污泥处理处置技术新尝试-李炳堂

第一篇：污泥处理处置技术新尝试-李炳堂

污泥处理处置技术新尝试 ——美国污泥深井灌注技术

污泥深井灌注技术是废弃物深井灌注技术在污泥处理处置上的进一步应用，其利用石油化工行业成熟的深井技术，将污泥注入地下深层密闭地质结构，可以通过地下存置过程中的热化学反应及生化反应将污泥转化为甲烷和二氧化碳等产物。经过适当工艺设计，二氧化碳在地下高温高压自然环境下溶解、捕集并固定于地层中，而由于气体溶解度的差异，甲烷气体可以与二氧化碳分离并实现有效收集，最终同时实现污泥的降解、二氧化碳固定和可再生能源回收利用的三重目标。此外，项目收集产生的甲烷可以进一步用于绿色电能生产。

目前，美国洛杉矶的特米诺岛可再生能源项目(Terminal Island Renewable Energy project,(T.I.R.E.))是全美首例深井灌注技术在污泥处理处置上的实际应用，由一口灌注井和两口监测井构成。预期日处理污泥120~400吨，目标灌注深度1100~1600米，灌注地层孔隙度22%。项目选择的灌注区域由多层不可渗透的密封地层和主要断裂线构成，以确保灌注区域的隔离、安全和密闭。同时，通过监测井详细记录地震波、伽马射线、温度、压力及地震图等参数，以实时控制灌注过程中的环境风险，并尝试对甲烷产生和二氧化碳固定过程进行科学测定和分析。

项目于2008年正式启动运行。根据2010年的项目运行数据，项目日灌注污泥约200吨，产生沼气约8000方，甲烷含量在45%~60%之间。经过三年运行期后，项目于2011年再次向EPA申请为期5年的运行许可，同时申请增加监测井数量，并将灌注污泥量由200吨/天提升至400吨/天。目前初步的经济核算结果表明，项目建设费用明显低于干化焚烧或者汽化设备，运行费用也处于较低水平，每吨湿污泥处理费用约50美元，为污泥长期处理处置提供了经济可行的潜在方案。

必须明确的是，废弃物的“深井灌注”与非法“地下排污”有本质区别。“深井灌注”技术最基本的前提是要利用地质构造，保证排放物与地下水完全隔绝。目前人们开采地下水的深度一般不超过300～500米，“深井灌注”的井深通常约800米到超过3200米不等。美国是最早利用深井进行废液灌注的国家，20世纪30年代起，美国的石油公司开始利用深井灌注技术处理石油和天然气产品的废液。目前，每年有超过7500亿加仑的废液注入地下，其灌注井数量也已超过65万口。全美约89%难以处理的危险工业废液均通过深井灌注方式来进行处置，以实现对环境影响的最小化。

第二篇：污泥处理处置技术的研究进展

污泥处理处置技术的研究进展-中水回用

摘 要：随着我国污水处理技术的不断发展，在污水处理量与日俱增的同时也使得剩余污泥量不断增加，这些污泥如果不进行处理是不允许直接排放到外界环境中，因此对剩余污泥必须要进行无害化、减量化、资源化和稳定化的处理，在选择污泥处理处置技术之时要充分考虑技术可行性、经济可行性以及生态可行性，当前污泥处理处置技术正处于不断的发展过程中，在可以达到污泥处理处置目的的同时，如何降低其投资和运行成本成为当前污水处理领域讨论的热点问题。文章介绍了传统的污泥处理处置技术，并对几种的新型污泥处理处置技术进行讨论。

关键词：污泥；处理处置技术；研究进展

前言

当前在污水处理技术中，活性污泥法是应用最为广泛的技术，其对脱氮除磷具有非常好的效果，同时在应用活性污泥法时的污泥产生量非常大，在工艺路线中，一部分污泥回流到曝气池参与生物反应，而剩余的污泥或龄期较长的污泥则需要从污水处理构筑物中排除，这些剩余污泥必须要经过适当的处理处置，使之无害化、减量化、资源化和稳定化，便于进一步的处置。一般来讲污泥处理处置投资和运行的成本非常大，最高可占到整个污水处理厂的投资和运行费用的50%以上，因此在可以达到污泥处理处置目的的同时，如何降低其投资和运行成本成为当前污水处理领域讨论的热点问题。传统的污泥处理处置技术

