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1、第七章第七章污泥的处理和处置污泥的处理和处置城市污水处理厂所产生的污泥约为处理的水的城市污水处理厂所产生的污泥约为处理的水的体积的体积的0.30.30.50.5左右左右(含水率含水率97%)97%)。这些污。这些污泥，属于固体废弃物，一般富含有机物、病菌泥，属于固体废弃物，一般富含有机物、病菌等，若不加处理随意堆放，将对周围环境造成等，若不加处理随意堆放，将对周围环境造成新的污染。新的污染。污泥的处理和处置，就是要通过适当的技术措污泥的处理和处置，就是要通过适当的技术措施，使污泥得到再利用或以某种不损害环境的施，使污泥得到再利用或以某种不损害环境的形式重新返回到自然环境中。在排水工程中，形式重
2、新返回到自然环境中。在排水工程中，将改变污泥性质称为处理，而安排出路称为处将改变污泥性质称为处理，而安排出路称为处置。置。在城市污水处理厂中，污泥处理所需的费用占在城市污水处理厂中，污泥处理所需的费用占总投资的总投资的20%-50%20%-50%。目目 的的1、使污水厂正常运行，确保污水处理效果。、使污水厂正常运行，确保污水处理效果。2、使易腐化发臭有机物稳定处理、使易腐化发臭有机物稳定处理3、妥善处理有害、有毒物质、妥善处理有害、有毒物质4、综合利用有用物质，变害为利。、综合利用有用物质，变害为利。减量化、稳定化、无害化、资源化减量化、稳定化、无害化、资源化一、污泥的来源、性质和数量一、污泥
3、的来源、性质和数量1 1、污泥的来源、性质及主要指标、污泥的来源、性质及主要指标、污泥的来源、性质及主要指标、污泥的来源、性质及主要指标 城市污水厂的污泥主要有：栅渣、沉砂池沉渣、初沉城市污水厂的污泥主要有：栅渣、沉砂池沉渣、初沉城市污水厂的污泥主要有：栅渣、沉砂池沉渣、初沉城市污水厂的污泥主要有：栅渣、沉砂池沉渣、初沉池污泥和二沉池生物污泥等。池污泥和二沉池生物污泥等。池污泥和二沉池生物污泥等。池污泥和二沉池生物污泥等。栅渣呈垃圾状，沉砂池的沉渣主要含有比重较大的无栅渣呈垃圾状，沉砂池的沉渣主要含有比重较大的无栅渣呈垃圾状，沉砂池的沉渣主要含有比重较大的无栅渣呈垃圾状，沉砂池的沉渣主要含有比
4、重较大的无机颗粒，所以这两者一般作为垃圾处置。机颗粒，所以这两者一般作为垃圾处置。机颗粒，所以这两者一般作为垃圾处置。机颗粒，所以这两者一般作为垃圾处置。初沉池污泥和二沉池生物污泥，因富含有机物，容易初沉池污泥和二沉池生物污泥，因富含有机物，容易初沉池污泥和二沉池生物污泥，因富含有机物，容易初沉池污泥和二沉池生物污泥，因富含有机物，容易腐化、破坏环境，必须妥善处置。腐化、破坏环境，必须妥善处置。腐化、破坏环境，必须妥善处置。腐化、破坏环境，必须妥善处置。表征污泥性质的主要参数或项目有：含水率与含固率、表征污泥性质的主要参数或项目有：含水率与含固率、表征污泥性质的主要参数或项目有：含水率与含固率
5、、表征污泥性质的主要参数或项目有：含水率与含固率、挥发性固体、有毒有害物含量以及脱水性能等。挥发性固体、有毒有害物含量以及脱水性能等。挥发性固体、有毒有害物含量以及脱水性能等。挥发性固体、有毒有害物含量以及脱水性能等。含水率与含固率含水率与含固率含水率是污泥中水含量的百分数。含水率是污泥中水含量的百分数。含固率是污泥中固体或干泥含量的百分数。含固率是污泥中固体或干泥含量的百分数。干污泥量是湿泥量与含固率的乘积。干污泥量是湿泥量与含固率的乘积。通常含水率在通常含水率在85以上时，污泥呈流态，以上时，污泥呈流态，65-85时呈塑态；低于时呈塑态；低于60时，则呈固时，则呈固态。态。挥发性固体挥发性
6、固体挥发性固体挥发性固体(用用VSS表示表示)，是指污泥中在，是指污泥中在600的燃烧炉中能被燃烧，并以气体逸出的燃烧炉中能被燃烧，并以气体逸出的那部分固体。的那部分固体。通常用于表示污泥中的有机物的量，常用通常用于表示污泥中的有机物的量，常用mgL表示，有时也用重量百分数表示。表示，有时也用重量百分数表示。VSS也反映污泥的稳定化程度。也反映污泥的稳定化程度。污泥中的有毒有害物质污泥中的有毒有害物质 城市污水处理厂的污泥中含有病菌、病城市污水处理厂的污泥中含有病菌、病毒、寄生虫卵及重金属等。毒、寄生虫卵及重金属等。污泥中的重金属是主要的有害物质，重污泥中的重金属是主要的有害物质，重金属含量超
