污泥计算、厌氧消化处理污泥

一,污泥的介绍
污泥是水处理过程的副产物,包括筛余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。污泥体积约占处理水量的0.3%~0.5%左右,如水进行深度处理,污泥量还可能增加0.5~1倍。
  使污泥减量、稳定、无害化及综合利用。
(1)确保水处理的效果,防止二次污染;
(2)使容易腐化发臭的有机物稳定化;
(3)使有毒有害物质得到妥善处理或利用;
(4)使有用物质得到综合利用,变害为利。
由于污泥处理技术难度高、投资大、回报不确定等因素,国内涉足此领域的企业少且规模小,与外国先进国家相比差距较大。在我国现有的污水处理设施中,有污泥稳定处理设施的不到25%,处理工艺和配套设备完善的不到10%。国外的城市污泥处理与处置已经有近百年的历史,无论是进行有效利用还是填埋处置,污泥处理与其他废物的处理一样,皆是以污泥
减量化、稳定化、无害化、资源化为目的。
1)按成分不同分:
  污泥:以有机物为主要成分。其主要性质是易于腐化发臭,颗粒较细,比重较小(约为1.02~1.006),含水率高且不易脱水,属于胶状结构的亲水性物质。初次沉淀池与二次沉淀池的沉淀物均属污泥。
  沉渣:以无机物为主要成分。其主要是颗粒较粗,比重较大(约为2左右),含水率较低且易于脱水,流动性差。沉砂池与某些工业废水处理沉淀池的沉淀物属沉渣。
(2)按来源不同分:
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  初次沉淀污泥(也称生污泥或新鲜污泥):来自初次沉淀池。
  剩余活性污泥(也称生污泥或新鲜污泥):来自活性污泥法后的二次沉淀池。
  腐殖污泥(也称生污泥或新鲜污泥):来自生物膜法后的二次沉淀池。
  消化污泥(也称熟污泥):生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后的污泥。
  化学污泥(也称化学沉渣):用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物。例如,用混凝沉淀法去除污水中的磷;投加硫化物去除污水中的重金属离子;投加石灰中和酸性污水产生的沉渣以及酸、碱污水中和处理产生的沉渣等均称为化学污泥。
(3)城市污水厂污泥的特性见表
        城市废水厂污泥的性质和数量表1
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污泥种类
污泥量 g/(L.d)
含水率 %
相对密度
比阻 s2/g
沉砂池沉渣
0.03(L/m3)
60
1.5
初沉池污泥
14~25
95~97.5
1.015~1.02
(1.31~2.11)×1010
活性污泥法污泥
7~19
96~98
1.02
2.80×1010
生物膜法污泥
10~21
99.2~99.6
1.005~1.008
(1)污泥量计算
  1初次沉淀污泥量和二次沉淀污泥量的计算公式:
          V=100C0ηQ/1000(100-p)ρ             
式中:V——初次沉淀污泥量,m3/d;
      Q——污水流量,m3/d;
      η——去除率,%;(二次沉淀池η以80%计)
      C0——进水悬浮物浓度,mg/L;
      P——污泥含水率,%;
      ρ——沉淀污泥密度,以1000kg/m3计。
    2剩余活性污泥量的计算公式:
          Qs=ΔX/fXr                   
式中:Qs——每日从系统中排除的剩余污泥量,m3/d;
      ΔX——挥发性剩余污泥量(干重),kg/d;
   f=MLVSS/MLSS,生活污水约为0.75,城市污水也可同此;
   Xr——回流污泥浓度,g/L。
(2)污水处理厂干固体物质平衡:
  污水处理厂内部存在着固体物质的平衡问题,通过固体物质的平衡计算,有助于污泥处理系统的设计与管理。污水处理厂固体物质平衡的典型计算,可根据上图进行。
  设原污水悬浮物X0为100,初次沉淀池悬浮物去除率以50%计,二次沉淀池去除率以80%计,悬浮物总去除率总去除率为90%。各处理构筑物固体回收率为:浓缩池为r1=90%;消化池为r2=80%;悬浮物减量为rg=30%;机械脱水为r3=95%(预处理所加混凝剂的固体量略去不计)。因此其平衡式为:
  进入污泥浓缩池的悬浮物量:X1=ΔX+XR                     
                            XR=Xˊ2+ Xˊ3+ Xˊ4                     
式中:X1——进入浓缩池的固体物量;
   ΔX——初次沉淀池排泥的悬浮物量加二次沉淀池剩余污泥中的悬浮物量;
   XR——等于浓缩池上清液含有的悬浮物量Xˊ2,消化池上清液悬浮物量Xˊ3,机械脱水上清液悬浮物量Xˊ4的总和。
  进入消化池的悬浮物量:X2= X1 r1                           
  浓缩池上清液悬浮物量:Xˊ2= X1(1- r1)                               
  消化池悬浮物减量:G= X2rg= X1 r1rg                                       