1.1 传统污泥处理技术

1.1.1 好氧、厌氧消化技术

好氧、厌氧消化就是利用好氧微生物和厌氧微生物对污泥中的有机成分进行氧化分解的过程，经过好氧消化处理的污泥性质非常稳定，效果较好，但是缺点是好氧消化工艺的运行成本和维护费用较高，因此在我国污水处理厂中应用空间已经越来越小。污泥经过厌氧消化后性质也较为稳定，而且可以将处理后的污泥以能源的方式进行部分回收利用，因此是资源化的重要体现，然而厌氧消化后的污泥含水率较高，需要进行进一步脱水，因此还需额外投资脱水设备。

1.1.2 湿式氧化法

湿式氧化法是采用物理化学的方法，是将剩余污泥置于高压反应容器中，向容器内通入高压空气，使反应器压力达到1-20MPa，以空气中的氧气作为氧化剂，然后在300℃左右的高温下进行的氧化反应，可将液相的有机物质充分氧化分解为二氧化碳、水或小分子有机物，氧化反应较为完全，可用于高低浓度的污泥处理，处理效果十分显著，但由于高温高压反应对设备的要求较高，因此就增加了投资、运行和维护的费用，一般只用于投资规模较大的污水处理厂污泥处理。

1.2 传统污泥处置方法

常用的污泥处置方法有卫生填埋、焚烧、海洋倾倒、土地利用等。

1.2.1 卫生填埋

卫生填埋可以使处理后的污泥与地面环境有效隔离，并且处置成本较低，但是污泥的滤液可能会渗入地下水层，造成地下水的污染。

1.2.2 焚烧处置

焚烧的过程可将污泥转化为无机物，体积大为减小，同时可有效杀灭污泥中的细菌，但是在焚烧的过程中会产生二氧化硫、二恶英等气体，对空气造成严重的污染，随着国家对空气环境质量重视程度越来越高，使得焚烧处置污泥的方法会逐渐被淘汰。

1.2.3 海洋倾倒

海洋倾倒就是将处理后的污泥直接作为垃圾倾倒入海洋中，因此处置方式比较简单，处置费用较低，但海洋的自净能力毕竟有限，随着污泥数量的急剧增加，使得海洋倾倒会对海洋的生态环境造成越来越严重的影响，因此这种处置方法已经不被提倡。

1.2.4 土地利用

经过适当的处理后，污泥中会含有大量的营养成分可微量元素，可用于农业、林业用地土壤的肥料，从而实现费用利用，然而由于污泥中还可能同时存在重金属、放射性元素、多氯芳烃等等难于降解的有害物质，如果进入土壤中就有可能造成对土壤的污染，进而对农作物、林木造成污染，因此在将污泥土地利用处置之前一定要保证其无害化。新型的污泥处理处置技术

2.1 超声波处理技术

超声波在水中产生的效应非常复杂，在一些清洗的领域已经普遍用超声波技术收到了良好的效果，而实践证明在污泥处理中应用超声波技术可取得较好的效果，其作用原理是：中低频的超声波在污泥的水相中可产生强力脉冲，从而制造局部的高温和高压条件，并同时产生超高速射流，在这样的极限条件下污泥中的丝状菌等微生物以及有机物的结构被破坏，防止污泥膨胀的发生，使污泥的脱水性大幅提高，经过脱水处理后使污泥达到稳定化、减量化和无害化的目的。在用超声波技术处理污泥时，可根据实际情况调整超声波的声能密度以及超声时间，不断优化处理条件，从而达到最佳处理效果。由于超声波污泥处理技术的能耗较大，且声能量利用效率不高，因此在一定程度上阻碍了其进一步应用，然而由于超声波对污泥的处理效果显著，使其仍然具有较好的应用前景，当前一般用超声波与其他处理技术联合使用，可降低运行成本，并保证污泥的处理效果。

2.2 原位减量技术

如前文所述，在活性污泥水处理过程中产生大量的污泥，在对这些污泥进行处理处置的过程中会耗费大量的物力财力，因此如果能够降低污泥的产量，使其在污泥水处理工艺的过程中就对污泥进行减量化处理处置，就会大大降低后续处理处置的费用。目前最为常用的污泥原位减量技术是利用微生物对污泥进行捕食和消化，使水处理反应器内的食物链增长，从而使污水环境内可用于合成生物体的能量大为减少，从而达到降低污泥产量的目的，可利用的微生物有纤毛虫、鞭毛虫、变形虫等原生微生物和线虫、轮虫等后生微生物，实践证明在原活性污泥水处理工艺中引入各种微生物后，活性污泥的产量仅是之前产量的30%左右，而且整个过程不需要另外投入处理处置设施，且免维护，投资和运行成本相当低，不影响水处理效果。结束语

