污泥的浓缩与脱水.pptx

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1、污泥的浓缩与脱水污泥的浓缩与脱水内内 容容 提提 要要4.1 4.1 概述概述 4.1.1 4.1.1 污泥的分类污泥的分类 4.1.2 4.1.2 污泥中水分及其脱除方法污泥中水分及其脱除方法4.2 4.2 污泥浓缩污泥浓缩 4.2.1 4.2.1 重力浓缩法重力浓缩法 4.2.2 4.2.2 气浮浓缩法气浮浓缩法 4.2.3 4.2.3 离心浓缩法离心浓缩法4.3 4.3 污泥调理污泥调理 4.3.1 4.3.1 化学调理化学调理 4.3.2 4.3.2 淘洗淘洗 4.3.3 4.3.3 加热加压调理加热加压调理 4.3.4 4.3.4 冷冻融化调理冷冻融化调理4.4 4.4 污泥脱水污泥

2、脱水 4.4.1 4.4.1 真空过滤脱水真空过滤脱水 4.4.2 4.4.2 压滤脱水压滤脱水 4.4.3 4.4.3 滚压脱水滚压脱水 4.4.4 4.4.4 离心脱水离心脱水 4.4.5 4.4.5 造粒脱水机造粒脱水机4.5 4.5 污泥的利用和处置污泥的利用和处置 4.5.1 4.5.1 污泥的利用污泥的利用 大冶有色金属公司铜冶炼污泥综合利用大冶有色金属公司铜冶炼污泥综合利用（本人硕士论文本人硕士论文）4.5.2 4.5.2 污泥的处置污泥的处置4.1 4.1 概况概况 （General situationGeneral situation）4.1.1 污泥的分类（Classifi

3、cation of sludge)Classification of sludge)*污泥：在给水和废水处理中，不同处理过程产生的各类沉淀物、漂浮物等统称为污泥（补充资料）。按污泥来源：分为给水污泥、生活污水污泥和工业废水污泥三类。按污泥的成分和性质：分为有机污泥和无机污泥；亲水性污泥和疏水性污泥。按污泥从水中分离过程：分为沉淀污泥（包括初沉污泥、混凝沉淀污泥、化学沉淀污泥等）及生物污泥（包括腐殖污泥、剩余活性污泥）。按污泥在不同的处理阶段：分为生污泥、浓缩污泥、消化污泥（熟污泥）、脱水污泥、干污泥、干燥污泥及污泥焚烧灰等。间隙水间隙水 毛细管水毛细管水 表面吸附水表面吸附水 内部水内部水固固

4、 体体 废废 物物 中中 水水 的存在形式的存在形式存在颗粒间歇中的水。约存在颗粒间歇中的水。约 占固体水分的占固体水分的70%70%左右左右,用用 浓缩法分离浓缩法分离在毛细管中充满的水分在毛细管中充满的水分.约占水分的约占水分的20%20%左右左右，采用高采用高速离心机脱水、负压或正压速离心机脱水、负压或正压过滤机脱水过滤机脱水吸附在颗粒表吸附在颗粒表 面的水，约占水分面的水，约占水分的的7%7%，可用加热法，可用加热法 脱除脱除 在在颗颗粒粒内内部部或或微微生生物物细细胞胞内内的的水水，约约占占水水分分的的3%,3%,可可采采用用生生物物法法破破坏坏细细胞胞膜膜除除去去胞胞内内水水或或高

5、高温加热法、冷冻法去除温加热法、冷冻法去除 4.1.2 污泥中水分及其脱除方法（Water of sludge and Water of sludge and dewatering methodsdewatering methods）图图4-1 4-1 污泥中水分的存在形式污泥中水分的存在形式表4-1 固体废物常用的脱水方法及效果 脱水方法脱水装置脱水后含水率（）脱水后状态浓缩脱水重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩9597近似糊状自然干化法自然干化场、晒砂场7080泥饼状机械脱水真空过滤真空转鼓、真空转盘等6080泥饼状压力过滤板框压滤机4580泥饼状滚压过滤滚压带式压滤机7886泥饼状离心过滤离心

