水的生物处理理论与应用污泥的处理与资源化学习教案.pptx
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1、会计学1水的生物处理理论水的生物处理理论(lln)与应用与应用 污泥的处污泥的处理与资源化理与资源化第一页,共109页。1、污泥的分类、性质及主要(zhyo)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109页第二页,共109页。污泥性质(xngzh)表征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
2、中水含量的百分数,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,6585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3页/共109页第三页,共109页。污泥(wn)性质表征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比阻(r)或毛细吸水时间(CST)评价重金属约50%转移到污泥中,污泥作为肥料,重金属离子含量应不超过“农用污泥标准”GB4284-84第4页/共109页第四页,共109页。2、污泥中的水分及其对污泥处理
3、(chl)的影响1.污泥(wn)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5页/共109页第五页,共109页。第6页/共109页第六页,共109页。2.污泥中的水分(shufn)对污泥处理的影响污泥处理的方法取决于污泥含水率和最终的处置(chzh)方式。污泥(wn)的
4、含水率与污泥(wn)状态第7页/共109页第七页,共109页。污泥含水率计算几个重污泥含水率计算几个重要要(zhngyo)公式公式湿污泥(w n)比重=湿污泥(w n)比重=第8页/共109页第八页,共109页。2、污泥(wn)量计算城市污水厂的污泥量时,一般(ybn)以下表所列的经验数据为基础。污泥种类污泥量/(Lm-3)含水率/%密度/(kgL-1)沉砂池的沉砂0.03601.5初次沉淀池污泥14259597.51.0151.02二次沉淀池污泥(生物膜法)7996981.02二次沉淀池污泥(活性污泥法)102199.299.61.0051.008第9页/共109页第九页,共109页。公式(
5、gngsh)估算1.初沉污泥量式中:V初沉污泥量,m3/d;qv污水流量,m3/d;沉淀池中悬浮物的去除率,%;0进水中悬浮物浓度,mg/L;P污泥含水率,%;污泥密度,以1000kg/m3计;S每人每天产生(chnshng)的污泥量,一般采用0.30.8L/(d人);N设计人口数,人。第10页/共109页第十页,共109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11页/共109页第十一页,共109页。3、污泥的水力特性(txng)及其输送污泥输送(shsn
6、)中的阻力与流速和粘滞力有关,且粘滞力不为常数,为非牛顿流体。污泥(wn)在输送时的流态分为层流和紊流。层流区的摩阻损失随着污泥的含固率、挥发固体的含量提高和温度降低而增大。紊流区时认为摩阻损失对污泥和水相同而不致产生有影响的误差。一般流速至少为0.8m/s,太小的流速导致摩阻损失更大;流速不大于2.4m/s,流速太高不仅摩阻损失大,而且易磨损管道内壁。第12页/共109页第十二页,共109页。不同类型(lixng)的污泥的压头损失的乘数第13页/共109页第十三页,共109页。含水率含水率/%vmin/(m.s-1)含水率含水率/%vmin/(m.s-1)D=150250mmD=300400
7、mmD=150250mmD=300400mm901.51.6951.01.1911.41.5960.91.0921.31.4970.80.9931.21.3980.70.8941.11.2压力(yl)输泥管最小设计流速对于长距离输送,可采用如下(rxi)紊流公式计算:式中:hf沿程摩阻损失,m;L管道长度(chngd),m;D管道直径,m。第14页/共109页第十四页,共109页。第第2节节 污泥处理处置基污泥处理处置基本本(jbn)方法方法污泥处理处置的原则污泥处理处置的原则污泥处理处置的原则污泥处理处置的原则 1 1使污水厂能正常运行;使污水厂能正常运行;使污水厂能正常运行;使污水厂能正常
8、运行;2 2使有害有毒物质得到妥善处理或利用;使有害有毒物质得到妥善处理或利用;使有害有毒物质得到妥善处理或利用;使有害有毒物质得到妥善处理或利用;3 3使有机物得到稳定处理;使有机物得到稳定处理;使有机物得到稳定处理;使有机物得到稳定处理;4 4综合利用,变害为利;综合利用,变害为利;综合利用,变害为利;综合利用,变害为利;总原则总原则总原则总原则减量、稳定、无害化及综合减量、稳定、无害化及综合减量、稳定、无害化及综合减量、稳定、无害化及综合利用利用利用利用污泥处理处置常见工艺污泥处理处置常见工艺污泥处理处置常见工艺污泥处理处置常见工艺 1 1生污泥生污泥生污泥生污泥浓缩浓缩浓缩浓缩消化消化
9、消化消化自然干化自然干化自然干化自然干化最最最最终处理;终处理;终处理;终处理;2 2生污泥生污泥生污泥生污泥浓缩浓缩浓缩浓缩自然干化自然干化自然干化自然干化堆肥堆肥堆肥堆肥(dufi)(dufi)最终处理;最终处理;最终处理;最终处理;3 3生污泥生污泥生污泥生污泥浓缩浓缩浓缩浓缩消化消化消化消化机械脱水机械脱水机械脱水机械脱水最最最最终处理;终处理;终处理;终处理;4 4生污泥生污泥生污泥生污泥浓缩浓缩浓缩浓缩机械脱水机械脱水机械脱水机械脱水干燥焚烧干燥焚烧干燥焚烧干燥焚烧最终处理;最终处理;最终处理;最终处理;5 5生污泥生污泥生污泥生污泥湿污泥池湿污泥池湿污泥池湿污泥池最终处理;最终处
