水污染控制工程第十八章学习教案.pptx

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1、会计学1水污染控制工程第十八章水污染控制工程第十八章第一页，共90页。一、污泥的来源(liyun)、性质及主要指标来源(liyun)处理(chl)目的栅渣沉砂池沉渣初沉池污泥二沉池生物污泥富含有机物，容易腐化、破坏环境，必须妥善处置降低含水率，使其变流态为固态，同时减少数量稳定有机物，使其不易腐化，避免对环境造成二次污染。城市污水厂所产生的污泥量约为处理水体积的1%左右（0.5%1.5%）,含水率99.2%左右。第2页/共90页第二页，共90页。二沉池栅滤第3页/共90页第三页，共90页。污泥性质表征(bio zhn)参数含水率与含固率挥发性固体污泥中的有毒有害物质污泥的脱水性能含水率是污泥中

2、水含量的百分数，含固率则是污泥中固体或干泥含量的百分数含水率在85以上呈流态,65 85时呈塑态，低于60呈固态当含水率变化时，可近似地用下式计算湿污泥的体积：第4页/共90页第四页，共90页。污泥性质表征(bio zhn)参数含水率与含固率挥发性固体污泥中的有毒有害物质污泥的脱水性能 挥发性固体(用VSS表示)，是指污泥中在600C的燃烧炉中能被燃烧，并以气体逸出的那部分固体，反映污泥的稳定化程度 用指数比抗阻值(r)或毛细吸水时间(CST)评价第5页/共90页第五页，共90页。二、污泥(w n)量 计算城市污水厂的污泥量时，一般以下(yxi)表所列的经验数据为基础。污泥种类污泥种类污泥量污

3、泥量/(L/(L mm-3 3)含水率含水率/%/%密度密度/(kg/(kg L L-1 1)沉砂池的沉砂沉砂池的沉砂0.030.0360601.51.5初次沉淀池污泥初次沉淀池污泥14251425959597.597.51.0151.021.0151.02二次沉淀池污泥二次沉淀池污泥生物膜法生物膜法7979969698981.021.02活性污泥法活性污泥法1021102199.299.299.699.61.0051.0081.0051.008第6页/共90页第六页，共90页。公式(gngsh)估算1.初沉污泥量式中：V初沉污泥量，m3/d；Q污水流量，m3/d；沉淀池中悬浮物的去除率，%；

4、C0进水中悬浮物浓度，mg/L；P污泥含水率，%；污泥密度(md)，以1000kg/m3计；S每人每天产生的污泥量,一般采用0.30.8L/（d人）;N设计人口数，人。第7页/共90页第七页，共90页。2.剩余(shngy)活性污泥量(活性污泥法)(1)剩余活性污泥量以VSS(挥发性固体)计:(2)剩余活性污泥量以SS计:(3)剩余活性污泥量以体积计:公式(gngsh)估算第8页/共90页第八页，共90页。三、污泥中的水分(shufn)及其对污泥处理的影响1.污泥(w n)中的水分(1)游离水:存在于污泥颗粒间隙中的水，称为间隙水或游离水，约占污泥水分的70左右。这部分水一般借助外力可与泥粒分

5、离。(2)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。也有可能用物理方法分离出来。(3)内部水:黏附于污泥颗粒表面的附着水和存在于其内部(包括生物细胞内的水)的内部水，约占污泥中水分的10左右。有干化才能分离，但也不完全。第9页/共90页第九页，共90页。第10页/共90页第十页，共90页。2.污泥中的水分(shufn)对污泥处理的影响 污泥处理的方法常取决于污泥的含水率和最终的处置(chzh)方式。第11页/共90页第十一页，共90页。第二节第二节 污泥污泥(w n)(w n)的处理工艺的处理工艺第12页/共90页第十二页，共90页。一、污泥(w n)的处置二、污

6、泥处置(chzh)的前处理 为了(wi le)避免污泥进入环境时，其有机部分发生腐败,污染环境，常在脱水之前先进行降解，称稳定。经过稳定的污泥如果脱水性能差，则还需调理。农业利用填埋焚烧投放海洋建材第13页/共90页第十三页，共90页。污泥处理与处置第14页/共90页第十四页，共90页。第三节第三节 污污 泥泥 浓浓 缩缩第15页/共90页第十五页，共90页。污泥浓缩是降低污泥含水率、减少(jinsho)污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要(zhyo)减缩污泥的间隙水。方法重力法气浮法离心法第16页/共90页第十六页，共90页。一、重力(zhngl)浓缩 重力浓缩主要用于浓缩初沉污泥及初沉污泥和剩