6、机8085泥饼状干燥法各种干燥设备1040粉状、粒状焚烧法各种焚烧设备010灰状脱水脱水设备设备类类型型 优优 点点 缺缺 点点适用范适用范围围真空真空过滤过滤机机能能连续连续操作，运行平操作，运行平稳稳，可以自可以自动动控制，控制，处处理理量量较较大，大，滤饼滤饼含水率含水率较较高高污污泥脱水前需泥脱水前需进进行行预预处处理，附属理，附属设备设备多，多，工序复工序复杂杂，运行，运行费费用用较较高高适适应应于于各各种种污污泥的脱水泥的脱水板框板框过滤过滤机机制造制造较较方便，适方便，适应应性大，性大，自自动压滤剂进动压滤剂进料、卸料、料、卸料、滤饼滤饼含水率含水率较较低低间间歇操作，歇操作，处

7、处理量理量较较低低适适应应于于各各种种污污泥的脱水泥的脱水滚压带滚压带式式压滤压滤机机可可连续连续操作，操作，设备设备构造构造简单简单，投，投资资低、自低、自动动化化程度高程度高操作麻操作麻烦烦，处处理量理量较较低低不不适适于于粘粘性性较较大大的的污污泥泥脱水脱水离心脱水机离心脱水机占地面占地面积积小，附属小，附属设备设备少，投少，投资资低，自低，自动动化程化程度高度高分离液不清，分离液不清，电电耗量耗量较较大，机械部件磨大，机械部件磨损损较较大大不不适适于于含含沙沙量高的量高的污污泥泥造粒脱水机造粒脱水机设备简单设备简单，电电耗低，管耗低，管理方便理方便处处理量大理量大刚刚才消耗量大，混凝才

8、消耗量大，混凝剂剂消耗量消耗量较较高，高，污污泥泥泥丸泥丸紧紧密性密性较较差差使使用用于于含含油油污污泥的脱水泥的脱水4.2 4.2 污泥浓缩污泥浓缩 (Thickening of sludge)(Thickening of sludge)污泥浓缩的目的：是去除污泥中的间隙水，缩小污泥的体积，为污泥的输送、消化、脱水、利用与处置创造条件。主要方法：重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。4.2.1 重力浓缩法（Gravity thickening methodGravity thickening method）重力浓缩法的构筑物称为浓缩池，分为间歇式浓缩池和连续式浓缩池。4.2.2 气浮浓缩法（G

9、as floatation thickening methodGas floatation thickening method）污泥气浮浓缩是依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒上，形成污泥颗粒气泡结合体，进而产生浮力把污泥颗粒带到水面达到浓缩的目的。4.2.3 离心浓缩法（Centrifugal thickening methodCentrifugal thickening method）污泥离心浓缩是利用污泥中固体颗粒和水的密度差异，在高速旋转的离心机中，固体颗粒和水分别受到大小不同的离心力而使其固液分离，达到污泥浓缩的目的。4.3 4.3 污泥调理污泥调理 （Sludge conditioni

10、ngSludge conditioning）污泥调理目的:是改善污泥浓缩和脱水的性能，提高机械脱水设备的处理能力。主要有下列方法：4.3.1 化学调理（Chemical conditioningChemical conditioning）在污泥中加入适量的混凝剂、助凝剂等化学药剂，使污泥颗粒絮凝，改善其脱水性能。4.3.2 淘洗（ElutriationElutriation）将污泥与34倍污泥量的水混合而进行沉降分离。4.3.3 加热加压调理（Heating and pressure conditioningHeating and pressure conditioning）对污泥进行加热加压