10、理;最终处理;最终处理;6 6生污泥生污泥生污泥生污泥浓缩浓缩浓缩浓缩消化消化消化消化最终处理最终处理最终处理最终处理 第15页/共109页第十五页,共109页。第第3节节 污泥污泥(w n)浓缩浓缩第16页/共109页第十六页,共109页。污泥(wn)浓缩是降低污泥(wn)含水率、减少污泥(wn)体积的有效方法。污泥浓缩(nnsu)主要减缩污泥的间隙水。方法重力浓缩气浮法离心法第17页/共109页第十七页,共109页。一、重力(zhngl)浓缩重力(zhngl)浓缩主要用于浓缩剩余活性污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。1.间隙式污泥(wn)浓缩池设计参数:停留时间一般为912h。浓缩池
11、的上清液,应回到初沉池前重新处理。第18页/共109页第十八页,共109页。2.连续式污泥(wn)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19页/共109页第十九页,共109页。有刮泥机及搅动栅的连续重力有刮泥机及搅动栅的连续重力(zhngl)(zhngl)浓缩池浓缩池 1-中心(zhngxn)进泥管;2-上清液溢流管;3-排泥管;4-刮泥机;5-搅动栅第20页/共109页第二十页,共109页。重力重力(zhngl)(zhngl)
12、浓缩理论浓缩理论 n n迪克(迪克(DickDick)理)理论论(lln)(lln)n n柯伊柯伊克里维什克里维什理论理论(lln)(lln)n n肯奇理论肯奇理论(lln)(lln)第21页/共109页第二十一页,共109页。重力连续流浓缩重力连续流浓缩重力连续流浓缩重力连续流浓缩(nn(nn su)su)池深度的设计池深度的设计池深度的设计池深度的设计 H=H=超高超高H1+H1+阻滞区与上清液区高度阻滞区与上清液区高度Hw+Hw+压缩压缩(y(y su)su)区高度区高度Hs+Hs+池底坡度高度池底坡度高度Hz Hz H1 0.3mHw 1.21.5m Hw的计算(j sun)1.柯伊克
13、里维什法:2.罗伯茨法:第22页/共109页第二十二页,共109页。二、气浮浓缩(nnsu)法气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏附作用,使污泥颗粒的密度(md)小于水而上浮,并得到浓缩。1.气浮浓缩(nnsu)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23页/共109页第二十三页,共109页。2.气浮浓缩法的主要设计(shj)参数主要设计(shj)参数:污泥(wn)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24页/共109页第二十四页,共109页。气浮池污泥(wn)负荷:污泥种类污泥种类负荷负荷/(
14、kg.m-2.d-1)空气曝气的活性污泥空气曝气的活性污泥2575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50100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6015050%的初沉污泥的初沉污泥+50%的活性污泥经的活性污泥经沉淀后沉淀后100200初次沉淀池污泥初次沉淀池污泥至至260第25页/共109页第二十五页,共109页。2.气浮浓缩(nnsu)法的主要设计参数主要设计(shj)参数:污泥(wn)负荷气固比水力负荷回流比溶气水经减压释放出的空气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26页/共109页第二十六页,共109页。2
15、.气浮浓缩(nnsu)法的主要设计参数主要(zhyo)设计参数:污泥(wn)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23.5m3/(m2.h)。第27页/共109页第二十七页,共109页。2.气浮浓缩法的主要设计(shj)参数主要(zhyo)设计参数:污泥(wn)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%,用于污泥浓缩需计算确定第28页/共109页第二十八页,共109页。重力重力(zhngl)(zhngl)浓缩与气浮浓缩浓缩与气浮浓
16、缩的比较的比较 优 点缺 点重力浓缩运行费用低,系统简单,管理简单停留时间长、池容大,污泥可能腐化发臭和脱N上浮气浮浓缩停留时间短,池容小,污泥不会腐化发臭和脱N上浮运行费用高,系统复杂,管理麻烦第29页/共109页第二十九页,共109页。例:某废水处理厂的剩余(shngy)活性污泥量为240m3/d,含水率为99.3%,泥温20C。现采用回流加压溶气气浮法浓缩污泥,要求含固率达到4%,压力容器罐的表压p为3105Pa。试计算气浮浓缩池的面积A和回流比R。若浓缩装置改为每周运行7d,每天运行16h,计算气浮池面积。解:设计一座矩形设计一座矩形(jxng)的平流气浮浓缩池的平流气浮浓缩池污泥流量
17、污泥流量qv=240m3/d=10m3/h1.气浮浓缩池面积气浮浓缩池面积(min j)A2.污泥负荷取污泥负荷取75kg/(m2.d),污泥密度为,污泥密度为1000kg/m3,则则气浮浓缩计算示例第30页/共109页第三十页,共109页。2.回流比回流比R据经验,气固比据经验,气固比As取取0.02。采用装设填料的压力罐,溶解效率采用装设填料的压力罐,溶解效率(xio l)f=0.9。20时,空气饱和溶解度:时,空气饱和溶解度:入流污泥入流污泥(w n)浓度浓度0为为7000g/m3代入(代入(20-7)式:)式:回流回流(hu li)水量:水量:第31页/共109页第三十一页,共109页
18、。溶气罐净体积(不包括溶气罐净体积(不包括(boku)填料)按溶气水停留填料)按溶气水停留3min计算,则:计算,则:以水力负荷校核以水力负荷校核(xio h)气浮池气浮池面积:面积:符合要求。符合要求。第32页/共109页第三十二页,共109页。3.3.若浓缩池每天运行若浓缩池每天运行(ynxng)16h(ynxng)16h,则流量,则流量污泥污泥(w n)负荷仍取负荷仍取75kg/(m2.d)=3.125kg/(m2.h),则,则回流回流(hu li)比(比(R)仍为)仍为380%。回流水量:回流水量:溶气罐净体积:溶气罐净体积:第33页/共109页第三十三页,共109页。以水力负荷以水力
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