7、过规定的污泥不能用作农肥。金属含量超过规定的污泥不能用作农肥。污泥的脱水性能污泥的脱水性能 脱水性能主要指，污泥过滤去除水分脱水性能主要指，污泥过滤去除水分的难易，即滤速的快慢。影响脱水性能的因的难易，即滤速的快慢。影响脱水性能的因素，主要是污泥的化学成分、胶体性质、污素，主要是污泥的化学成分、胶体性质、污泥颗粒与水的亲和力。泥颗粒与水的亲和力。主要评价指标为：主要评价指标为：比阻抗值比阻抗值毛细吸水时间毛细吸水时间2、污泥量、污泥量初沉污泥量初沉污泥量初沉污泥量初沉污泥量式中：式中：式中：式中：VV初沉污泥量，初沉污泥量，初沉污泥量，初沉污泥量，mm3 3/d/d；q qv v污水流量，污水
8、流量，污水流量，污水流量，mm3 3/d/d；沉淀池中悬浮物的去除率，沉淀池中悬浮物的去除率，沉淀池中悬浮物的去除率，沉淀池中悬浮物的去除率，%；0 0进水中悬浮物浓度，进水中悬浮物浓度，进水中悬浮物浓度，进水中悬浮物浓度，mg/Lmg/L；P P 污泥含水率，污泥含水率，污泥含水率，污泥含水率，%；污泥密度，以污泥密度，以污泥密度，以污泥密度，以1 000kg/m1 000kg/m3 3计。计。计。计。剩余活性污泥量剩余活性污泥量 a a、剩余活性污泥量以剩余活性污泥量以剩余活性污泥量以剩余活性污泥量以VSS(VSS(挥发性固体计挥发性固体计挥发性固体计挥发性固体计)：P PXX剩余活性污泥
9、，剩余活性污泥，剩余活性污泥，剩余活性污泥，kg kg vssvssd d；Y Y 产率系数产率系数产率系数产率系数kg VSSkg VSSkgBODkgBOD5,5,一般采用一般采用一般采用一般采用0.50.6;0.50.6;s s0 0曝气池入流的曝气池入流的曝气池入流的曝气池入流的BODBOD5 5kg/mkg/m3 3；s se e二沉池出流的二沉池出流的二沉池出流的二沉池出流的BODBOD5 5kg/mkg/m3 3；qvqv 曝气池设计流量，曝气池设计流量，曝气池设计流量，曝气池设计流量，mm3 3/d;/d;K Kd d 内源代谢系数，一般采用内源代谢系数，一般采用内源代谢系数，
10、一般采用内源代谢系数，一般采用0.060.1d0.060.1d-1-1;XX曝气池的平均曝气池的平均曝气池的平均曝气池的平均VSSVSS浓度，浓度，浓度，浓度，kg/mkg/m3 3;V V曝气池容积，曝气池容积，曝气池容积，曝气池容积，mm3 3;b、剩余活性污泥量以剩余活性污泥量以SS(悬浮固体悬浮固体)计：计：式中：式中：式中：式中：PssPss剩余活性污泥量，剩余活性污泥量，剩余活性污泥量，剩余活性污泥量，kgSSkgSSd d f f 之值，一般采用之值，一般采用之值，一般采用之值，一般采用0.60.750.60.75C、剩余活性污泥量以体积计剩余活性污泥量以体积计式中：式中：式中：
11、式中：VssVss剩余活性污泥量，剩余活性污泥量，剩余活性污泥量，剩余活性污泥量，mm3 3d d；PssPss 产生的悬浮固体产生的悬浮固体产生的悬浮固体产生的悬浮固体kgSSkgSSd d；PP污泥含水率，；污泥含水率，；污泥含水率，；污泥含水率，；污泥密度，以污泥密度，以污泥密度，以污泥密度，以1 000kg1 000kgmm3 3计。计。计。计。3、污泥中的水分及其对污泥处理的影响、污泥中的水分及其对污泥处理的影响污泥中的水分污泥中的水分 a a、游离水又称间隙水游离水又称间隙水游离水又称间隙水游离水又称间隙水 存在于污泥颗粒间隙中的存在于污泥颗粒间隙中的存在于污泥颗粒间隙中的存在于污
12、泥颗粒间隙中的水，约占污泥水分的水，约占污泥水分的水，约占污泥水分的水，约占污泥水分的7070左右。这部分水一般借左右。这部分水一般借左右。这部分水一般借左右。这部分水一般借助重力可与泥粒分离。助重力可与泥粒分离。助重力可与泥粒分离。助重力可与泥粒分离。b b、毛细水毛细水毛细水毛细水 存在于污泥颗粒间的毛细管中，称为存在于污泥颗粒间的毛细管中，称为存在于污泥颗粒间的毛细管中，称为存在于污泥颗粒间的毛细管中，称为毛细水，约占污泥水分的毛细水，约占污泥水分的毛细水，约占污泥水分的毛细水，约占污泥水分的2020左右。需较大的外左右。需较大的外左右。需较大的外左右。需较大的外力才能从分离，如机械力。
13、力才能从分离，如机械力。力才能从分离，如机械力。力才能从分离，如机械力。c c、内部水内部水内部水内部水 粘附于污泥颗粒表面的附着水和存在粘附于污泥颗粒表面的附着水和存在粘附于污泥颗粒表面的附着水和存在粘附于污泥颗粒表面的附着水和存在于其内部于其内部于其内部于其内部(包括生物细胞内的水包括生物细胞内的水包括生物细胞内的水包括生物细胞内的水)的内部水，约占污的内部水，约占污的内部水，约占污的内部水，约占污泥中水分的泥中水分的泥中水分的泥中水分的1010左右。只有干燥或焚烧才能分离。左右。只有干燥或焚烧才能分离。左右。只有干燥或焚烧才能分离。左右。只有干燥或焚烧才能分离。污泥中的水分对污泥处理的影
