污泥处理与处置ppt课件.ppt

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1、第七章 污泥处理与处置,污水污泥是城市生活污水和工业污水处理过程中产生的废弃物，是污水处理厂的必然产物。2005年，全国污水排放总量为717亿吨，污泥产生量约为208万吨（干泥）；按照我国城市污水处理厂建设规模，预计2010年，我国城市污水处理量处理率将大幅度增加，污泥年产量将增加到现在的5倍。,引 言,污泥处理处置是污水处理重要组成部分。污水污泥成分复杂，除含有大量的水分外，还含有难降解的有机物、重金属、盐类以及少量的病原微生物等。我国存在着重污水处理、轻污泥处理的倾向，污泥如果处理不当就进入环境，那么，不仅会造成严重的二次污染，而且会造成能源、资源的浪费，因此，污水污泥的处理处置具有非常重

2、要的意义。,本章的主要内容,主要内容,围绕污水污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化处理处置，拟学习：,概述 污泥贮存与运输 污泥浓缩 污泥消化 污泥脱水与干化 污泥干燥与焚烧 污泥处置与利用,7.1 概述,7.1 概 述,来源与分类性质指标处理的目标处理系统,7.1.1 来源与分类,7.1.1 污泥的来源与分类（1）,污水处理过程中，产生大量的固体悬浮物污泥，可以是污水中早已存在的，也可以是污水处理过程中产生的。,（1）按处理方法和分离过程分类,引：按照污泥来源分类,4种分类法,格栅,初沉,沉砂,活性污泥或生物膜法,二沉,消毒,一级处理,二级处理,栅渣,无机固体颗粒,初沉泥,活性污泥腐殖污泥,

3、浮渣,浮渣,7.1.1 污泥的来源与分类（2）,（2）按照污泥的来源分类：生活污水污泥、工业废水污泥和给水污泥。,（3）按照污泥的不同产生阶段分类：生/原污泥、浓缩污泥、消化污泥、脱水干化污泥、干燥污泥。,（4）按照污泥的成分和性质分类：有机污泥和无机污泥；亲水性污泥和疏水性污泥。,有机、无机分类法展开,按照污泥不同产生阶段,按照污泥成分和性质,7.1.1 污泥的来源与分类（3）,污泥组成,流动相,固相,有机物,无机物,元素组成,化学组成,微生物组成,毒害性,植物养分,无机矿物,C、H、O、N、S、P、卤素,毒害性有机物：有机官能化合物：醇酸脂醛醚烃腐殖质 有机生物质：糖类纤维素类脂肪蛋白,病

4、原菌、病毒、寄生虫卵,As、Cd、Cr、Hg、Pb、Zn、Ni重金属离子60转移到污泥中，是无害化和资源化处理的关键。,氧及其化合物；N、P、K及其可溶物,Fe、Al、Ca、Si等氧化物、氢氧化物,来源分类over,7.1.2 污泥的性质指标,7.1.2 污泥的性质指标（1）,污水污泥的来源和形成过程复杂多样，其物理、化学和生物学特性存在差异，了解污泥的性质是合理选择污泥处理方法和工艺的基础。,污水污泥的主要指标：,含水率 密度（比重）比阻 毛细吸水时间,挥发性固体和灰分 可消化程度 肥分 卫生学指标,A含水率,主要指标,A 含水率,7.1.2 污泥的性质指标（2）,污泥中水的百分含量p，95

5、99.8,可知，含水率由9998，或99.599，或9794，或9590，污泥体积均减少一倍；,B密度比重,公式引申,p80%,含水率对污泥的运输、提升和处理影响很大。,污泥体积V-重量W-固体浓度c-含水率p关系：,B 密度/比重,7.1.2 污泥的性质指标（3）,污水污泥的密度接近水的密度。,C 挥发性固体（VSS）和灰分（NVSS）,挥发份固体：表示污泥中的有机物含量灼烧减重灰 分：表示污泥中的无机物含量灼烧残渣,在马弗炉中600oC灼烧至恒重后,，所失去的重量为VSS(被燃烧，并以气体逸出的那部分固体)；残留的重量为NVSS，mg/L。VSS实质上是污泥中可通过生物降解的有机物含量水平

6、，即VSS反映污泥的稳定化程度。,一组污泥数据,挥发性固体和灰分,D可消化程度,某城市污水处理厂的污泥量,D 可消化程度,污泥中的有机物是消化的对象，其中，一部分是可被消化降解的，另一部分是不可消化降解的（如脂肪、纤维素）。可消化程度表示污泥中可消化降解有机物的比例。,E 肥分,污泥中N、P、K有机质微量元素的含量。肥分表示污泥是否可作为肥料进行资源化利用。,F 卫生学指标,污泥中病原微生物(病菌、病毒、寄生虫卵等)的含量。环境指标之一。,7.1.2 污泥的性质指标（4）,7.1.3 污泥处理目标4化,E 肥分,F 卫生学指标,7.1.3 污泥的处理目标,减量化：体积减量化，便于运输和消纳。,