  进入机械脱水设备的悬浮物量:X3=(X2-G)r2                                                   
  消化池上清液悬浮物量:Xˊ3=(X2-G)(1- r2)                       
  脱水泥饼固体物量:X4= X3 r3                                                                 
  机械脱水上清液含有的悬浮物量:Xˊ4= X3(1- r3)                         
  回流至沉砂池前的上清液中所含悬浮物总量:
        XR=Xˊ2+ Xˊ3+ Xˊ4  = X1(1- r1rg-r1r2r3+r1r2r3rg)
              (X1- XR)/ X1= r1rg+r1r2r3-r1r2r3rg=ΔX/ X1
                X1=ΔX/ r1[rg+r2r3(1-rg)]                               
(1)污泥输送的方法:管道输送(重力管道和压力管道);卡车;驳船等。
管道输送:适用于污泥输送的目的地相当稳定;污泥的流动性能较好,含水率较高;污泥所含油脂分成较少,不会粘附于管壁缩小管径增加阻力;污泥的腐蚀性低,不会对管材造成腐蚀或磨损;污泥的流量较大,一般应超过30m3/h。优点,卫生条件好,没有气味与污泥外溢,操作方便并利于实现自动化控制,运行管理费用低。缺点,一次性投资大,一旦建成后,输送的地点固定,较不灵活。
卡车输送:适用于中、小型污水处理厂,不受运输目的地的限制,也不受污泥性质、含水
率的影响,也不需经过中间转运,可以随着季节的变化或地点的变化,把污泥直接运到进行利用或处理的地方。优点,方便灵活。缺点,运费较高。
驳船输送:适用于不同含水率的污泥。优点,灵活方便,运行费用低。缺点,需设中转站。
对管道、卡车、驳船输送综合经济比较列于表8-4。
表2 管道、卡车、驳船输送综合经济比较表
输送途径
建设投资
运行管理费
输送1m的成本
管道输送
1
1
1
驳船输送
0.82~1.30
2.60~4.00
6
滑步机
卡车输送
2.25~7.00
27.0~34.0
30
注:以管道输送的建设投资、运行管理费及每输送1m距离的成本为“1“单位。
(2)污泥输送设备:
输送污泥用的污泥泵在构造上必须满足不易被堵塞与磨损,不易受腐蚀等基本条件。常见的有隔膜泵、旋转螺栓泵、螺旋泵、混流泵、多级柱塞泵和离心泵等。
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二,污泥常规处理方法
厌氧消化处理污泥。鼓励城镇污水处理厂采用污泥厌氧消化工艺,产生的沼气应综合利用,但是如果工业废水较多,则沼气较少,化温度:35±2℃;它运行管理要求高,而且构筑物要求密闭,容积大,STR=20d.根据消防要求,沼气罐要远离构筑物30~40m;厌氧消化后污泥在园林绿化、农业利用前,还应按要求进行无害化处理。
高温好氧发酵处理污泥。鼓励利用剪枝、落叶等园林废弃物和砻糠、谷壳、秸杆等农业废弃物作为高温好氧发酵添加的辅助填充料,污泥处理过程中要防止臭气污染。
污泥的热处理是污泥无害化处理最为有效的方法,但由于其昂贵的费用,在我国较长的一段时间内无法普遍应用,必须进一步研究开发高效、节能、经济的处理工艺。adm2587
  污泥以填埋为处置方式时,可采用高温好氧发酵、石灰稳定等方式处理污泥,也可添加粉煤灰和陈化垃圾对污泥进行改性。
  高温好氧发酵后的污泥含水率应低于40%
鼓励采用石灰等无机药剂对污泥进行调理,降低含水率,提高污泥横向剪切力。
污泥脱水后堆肥农用是目前国内一些污水处理厂正在进行研究和开发的课题。污泥中含有丰富的有机物和N、P、K等营养元素及植物所必须的各种微量元素CaMgCuZnFe等,能够改善土壤结构,增加土壤肥力,促进作物的生长。实践证明,用污泥作为肥料使用,土壤的持水能力、毛细血管孔隙和离子交换能力均可提高关闭起重装置3-23%,有机质增加35-40%,总氮含量增加70%,团粒增加25-60%。此外,污泥还能够改变土壤的生物学性状,使土壤中微生物总量及放线菌所占比例增加,土壤的代谢强度提高。且堆肥过程中不需要其他能源和人工管理,投资及运行费用低,操作管理方便,很适用中小型污水处理厂。
   污泥以建筑材料综合利用为处置方式时,可采用污泥热干化、污泥焚烧等处理方式。
   污泥热干化。采用污泥热干化工艺应与利用余热相结合,鼓励利用污泥厌氧消化过程中产生的沼气热能、垃圾和污泥焚烧余热、发电厂余热或其他余热作为污泥干化处理的热源;不宜采用优质一次能源作为主要干化热源;要严格防范热干化可能产生的安全事故。
   污泥焚烧。经济较为发达的大中城市,可采用污泥焚烧工艺。鼓励采用干化焚烧的联用方式,提高污泥的热能利用效率;鼓励污泥焚烧厂与垃圾焚烧厂合建;在有条件的地区,鼓励污泥作为低质燃料在火力发电厂焚烧炉、水泥窑或砖窑中混合焚烧。

本文发布于:2024-09-22 09:41:50,感谢您对本站的认可!

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