7、余(shngy)活性污泥的混合污泥。1.间隙(jin x)式污泥浓缩池 设计参数为停留时间，一般为912h。浓缩池的上清液，应回到初沉池前重新处理。第17页/共90页第十七页，共90页。2.连续式污泥(w n)浓缩池 连续(linx)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)。设计参数:浓缩池的固体通量kg/(m2h)或kg/(m2d)水力负荷m3/(m2h)或m3/(m2d)水力停留时间(h或d)第18页/共90页第十八页，共90页。二、气浮浓缩(nn su)法 气浮浓缩是依靠微小气泡(qpo)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。1.气浮浓缩(nn

8、 su)系统的组成 气浮浓缩系统主要由加压溶气装置和气浮分离装置两部分组成。第19页/共90页第十九页，共90页。2.气浮浓缩法的主要设计(shj)参数主要设计(shj)参数:污泥(w n)负荷气固比水力负荷回流比单位时间内，通过气浮池断面的干固体量，单位为kg/（m2.h）或kg/（m2.d）第20页/共90页第二十页，共90页。气浮池污泥(w n)负荷:污泥种类污泥种类污泥种类污泥种类负荷负荷负荷负荷/（kgkg.mm-2.-2.d d-1-1)空气曝气的活性污泥空气曝气的活性污泥空气曝气的活性污泥空气曝气的活性污泥25257575空气曝气的活性污泥经沉淀后空气曝气的活性污泥经沉淀后空气曝

9、气的活性污泥经沉淀后空气曝气的活性污泥经沉淀后5050100100纯氧曝气的活性污泥经沉淀后纯氧曝气的活性污泥经沉淀后纯氧曝气的活性污泥经沉淀后纯氧曝气的活性污泥经沉淀后606015015050%50%的初沉污泥的初沉污泥的初沉污泥的初沉污泥+50%+50%的活性污泥的活性污泥的活性污泥的活性污泥经沉淀后经沉淀后经沉淀后经沉淀后100100200200初次沉淀池污泥初次沉淀池污泥初次沉淀池污泥初次沉淀池污泥至至至至260260第21页/共90页第二十一页，共90页。2.气浮浓缩(nn su)法的主要设计参数主要(zhyo)设计参数:污泥(w n)负荷气固比水力负荷回流比溶气水经减压释放出的空气

10、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第22页/共90页第二十二页，共90页。2.气浮浓缩法的主要(zhyo)设计参数主要设计(shj)参数:污泥(w n)负荷气固比水力负荷回流比单位时间内，通过气浮池断面的处理水量，单位为m3/（m2.h）为 m3/（m2.d），一般4080m3/（m2.d）或 23.5 m3/（m2.h)。第23页/共90页第二十三页，共90页。2.气浮浓缩(nn su)法的主要设计参数主要设计(shj)参数:污泥(w n)负荷气固比水力负荷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

11、污泥浓缩需计算确定第24页/共90页第二十四页，共90页。三、离心(lxn)浓缩法原 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使两者分离，达到浓缩的目的效果指标出泥含固率，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第25页/共90页第二十五页，共90页。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/%高分子聚合物需要量高分子聚合物需要量/（g.kg-1污泥干固体）污泥干固体）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0.51.5810085900.51.59095厌氧

12、消化污泥厌氧消化污泥13810080900.51.59095普通生物滤池污泥普通生物滤池污泥2389090959110.751.59597转筒式离心机用于污泥浓缩的运行(ynxng)参数第26页/共90页第二十六页，共90页。剩余污泥(w n)离心浓缩第27页/共90页第二十七页，共90页。第四节第四节 污泥污泥(w n)的稳定的稳定第28页/共90页第二十八页，共90页。污泥稳定化的处理(chl)方法:厌氧消化(xiohu)法 好氧消化(xiohu)法 氯化氧化法 石灰稳定法 热处理法第29页/共90页第二十九页，共90页。常用方法 厌氧消化目 的污泥中的挥发性固体的量降低40左右过 程水解

13、、酸化、产乙酸、产甲烷控制过程固态物的水解、液化、产甲烷优 点产生能量使污泥固体总量减少作土壤调节剂杀死致病菌缺 点投资大运行易受环境条件的影响消化污泥不易沉淀消化反应时间长第30页/共90页第三十页，共90页。第31页/共90页第三十一页，共90页。两级高负荷率厌氧消化系统(xiohu xtng)第32页/共90页第三十二页，共90页。第33页/共90页第三十三页，共90页。二、影响污泥消化的主要(zhyo)因素1.pH和碱度最佳(zu ji)为7.07.3厌氧消化产生有机酸pH甲烷菌分解有机酸时产生的重碳酸盐不断增加2.温度中温：3335C高温：5055C第34页/共90页第三十四页，共9

