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1、第十二讲 污泥排放、输送及浓缩设备污泥集运、处理技术与设备概述一、污泥处理的目的一、污泥处理的目的城市二级生物污水处理厂的污泥产量约占处理水量的0.3%0.5%左右（以含水率97%计）。污泥处理的目的是使污泥减量、稳定、无害化及综合利用，即：1.使污水处理厂能够正常运行，确保污水处理效果；2.使有害、有毒物质得到妥善处理或利用；3.使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理；4.使处理后的污泥能够得到综合利用。 污泥处理（污泥处理（sludge handling or sludge treatment）：指污泥经过单元工艺组合处理，达到“减量化、稳定化、无害化”的全过程； 污泥处置（污泥处置（slud
2、ge disposal）：指处理后的污泥，弃置于自然环境中（地面、地下、水中）或再利用，能够达到长期稳定并对生态环境无不良影响的最终销毁方式。污泥集运、处理技术与设备概述污泥集运、处理技术与设备概述表1 污水处理厂常用污泥集运、处理设备分类工艺单元工艺单元处理构筑物处理构筑物处理设备处理设备配套设备配套设备名称型式类别名称污泥收集初沉池-静压排泥机或机械排泥设备（吸泥机、刮泥机等）排泥泵二沉池-机械搅拌澄清池-排泥设备（刮泥机）其他设备-污泥输送污泥输送-泵送螺旋泵、单螺杆泵、转子泵、柱塞泵等-管道长距离管道污泥泵-链带链带输送机污泥浓缩重力浓缩池圆型浓缩池刮泥机中心传动浓缩刮泥机、周边传动浓
3、缩刮泥机其他旋转滤网气浮浓缩池-刮泥撇渣机链板式机械浓缩-带式浓缩机、滚筒式浓缩机、转鼓式浓缩机、卧式螺旋离心浓缩机污泥消化厌氧消化池厌氧搅拌设备-消化池换热设备-污泥控制间，沼气压缩机房，沼气发电机房-沼气利用设备沼气净化脱硫设备、管式热交换设备、螺旋式热交换设备续表污泥脱水污泥脱水间-真空过滤转鼓真空过滤机加药装置、空压机、清洗泵、污泥输送压滤机带式压滤机、板框式压滤机、箱式压滤机离心脱水卧式螺旋离心脱水机挤压式螺旋挤压机、滚压脱水机机动使用-车载式污泥脱水设备污泥热干化污泥热干化车间-污泥热干化设备转鼓式污泥热干化设备、立式污泥热干化设备、盘式污泥热干化设备、流化床（带）式污泥热干化设备
4、、涡旋式污泥热干化设备污泥焚烧污泥焚烧车间-污泥焚烧设备立式多段焚烧炉、回转式焚烧炉、立式焚烧炉、流化床焚烧炉续表4.1 排泥设备一、平流式沉淀池用行车吸泥机二、平流式沉淀池用刮泥机三、中心传动刮（吸）泥机四、周边传动刮（吸）泥机一、平流式沉淀池用行车式吸泥机排泥包括：虹吸式排泥、泵吸式排泥；吸泥口呈椭圆罩状；集泥刮板呈菱形。二、平流式沉淀池用刮泥机1、行车式提耙刮泥机刮泥板和撇渣板同向升降、逆向升降二、平流式沉淀池用刮泥机2、链条牵引式刮泥机三、中心传动刮（吸）泥机1、垂架式中心传动刮泥机（扫角式）三、中心传动刮（吸）泥机2、垂架式中心传动吸泥机三、中心传动刮（吸）泥机3、悬挂式中心传动吸泥
5、机四、周边传动刮（吸）泥机1、周边传动刮泥机四、周边传动刮（吸）泥机2、周边传动吸泥机4.2 污泥输送设备一、流动污泥的性质二、螺旋输送设备三、容积式输送泵四、螺旋离心泵五、污泥的回流输送和远距离输送一、流动污泥的性质除砂后的污泥流变特性方程dydugg0式中 剪切应力，kg/m2； 0屈服剪切应力， kg/m2 ； g塑性粘度，kg/(m.s)； du/dy速度梯度，1/s.污泥浓度对屈服剪切应力和塑性粘度几乎成正比；低于1%时与水流相似。因此，需要紊流输送，流速为12m/s.二、螺旋输送设备1、螺旋排泥机用于输送含水污泥或脱水污泥二、螺旋输送设备2、螺旋泵用于输送含小颗粒砂粒的污泥三、容积