综上所述，污泥处理处置技术正处在不断发展的过程中，对于污泥的处理与处置，不外乎两种方式，一是对系统产生的污泥进行末端处理，使其达到减量化、无害化、稳定化和资源化等目的，二是在污水处理的原位进行减量的方法，使污泥在源头上进行处理，减少污泥排放量，因此，将这两种污泥处理处置的方式联合使用，首先使污泥产生量减少，剩余的少量污泥可进行末端处理，可取得较好的效果，应当是未来污泥处理处置技术发展的一个方向。

参考文献

[1]林亚楠.污泥处理处置技术的现状及发展趋势[J].科技创新与应用，2013.[2]张韵.我国污泥处理处置的规划研究[J].给水排水动态，2010.[3]杨晓奕，蒋展鹏.湿式氧化处理剩余污泥的研究[J].给水排水，2003.[4]李丹阳，陈刚，张光明.超声波预处理污泥研究进展[J].环境污染治理技术与设备，2003.[5]昝元峰，王树众，沈林华，等.污泥处理技术的新进展[J].中国给水排水，2004.

第三篇：第十章 污泥处理和处置

第十章 污泥的处理、处置

10.1 污泥的来源、性质、数量 10.2 污泥处理处置的方法

10.2.1 污泥浓缩 10.2.2 污泥的稳定 10.3 污泥的脱水和调理

10.3.1 脱水性能的评价指标 污泥比阻扩展阅读

10.3.2 污泥的脱水设备 10.4 污泥的处置

第十章 污泥的处理、处置

前面我们看到，进水中含有的悬浮物，在前处理或预处理得到去除，如格栅、筛网、物理沉淀、气浮处理中分离会产生污泥。混凝处理要加入混凝剂来去除细小的SS或胶体颗粒也产生大量的污泥。化学沉淀去除可以形成化学沉淀的许多阳离子和阴离子，也会产生污泥。生物法去除BOD、氮、磷等其它污染物，一部分污染物被同化形成生物性污泥。生物性污泥来自二沉池、浓缩池或消化池，或来自许多的生物反应池。这些污泥含水率都很高。这些污泥中某些成分有利用价值需要回收利用。有些污泥的有用成分因为回收的成本太高，而作为固体废物，如果不妥善处理就会对环境造成不利影响。不管怎样都需要妥善处理，防止产生二次污染。

污泥处理原则是“减量化、无害化、稳定化和资源化”，欧洲国家目前污泥的主要处置方式为农用、填埋和焚烧。卫生填埋操作相对简单，投资费用较小，处理费用较低，适应性强。但是其侵占土地严重，如果防渗技术不够，将导致潜在的土壤和地下水污染。污泥卫生填埋始于20世纪60年代，污泥填埋是欧洲特别是希腊、德国、法国在前几年应用最广的处置工艺。由于渗滤液对地下水的潜在污染和城市用地的减少等，对处理技术标准要求越来越高（例如德国从2000年起，要求填埋污泥的有机物含量小于5％），许多国家和地区甚至坚决反对新建填埋场。1992年欧盟大约40％的污泥采用填埋处置，近年来污泥填埋处置所占比例越来越小，例如英国污泥填埋比例由1980年的27％下降到2005年的6%。美国的污泥的主要处置方法是循环利用，而污泥填埋的比例正逐步下降，美国许多地区甚至已经禁止污泥土地填埋。据美国环保局估计，今后几十年内美国6500个填埋场将有5000个被关闭。近年来，随着污泥农用标准（如合成有机物和重金属含量）日益严格的趋势，许多国家，如德国、意大利、丹麦等污泥农用的比例不断降低。

发达国家污泥焚烧的比例非常高。以焚烧为核心的处理方法是最彻底的处理方法，这是因为焚烧法与其它方法相比具有突出的优点：

（1）焚烧可以使剩余污泥的体积减少到最小化，因而最终需要处置的物质很少，焚烧灰可制成有用的产品，是相对比较安全的污泥处置方式。（2）焚烧处理污泥处理速度快，不需要长期储存。（3）污泥可就地焚烧，不需要长距离运输。