14、0页。3.负荷(fh)厌氧消化(xiohu)池的容积决定于厌氧消化(xiohu)的负荷率。表达方式容积负荷参数为投配率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有机物负荷参数为有机负荷率每日进入的干泥量与池子容积之比消化时间进行复核第35页/共90页第三十五页，共90页。4.消化(xiohu)池的搅拌 在有机物的厌氧发酵过程中，让反应器中的微生物和营养物质(wzh)(有机物)搅拌混合，充分接触，将使得整个反应器中的物质(wzh)传递、转化过程加快。5.有毒有害物质作用使池内污泥浓度分布均匀，利于微生物生长繁殖释放有害气体使环境因素在反应器内保持均匀第36页/共90

15、页第三十六页，共90页。沼气(zhoq)风机搅拌第37页/共90页第三十七页，共90页。三、消化(xiohu)池的构造主要(zhyo)设备搅拌螺旋浆鼓风机射流器抽吸污泥气破渣用自来水或污泥上清液喷淋将循环污泥或污泥液送到浮渣层上用鼓风机或用射流器抽吸污泥气进行搅拌集气排液溢流监测防护装置加料，排料附属设备消化池浮动式顶盖固定式顶盖加热池外加热池内加热第38页/共90页第三十八页，共90页。消化(xiohu)池构造第39页/共90页第三十九页，共90页。浮动式盖消化(xiohu)池第40页/共90页第四十页，共90页。固定式盖消化(xiohu)池第41页/共90页第四十一页，共90页。螺旋浆搅拌

16、(jiobn)的消化池第42页/共90页第四十二页，共90页。污泥(w n)消化池第43页/共90页第四十三页，共90页。大型厌氧生物处理第44页/共90页第四十四页，共90页。沼气(zhoq)搅拌压缩机第45页/共90页第四十五页，共90页。热交换器第46页/共90页第四十六页，共90页。贮气罐第47页/共90页第四十七页，共90页。四、消化池的设计(shj)计算内容(nirng)池体设计加热保温系统设计搅拌设备设计池体选型确定池的数目和单池容积确定池体各部尺寸布置消化池的各种管道第48页/共90页第四十八页，共90页。消化池有效容积按每天处理污泥量及污泥投配率进行计算：消化池座数n：消化池

17、有效容积按有机负荷(Ns)计算：式中：V消化池有效容积，m3；V每天要处理的污泥量，m3/d；p污泥投配率，城市污水厂高负荷率消化池，当消化温度为3035时，p可取6%18%；c挥发性固体(gt)浓度，VSS Ls单位容积消化池污泥（VSS）负荷率，kg VSS/（m3/d）。第49页/共90页第四十九页，共90页。计算消化(xiohu)池的构造尺寸：消化(xiohu)池必须附设各种管道：污泥管、上清液排放管、溢流管、沼气管和取样管。第50页/共90页第五十页，共90页。第五节第五节 污泥污泥(w n)脱水脱水第51页/共90页第五十一页，共90页。消化(xiohu)污泥、剩余活性污泥、剩余活

18、性污泥与初沉污泥的混合污泥等在脱水之前应进行调理，以改善污泥的脱水性能。调理就是(jish)破坏污泥的胶态结构、减少泥水间的亲和力，改善污泥的脱水性能。方法加药调理法淘洗加药调理法加热调理法冷冻调理法加骨粒调理法 污泥脱水的作用是去除污泥中的毛细水和表面附着水，从而缩小其体积(tj)，减轻其质量。第52页/共90页第五十二页，共90页。加药调理(tio l)法原理用化学药品破坏泥水间的亲和力，通过调理使污泥的比阻抗(或CST)降低1.调理(tio l)剂种类无机调理剂有机调理剂2.调理(tio l)剂投加量的确定 作比阻抗r及CST与调理剂用量的关系曲线图确定最佳调理剂用量和品种。第53页/共

19、90页第五十三页，共90页。3.影响污泥调理效果(xiogu)的因素污泥(w n)性质调理(tio l)剂品种污泥调理条件温度pH调理剂配制浓度混合条件第54页/共90页第五十四页，共90页。二、污泥(w n)的自然干化1.污泥(w n)干化床的构造围堤和隔墙输泥槽滤水层排水系统不透水底层支柱和透明顶盖轻便铁轨第55页/共90页第五十五页，共90页。污泥(w n)干化床第56页/共90页第五十六页，共90页。2.污泥干化床脱水效果的影响因素气候条件污泥性质污泥调理3.污泥干化床的设计决定面积划分块数干化床面积第57页/共90页第五十七页，共90页。三、污泥的机械脱水(tu shu)及其设备脱水