6、式输送设备1、单螺杆泵特点特点：a、压力高，流量小； b、自吸性能好； c、定子为橡胶件，适合输送含固液体和粘性液体； d、连续、没有扰动； e、零件少，寿命长，易维护。三、容积式输送设备2、转子式污泥泵德国博格旋转凸轮泵三、容积式输送设备3、污泥活塞泵初始成本较高，操作成本较低。三、容积式输送设备污泥切割机四、螺旋离心泵特点：a、真正的无堵塞性能； b、柔和输送介质。五、污泥的回流输送与远距离输送1、污泥回流输送方式：a、叶片泵，最好选用螺旋泵或单螺杆泵； b、空气提升器。德国RCP潜水轴流泵五、污泥的回流输送与远距离输送2、污泥的远距离输送A、脱水污泥的卡车输送污水处理量20万m3/d.水
7、头损失)(82. 685. 117. 1mCvDLhHf式中：L输送管道长度，m； D输泥管直径，m； v污泥流速，m/s； CHHazen-Williams系数。五、污泥的回流输送与远距离输送2、污泥的远距离输送A、管道管道：有衬里的延性铸铁管、混凝土管、石棉水泥罐和聚乙烯管材，管径不小于150mm，流速1.52m/s；B、输送泵输送泵：浓度为1%4%可采用离心泵，对于生污泥，可采用叶片数少或无叶片的容积式泵；C、污泥储槽污泥储槽：会有厌氧发酵，需采用中压鼓风除泡器，设搅拌器不使其沉淀；D、其他设施其他设施：设手孔清污，备用泵串联。4.3 污泥浓缩设备一、概述二、重力浓缩三、气浮浓缩四、转筒
8、式浓缩机五、离心浓缩设备六、螺压浓缩机污泥水分示意图第一节第一节 污泥来源与特性污泥来源与特性1.污泥的水分及其对污泥处理的影响一、概述一、概述A A）污泥中的水分对污泥处理的影响）污泥中的水分对污泥处理的影响游离水又称间隙水 存在于污泥颗粒间隙中的水，约占污泥水分的70左右。这部分水一般借助重力可与泥粒分离。毛细水：存在于污泥颗粒间的毛细管中，称为毛细水，约占污泥水分的20左右。需较大的外力才能从分离，如采用高速离心机脱水、负压或正压过滤脱水机等机械力。表面吸附水：吸附在污泥表面的水，约占污泥水分的7%左右，可用加热法脱除。第一节第一节 污泥来源与特性污泥来源与特性一、概述一、概述内部水：存
9、在污泥颗粒内部或微生物细胞内的水，约占污泥水份3%左右，可用生物法破坏细胞膜除去胞内水或高温加热法、冷冻法去除。一、概述一、概述污泥中水分与污泥颗粒结合的强度顺序：内部水 表面吸附水 楔形毛细管结合水 裂纹毛细管结合水 间隙水。B B）污泥中的水分对污泥处理的影响）污泥中的水分对污泥处理的影响含水率大于98的污泥，一般要考虑浓缩，使含水率降至96左右，以减少污泥体积，有利于后续处理。 为了便于污泥处置时的运输，污泥要脱水，使含水率降至80以下，失去流态。第一节第一节 污泥来源与特性污泥来源与特性一、概述一、概述一、概述一、概述l 污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。l污泥浓缩主要
10、减缩污泥的间隙水l主要方法：重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩2.污泥的浓缩二、重力浓缩二、重力浓缩重力浓缩重力浓缩主要用于浓缩剩余活性污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。A）间隙式污泥浓缩池 设计参数：停留时间一般为912h。 浓缩池的上清液，应回到初沉池前重新处理。二、重力浓缩二、重力浓缩B）连续式污泥浓缩池连续运行的浓缩池可采用沉淀池的形式，一般为竖流式(或辐流式)。二、重力浓缩二、重力浓缩 200 20023142000042005001400图 22-3 有 刮 泥 机 及 搅 动 栅 的 连 续 式 重 力 浓 缩 池1-中 心 进 泥 管 ； 2-上 清 液 溢 流 堰 ； 3-排
11、 泥 管 ； 4-刮 泥 机 ； 5-搅 动 栅1-中心进泥管；2-上清液溢流管；3-排泥管；4-刮泥机；5-搅动栅 有刮泥机及搅动栅的连续重力浓缩池有刮泥机及搅动栅的连续重力浓缩池 二、重力浓缩二、重力浓缩C）重力带式浓缩机结构与带式过滤机相似，根据带式压滤机的重力脱水段原理设计。设计参数:带宽3.0m；水力负荷4045m3/(m带宽h)。三、气浮浓缩三、气浮浓缩气浮浓缩法 气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩A）气浮浓缩系统的组成主要由加压溶气装置和气浮分离装置两部分组成。二、气浮浓缩二、气浮浓缩有平流式、竖流式还有生物气浮三、气浮浓缩三、