14、响污泥中的水分对污泥处理的影响 含水率大于含水率大于98的污泥，一般要考虑浓的污泥，一般要考虑浓缩，使含水率降至缩，使含水率降至96左右，以减少污泥体左右，以减少污泥体积，有利于后续处理。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，为了便于污泥处置时的运输，污泥要脱水，使含水率降至使含水率降至80以下，失去流态。用板框以下，失去流态。用板框压滤的方法进行污泥脱水。压滤的方法进行污泥脱水。二、二、污泥的处置及其前处理污泥的处置及其前处理 1、污泥的处置、污泥的处置 污泥处置的基本问题是利用适当污泥处置的基本问题是利用适当的技术措施，为污泥提供出路，同的技术措施，为污泥提供出路，同时
15、要认真考虑污泥处置所产生的各时要认真考虑污泥处置所产生的各种环境和经济问题，并按一定的要种环境和经济问题，并按一定的要求求(法规、条例等法规、条例等)妥善地解决。妥善地解决。农业利用农业利用 下表所列举的是我国和德国对农用污泥下表所列举的是我国和德国对农用污泥中几种重金属最高含量的规定。中几种重金属最高含量的规定。填填 埋埋 污泥单独填埋或者与垃圾混合填埋是常污泥单独填埋或者与垃圾混合填埋是常用的最终处置方法。污泥在填埋之前要经过用的最终处置方法。污泥在填埋之前要经过稳定处理，在选择填埋场时要研究该处的水稳定处理，在选择填埋场时要研究该处的水文地质条件和土壤条件，避免地下水受到污文地质条件和土
16、壤条件，避免地下水受到污染。对填埋场的渗滤液应当收集并作适当处染。对填埋场的渗滤液应当收集并作适当处理，场地径流应妥善排放。填埋场的管理非理，场地径流应妥善排放。填埋场的管理非常重要，要定期监测填埋场附的地下水、地常重要，要定期监测填埋场附的地下水、地面水、土壤中的有害物面水、土壤中的有害物(如重金属如重金属)，还要注，还要注意沼气的排放。意沼气的排放。焚烧焚烧 焚烧可使污泥体积大幅度减小，焚烧可使污泥体积大幅度减小，且可灭菌。污泥灰量大约是含水率且可灭菌。污泥灰量大约是含水率75的污泥的的污泥的110。焚烧后的灰。焚烧后的灰烬可填埋或利用。焚烧时的尾气必烬可填埋或利用。焚烧时的尾气必须进行处
17、理。焚烧设备的投资和运须进行处理。焚烧设备的投资和运行费用都比较大，在单纯用作处置行费用都比较大，在单纯用作处置手段时需要慎重研究。手段时需要慎重研究。投放海洋投放海洋 为避免海岸线及近海污染，要求将污为避免海岸线及近海污染，要求将污泥投入远洋。投入远洋虽暂时没有出现问泥投入远洋。投入远洋虽暂时没有出现问题，但后果可能极为严重，已在各国环保题，但后果可能极为严重，已在各国环保人员和公众当中引起激烈的争论，遭到严人员和公众当中引起激烈的争论，遭到严厉的批评。因此，一般不使用。厉的批评。因此，一般不使用。2、污泥处置的前处理、污泥处置的前处理浓缩浓缩浓缩浓缩：是降低污泥含水率的最简单有效的方法，使
18、：是降低污泥含水率的最简单有效的方法，使：是降低污泥含水率的最简单有效的方法，使：是降低污泥含水率的最简单有效的方法，使剩余活性污泥的含水率约从剩余活性污泥的含水率约从剩余活性污泥的含水率约从剩余活性污泥的含水率约从99992 2，下降到，下降到，下降到，下降到97975 5左右，污泥体积缩到原来的左右，污泥体积缩到原来的左右，污泥体积缩到原来的左右，污泥体积缩到原来的1/31/3左右。左右。左右。左右。稳定：稳定：稳定：稳定：为了避免污泥进入环境时，污泥有机部分发为了避免污泥进入环境时，污泥有机部分发为了避免污泥进入环境时，污泥有机部分发为了避免污泥进入环境时，污泥有机部分发生腐败，污染环境
19、，在其脱水之前先进行降解。生腐败，污染环境，在其脱水之前先进行降解。生腐败，污染环境，在其脱水之前先进行降解。生腐败，污染环境，在其脱水之前先进行降解。调理：调理：调理：调理：使经过稳定的污泥如果脱水性能变好。使经过稳定的污泥如果脱水性能变好。使经过稳定的污泥如果脱水性能变好。使经过稳定的污泥如果脱水性能变好。干化：干化：干化：干化：使脱水污泥的含水率由使脱水污泥的含水率由使脱水污泥的含水率由使脱水污泥的含水率由60608080左右，降左右，降左右，降左右，降至至至至 低于低于低于低于1010。经过各级处理，经过各级处理，100kg湿污泥转化为干湿污泥转化为干污泥时，重量常不到污泥时，重量常不