7、7.1.4 污泥处理系统,稳定化：污泥中易腐败物质分解转化，使得污 泥稳定，不易腐败，降低恶臭，便于运输处理。有机物、重金属,无害化：污泥中病原微生物（如病原菌、病毒等）的杀灭，提高污泥的卫生指标。,资源化：将污泥视为一种资源，通过多种方式，将污泥加以利用，如：能源化、资材化、材料化、农业及土地再生利用等。,目标：减量化、稳定化、无害化和资源化,7.1.4 污泥的处理系统（1）,污泥处理系统是由若干个处理单元组成，典型处理单元：浓缩、消化、脱水、处置。根据污泥的最终处置、污泥数量性质和当地情况，选取不同的处理单元，组成不同污泥处理工艺流程。,沼气,污泥处理系统C-E,以消化为主，农用等资源化利

8、用,7.1.4 污泥的处理系统（2）,热能,环境要求高,典型处理系统,污泥处理系统B 强调,发电,污水处理系统,上清液,消化液,滤液,7.1.4 污泥的处理系统（3）,干燥,焚烧,处置,处置,填 埋,土地利用,资源利用,7.1概述over,处置展开,GO,污水处理系统,污泥处理系统,本厂、外埠,污泥贮存运输,7.2 污泥贮存与运输贮存,作用：平衡污泥产量的波动，为污泥处理工序提供均匀的进料条件；或小型处理厂污泥外运前贮存。,情形：污泥可在沉淀池、污泥浓缩池、消化池内短期贮存；无消化时，污泥贮存在混合池和贮存池。,注意：避免雨淋或浸泡，以免污染物溶出，二次污染；尽量缩短有机污染物贮存时间，防止恶

9、臭；病原体微生物等污泥，充分消毒，避免蚊蝇；特殊有毒有害的危险污泥，按国标贮存。固体废物管理和污染控制标准,污泥运输,情形,注意,7.2 污泥贮存与运输运输（1）,作用：外运；各个途径到污泥处理系统的运输。,污泥泵图,方式：决定于含水率和污泥利用途径，常用有：管道输送、汽车和驳船等。运送距离10km以下，压力管道输送；10km以外，污泥脱水干化后再输送。管道输送：重力输送和压力输送。压力输送：污泥泵站和污泥贮存池,注意：必须考虑污泥的流速和含水率：流速：流速小，悬浮物易沉降，流动损失小；流速大，悬浮物不易沉淀，流动损失大。管道输送宜采用大流速。含水率大，黏性小，流动损失小，流动接近水。,方式,

10、注意,7.2 污泥贮存与运输运输（2）,污泥泵另一个图,7.2 污泥贮存与运输运输（3）,7.2 污泥贮存运输over，7.3 浓缩,GO,7.3 污泥浓缩,污泥的含水率很高（二沉污泥99%，初沉污泥97），体积很大，这对输送和后续处理（如消化）都将造成困难，因此必须进行浓缩。,目的意义,浓缩主要内容,污泥浓缩就是去除污泥中一部分液体，以增加固体物质的含量，缩小污泥的体积。减量化,污泥的含水率由99降至96%，体积可减小到原来的1/4，但仍然保持其流动性，可用泵输送，降低运输费用。浓缩是污泥减量化最有效办法，特别对剩余污泥的处理，尤其不可缺少。,7.3.1 污泥水分,7.3.2 重力浓缩,7.

11、3.3 气浮浓缩,7.3.4 离心浓缩,主 要 内 容,污泥中的水分,7.3.1 污泥中的水分,7.3.2 重力浓缩,污泥含水率与状态,7.3.2 重力浓缩（1）原理、运行方式,依靠重力作用将污泥中的固体与水分离，即利用污泥中的固体颗粒与水之间的密度差来实现泥水分离。此法应用最为广泛，适用于浓缩比重较大的污泥和沉渣，主要浓缩初沉污泥和剩余活性污泥。主要去除颗粒间的间隙水。,（一）原 理,根据运行方式，分为间歇式与连续式。前者主要用于小型厂；后者多用于大、中型厂。,（二）运行方式,间歇式,按运行方式分类,7.3.2 重力浓缩（2）运行方式,待浓缩污泥排入浓缩一定时间分层放掉清液排泥向池内排入如下

12、一批待处理污泥。成层沉降压缩沉降 GO,1）间歇式,澄清区：固体浓度极低,阻滞沉降区：悬浮颗粒恒速下降(浓度均匀，匀降层),过渡区：颗粒下降速度减小(浓度渐变),压缩区：污泥颗粒集结，各层相互作用，空隙水被排挤出，固体浓度不断提高。,连续式,浓缩池沿高程可分为,分区,澄清区,匀降层,过渡层,压缩层,7.3.2 重力浓缩（3）运行方式,待浓缩污泥通过中心管进入池中，沉淀和浓缩，浓缩污泥从底部排出。搅动栅将污泥缓慢搅动，破坏污泥网状结构和胶着状态，造成空穴，使其中的水分与气泡容易分离加速颗粒凝聚，加速污泥的密实，使颗粒均匀密实。型式：竖流和辐流式两种。,2）连续式,辐流式,往泵房,重力浓缩实例图,