12、气浮浓缩加压溶气装置 溶气罐一般按加压水停留1-3min设计，溶气效率为50-90，绝对压力采用2.51055105Pa。 气浮分离装置(气浮浓缩池) 据国外资料介绍，污泥在气浮浓缩池中的平均停留时间可短至3-5 min，国内建议不小于20min。三、气浮浓缩三、气浮浓缩B)主要设计参数:污泥负荷、气固比、水力负荷、回流比污泥负荷:单位时间内，通过气浮池断面的干固体量，单位为kg/（m2.h）或kg/（m2.d）溶气水经减压释放出的空气量与需浓缩的固体量之质量比，常用As表示；用于污泥浓缩一般取0.010.04水力负荷:单位时间内，通过气浮池断面的处理水量，单位为m3/（m2.h）为 m3/（
13、m2.d），一般40-80m3/（m2.d）或 2-3.5 m3/（m2.h)。回流比:加压溶气水量与需要浓缩的污泥量的体积比，通常以R表示，用于污水处理时取25%50% ，用于污泥浓缩需计算确定三、气浮浓缩三、气浮浓缩式中： A s气固比； Aa 所需空气量，gh； S进入气浮池的固体总量(不计回流水SS)，gh； Sa一定温度下，101 325Pa时的空气饱和溶解度，mgL； 0入流污泥浓度，gm3； R回流比； P 绝对大气压（表压），Pa； f 溶解效率，当溶解气罐内加填料及溶气时间为23min时，f=0.9,不加填料时，f=0.5。0) 1(fPRSSAAaas四、转筒式浓缩机四、转
14、筒式浓缩机1.ALDRUM污泥浓缩系统特点：搅拌絮凝系统；转网过滤浓缩；清洗系统。四、转筒式浓缩机四、转筒式浓缩机2.ROEFILT转筒式浓缩机特点：搅拌絮凝系统；转网过滤浓缩；清洗系统。四、转筒式浓缩机四、转筒式浓缩机3.HC系列转筛式浓缩机特点：浓缩后的污泥通过螺旋输送器排放五、离心浓缩五、离心浓缩离心浓缩法利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋转的离心机中受到不同的离心力而使两者分离，达到浓缩的目的出泥含固率，3min停留时间，含固率可达到4固体回收率，浓缩后污泥的固体总量与入流污泥中的固体总量的比值离心法缺点：电耗很大，在达到相同的浓缩效果时，其电耗约为气浮法的10倍；一般需要添加PF
15、S(聚合硫酸铁)、PAM(聚丙烯酰胺)等助凝剂。五、离心浓缩五、离心浓缩五、离心浓缩五、离心浓缩污泥种类污泥种类入流污泥入流污泥含固率含固率/%/%浓缩后污泥浓缩后污泥含固率含固率/%/%高分子聚合物需要高分子聚合物需要量量/ /（g g. .kgkg-1-1污泥干污泥干固体）固体）固体物质固体物质回收率回收率/%/%剩余活性污泥剩余活性污泥0.50.5-1.5-1.58 8-10-100 08585-90-900.50.5-1.5-1.59090-95-95厌氧消化污泥厌氧消化污泥1 1-3-38 8-10-100 08080-90-900.50.5-1.5-1.59090-95-95普通生
16、物滤池污普通生物滤池污泥泥2 2-3-38 8-9-90 09090-95-959 9-11-110.750.75-1.5-1.59595-97-97转筒式离心机用于污泥浓缩的运行参数六、螺压浓缩机六、螺压浓缩机特点：浓缩后的污泥通过螺旋输送器排放4.4 污泥消化稳定设备l 污泥消化是降低污泥有机物含量或使其暂时不产生分解。l污泥消化主要使污泥稳定、不产生腐败l主要方法：化学消化、生物消化（厌氧、好氧）4.4 污泥消化稳定设备一、厌氧消化 1、消化池的发展与分类 2、消化池 3、厌氧消化池的设计 4、附属设备二、好氧消化 1、基本原理 2、工艺类型 3、污泥好氧消化池型一、厌氧消化一、厌氧消化