20、到5kg。污泥处理与处置的基本流程见下图污泥处理与处置的基本流程见下图三、三、污泥浓缩污泥浓缩污泥浓缩的方法：污泥浓缩的方法：l沉降法沉降法l气浮法气浮法l离心法离心法1、沉降法、沉降法 间歇式污泥浓缩间歇式污泥浓缩池池 间歇浓缩池可间歇浓缩池可建成矩形或圆形，建成矩形或圆形，见图见图20-4，多用于，多用于小型污水处理厂小型污水处理厂(站站)。间歇浓缩池设计的主要参数是停留时间。间歇浓缩池设计的主要参数是停留时间。如果停留时间太短，浓缩效果不好；太长不仅如果停留时间太短，浓缩效果不好；太长不仅占地面积大，还可能造成有机物厌氧发酵，破占地面积大，还可能造成有机物厌氧发酵，破坏浓缩过程。停留时间
21、的长短最好经过试验决坏浓缩过程。停留时间的长短最好经过试验决定，在不具备试验条件时，可按不大于定，在不具备试验条件时，可按不大于24 h设设计，一般取计，一般取912 h。浓缩池的上清液，应回流到初沉池前重新浓缩池的上清液，应回流到初沉池前重新进行处理。进行处理。连续式污泥浓缩池连续式污泥浓缩池 连续运行的浓缩池可采用沉淀池的形式，一般为竖流连续运行的浓缩池可采用沉淀池的形式，一般为竖流连续运行的浓缩池可采用沉淀池的形式，一般为竖流连续运行的浓缩池可采用沉淀池的形式，一般为竖流式式式式(或辐流式或辐流式或辐流式或辐流式)，见下图。，见下图。，见下图。，见下图。连续式浓缩池的合理设计与运行取连续
22、式浓缩池的合理设计与运行取决于对污泥沉降特性的确切掌握。设计决于对污泥沉降特性的确切掌握。设计参数主要包括：参数主要包括：a、浓缩池的固体通量浓缩池的固体通量 单位时间内，单位时间内，通过浓缩池任一断面的干固体量通过浓缩池任一断面的干固体量 kg/(m2.h)或或kg/(m2.d)；b、水力负荷水力负荷 单位时间内，通过单位单位时间内，通过单位浓缩池表面积的上清液溢流量浓缩池表面积的上清液溢流量m3(m2h)或或m3(m2.d)；c、水力停留时间水力停留时间(h或或d)。按固体通量计算按固体通量计算出浓缩池的面积之后，应与按水力负荷核出浓缩池的面积之后，应与按水力负荷核算的面积相比较，取其大值
23、。初沉污泥最算的面积相比较，取其大值。初沉污泥最大水力负荷可取大水力负荷可取1.2-1.6m3(m2h)，剩余剩余活性污泥取活性污泥取 0.20.4m3/(m2h)。浓缩池的有效水深一般采用浓缩池的有效水深一般采用4m，当采用当采用竖流式浓缩池时，其水深按沉淀部分的上竖流式浓缩池时，其水深按沉淀部分的上升流速不大于升流速不大于0.1mms计算。浓缩池容积计算。浓缩池容积应按污泥在其中停留应按污泥在其中停留1016h进行核算，不进行核算，不宜过长。宜过长。2、气浮浓缩法、气浮浓缩法 气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的密度小于水产生粘附作用，
24、使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。气浮法对于浓缩密而上浮，并得到浓缩。气浮法对于浓缩密度接近于水的、疏水的污泥尤其适用，对度接近于水的、疏水的污泥尤其适用，对于浓缩时易发生污泥膨胀的、易发酵的剩于浓缩时易发生污泥膨胀的、易发酵的剩余活性污泥，其效果尤为显著。余活性污泥，其效果尤为显著。气浮浓缩系统的组成气浮浓缩系统的组成 气浮浓缩系统主要是由加压溶气装置和气浮分气浮浓缩系统主要是由加压溶气装置和气浮分气浮浓缩系统主要是由加压溶气装置和气浮分气浮浓缩系统主要是由加压溶气装置和气浮分离装置两部分组成。离装置两部分组成。离装置两部分组成。离装置两部分组成。a、加压溶气装置加压溶气装置 溶气罐
25、一般按加压水停留溶气罐一般按加压水停留13min设计，溶设计，溶气效率为气效率为5090，绝对压力采用，绝对压力采用2.51055105Pa。b、气浮分离装置气浮分离装置(气浮浓缩池气浮浓缩池)据国外资料介绍，污泥在气浮浓缩池中的据国外资料介绍，污泥在气浮浓缩池中的平均停留时间可短至平均停留时间可短至35 min，国内建议不小国内建议不小于于20min。气浮浓缩法的主要设计参数气浮浓缩法的主要设计参数 污泥负荷、气固比、水力负荷、回流比污泥负荷、气固比、水力负荷、回流比 气固比：溶气水经减压释放出的空气量与气固比：溶气水经减压释放出的空气量与需浓缩的固体量之重量比用需浓缩的固体量之重量比用As