11、调理，使亲水性有机胶体物质水解，改变其颗粒结构，同时也可使部分有机物分解。根据温度不同又可分为高温加压调理(170200，1.01.5MPa)和低温加压调理(150以下)。4.3.4 冷冻融化调理（Freezing and thawing conditioningFreezing and thawing conditioning）将污泥交替进行冷冻与融化，通过改变其物理结构，使污泥易于浓缩脱水。4.4 4.4 污泥脱水污泥脱水（Dehydration/dewatering of sludgeDehydration/dewatering of sludge）4.4.1 真空过滤脱水（Vacuum

12、 filtration dehydration/dewateringVacuum filtration dehydration/dewatering）普遍使用的是转鼓式真空过滤脱机，工艺流程如图42。4.4.2 压滤脱水（Press filtration dehydration/dewateringPress filtration dehydration/dewatering）主要有自动板框压滤机和厢式全自动压滤机两种。如图43是自动板框压滤机工作过程。4.4.3 滚压脱水（Squeegee dehydration/dewateringSqueegee dehydration/dewateri

13、ng）有对置滚压式和水平滚压式两种。4.4.4 离心脱水（Centrifugal dehydration/dewateringCentrifugal dehydration/dewatering）按离心脱水原理可分为离心过滤机、离心沉降脱水机和沉降过滤式离心机三种。如图44是离心过滤机示意图，如图45是圆筒型过滤机。4.4.5 造粒脱水机（Model grain dewateringModel grain dewatering）湿式造粒机的构造示意如图46。图图图图4 4 4 42 2 2 2 转鼓真空过滤机工艺流程转鼓真空过滤机工艺流程转鼓真空过滤机工艺流程转鼓真空过滤机工艺流程1.1.真空

14、过滤机真空过滤机 2.2.气水分离桶气水分离桶 3.3.空气平衡桶空气平衡桶 4.4.真空泵真空泵 5.5.鼓风机鼓风机图图图图4 4 4 43 3 3 3 自动板框压滤机工作过程自动板框压滤机工作过程自动板框压滤机工作过程自动板框压滤机工作过程1.1.滤布滤布 2.2.滤框滤框 3.3.橡胶模橡胶模 4.4.隔板隔板 5.5.滤板滤板6.6.多孔网板多孔网板 7.7.上滚筒上滚筒 8.8.下滚筒下滚筒 9.9.进料口进料口图图图图4 4 4 44 4 4 4 离心过滤机离心过滤机离心过滤机离心过滤机图图图图4 4 4 45 5 5 5 圆筒型离心机圆筒型离心机圆筒型离心机圆筒型离心机n n图

15、图图图4 4 4 46 6 6 6 湿式造粒机的构造示意图湿式造粒机的构造示意图湿式造粒机的构造示意图湿式造粒机的构造示意图1.1.隔板隔板 2.2.溢流管溢流管 3.3.泄水缝泄水缝 4.4.提泥螺旋板提泥螺旋板 5.5.孔口孔口4.5 4.5 污泥的利用和处置污泥的利用和处置（Utilization and disposal of sludgeUtilization and disposal of sludge）4.5.1 污泥的利用（Utilization of sludgeUtilization of sludge）(1)建筑材料；(2)农肥；(3)沼气；(4)回收有价组分。*补充讲无

16、机污泥的利用大冶有色金属公司铜冶炼污泥综合利用（本人的硕士论文）。4.5.2 污泥的处置（Disposal of sludgeDisposal of sludge）(1)填埋；(2)焚烧；(3)海洋投弃。大冶有色金属公司铜冶炼污泥综合利用研究大冶有色金属公司铜冶炼污泥综合利用研究(本人的硕士论文）1 1 污泥性质污泥性质 表1污泥多元素分析结果Table 1 Multi-element analysis results of sludge成分CuPbZnCdFeAu(g/t)Ag(g/t)含量（%）3.221.074.821.129.1211.59277.6成分AsSCaOMgOAl2O3Si