17、厌氧消化是对有机污泥进行稳定处理的最常用的方法。一般认为，当污泥中的挥发性固体的量降低40左右即可认为已达到污泥的稳定。一、厌氧消化一、厌氧消化厌氧消化的优点： 产生的甲烷能；污泥固体总量减少(25一50的污泥固体被分解)，减少了后续污泥处理的费用；消化污泥是一种很好的土壤调节剂；杀死致病菌，尤其是高温消化过程(在50-60条件下)。厌氧消化的缺点：投资大，运行易受环境条件的影响，消化污泥不易沉淀。一、厌氧消化一、厌氧消化1.污泥厌氧消化法的发展和分类n 根据操作温度，污泥厌氧消化分为中温消化(Mesophilic Digestion)和高温消化(Thermophilic Digestion)
18、等。n 根据负荷率，又可分为低负荷率和高负荷率两种。n 低负荷率消化池是一个不设加热，搅拌设备的密闭的池子，池液分层，见图20-7。它的负荷率低，一般为0.5-1.6kgVSSm3d，消化速度慢，消化期长，停留时间30-60d。一、厌氧消化一、厌氧消化一、厌氧消化一、厌氧消化高负荷率消化池的负荷率达1.6-6.4kgVSSm3d或更高，与低负荷率池的区别:连续运行;设有加热、搅拌设备；连续进料和出料；最少停留1015d；整个池液处于混合状态，不分层；浓度比入流污泥低。高负荷率消化池常设两级，第二级不设搅拌设备，作泥水分离和缩减泥量之用。一、厌氧消化一、厌氧消化一、厌氧消化一、厌氧消化两相消化工
19、艺。它根据厌氧分解的两阶段理论，把产酸和产沼气阶段分开、使之分别在两个池子内完成见图209。 一、厌氧消化一、厌氧消化2.污泥厌氧消化池A、搅拌：水射器搅拌、蒸汽搅拌、循环搅拌和沼气搅拌；B、加热：直接加热和间接加热。一、厌氧消化一、厌氧消化 3.消化池的设计计算 消化池的设计内容包括：池体设计、加热保温系统设计和搅拌设备的设计。 消化池池体设计包括池体选型、确定池的数目和单池容积，确定池体各部尺寸和布置消化池的各种管道。 目前国内一般按污泥投配率确定消化池有效容积，可按每天处理污泥量及污泥投配率进行计算。 考虑到事故或检修，消化池座数不得少于2座，每座消化池的容积，可根据运行的灵活性，结构和
20、地基基础情况考虑决定。一、厌氧消化一、厌氧消化 3.消化池的设计计算按有机负荷率(Ns)计算消化池的有效容积，Ns值与污泥的含固率、温度有关。式中：V消化池有效容积，m3； GS每日要处理的污泥干固体量，kgVSSd Ns单位容积消化池污泥(VSS)负荷率， kgVSS(m3/d)。ssNGV 一、厌氧消化一、厌氧消化l确定消化池单池有效容积后，就可计算消化池的构造尺寸。圆柱形池体的直径一般为635m，柱体高与直径之比为1：2，池总高与直径之比约为0.8-1.0。池底坡度一般为0.08。池顶部突出的圆柱体，其高度和其直径相同，常采用2.0m。池顶至少设两个直径为0.7m的检修口。l消化池必须附
21、设各种管道，包括：污泥管(进泥管、出泥管和循环搅拌管)、上清液排放管、溢流管、沼气管和取样管等。一、厌氧消化一、厌氧消化4. 厌氧消化池的附属设备（1）污泥投配、排泥及溢流系统A、污泥投配污泥投配：间断投配，设投配池（2座），12h储泥量，通过提升泵加压投配。有手动也有自动控制，可兼做加热池；B、排泥排泥：静压排泥；C、溢流系统溢流系统：倒虹吸管式、大气压式和水封式。一、厌氧消化一、厌氧消化4. 厌氧消化池的附属设备（2）搅拌设备沼气搅拌：水射器搅拌、扩散式、气提式、竖管式机械搅拌一、厌氧消化一、厌氧消化4. 厌氧消化池的附属设备（3）消化加热设备一、厌氧消化一、厌氧消化4. 厌氧消化池的附属设备（4）沼气利用设备l在设计消化池时必须同时考虑相应的沼气收集、贮存和安全等配套设施，以及利用沼气加热入流污泥和池液的设备。l估算每公斤挥发固体全部消化后可得0.751.1 m3消化气(一般含甲烷5060)，而污泥挥发固体的消化率一般为4060。一、厌氧消化一、厌氧消化4. 厌氧消化池的附属设备（4）沼气利用设备二、好氧消化二、好氧消化A、原理原理：长时间曝气，使污泥中细菌进入内源呼吸阶段，80%的细胞能被氧化，达到稳定；B、工艺工艺：传统污泥好氧消化工艺、缺氧/好氧污泥消化工艺、污泥高温好氧消化工艺、高温好氧/中温厌氧消化工艺；C、池型：池型：与完全混合活性污泥法相似。谢谢！