26、表示。表示。回流比：加压溶气水量与需要浓缩的污泥回流比：加压溶气水量与需要浓缩的污泥量的体积比，通常以量的体积比，通常以R表示。表示。在有条件时，设计前应进行必要的试验，在有条件时，设计前应进行必要的试验，决定最佳设计参数。在缺乏试验条件时，使用决定最佳设计参数。在缺乏试验条件时，使用经验数据。经验数据。回流比可按以下公式，根据所需空气量计算：回流比可按以下公式，根据所需空气量计算：回流比可按以下公式，根据所需空气量计算：回流比可按以下公式，根据所需空气量计算：式中：式中：式中：式中：AAs s 气固比；气固比；气固比；气固比；AAa a 所需空气量，所需空气量，所需空气量，所需空气量，g g
27、h h；SS进入气浮池的固体总量进入气浮池的固体总量进入气浮池的固体总量进入气浮池的固体总量(不计回流水不计回流水不计回流水不计回流水SS)SS)，g gh h；S Sa a一定温度下，一定温度下，一定温度下，一定温度下，101 325Pa101 325Pa时的空气饱和溶解度，时的空气饱和溶解度，时的空气饱和溶解度，时的空气饱和溶解度，mgmgL L；0 0入流污泥浓度，入流污泥浓度，入流污泥浓度，入流污泥浓度，g gmm3 3；RR回流比；回流比；回流比；回流比；P P 绝对大气压（表压），绝对大气压（表压），绝对大气压（表压），绝对大气压（表压），PaPa；f f 溶解效率，当溶解气罐内加
28、填料及溶气时间为溶解效率，当溶解气罐内加填料及溶气时间为溶解效率，当溶解气罐内加填料及溶气时间为溶解效率，当溶解气罐内加填料及溶气时间为23min23min时，时，时，时，f=0.9,f=0.9,不加填料时，不加填料时，不加填料时，不加填料时，f=0.5f=0.5。3、离心浓缩法、离心浓缩法 原理：利用污泥中固、液相的密度不同，原理：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。被分离的污使两者分离，达到浓缩的目的。被分离的污泥和水分别由不同的通道导出机外。泥和水分别由不同的通道导出机外。离心浓缩机呈全封闭
29、式，可连续工作。离心浓缩机呈全封闭式，可连续工作。一般用于浓缩剩余活性污泥等难脱水物。污一般用于浓缩剩余活性污泥等难脱水物。污泥在机内停留时间只有泥在机内停留时间只有3min左右，出泥含左右，出泥含固率可达固率可达4以上。以上。衡量离心浓缩效果的主要指标有出泥含衡量离心浓缩效果的主要指标有出泥含固率和固体回收率等。固体回收率即浓缩后固率和固体回收率等。固体回收率即浓缩后污泥的固体总量与入流污泥中的固体总量的污泥的固体总量与入流污泥中的固体总量的比值。比值。离心法缺点：电耗很大，在达到相同的离心法缺点：电耗很大，在达到相同的浓缩效果时，其电耗约为气浮法的浓缩效果时，其电耗约为气浮法的10倍；一倍
30、；一般需要添加般需要添加PFS(聚合硫酸铁聚合硫酸铁)、PAM(聚丙聚丙烯酰胺烯酰胺)等助凝剂。等助凝剂。四、四、污泥的稳定污泥的稳定污泥稳定的常用方法：污泥稳定的常用方法：厌氧消化法厌氧消化法1.消化法消化法 好氧消化法好氧消化法 氯化氧化法氯化氧化法2.化学消化法化学消化法 石灰稳定法石灰稳定法3.热处理方法热处理方法 好氧消化法类似活性污泥法，在曝气池中好氧消化法类似活性污泥法，在曝气池中进行，曝气时间长达进行，曝气时间长达1020 d左右，依靠有机左右，依靠有机物的好氧代谢和微生物的内源代谢稳定污泥中物的好氧代谢和微生物的内源代谢稳定污泥中的有机组成。氯气氧化法在密闭容器中完成，的有机
31、组成。氯气氧化法在密闭容器中完成，向污泥投加大剂量氯气，接触时间不长；实质向污泥投加大剂量氯气，接触时间不长；实质上主要是消毒，杀灭微生物以稳定污泥。石灰上主要是消毒，杀灭微生物以稳定污泥。石灰稳定法中，向污泥投加足量石灰，使污泥的稳定法中，向污泥投加足量石灰，使污泥的pH值高于值高于12，抑制微生物的生长。热处理法既，抑制微生物的生长。热处理法既可杀死微生物借以稳定污泥，还能破坏泥粒间可杀死微生物借以稳定污泥，还能破坏泥粒间的胶状性能改善污泥的脱水性能。的胶状性能改善污泥的脱水性能。厌氧消化是对有机污泥进行稳定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，处理的最常用的方法。一般