13、搅动栅,7.3.2 重力浓缩（4）实例,北京高碑店污水处理厂污泥浓缩池,原理/运行方式 over，运行管理,7.3.2 重力浓缩（5）运行管理,连续式：固体负荷：单位时间通过浓缩池任一断面的干固体重量；3060kg/(m2.d).水力负荷：单位时间内每单位浓缩池表面积溢流的上清液流量；初沉污泥1.21.6m3/(m2.h)剩余活性污泥0.20.4m3/(m2.h).浓缩时间：12h；二沉污泥：99.299.69798；有效水深：4m左右；刮泥机外缘线速度1-2m/min，池底坡向泥斗坡度0.05。,(1)工艺参数,（三）运行管理,实例数据,间歇式：浓缩时间，太短，浓缩效果不能保证；太长，污泥宜

14、出现厌氧状态而破坏浓缩过程。没有试验条件，24h；通常,912h。,1 工艺参数 2运行效果监测评价 3日常维护 4异常问题评价,连续式,7.3.2 重力浓缩（6）运行管理,北京高碑店污水处理厂污泥浓缩池,重力浓缩脱水,国产半桥式栅条浓缩机，进口定容式污泥泵。固体表面负荷 70kg/m2.d 直径D=20m 池深H1=5.5m 泥层H2=3.0m 池数6座,运行管理运行效果监测指标,运行管理：1 工艺参数 2运行效果监测评价 3日常维护 4异常问题评价,7.3.2 重力浓缩（7）运行管理,浓缩比f：浓缩池排泥浓度与入流污泥浓度之比 f=Cu/Ci 表示污泥经浓缩后被浓缩的倍数,(2)运行效果的

15、监测评价,重力浓缩池,Qi Ci,Qu Cu,Qe Ce,Q污泥体积流量；C污泥中固体浓度；i原污泥；e上清液；u排泥,三个指标相辅相成，F=1-/f,浓缩初沉污泥，f2,90。,固体回收率：被浓缩到排泥中的固体占总固体的百分比。=(Qu.Cu)/(Qi.Ci)表示污泥经浓缩后有多少比例的干污泥被浓缩出来,分离率F：浓缩池上清液量占入流污泥量的体积百分比 表示污泥经浓缩后有多少水被分离出来。F=Qe/Qi,运行管理日常维护,1 工艺参数 2运行效果监测评价 3日常维护 4异常问题评价,7.3.2 重力浓缩（8）运行管理,初沉池污泥与剩余污泥混合均匀，有效避免密度流扰动污泥层而影响浓缩效果；入流

16、污泥中加部分二沉池出水，防污泥厌氧上浮，降低恶臭；温度较高，污泥易厌氧上浮，发生污泥膨胀，丝状菌随活性污泥进入浓缩池，污泥继续发生膨胀，使得污泥浓缩难以进行；加Cl2、KMnO4、H2O2等氧化剂，抑制微生物活动；,(3)日常维护*,运行管理异常问题,1 工艺参数 2运行效果监测评价 3日常维护 4异常问题评价,浮渣及时清除；浓缩池长期未排泥，应先排空，严禁直接开启污泥泵；浓缩池冬季结冰，应破冰溶化，再开启污泥泵；定期检查上清液溢流堰的平整度（不平整导致池内流态不均匀，甚至短路）；定期清刷池壁、出水堰等部位，防止恶臭；定期排空（半年），检查积沙和防腐情况，水下件作防腐；,(4)异常问题排除*,

17、7.3.2 重力浓缩（9）运行管理,运行管理异常问题2,1 工艺参数 2运行效果监测评价 3日常维护 4异常问题评价,(4)异常问题排除*,7.3.2 重力浓缩（10）运行管理,重力浓缩小节，缺点,1 工艺参数 2运行效果监测评价 3日常维护 4异常问题评价,7.3.2 重力浓缩（11）缺点,（四）重力浓缩的缺点,污泥中有机物含量增加，可能使得污泥浓缩性能恶化；上清液BOD浓度较高，若回流到污水处理系统中，将增加其BOD负荷;夏季温度高时，池内发酵产生的气体使污泥上浮，恶臭；浓缩时间过长，污泥固体回收率低；浓缩污泥含固率低于3时，污泥体积庞大，后续处理有一定难度；生物除磷的剩余污泥，除磷效果不

18、理想；最适合于重质污泥（如初次原污泥），对轻质污泥（如活性污泥）浓缩效果不理想；对易膨胀污泥浓缩效果不理想。99.599浓缩到9798。,重力浓缩over，气浮浓缩。,引出气浮浓缩。,7.3.3 气浮浓缩（1）原理,原理：通过某种方法产生大量的微气泡，依靠这些微气泡附着在污泥颗粒的周围，通过减小颗粒的比重，形成上浮污泥层，将上浮污泥层撇除到污泥槽，下层液体回流到废水处理流程中。,（一）原 理,（二）典型流程,适用：含固量低的污泥浓缩，一般含水率99.599；易发生膨胀的、易发酵的剩余活性污泥。（99.599可浓缩到9496，好于重力浓缩）,适用,7.3.3 气浮浓缩（2）典型流程,澄清水从池底

19、引出，一部分用水泵引入压力溶气灌加压溶气，另一部分外排。溶气水通过减压阀从底部进入进水室，减压后的溶气水释放大量的微小气泡，并迅速依附在待浓缩的污泥颗粒上，从而使得污泥颗粒密度下降，污泥颗粒易于上浮，在池表,（二）典型流程回流加压溶气气浮工艺,面形成浓缩污泥（上浮污泥）后由刮泥机刮出池外。,气浮池的运行管理,气浮池：矩形、圆形,7.3.3 气浮浓缩（3）运行管理,混凝剂投加问题：絮绒性活性污泥在絮凝时捕获吸附气泡，达到气浮，是否投加混凝剂主要取决于水力负荷、固体负荷等指标。P295 表7-3,(1)气浮浓缩池的影响因素,（三）气浮浓缩池的运行管理,（2）工艺参数,1 影响因素 2工艺控制与技术

