥污泥干燥是一種通過(guò)處理脫水污泥來(lái)去除污泥中的大部分或全部毛細(xì)水和吸附水的方法。干燥后的污泥含水量可從60.80%降至10.30%左右。污泥干燥的常用設(shè)備是旋轉(zhuǎn)圓筒干燥爐。焚燒污泥焚燒是一種常見(jiàn)的處置方法，即利用輔助燃料點(diǎn)火，使焚燒爐內(nèi)的溫度上升到燃點(diǎn)以上，使其自