20、机械转筒离心机板框压滤机带式压滤机真空过滤机1.带式压滤机 带式压滤机工艺的开发成功的关键是滤带的开发，是合成有机聚合物发展(fzhn)的结果。第58页/共90页第五十八页，共90页。污泥脱水(tu shu)性能的评价指标1.比阻抗(zkng)值r 当p为常数值时，可积分并整理成为下式：由此 比阻抗值的物理(wl)意义是单位干重滤饼的阻力，比阻抗值越大的污泥，越难过滤，其脱水性能也差。t/V与V呈直线关系，其斜率为：第59页/共90页第五十九页，共90页。(1)带式压滤机的构造(guzo):第60页/共90页第六十页，共90页。第61页/共90页第六十一页，共90页。第62页/共90页第六十二

21、页，共90页。第63页/共90页第六十三页，共90页。第64页/共90页第六十四页，共90页。(2)带式压滤机的选用(xunyng):通常根据带式压滤机生产能力、污泥量来确定所需滤机宽度(kund)和台数(一般不少于2台)，并需绘制脱水车间设备布置图。2.污泥(w n)离心脱水和转筒式离心机 污泥离心脱水的原理与离心分离、离心浓缩相同，即利用转动使污泥中的固体和液体分离。(1)转筒式离心机的构造和脱水过程:第65页/共90页第六十五页，共90页。转筒式离心机构造(guzo)图第66页/共90页第六十六页，共90页。污泥(w n)切割机第67页/共90页第六十七页，共90页。进泥螺杆泵第68页/

22、共90页第六十八页，共90页。脱水(tu shu)用高分子絮凝剂第69页/共90页第六十九页，共90页。溶药与投加装置(zhungzh)第70页/共90页第七十页，共90页。加药螺杆泵第71页/共90页第七十一页，共90页。药液后稀释(xsh)装置第72页/共90页第七十二页，共90页。卧螺离心(lxn)脱水机第73页/共90页第七十三页，共90页。脱水上清液加入(jir)污泥储罐第74页/共90页第七十四页，共90页。污泥(w n)离心脱水机第75页/共90页第七十五页，共90页。脱水(tu shu)后的干泥第76页/共90页第七十六页，共90页。脱水机加药装置(zhungzh)第77页/共

23、90页第七十七页，共90页。(2)转筒离心机的选择(xunz):根据离心机的处理(chl)能力，即每台机每小时处理(chl)湿污泥立方米数，或每台机每小时处理(chl)干污泥千克数来决定的。3.板框压滤机(1)板框压滤机的构造(guzo)(2)板框压滤机的选用 根据污泥量、过滤机的过滤能力来确定所需过滤面积和压滤机台数及设备布置。第78页/共90页第七十八页，共90页。滤板、滤框和滤布第79页/共90页第七十九页，共90页。板框压滤机板框压滤机第80页/共90页第八十页，共90页。箱式板框压滤机箱式板框压滤机第81页/共90页第八十一页，共90页。第82页/共90页第八十二页，共90页。第83

24、页/共90页第八十三页，共90页。工作原理：利用过滤介质（常用为涤纶布）二面工作原理：利用过滤介质（常用为涤纶布）二面工作原理：利用过滤介质（常用为涤纶布）二面工作原理：利用过滤介质（常用为涤纶布）二面压力差为推动力，水被强制通过压力差为推动力，水被强制通过压力差为推动力，水被强制通过压力差为推动力，水被强制通过(tnggu)(tnggu)(tnggu)(tnggu)介质，污泥介质，污泥介质，污泥介质，污泥截留在介质表面。截留在介质表面。截留在介质表面。截留在介质表面。第84页/共90页第八十四页，共90页。滤板、滤框和滤布组合(zh)后的工作状况示意图第85页/共90页第八十五页，共90页。第六节第六节 污泥的最终污泥的最终(zu zhn)处置处置第86页/共90页第八十六页，共90页。一、概述(i sh)污泥干燥是将脱水污泥通过处理，去除(q ch)污泥中绝大部分毛细管水、吸附水和颗粒内部水的方法。二、污泥的干燥与焚化(fnhu)设备1.转筒式干燥器和焚化炉第87页/共90页第八十七页，共90页。2.流化床焚化炉第88页/共90页第八十八页，共90页。3.Sevar干燥器第89页/共90页第八十九页，共90页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第90页/共90页第九十页，共90页。