（4）可以回收能量，用于污泥自身的干化或发电、供热，相应降低污泥处理成本。（5）能够使有机物全部燃尽，杀死病原体。

污泥焚烧处置虽然一次性投资高，但由于它具有其它工艺不可替代的优点，特别是在污泥的减量化、无害化、节约土地资源和节能等方面，因此成为污泥最终出路的解决方法。

自1962年德国率先建议并开始运行了欧洲第一座污泥焚烧厂以来，焚烧的污泥量大幅度增加。目前德国共有39家污泥焚烧厂，其中10家混烧城市废弃物，20家焚烧城市污水污泥，另9家焚烧工业污泥。70％的焚烧炉为鼓泡流化床。污泥含水率在45％～80％间。在柏林自1985年来运行着欧洲最大的流化床污泥焚烧炉，处理75％水分的污泥15t/h。在国外，特别是西欧和日本采用焚烧法已得到了广泛的应用，在日本，污泥焚烧处理已经占污泥处理总量的60％以上，现在日本规模较大的污水处理厂都采用焚烧法处理污泥。2005年欧盟采用焚烧处理污泥的比例提高到了38%。

污泥焚烧被分为直接焚烧和干化后焚烧两种。（1）直接焚烧

污泥的直接焚烧是将高湿（含水率80%~85%）污泥在辅助燃料作用下，直接在焚烧炉内焚烧。由于污泥含水量大、热值低，需要消耗大量的辅助燃料。由于污泥含水量大，焚烧后的尾气量也比较大，尾气处理需要庞大的设备。（2）干化后焚烧

污泥因含水率高，不能简单作为燃料应用。污泥要作为燃料，必须开发出独特的干化技术和燃烧技术，使低热值的污泥转变成高热值的可用燃料，然后通过焚烧炉对污泥燃料进燃烧。污泥的干化最早是二十世纪四十年代开发的。经过几十年的发展，污泥干化的优点正逐渐显现出来。干化后的污泥与湿污泥相比，可以大幅度减小体积，从而减少了储存空间。以含水率85%的湿污泥为例，干化至含水率40%时，体积可减少至原来的1/4，污泥的形状成为颗粒，有利于焚烧处理。在焚烧工艺前采用污泥干化工艺的目的是实现污泥的减量化、提高污泥热值、节省后续焚烧处理的费用，以及达到更优的焚烧效果。干化后的污泥经高温焚烧后产生的灰体积将缩小90%以上，有毒有机物热分解彻底，焚烧产生能源可回收利用，灰、渣可作为建材材料使用。

早在20世纪40年代，日本和欧美就已经用直接加热鼓式干化器来干化污泥。由于污泥热干化技术要求和处理成本较高，所以这项技术直到20世纪80年代末期在瑞典等国家的成功应用之后，才在发达国家推广起来。在发达国家，污泥干化和燃料化被认为是有望取代现有的污泥处理技术最有发展前途的方法之一。

10.1 污泥的来源、性质、数量

10.1.1 污泥的种类、性质及主要指标 一．污泥的种类

（1）初沉污泥；（2）剩余污泥；（3）消化污泥；（4）化学污泥。二．污泥的性质和指标

污泥处理原则是“减量化、无害化、稳定化和资源化”。减量化指去除污泥中的水分。资源化指在符合成本原则下将有用成分回收利用。无害化、稳定化指将可分解的成分分解成稳定的化学形态物质或将有毒成分转化成低毒化学物质。这些都需要了解污泥的性质和指

标。

污泥的性能指标

（1）含水率与含固率；

含水量的下降会使污泥体积明显，比如含水率从p1降低为p2，污泥体积由 VSS（1）减小为VSS（2）：

VSS（1）ρ(1-:p1)=VSS（2）ρ(1-:p2)=△XSS 比如含水率由98%降为96%，污泥体积下降为原来的1/2：

VSS（1）ρ(1-:98%)=VSS（2）ρ(1-:96%)