20、参数 3异常问题及排除,污泥膨胀的影响：污泥膨胀影响气浮浓缩。运行时，应监测污泥容积指数SVI，当SVI偏差，用物理法、化学法或生物法来控制。曝气池混合液置30min后1g活性污泥所占的体积（以ml计）,刮泥周期的影响：刮泥周期越长，上浮污泥固体浓度越大。浓缩污泥应及时刮除；每次不宜太多，以防止底层污泥带着水分翻到表面，影响浓缩效果。,（污泥膨胀的影响）,（刮泥周期的影响）,进泥量：过大，排泥浓度降低；过小能源浪费。浓缩活性污泥时，要求进泥浓度5g/l，固体负荷50-120kg/(m2.d)与SVI有关(30min,1g活性污泥体积)。水力负荷：确定进泥量、空气量、加压水量后，应对水力表面负荷

21、校核；水力负荷过高，澄清液的固体浓度明显上升，浓缩效果降低，120m3/(m2.d)。混凝剂的投加量和停留时间：试验；投加量：23干污泥重；混凝剂反应时间510min。回流比：加压溶气用水量/待浓缩的污泥量，2535。为了避免加压泵、压力容器和减压阀的阻塞，气浮法浓缩污泥时，溶气水宜采用气浮池流出的分离液。,7.3.3 气浮浓缩（4）运行管理,(2)工艺控制与技术参数-1,工艺参数（续）,7.3.3 气浮浓缩（5）运行管理,溶气罐：加压水在溶气罐停留1-3min，绝对压力0.3-0.5MPa，高径比2:4。回流水加压泵：泵出口压力高于溶气罐压力。加压水量：水量少，溶气量少；水量多，耗能，影响细

22、气泡的形成。气量：影响排泥浓度，气量大，排泥浓度高，能耗高 泥泵的选择：略。循环水池：略。,(2)工艺控制与技术参数-2,运行管理（3）异常问题,7.3.3 气浮浓缩（6）运行管理,(3)异常问题及排除,小节，气浮工艺特点,7.3.3 气浮浓缩（7）特点,优点：对于浓缩密度接近于水的、疏水的污泥效果尤为显著；气浮池停留时间较短，容积较小；由于通入压缩空气，可进一步满足生化需氧量的要求，从而避免污泥腐化发臭和脱氮上浮。,离心浓缩,缺点：运行费用较高；运行管理较复杂。,缺点,7.3.4 离心浓缩,污泥的浓缩方法，还有微孔浓缩法、隔膜浓缩法、生物浓缩法,原理：离心浓缩法是利用污泥中固、液比重不同，在

23、旋转时具有不同的离心力这一原理进行分离和浓缩的。特点：由于离心力是重力的5003000倍，因此离心浓缩时间很短，十几分钟。占地面积小，造价低，但运行和机械维修费用较高。三种方法中，离心浓缩得到的污泥含水率最低。效果：99.5可浓缩到94。型式：倒锥形转盘式、螺旋式和筐式。,7.3 污泥浓缩over，7.4 污泥消化,GO,7.4 污泥消化,二级处理和多数一级处理的污泥都含有大量的有机物，投放到自然界，仍将受微生物的作用，继续对环境造成危害，所以需采取措施降低其有机物含量或使其暂时不产生分解污泥消化（防止有机物服腐败的措施）。,主要内容,污泥消化是利用微生物代谢作用，使污泥中有机物质降解和稳定化

24、，减少污泥体积，降低污泥中病原体数量。当污泥中挥发性固体（VSS）含量降低到40%以下时，即可认为达到稳定化。,分类：厌氧消化和好氧消化，厌氧消化最为常用。厌/好氧消化:在无/有氧条件下,污泥中有机物由厌/好氧微生物进行降解、稳定。,污泥消化实现了污泥的减量化、稳定化和无害化。,引言,界定,分类,意义,7.4.1 污泥厌氧消化原理和功能,主 要 内 容,7.4.2 污泥厌氧消化的分类,7.4.3 污泥厌氧消化系统的组成,7.4.4 消化池的运行与管理,7.4.1 原理和功能,7.4.5 沼气的应用,7.4.1 厌氧消化原理和功能（1）,污泥消化处理生物处理,通过微生物的新陈代谢作用，将污泥中的

25、有机物一部分转化为微生物的细胞物质，另一部分转化为比较稳定的化学物质（无机物或简单有机物）,基本因素：作用者、作用对象和环境条件,作用者,微生物，特别是其中的细菌。三类细菌（根据生化反应中氧气的需求）：好氧菌、兼性厌氧菌和厌氧菌；两类处理：好氧生物处理；厌氧生物处理。,本质,基本因素,作用者,7.4.1 具体的原理和功能,7.4.1 厌氧消化原理和功能（2）,利用兼性（厌氧）菌和（专性）厌氧菌进行厌氧生化反应，分解污泥中有机物质的一种污泥处理工艺。污泥厌氧消化的机理与废水厌氧消化的相同 GO,（一）原 理,（二）功 能,利用微生物代谢作用，使污泥中有机物质稳定化，减少污泥体积，降低污泥中病原体