32、认为，当污泥中的挥发性固体的量降低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。左右即可认为已达到污泥的稳定。厌氧消化的优点：厌氧消化的优点：厌氧消化产生的甲烷能厌氧消化产生的甲烷能抵消污水厂所需要的一部分能量，并使污泥固抵消污水厂所需要的一部分能量，并使污泥固体总量减少体总量减少(通常厌氧消化使通常厌氧消化使25-50的污泥的污泥固体被分解固体被分解)，减少了后续污泥处理的费用。消，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，它含有一定化污泥是一种很好的土壤调节剂，它含有一定量的灰分和有机物，能提高土壤的肥力和改善量的灰分和有机物，能提高土壤的肥力和改善土壤的结
33、构。消化过程尤其是高温消化过程土壤的结构。消化过程尤其是高温消化过程(在在5060条件下条件下)，能杀死致病菌。，能杀死致病菌。厌氧消化的缺点：投资大，运行易受环境厌氧消化的缺点：投资大，运行易受环境条件的影响，消化污泥不易沉淀。条件的影响，消化污泥不易沉淀。1、污泥厌氧消化法的发展和分类、污泥厌氧消化法的发展和分类根据操作温度，污泥厌氧消化分为中温消化根据操作温度，污泥厌氧消化分为中温消化(Mesophilic Digestion)和高温消化和高温消化(Thermophilic Digestion)等。等。根据负荷率，又可分为低负荷率和高负荷率根据负荷率，又可分为低负荷率和高负荷率两种。两种
34、。低负荷率消化池是一个不设加热，搅拌设备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，见图的密闭的池子，池液分层，见图20-7。它的。它的负荷率低，一般为负荷率低，一般为0.51.6kgVSSm3d，消化速度慢，消化期长，停留时间消化速度慢，消化期长，停留时间3060d。高负荷率消化池的负荷率达高负荷率消化池的负荷率达1.6-6.4kgVSSm3d或更高，与低负荷率池的或更高，与低负荷率池的区别在于连续运行，设有加热、搅拌设备；区别在于连续运行，设有加热、搅拌设备；连续进料和出料；最少停留连续进料和出料；最少停留10-15d；整个池整个池液处于混合状态，不分层；浓度比入流污泥液
35、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。参搅拌设备，作泥水分离和缩减泥量之用。参见图见图20-8。两相消化工艺。它根据厌氧分解的两阶段理论，把两相消化工艺。它根据厌氧分解的两阶段理论，把两相消化工艺。它根据厌氧分解的两阶段理论，把两相消化工艺。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产酸和产沼气阶段分开、使之分别在两个池子内完产酸和产沼气阶段分开、使之分别在两个池子内完产酸和产沼气阶段分开、使之分别在两个池子内完成见图成见图成见图成见图20-920-9。
36、2、影响污泥消化的主要因素、影响污泥消化的主要因素pH值和碱度值和碱度 最佳的最佳的pH值为值为7.07.3。为了保证厌氧消化。为了保证厌氧消化的稳定运行，提高系统的缓冲能力和的稳定运行，提高系统的缓冲能力和pH值的稳值的稳定性，消化液的碱度保持在定性，消化液的碱度保持在2 000mgL以上以上(以以CaCO3计计)。温度温度 试验表明，污泥的厌氧消化受温度的影响试验表明，污泥的厌氧消化受温度的影响很大，一般有二个最优温度区段：在很大，一般有二个最优温度区段：在3335叫中温消化，在叫中温消化，在5055叫高温消叫高温消化。化。负荷率负荷率 负荷率的表达方式有两种：污泥投配率；有负荷率的表达方
37、式有两种：污泥投配率；有机物负荷率。机物负荷率。投配率是指日进入的污泥量与池子容积之比，投配率是指日进入的污泥量与池子容积之比，在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留时间。在一定程度上反映了污泥在消化池中的停留时间。投配率的倒数就是生污泥在消化池中的平均停留投配率的倒数就是生污泥在消化池中的平均停留时间。时间。有机物负荷率是指每日进入的干泥量与池子有机物负荷率是指每日进入的干泥量与池子容积之比，单位：容积之比，单位：kg干泥干泥m3d。它可以较好它可以较好地反映有机物量与微生物量之间的相对关系。同地反映有机物量与微生物量之间的相对关系。同时要注意，容积负荷较低时，微生物的反应速率时要注意，容积