17、O2含量（%）9.883.6015.761.253.6511.88表2铜的物相分析结果（%）Table 2 Results of copper phase analysis物 相硫酸铜硫化铜自 由氧化铜结 合氧化铜合 计含 量分布率0.01 0.280.5415.342.6575.290.329.093.52100.002 2 污泥浸出污泥浸出沉淀沉淀（载体）浮选工艺研究（载体）浮选工艺研究 试剂试剂 硫酸、硫化钠、氢氧化钠、Z-200、丁铵黑药、丁基黄药、乙硫氮、松油。试验设备试验设备 磨矿在XMQ24090锥型球磨机上进行，浮选试验在XFPS63单槽浮选机和XFD-63型挂槽浮选机上进行，

18、粒度分析采用标准套筛和连续旋流粒度分析仪（LXF-VI）进行。捕收剂与调整剂的选择捕收剂与调整剂的选择 采用浸出沉淀浮选法回收污泥中的铜,浮选药剂采用Z-200号及选择性较强的丁铵黑药、乙硫氮、丁基黄药。药剂对比试验表明:同一用量下，Z-200与黄药效果相当，丁铵黑药较前两种选铜效果差，乙硫氮效果最差,捕收剂用量（丁基黄药丁铵黑药=21）以400g/t为宜。松油用量以80g/t为宜。采用硫酸作浸出剂，硫化钠作沉淀剂。调整剂析因试验确定合适用量为：硫酸75Kg/t，硫化钠20Kg/t。表 3 浸出沉淀（载体）浮选开路试验结果（%）Table3Resultsofleaching-precipita

19、tion-(carrier)open-circuitflotationtest产品名称产率品位回收率备注CuAuAgCuAuAg铜精矿19.7314.6739.201072.491.8766.7376.22LPCF法 扣除载体30g铜品位20%含Au14g/t，Ag90g/t中矿15.591.2510.40210.76.1813.9911.83尾矿64.680.0951.95合计100.003.1511.59277.60100.00100.00100.00铜精矿21.6013.1730.40879.8087.6756.6668.46图2中矿15.762.1011.7028010.2015.91

20、15.90尾矿62.640.112.13合计100.003.2411.59277.60100.00100.00100.002 混黄药70松油20铜冶炼污泥磨矿 -7465%搅拌60 硫酸用量75000搅拌10 氢氧化钠100002 混黄药120 松油205 52粗精矿尾矿图图2 216 16 开路试验流程开路试验流程药剂用量单位：克/吨搅拌30 硫化钠用量 200008 10 中矿 2 混黄药70 松油2052 2 混黄10 中矿单独处理5 闭路试验结果闭路试验结果 浸出沉淀（载体）浮选开路试验流程如图216，试验结果见表三。全流程闭路试验结果全流程闭路试验结果 全流程闭路试验流程见图217，

21、结果见表4。结果表明：浸出沉淀浮选处理污泥，获得铜精矿产率19.72%，铜精矿品位14.25%，含金品位36.8g/t，银品位1090g/t，铜回收率89.06%，金回收率62.61%，银回收率77.43%,指标良好。33污泥湿法冶金工艺研究污泥湿法冶金工艺研究 试剂试剂 硫酸、氨水、硫酸铁、亚硫酸钠化学纯试剂及工业硫脲。主要试验设备主要试验设备 SX22.510箱式电阻炉、SC202-2型烘箱、DJ1搅拌器、真空过滤装置及烧杯等玻璃器皿。浸铜试验结果浸铜试验结果 试验结果见表5、图218。在常温下，酸泥比为40%的条件下，浸出率可达到70.4%。2 混黄药70 松油20铜冶炼污泥磨矿 -74

22、65%搅拌60 硫酸 75000搅拌10 氢氧化钠100002 混黄药120 松油205 52铜精矿尾矿图图 2 217 17 闭路试验流程闭路试验流程药剂用量单位：克/吨搅拌30 硫化钠 200008 10 2 混黄药70 松油20522 混黄5 5 表4 全流程闭路试验结果（%）Table 4 Results of closed-circuit flotation test产品名称产率品位回收率综合效率E汉备注CuAuAgCuAuAg铜精矿19.7214.2536.8109089.0662.6177.4372.79图3尾矿80.280.4310.94合计100.03.1611.59277.