26、数量；减量化 稳定化 无害化 在污泥消化过程中将产生大量高热值的沼气（生物质能源），可作为能源利用，使污泥资源化。资源化 污泥经消化后，其中的部分有机氮转化成了氨氮，提高了污泥肥效。资源化,有几种型式的厌氧消化？,厌氧菌：在有氧条件下不能生长，在无氧或低氧条件下才能生长，分为专性、兼性和微需氧。,功能,7.4.2 污泥厌氧消化的分类（1）,污泥不经加热直接进入间歇运行的消化池，池内不设搅拌装置，利用沼气气泡搅拌污泥。由于搅拌作用不充分，因此，池内分成浮渣区、上清液和污泥区。稳定的污泥由池底周期性排出，上清液回到水处理流程的前端进行处理，沼气从池顶收集导出。固体负荷0.4-1.6kgVSS/(m

27、3.d)。,（一）低负荷消化常规中温消化,7.4.2厌氧消化分类高负荷,池内分层明显，使得细菌和营养物质难以充分接触，再加之池内温度不均、有效容积小（浮渣层占据池内有效统计）等问题，使得消化时间较长（30-60d）、负荷小、产气量低。适用于小型污水处理厂。,缺点,同传统低负荷消化相比，主要体现加热、搅拌和破渣。,7.4.2 污泥厌氧消化的分类（2）,（二）高负荷消化（高速消化池）,高负荷消化的优点,加热：温度主要影响微生物的生化反应速度，因而与有机物的分解速率有关。厌氧消化过程存在两个最适宜温度，即在35oC和60oC附近各出现一个产气量高的峰值点。此外，厌氧消化对温度变化极为敏感。工程而言，

28、中温消化将温度控制在30-38oC(33-35oC居多)，高温为50-55oC，且日温度变化控制在2oC。,搅拌破渣：搅拌既可促进微生物与污泥基质充分接触，使池内温度和酸碱度均匀，又可有效预防浮渣。也可在池内液面装设破渣机或用污泥水压力喷射来破渣。,加热,搅拌,优点：进料速度稳定，其搅拌、污泥投配及熟污泥排除等连续，池大部分区域可保持一致条件，使消化池体积减小，消化过程稳定性得到提高。不分层，全池活跃消化。消化时间为低负荷1/3（10-15d），固体负荷提高4-6倍。,7.4.2 污泥厌氧消化的分类（3）,（二）高负荷消化（高速消化池）,具体结构之一,高负荷既被用于中温，又被用于高温。,蒸汽喷

29、射器,进泥管,进泥管,排泥管,中位管,贮罐,压缩机,蒸汽喷射器,水射器,污泥气搅拌蒸汽搅拌水力搅拌、蒸汽直接加热、上进下直排,（三）两级消化,7.4.2 污泥厌氧消化的分类（4）,水射器也称为水力提升器,污泥气搅拌,7.4.2 污泥厌氧消化的分类（5）,传统中温消化只能分解4555有机物，熟污泥进入干化场后，将继续分解，污泥气逸入大气，污染环境、损失能量。高负荷消化，加热和搅拌使得熟污泥含水率提高，增加污泥干化场或机械脱水设备负荷。基于此，将消化池一分为二，污泥先在第一消化池（混合/消化）消化一定程度后，转入二池（分层/浓缩），利用余热进一步分解有机物，即将产酸和产甲烷阶段分别在两个单独反应池

30、中完成两级消化。但该法尚处于研究和开发阶段。两级消化产气量比单级高1015，第一阶段产气占90，但基建投资和占地面积大。,（三）两级消化,两级消化续,7.4.2 污泥厌氧消化的分类（6）,两级消化两阶段：阶段一：加热、搅拌、产气和除渣，池温3335oC；阶段二：不加热、不搅拌，利用第一阶段污泥的余热，使池温保持在2426oC，继续进行消化、浓缩和排出上清液。,（三）两级消化,结束，7.4.3系统组成,7.4.3 污泥厌氧消化系统的组成（1）,容积可变：分定容和动容式。定容式（固定盖式），运行中容积不变化，需设可变容湿式气柜，来调节沼气产量变化。动容式（移动盖式），顶盖上下移动，气相容积可随气量

31、变化而变化。国内普遍采用定容式，国外采用动容式。,（一）消化池,圆形、卵形展开,消化池、进排泥系统、搅拌系统、加热系统、集气系统,池体形状：圆形池（细高形、粗矮形）和卵形池。,（一）消化池,7.4.3 污泥厌氧消化系统的组成（2）,圆形池：国内应用广泛；高径比0.3-0.7，浅池充分混合困难，引起沙石和浮渣积累，消化池工作体积减少，深池常为浮动盖式，搅拌装置设计和操作上的困难；底部圆锥形，锥底中心设有排口，用于除去重的污泥和沙石；在底部和最高液面之间设有多个排泥口；,消化池的图形,消化池、进排泥系统、搅拌系统、加热系统、集气系统,卵形池：欧洲广为采用；优点是减少沙石和浮渣的积累，搅拌耗功少；基