38、负荷较低时，微生物的反应速率与底物与底物(有机物有机物)的浓度有关。在一定范围内，有的浓度有关。在一定范围内，有机负荷率大，消化速率也高。机负荷率大，消化速率也高。消化池的搅拌消化池的搅拌 搅拌混和让反应器中的微生物和营养物质搅拌混和让反应器中的微生物和营养物质(有机物有机物)，充分接触，将使得整个反应器中的，充分接触，将使得整个反应器中的物质传递、转化过程加快。通过搅拌，可使有物质传递、转化过程加快。通过搅拌，可使有机物充分分解，增加了产气量。此外，搅拌还机物充分分解，增加了产气量。此外，搅拌还可打碎消化池面上的浮渣。可打碎消化池面上的浮渣。根据甲烷菌的生长特点，搅拌亦不需要连根据甲烷菌的生
39、长特点，搅拌亦不需要连续运行，过多的搅拌或连续搅拌对甲烷菌的生续运行，过多的搅拌或连续搅拌对甲烷菌的生长也并不有利。目前一般在污泥消化池的实际长也并不有利。目前一般在污泥消化池的实际运行中，采用每隔运行中，采用每隔2h搅拌一次，约搅拌搅拌一次，约搅拌25min左右，每天搅拌左右，每天搅拌12次，共搅拌次，共搅拌5 h左右。左右。有毒有害物质有毒有害物质抑制厌氧微生物的有毒物质主要有：抑制厌氧微生物的有毒物质主要有：重金属（铅、镉、镍、铜、锌、铬等）重金属（铅、镉、镍、铜、锌、铬等）铅的抑制浓度为：铅的抑制浓度为：830mg/L 有机毒物（氯仿、酚、甲苯、农药等）有机毒物（氯仿、酚、甲苯、农药等
40、）无机盐（硫酸根）无机盐（硫酸根）3、消化池的构造、消化池的构造 厌氧消化系统的主要设备是消化池及其厌氧消化系统的主要设备是消化池及其附属设备。消化池一般是一个锥底或平底的附属设备。消化池一般是一个锥底或平底的圆池，四周为垂直墙体。大型消化池由现浇圆池，四周为垂直墙体。大型消化池由现浇钢筋混凝土制成，体积较小的消化池一般用钢筋混凝土制成，体积较小的消化池一般用预制构件或钢板制成。整个池子由集气罩、预制构件或钢板制成。整个池子由集气罩、池盖、池体与下锥体四部分组成，见图池盖、池体与下锥体四部分组成，见图20-11。圆形消化池的直径一般在圆形消化池的直径一般在6-30m，柱体的高柱体的高约为直径的
41、一半，而总高接近直径。约为直径的一半，而总高接近直径。附属设备有加料、排料、加热、搅拌、破渣、集附属设备有加料、排料、加热、搅拌、破渣、集附属设备有加料、排料、加热、搅拌、破渣、集附属设备有加料、排料、加热、搅拌、破渣、集气、排液、溢流及其他监测防护装置。气、排液、溢流及其他监测防护装置。气、排液、溢流及其他监测防护装置。气、排液、溢流及其他监测防护装置。加热方法分为池外加热和池内加热两种。加热方法分为池外加热和池内加热两种。加热方法分为池外加热和池内加热两种。加热方法分为池外加热和池内加热两种。搅拌方法主要有三种：搅拌方法主要有三种：搅拌方法主要有三种：搅拌方法主要有三种：螺旋浆搅拌的消化池
42、；螺旋浆搅拌的消化池；螺旋浆搅拌的消化池；螺旋浆搅拌的消化池；鼓风机抽吸污泥气鼓风机抽吸污泥气鼓风机抽吸污泥气鼓风机抽吸污泥气 射流器抽吸污泥气射流器抽吸污泥气射流器抽吸污泥气射流器抽吸污泥气 消化池的监测防护装置应包括安全阀、温度计等。消化池的监测防护装置应包括安全阀、温度计等。消化池的监测防护装置应包括安全阀、温度计等。消化池的监测防护装置应包括安全阀、温度计等。破碎浮渣层可采用下列的方法：破碎浮渣层可采用下列的方法：l用自来水或污泥上清液喷淋；用自来水或污泥上清液喷淋；l将循环污泥或污泥液送到浮渣层上；将循环污泥或污泥液送到浮渣层上；l用鼓风机或用射流器抽吸污泥气进行搅拌时，用鼓风机或用
43、射流器抽吸污泥气进行搅拌时，只要抽吸的气体量足够，由于造成池面的搅动只要抽吸的气体量足够，由于造成池面的搅动较剧烈，已可达到破碎浮渣层效果。较剧烈，已可达到破碎浮渣层效果。消化池的监测防护装置应包括安全阀、温消化池的监测防护装置应包括安全阀、温度计等。度计等。4、消化池的设计计算、消化池的设计计算 消化池的设计内容包括：消化池的设计内容包括：消化池的设计内容包括：消化池的设计内容包括：池体设计、加热保温系池体设计、加热保温系池体设计、加热保温系池体设计、加热保温系统设计和搅拌设备的设计。统设计和搅拌设备的设计。统设计和搅拌设备的设计。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
44、数目和消化池池体设计包括池体选型、确定池的数目和消化池池体设计包括池体选型、确定池的数目和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单池容积，确定池体各部尺寸和布置消化池的各种管单池容积，确定池体各部尺寸和布置消化池的各种管单池容积，确定池体各部尺寸和布置消化池的各种管道。道。道。道。目前国内一般按污泥投配率确定消化池有效容积，目前国内一般按污泥投配率确定消化池有效容积，目前国内一般按污泥投配率确定消化池有效容积，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。可按每天处理污泥量及污泥投配率进行计算。可按每天处理