VSS（2）/VSS（1）=1/2

（2）挥发性固体和可消化性成分；

（3）污泥中的有毒有害的物质；

（4）污泥的燃烧热值；

（5）污泥的脱水性能。

污泥的脱水性能常用的指数是比抗阻值简称比阻（r)或毛细吸水时间

(CST)三．污泥量

（1）初沉污泥量与进水中SS含量、分离方法和工艺有关；

（2）化学处理法产生的污泥。混凝污泥与进水中细小SS或胶体含量、分离方法和工艺有关；

（3）活性污泥

（4）剩余活性污泥量

X＝yQ(S0Se)KdXVyobsQ(S0Se)（5）剩余污泥体积

上式计算的是VSS，转化为SS：

△XSS = △XVSS/ f

VSSρ(1-p)= △XSS

三 污泥中的水分及其对污泥处理的影响（1）污泥中的水存在形式分类 游离水，70％ 毛细水，20％ 内部水，10％

减容方法（浓缩）去除的水是哪些部分的水？ 污泥的体积与含水率

（2）污泥中的含水率对污泥处理的影响 浓缩 运输 压缩 填埋 焚烧

10.2 污泥处理处置的方法

可供选择的方案大致有：

（1）生污泥→浓缩→消化→自然干化→最终处置；（2）生污泥→浓缩→自然干化堆肥农肥；

（3）生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置；

（4）生污泥→浓缩→机械脱水→干燥焚烧→最终处置；

（5）生污泥→浓缩→消化→机械脱水→干燥焚烧→最终处置。（5）是最完全处理方案。

10.2.1 污泥浓缩

一 概述

污泥中所含水分大致分为4类：（如图示）（1）颗粒间的空隙水、约占总水分的70%。（2）毛细水，即颗粒间毛细管内水，占20%（3）吸附水, 两者约占10%（4）内部水 污泥的含水率很高：初沉污泥介于95—97%，剩余污泥达99%以上，故污泥体积大，需对污泥进行脱水处理。二 方法:

（1）浓缩法：去除的水主要是空隙水。因空隙水占多，故浓缩是污泥减量的主要方法;（2）自然干化法与机械脱水法，去除的水主要是毛细水。

(3)干燥与焚烧法，对象，脱除吸附水与内部水。(一)污泥浓缩

污泥浓缩的对象是剩余污泥、含水率由99%以上降至95%左右。

意义：可减少后续处理和机械脱水调节污泥的混凝剂用量、设备容量大大减少。方法有，重力浓缩法、污泥气浮浓缩法、离心浓缩法等。1 重力浓缩

（1）浓缩过程和浓缩曲线

浓缩过程有成层沉降向压缩沉降的过渡，分界点或说临界点在哪里？这个点简称K点。（2）重力浓缩池水平截面积的计算方法 1）沉降曲线简化计算法

① 通过沉降试验绘制沉降曲线，求K位置；

② 从污泥浓缩的浓度确定Hu，HuCuAH0C0A

H0C0 HuCu

Hu肯定在K点的水平线以下。

图 10.2-1 污泥沉降曲线

③ 污泥界面高度H随时间t的函数微分随时间延长是逐渐降低的，在K点的切线就是污泥界面高度H随时间t的函数在K点的微分，即K点的沉降速度，按这个沉降速度需要多长时间能够达到与Hu水平线相交点tu;④ 从

Q0tu AtH0计算浓缩池的面积At。2)固体通量法

① 固体通量的定义：单位时间通过浓缩池某一断面单位面积的固体质量，单位：kg/m2.h。在连续流浓缩池内固体通量由两部分组成：（1）污泥静沉引起的固体通量Gs；（2）底部排泥引起的污泥向下的流动：

GGG

tsb

Gvc

sii

图 10.2-2 污泥浓缩过程中的固体通量曲线

分析vi和ci对Gs的贡献,开始成层沉降，界面匀速下降，浓度不变，接着进入过渡层，界面下降速度降低，浓度逐渐增加，到压缩层，界面下降速度和浓度增加都减小。如果底部排泥的排泥流量为Qu，则由底部排泥引起的污泥向下的流量是：

QCGb0uiA0tuCit当固体通量为Gt，进泥流量为Q0，进泥浓度为C0，则有下式：

QCGA

Q0C0 AtGt由上式可计算浓缩池的水平面积At。

3）沉降曲线简化计算法和固体通量法的联系

这两种方法设计的结果是不是一致的呢？沉降曲线简化计算法是基于污泥的沉降规律，找出K点，根据K点的沉降速度求出达到浓缩浓度的浓缩时间，从而计算设计的At。而固

体通量法根据污泥浓缩的固体通量和底流排泥引起的固体通量，求出最小固体通量来求出At。显然最小固体通量污泥浓缩的固体通量和底流排泥引起的固体通量有关，当底流排泥速度大于或小于K点的沉降速度（浓缩速度），相应浓缩的污泥浓度就小于或大于沉降曲线简化计算法设计的污泥浓缩浓度。当底流排泥速度等于K点的沉降速度（浓缩速度），这两个设计结果一样。从式（10.2-3）和（10.2-8）可以得出：