32、建费用高，且无贮存气体空间。,一个工厂往往建造两个以上的消化池而不是一个大消化池，以便于灵活操作。利用两个或多个消化池进行消化时，可以允许一个池子停止工作而进行保养。,卵形池,说明,消化池的外观图,北京高碑店污水处理厂污泥消化池,消化池的外观图,7.4.3 污泥厌氧消化系统的组成（3）,确定原则：污泥一般用泵输入或排出消化池；消化池内进料应恒定，使池内液位波动最小；,（二）进排泥系统,消化池、进排泥系统、搅拌系统、加热系统、集气系统,next,近排泥形式的比较分析,进排泥形式：上部进泥下部直排、上部进泥下部溢流排泥、下部进泥上部溢流排泥；国内均有应用，单用或同时用。,上部进泥下部溢流排泥运行方

33、式最佳：下部直接排泥，池内液位控制较难，当排泥量大于进泥量，工作液位下降，池内存在真空的危险；反之，液位上升，污泥从溢流管流走；下部进泥上部溢流排泥时，经充分消化消化的污泥颗粒密度增大，当停止搅拌时，会沉至底部，未经充分消化的污泥会浮至上部被溢流排走。上部进泥下部溢流排泥既不控制污泥，又不会将不充分消化的污泥排走。,（二）进排泥系统,7.4.3 污泥厌氧消化系统的组成（4）,刚才接触到的？举例分析,7.4.3 组成搅拌系统,上部进泥下部直排,作用与意义：（1）搅拌能使污泥颗粒与厌氧微生物均匀混合，使消化池各处的污泥浓度、PH、微生物种群等保持均匀一致，并将热量及时传递，使加热均匀且大大降低池底

34、泥沙沉积与池面浮渣形成。（2）在出现有机物冲击负荷或有毒物质进入时，均匀搅拌混合可使其冲击或毒性降至最低。消化池容积利用率可达70。,7.4.3 污泥厌氧消化系统的组成（5）,（三）搅拌系统,7.4.3 组成搅拌方式,消化池、进排泥系统、搅拌系统、加热系统、集气系统,搅拌方式：机械搅拌、水力搅拌、沼气搅拌。机械搅拌：池内设搅拌浆，根据消化池大小不同，可设置13个搅拌浆，每个搅拌浆下面设置一个导流筒，抽出的污泥从筒顶向四周喷出；一般用于细高形消化池；,（三）搅拌系统,7.4.3 污泥厌氧消化系统的组成（6）,沼气搅拌,消化池、进排泥系统、搅拌系统、加热系统、集气系统,水力搅拌：将污泥抽出，从池顶

35、打入水力提升器内，形成内外循环；池内设导流筒，筒内设螺旋推进器；,沼气搅拌：用压缩机将沼气（即污泥气）压入池内竖管（1根或数跟）的中部或底部，污泥随气泡上升时将污泥带起，在池内形成垂直方向的循环。一般用于粗矮、卵形消化池。特点：搅拌范围大、能力强、效果好、消化速率高，但设备繁多，成本昂贵。,（三）搅拌系统,7.4.3 污泥厌氧消化系统的组成（6）,7.4.3 组成加热系统,消化池、进排泥系统、搅拌系统、加热系统、集气系统,7.4.3 污泥厌氧消化系统的组成（7）,（四）加热系统,使消化液保持在所需求的温度，保证消化速度。,举例说明,消化池、进排泥系统、搅拌系统、加热系统、集气系统,7.4.3

36、组成（五）集气系统,池内直接蒸汽加热,池外间接热水加热,7.4.3 污泥厌氧消化系统的组成（8）,（四）加热系统,集气系统包括气柜和管路。气柜常采用低压浮盖式湿士气柜，其储气容量一般为消化系统6-10h的产气量。沼气管路系统应设置压力控制及安全、取样、测湿、测压、除湿、脱硫、水封阻火、通气报警等装置。,7.4.3 污泥厌氧消化系统的组成（9）,（五）集气系统,7.4.3 组成over，7.4.4 运行管理,消化池、进排泥系统、搅拌系统、加热系统、集气系统,7.4.4 消化池的运行与管理(1),1）取样分析：取样分析监测，以进行工艺控制。2）清砂、清渣：池底积沙太多，造成排泥困难，缩小有效池容，

37、影响消化效果；顶部浮渣太多，阻碍沼气自液相向气相的转移。一般连续运行5年应进行清砂。短期内积砂积渣很多，应检查沉沙池和格栅除污的效果，加强对预处理的工艺控制和维护管理。日本：在池底设有专门的排砂管，用泵定期强制排砂。实际上，用池子的放空管定期排砂，也能有效防止砂子在消化池内的积累。,（一）消化池的日常维护,1）取样分析；2）清砂清渣；3）搅拌系统维护；4）加热系统维护；5）消化系统结垢；6）消化池停运的检查与处理；7）消化池泡沫与控制；8）消化系统保温；9）安全运行。,7.4.4 运行管理日常维护续,日常维护、异常问题及排除,（一）消化池的日常维护,7.4.4 消化池的运行与管理(2),3）搅