45、污泥量及污泥投配率进行计算。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两座，每考虑到事故或检修，消化池座数不得少于两座，每考虑到事故或检修，消化池座数不得少于两座，每考虑到事故或检修，消化池座数不得少于两座，每座消化池的容积，可根据运行的灵活性，结构和地基座消化池的容积，可根据运行的灵活性，结构和地基座消化池的容积，可根据运行的灵活性，结构和地基座消化池的容积，可根据运行的灵活性，结构和地基基础情况考虑决定。基础情况考虑决定。基础情况考虑决定。基础情况考虑决定。按有机负荷率按有机负荷率(Ns)计算消化池的有效容积，计算消化池的有效容积，Ns值与污泥的含固率、温
46、度有关。表值与污泥的含固率、温度有关。表20-6所列所列数据可作参考。数据可作参考。式中：式中：VV消化池有效容积，消化池有效容积，消化池有效容积，消化池有效容积，mm3 3；GGS S每日要处理的污泥干固体量，每日要处理的污泥干固体量，每日要处理的污泥干固体量，每日要处理的污泥干固体量，kgVSSkgVSSd d N Ns s单位容积消化池污泥单位容积消化池污泥单位容积消化池污泥单位容积消化池污泥(VSS)(VSS)负荷率，负荷率，负荷率，负荷率，kgVSSkgVSS(mm3 3/d/d)。确定消化池单池有效容积后，就可计算消化池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
47、的直径一般为的构造尺寸。圆柱形池体的直径一般为6-35m，柱体高与直径之比为柱体高与直径之比为1:2，池总高与直径之比约，池总高与直径之比约为为0.81.0。池底坡度一般为。池底坡度一般为0.08。池顶部突出的。池顶部突出的圆柱体，其高度和其直径相同，常采用圆柱体，其高度和其直径相同，常采用2.0m。池顶至少设两个直径为池顶至少设两个直径为0.7m的检修口。的检修口。消化池必须附设各种管道，包括：污泥管消化池必须附设各种管道，包括：污泥管(进泥进泥管、出泥管和循环搅拌管管、出泥管和循环搅拌管)、上清液排放管、溢、上清液排放管、溢流管、沼气管和取样管等。流管、沼气管和取样管等。5、沼气、沼气(消
48、化气消化气)的收集和利用的收集和利用在设计消化池时必须同时考虑相应的沼气收集、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。流污泥和池液的设备。估算每公斤挥发固体全部消化后可得估算每公斤挥发固体全部消化后可得0.75-1.1 m3消化气消化气(一般含甲烷一般含甲烷5060)，而污泥挥，而污泥挥发固体的消化率一般为发固体的消化率一般为4060。6消化池发生异常现象的管理消化池发生异常现象的管理 消化池污泥消化过程发生问题后，若不及消化池污泥消化过程发生问题后，若不及时控制，将会带来严重后果，恢复期将长
49、达时控制，将会带来严重后果，恢复期将长达1-31-3个月。消化过程发生问题的异常表现主要有产个月。消化过程发生问题的异常表现主要有产气量下降、上清液水质恶化等。气量下降、上清液水质恶化等。(1)(1)产气量下降产气量下降 产气量下降的原因与解决办法主产气量下降的原因与解决办法主要有：要有：a a投加污泥浓度过低，产甲烷细菌底物不足，投加污泥浓度过低，产甲烷细菌底物不足，应设法提高投配污泥浓度；应设法提高投配污泥浓度；b b消化污泥排量过大，使消化池内产甲烷细消化污泥排量过大，使消化池内产甲烷细菌减少，破坏了产甲烷细菌与营养的平衡，应菌减少，破坏了产甲烷细菌与营养的平衡，应减少排泥量；减少排泥量
50、；c c消化池温度降低，可能是由于投配污泥过多消化池温度降低，可能是由于投配污泥过多或加热设备发生故障。解决办法是减少投配量或加热设备发生故障。解决办法是减少投配量与排泥量，检查加热设备，保持消化温度；与排泥量，检查加热设备，保持消化温度；d d消化池容积减少。由于池内浮渣与沉砂量增消化池容积减少。由于池内浮渣与沉砂量增多，使消化池容积减小，应检查池内搅拌效果多，使消化池容积减小，应检查池内搅拌效果及沉砂池的沉砂效果，并及时排除浮渣与沉砂；及沉砂池的沉砂效果，并及时排除浮渣与沉砂；e e有机酸积累，碱度不足。解决办法是减少投有机酸积累，碱度不足。解决办法是减少投配量，观察池内配量，观察池内pH