Q0tuQ0C0=(10.2-9)H0Gt由这两种计算方法结果的推论：

tu=

AtH0V=(10.2-10)Q0Q0

QC或 Gt=00(10.2-11)At因此底流排泥速度一定要合理，否则沉降曲线简化计算法和固体通量法设计的污泥浓缩效果不一样。

4）重力浓缩池。分类：连续式重力浓缩池和间歇式重力浓缩池

① 连续式重力浓缩池, 多采用辐流式和竖流式重力浓缩池。

② 间歇式重力浓缩池 特点：

a.多采用竖流式

b.在浓缩池深度方向的不同高度设上清液排放管。c、浓缩时间一般采用8—12h。2 污泥气浮浓缩

适用于污泥颗粒比重接近于1的、沉降浓缩效果不好的活性污泥。

原理与气浮法去除水中的SS基本相同：在加压情况下，将空气溶解在澄清水中，在浓缩池中降至常压后，所溶解空气即可变成微小气泡，从液体中释放出来，大量微小气泡附着在污泥颗粒周围，使污泥颗粒比重减小而被强制上浮，达到浓缩目的。常用的气浮浓缩污泥的流程是部分回流水加压溶气气浮。.计算题：某污水处理厂的剩余污泥量为240m3/d，含水率99.3%，泥温20℃。,现用部分回流水加压溶气气浮浓缩污泥，得到含固率4%，压力溶气罐表压3×105pa,计算气浮浓缩池的面积A和回流比R。解题的思维要点： 气固比的概念和公式；

气浮浓缩流程图.swf2 把污泥的百分浓度转化为重量/体积浓度； 3 回流概念； 水力负荷的校核。解：（1）计算面积A 污泥负荷75 kg/m3.d，LsQs1pQsQspAA 33240(m/d)1000(kg/m)199.3%A75kg/m2.d 22.4m2(2)计算回流比R QgQsCsfp0QRCs1QRCs(fp01)RQC0C0气固比0.02，f=0.9,20℃空气溶解度21.8mg/L。从含水率99.3%得到固体浓度7000g/m3。

0.0221.8R(0.931)7000R380%

水力负荷校核。

10.2.2 污泥的稳定

概述：污泥稳定的目的：消除污泥中臭气、消化有机物和杀灭污泥中的病原微生物。一 污泥稳定的方法：

（1）厌氧消化、（2）好氧消化（3）药剂氧化、（4）药剂稳定

本节重点介绍厌氧消化法：

一、厌氧消化

所谓厌氧消化：是指污泥在无氧的条件下，由兼性菌和专性厌氧菌将污泥中可生物降解的有机物分解成CO2和CH4，使污泥得到稳定.故厌氧消化又称污泥生物稳定。采用的构筑物称消化池。

（一）厌氧消化机理

见前。

① 第三阶段主要通过两组生理上不同的甲烷作用。

一组：H2CO2CH4H2O

另一组：对乙酸脱酸产生甲烷：CH3OOHCH4CO2

② 污泥中的水溶性BOD已经不高，主要是固体形态的有机物。污泥固体细胞分解和胞内生物大分子水解为小分子, 是厌氧消化的限速步骤, 这一点与废水厌氧处理的限速步骤不同。提高厌氧消化效率的主要途径之一是促进污泥细胞的破裂, 增强其生物可降解性。尽

管如此消化条件还是要以产甲烷菌的生存繁殖条件为准。

（二）、厌氧消化的影响因素

1、温度影响根据甲烷菌对温度影响适应性，中温甲烷菌，中温消化，适应温度区：30—36℃。高温甲烷菌，高温消化，适应温度区：50—53℃。

一般多采用中温消化，由于生污泥温度较低，故消化时需加热。加热方法：蒸气加热，盘管加热。

2、污泥投配率：定义：每日投加新鲜的污泥体积占消化池有效容积的百分数。由此可知：n是消化时间的倒数，如n=5% 消化时间T=1/n=1/5%=20d, n是消化池的重要参数。中温消化适宜n=5%--8%，相应T为20d—12.5d。