23、6100.0100.0100.0中矿153.0111.427414.2914.7514.80表5 浸铜试验结果Table 5 Results of leaching copper test 序号液固比浸出时间酸泥比（%）浸出率（%）1411.5h2031.22411.5h3050.63411.5h4070.44411.5h5066.4 金、银浸出试验结果金、银浸出试验结果 影响金、银浸出率的因素主要有pH值、浸出时间及硫脲浓度(见表6)，利用正交表合理安排试验,固定条件：污泥重量为200g；液固比为21；硫酸铁加入量为1g。选用正交表L4（23），正交试验结果见下表7。最佳条件组合为:pH值为

24、1，浸出时间4h，硫脲加入量为4g（即0.5%）,金的浸出率可达71.1%，银的浸出率可达82.34 4 污泥压制品工艺研究污泥压制品工艺研究 试剂试剂(早强剂早强剂)硫酸钠、硅酸钠、三乙醇胺、萘系化学纯试剂。主要实验仪器和设备主要实验仪器和设备 JZT-85A型胶砂震动台，XSB-70B型200标准筛振筛机，SC202-2型烘箱，SM500500毫米试验磨，NRJ-411A型水泥胶砂搅拌机，YE-30型液压式压力试验机，YH-40B型水泥砼试体养护箱,JY38Plus等离子单道扫描直读光谱仪,PE1100B型原子吸收分光光谱仪,SX-40型扫描电镜等。表6 正交试验因素水平Table 6 G

25、rade of orthogonal test factors 水平pH值A浸出时间（h）B硫脲加入量(g)C11322244表7 正交试验因素分析Table 7 Analysis of orthogonal test factors序号试验条件试验结果备注ABCAu浸出率（%）Ag浸出率（%）综合指数113251.760.956.3综合指数为Au、Ag浸出率之平均值214471.182.376.7323468.871.570.1424262.278.670.4K166.563.263.4因素主次为：B、C、AK270.373.673.4R3.810.410.0实验方法和结果实验方法和结果 经

26、大量探索试验，确定污泥含量25%不变，只考虑诺砂、水泥、石灰、粉煤灰四因素三水平（见表8）即选用正交表L9（34）安排实验，每个配比成型试样9块，不进行混磨预处理，未添加外加剂。在蒸养箱中养护24小时，再放入自然环境中养护。分别测定3天、7天固化体的抗压强度。经大量试验表明,在污泥水泥石灰（外掺）诺砂粉煤灰=251583030的胶结材料中，加入占灰份重量0.06%的三乙醇胺,水灰比为0.198时污泥压制品的强度最佳，其结果见表9。从表9可知，回收铜、金、银有价元素后的污泥压制品3d的抗压强度就达到了国家建材行业标准粉煤灰砖（JC23991）强度级别10，即抗压强度10Mpa。依照国家标准固体废

27、物浸出毒性试验方法标准（GB/T5086-1997）等对污泥压制品进行毒性鉴定，结果见表10，试验的结果很好，都远低于国家标准。表8 正交试验因素水平Table 8 Grade of orthogonal test factors污泥+诺砂+水泥+粉煤灰=100 石灰外掺 水平诺砂A水泥B粉煤灰C石灰D12510208230152510335203012表9 最佳配方及实验结果Table 9 Results of test under optimal proportion污泥（）水泥（）石灰(外掺)（）矿渣（）粉煤灰（）抗压强度（Mpa）3天7天28天25158303010.912.115.4表10 污泥压制品的浸出试验结果 单位：mg/LTable 10 Results of leaching test on sludge pressed product组份AsPbZnCdCuHg总Cr浸出浓度0.020.010.010.500.00171.005标准值1.53.0500.3500.0510