38、拌系统维护：搅拌立管易被污泥污物堵塞，可将其他立管关闭，大气量冲洗被堵塞的立管；机械搅拌浆被污物缠绕，定期反转可甩掉污物缠绕。4）加热系统维护：蒸汽加热立管常被污泥和污物堵塞，可用大气量冲吹；池外热水循环加热时泥水热交换器常发生堵塞现象，可用大水量冲洗或拆开清洗。5）消化系统结垢：管道和热交换器易结垢；在结垢管路上设置活动清洗口，经常用高压水清洗管道，可有效防止垢的增厚。严重时，可用酸清洗。6）消化池停运检查与处理：消化池使用一段时间后，应停止运行，进行防腐防渗检查和处理。,7.4.4 运行管理日常维护续,（一）消化池的日常维护,7.4.4 消化池的运行与管理(3),7）消化池泡沫与控制：表现

39、：大量半液半固状气泡，严重时可充满整个气相空间，并进入沼气系统，导致沼气系统运行困难。成因与控制：消化系统运行不稳定，可从运行稳定的角度来解决；有时是由污水处理系统产生的诺卡氏菌引起的，这时应暂不向消化池投放剩余活性污泥，但根本措施是控制污水处理系统内的生物泡沫。8）消化系统保温：冬季注意防冻，如果不佳，冬季加热的耗热量会增至很大，最终造成消化效果的大大降低9）安全系统：消化系统运行中，应注意甲烷等易爆气体的防爆问题。使沼气不泄露是防爆的根本措施。,7.4.4 运行管理日常问题,（1）VFA（挥发性有机酸）/ALK（碱度）升高,（二）消化池异常问题及排除,7.4.4 消化池的运行与管理(4),

40、VFA问题续,1 VFA/ALK升高 2.产气量低 3消化池气相负压 4消化池气相压力过大 5上清液含固量过高 排泥浓度低 6 消化温度低,VFA 挥发性有机酸，厌氧消化过程中第一阶段，水解酸化阶段，在水解产酸细菌的作用下，将复杂有机物分解为高级有机酸。VFA是挥发性有机酸的指标。ALK代表总碱度，污泥中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦及能接受H物质的总量；污泥中对酸缓冲能力的一种度量。VFA/ALK是污泥厌氧消化运行是否正常的一个重要指标。,（1）VFA（挥发性有机酸）/ALK（碱度）升高,（二）消化池异常问题及排除,7.4.4 消化池的运行与管理(5),原因与控制对策如下：1)水力超负荷

41、；2)有机物投配超负荷；3)搅拌效果不佳；4)温度波动太大；5)存在毒物。,1）水力超负荷：水力超负荷，进泥量太大，对消化液中甲烷菌和碱度过度冲刷，导致V/A升高，沼气量和质降低。措施：控制进泥量；或将二级消化池部分污泥回流到一级消化池，补充甲烷菌和碱度的损失。2）有机物投配超负荷：进泥量增加，或污泥含固量或有机成分升高时，可导致有机物投配超负荷，产致使VFA升高（产酸增大），ALK不变。减少投泥量或回流部分二级消化池污泥；加强上游污染源管理。,VFA问题续,1 VFA/ALK升高 2.产气量低 3消化池气相负压 4消化池气相压力过大 5上清液含固量过高 排泥浓度低 6 消化温度低,（二）消化

42、池异常问题及排除,7.4.4 消化池的运行与管理(6),（1）VFA（挥发性有机酸）/ALK（碱度）升高,3）搅拌效果不好：搅拌系统故障，局部VFA积累；4）温度波动太大：降低甲烷菌分解VFA速率，VFA积累；5）存在毒物：甲烷菌中毒后，分级VFA速率下降，VFA积累。明确毒物的种类，之后解决；加强上游污染源管理。,注：VFA/ALK升高，会引起沼气中CO2含量的升高，当V/A0.5，立即加入部分碱源，补充碱度，控制住PH值的下降并使之回升。否则，当PH值6时，甲烷菌将全部失去活性，则须放空消化池全部重新培养消化污泥。同时，尽快分析并解决问题，待异常解决后，停止加碱源。,7.4.4，问题2 产

43、气量低,1 VFA/ALK升高 2.产气量低 3消化池气相负压 4消化池气相压力过大 5上清液含固量过高 排泥浓度低 6 消化温度低,（二）消化池异常问题及排除,7.4.4 消化池的运行与管理(7),（2）产气量降低,原因与控制对策如下：1)有机物投配负荷太低；2)甲烷菌活性降低。,1）有机物投配负荷太低：沼气量与投入的有机物成正比。由于浓缩效果不佳，大量有机固体从浓缩池上清液流失，导致进入消化池的有机物降低。加强对浓缩控制。2）甲烷菌活性降低：甲烷菌活性降低，分解VFA速率下降，沼气含量降低。水力超负荷，有机物投配超负荷，搅拌效果不均匀，存在毒物等均可使甲烷活性降低。,7.4.4 问题3 池