3、搅拌和混合 目的：

（1）生、熟污泥充分混合。（2）避免污泥结块，加速消化气释放。

方法有：

（1）泵加水搅拌法;（2）消化气循环搅拌法;（3）混合搅拌法。

4、营养与C/N比营养由污泥提供，污泥中C/N应为（10—20）：1为宜。

5、有毒物质

有抑制作用主要有重金属离子、S2-等。

（1）重金属离子抑制作用。来源于工业废水：

1）与酶结合产生变性物质，酶变性，如：R-SH + Me+=R-S-Me + H+

2)使酶沉淀。

（2）S2-的抑制作用：它与重金属形成沉淀，减弱重金属离子的危害。若S2-溶液过高，产

生H2S有抑制作用。

6、酸碱度、pH值和消化液的缓冲作用。由厌氧消化过程可知：第一阶段、二阶段产物为酸，pH值下降。第三阶段有机酸分解，pH值上升。若第一、二阶段反应速度超过第三阶段，有机酸积累，pH值下降，影响甲烷菌生活环境。消化液的缓冲作用：原因：有机物分解产生CO2和NH3（以NH4HCO3形式）。

（三）消化池的构造

池形有两种：园柱形与蛋形

构造组成：集气罩、池盖、池体、下锥体。尺寸要求：池径一般为6—35m，池总的高度为池径的0.8-1.0；集气罩高1-3m, 直径2-5m池底、池盖倾角为15—200。

附属设备：

1、污泥投配、排泥及溢流系统投配管设在泥位上层。排泥管设在池底部。

2、沼气排出，收集与储气设备。

3、搅拌设备

2-5h将全池污泥搅拌一次。

沼气搅拌：由贮气柜通过压缩机加压通过配气环管通到每根立管，立管末端在同一

标高上，距池底1-2m。

4、加温设备：池内蒸汽直接加热。池外盘管间接加热。总耗热量：

Qmax=Q1max+Q2max+Q3max(kJ/h)

Q1max---提高生污泥温度所需要最大耗热量。Q2max------池体耗热量（kJ/h）Q3max-----热

交换的耗热量（kJ/h）。为了保持消化温度，需注意热量衡算。(四)工艺：

1）低负荷率消化池不加热、不搅拌； 2）高速消化池； 3）厌氧接触消化池。(五)消化池的计算

1)容积计算: 从平均停留时间、污泥负荷或污泥投配率计算。2)产气量计算和热量平衡计算。1 二 污泥好氧消化

污泥中的BOD主要是细胞形式，假设污泥好氧消化速度是d(ss)/dt, 消化池的有效容积是V，则有下式：

Qss0QsseVd(ss)(10.2-1)dt

Vd(ss)Vss0sse(10.2-2)dtc

ss0sseQss0QsseVc(10.2-3)

cV(10.2-4)Q

在好氧硝化池污泥的停留时间就是污泥龄。

10.3 污泥的脱水和调理

概述

稳定后的污泥中的固体主要是腐殖质。网状network, 亲水强，难脱水。

10.3.1 脱水性能的评价指标

（1）比阻抗值r

Darcy方程

dVpA2(10.3-1)dt(rcVRA)

trcRV(10.3-2)

V2ppA

当忽略过滤介质的阻力，则：

trcV(10.3-3)

V2p

比阻抗值r与压力的关系：

rr'ps(10.3-4)对上式取对数，得：

log(r)slog(p)log(r)(10.3-5)

测定不同压力下的比阻，通过上式就可求出s。（2）毛细吸水时间（CST)

测定污泥比阻相当麻烦、费时，因此人们开始注意到另一个污泥脱水指标即毛细吸水时间，虽然该指标测定简便，目前还没有解决技术和质量标准上的问题。

'污泥比阻扩展阅读

污泥比阻是目前被人广泛采用的衡量污泥脱水性能的指标，它是一个经验性指标，其常用单位是m/kg和s2/g，一个物理量的单位是理解其含义的角度之一，但是从污泥比阻的常用单位看不出其含义所在。实际上通常所用的污泥比阻r并不是原始污泥比阻的定义，后者也是一个经验性物理量。

1污泥比阻的原始含义和含义演变

从毛细管流概念可推导出脱水速率达式[1]：

1dV（单位时间单位脱水面积上脱水体积）的表Adt1dVPnd4Pnd式（1）Adt12812810

式中A污泥脱水的过水面积；V脱水体积；P脱水压力；α—毛细管弯曲程度的校正系数；n—单位脱水面积上的毛细管数；d—毛细管径；δ污泥滤饼厚度；μ介质粘度系数。α、n、nd4d这三个参数是污泥内在性质，无法直接测定，把它们整合成一个参数，令：，128改写式（1），1dVP