44、内气相负压,1 VFA/ALK升高 2.产气量低 3消化池气相负压 4消化池气相压力过大 5上清液含固量过高 排泥浓度低 6 消化温度低,（二）消化池异常问题及排除,7.4.4 消化池的运行与管理(8),（3）消化池气相出现负压,原因与控制对策如下：1)排泥量大于进泥量；2)压缩机的出气管泄漏；3）碱性药剂投加过量；4）抽气量大于产气量,1）排泥量大于进泥量：消化池液位降低，产生真空；加强排泥量的控制。2）压缩机的出气管泄漏：用于沼气搅拌的压缩机初期管路泄漏，导致消化池内真空；及时修复。3）碱性药剂投加过量：投加碱源补充碱度，控制PH值当投加过量，也可造成消化池负压。4）抽气量大于产气量：用风

45、机或压缩机抽送沼气时，当抽气量大于产气量时，可导致消化池负压。,7.4.4 问题4 池内压力过大,1 VFA/ALK升高 2.产气量低 3消化池气相负压 4消化池气相压力过大 5上清液含固量过高 排泥浓度低 6 消化温度低,（二）消化池异常问题及排除,7.4.4 消化池的运行与管理(9),（4）消化池气相压力过大,原因与控制对策如下：1)产气量大于用气量；2)沼气管路阻力增大；3）消化池液位升高,1）产气量大于用气量：剩余沼气无畅通的去向。2）沼气管路阻力增大：3）消化池废液升高：进泥量大于排泥量，溢流管又被堵塞，消化池气相压力增加。,7.4.4 问题5 上清液含固量高,1 VFA/ALK升高

46、 2.产气量低 3消化池气相负压 4消化池气相压力过大 5上清液含固量过高 排泥浓度低 6 消化温度低,（二）消化池异常问题及排除,7.4.4 消化池的运行与管理(10),（5）上清液含固量升高，排泥浓度降低,原因与控制对策如下：1)上清液排放量过大；2)上清液排放太快；3）进入的污泥会发生短路,1）上清液排放量过大：上清液排量一般是相应每次进泥量的1/4。2）上清液排放太快：太快，流速过大，会携带大量的固体颗粒。3）进入的污泥会发生短路：上清液排口与进泥口距离太小,7.4.4 问题6 消化液温度低，消化效果差,1 VFA/ALK升高 2.产气量低 3消化池气相负压 4消化池气相压力过大 5上

47、清液含固量过高 排泥浓度低 6 消化温度低,（二）消化池异常问题及排除,7.4.4 消化池的运行与管理(11),（6）消化液温度下降，消化效果降低,原因与控制对策如下：1)蒸汽或热水量供应不足；2)投泥次数太少；3）混合搅拌不均匀,1）蒸汽或热水量供应不充足：2）投泥次数太少：一次投泥量太大，可使加热系统超负荷；3）混合搅拌不均匀：局部污泥过热，局部热量不足；加强搅拌。,7.4.4 运行管理over，7.4.5 沼气的应用,1 VFA/ALK升高 2.产气量低 3消化池气相负压 4消化池气相压力过大 5上清液含固量过高 排泥浓度低 6 消化温度低,7.4.5 沼气的应用,沼气/污泥气的应用是污

48、泥实现资源化的重要途径。充分合理的利用沼气，可有效降低污水处理厂的运行费用，甚至还有可能向外输出能量。,沼气的成分,主要内容：（一）沼气的成分（二）沼气系统的组成（三）沼气的综合利用（四）沼气系统的日产管理,主要内容,7.4.5 沼气应用沼气成分,（一）沼气成分,最主要成分：CH4 4580 5560；CO2 2045 30；两者之和 8598 90,其它成分：H2、N2、H2S、O2 H2S：溶于水汽中产生氢硫酸腐蚀管道；有毒；使得沼气略有臭味并有毒。,热 值：50006000 kCal/m3,沼气系统的组成,沼气的热值,其他成分,（二）沼气系统的组成,（1）集气室；（2）输配系统；（3）净

49、化单元；（4）储气柜；（5）阻火器；（6）用气设备,7.4.5 沼气应用沼气系统,除湿,净化,储气柜,厂内施用,燃料,集气室,阻火器,化工原料,沼气系统的组成展开,消化池,（二）沼气系统的组成,（1）集气室；（2）输配系统；（3）净化单元；（4）储气柜；（5）阻火器；（6）用气设备,（1）集气室：消化反应容器顶部，由集气室最高处将沼气引出。集气室保持一定的容积；压力的稳定性；防止浮渣和消化液进入排气管；气密性。,7.4.5 沼气应用沼气系统,组成展开续,（2）输配系统：输气管和配气管，输气管防腐(H2S)，沼气除湿，流速不应太大，国内7m/s，国外3.7。,（3）净化单元：脱流（H2S），去杂

50、质。干法：多孔介质脱硫塔，占地小，维护简单，但脱硫效率低 湿法：吸收塔，脱硫效率高，但管理复杂，占地大。,（二）沼气系统的组成,（1）集气室；（2）输配系统；（3）净化单元；（4）储气柜；（5）阻火器；（6）用气设备,（4）储气柜：低压（0.010.03MPa）和中压（0.40.6MPa）两种；最为常用的是低压浮盖式，大型厂采用中压球柜。,7.4.5 沼气应用沼气系统,沼气系统的综合利用,（5）阻火器/回火防治器：沼气与空气混合，遇明火或达燃点燃烧；若沼气系统存在负压，火焰易通过管道向气源方向蔓延回火，造成管道破坏甚至爆炸，故在用气设备前设置阻火器。有湿式和干式两种。,（6）用气设备：自身搅拌