式（2）Adtβ是与污泥内在性质相关的一部分脱水速率常数，单位是个·(长度单位)2，实际表达时把单位“个”省略了。用1/β来表示脱水阻力，β数值越大表示污泥内在性质引起的脱水阻力越小，1/β就是污泥比阻的原始定义：

R1128

式（3）4ndR的单位是1/(长度单位)2，从式（2）看R的物理含义可解释为污泥内在性质对脱水速率的阻力。这几个污泥内在性质受许多其它因素的影响，因此它与许多因素有关，如污泥成分、颗粒分布、污泥的可压缩性、压力、pH、调理处理、表面性质、温度、脱水时间等。特别需要指出的是与脱水的进程的关系，测定的污泥比阻是合理脱水时间范围的平均值。

从式（3）可改写

式（2）得下式：

dVPA

式（4）dtRR、δ和μ分别是污泥内在性质、污泥尺度参数和介质对脱水阻力的贡献。引入过滤介质对污泥脱水的阻力Rf，其单位应该与污泥参数组合Rδ的单位1/m一样，则式（4）改写为[]：

dVPA

式（5）dt(RRf)假设过滤单位体积滤液在过滤介质上留下的滤饼体积是v，因此δA=vV，从而将上式改写为[]：

dVPA式（5）dt(RvVRfA)v不能准确测定，那么当把过滤单位体积滤液在过滤介质上留下的滤饼重量ω替代v时，R被改写为r，把RvV转换为ωrV，这就是人们广泛采用的污泥比阻，以下是转换后的关系：

dVPA2

式（6）dt(rVRfA)RvV的量纲为m。RvV转换为ωrV后，为了维持其原来的量纲不变，r的单位应该为m/kg，1kg重力等于9.8N, 将这个单位变换为m/(103 g×9.81m×s-2)，就转换为单位s2/g。直接从这两个单位看不出它含有污泥比阻的含义，它们是经过多步演变后的衍生单位。对式（6）积分就得到被人们广泛采用的线性关系：

RftrV2V2PAP11

式（7）那么同样可对式（5）积分，得到以下关系式：

RftRv

式（8）VV2PA2P式（5）和 式（6）的积分的假设条件是v、R、ω、r与脱水时间或脱水的体积无关，这个假设对可压缩污泥是不能完全成立的。在颗粒间的水基本脱尽的情况下，自然进入到毛细管水脱水阶段，而对可压缩污泥在不同压力下，污泥样品的内在性质参数n和d自然发生不同的变化，到托毛细管水阶段，污泥样品的毛细管参数n和d并不是瞬间达到稳定状态，因此这个阶段不属于线性范围。在脱颗粒间水阶段，毛细管参数发生了多大程度的变化，它们的变化又在多大程度上影响脱水，在误差许可的情况下把它看做是在脱水期间的平均值。式（7）和式（8）的斜率应该相等，即：

Rv＝ωr 因此R与r存在以下关系：

Rvr

式（9）

但是在技术上直接用比阻r表示污泥脱水的性能，而不用R。

比阻不能准确地反映污泥的离心脱水性能，因为离心脱水过程与比阻测定过程相差甚远。比阻测定过程与真空过滤脱水过程基本相近，也能比较准确地反映出污泥的压滤脱水性能；

三

污泥调理（1）加药调理法

有机调理剂。

无机调理剂。

实验方法（不同于废水絮凝法）

影响因素：调理剂、污泥性质、pH、温度、搅拌条件、介质粘度系数。

加药调理改善脱水性能的解释：

从界面、毛细管的变化。水的物理形态发生变化，更多的毛细水成为间隙水。对过滤介质孔隙堵塞也有所减小。（2）物理调理法

加热、冷冻和加惰性助剂、淘洗法

10.3.2 污泥的脱水设备

主要毛细水和部分间隙水。含水率从96％降为60－80％。1 带式压滤机 设备：带式压滤机

原理：在过滤介质一面加压为推动力而脱水，适用于各种污泥。

滚压带式脱水机.avi

带式压滤机运行链接http://v.ku6.com/show/XUpQTiDr55-rW1YrvzpByQ...html 2 板框压滤机

原理：在过滤介质一面加压作为推动力而脱水，适用于各种污泥。

板框式压滤机构造运行步骤和发展.flv板框式压滤机.swf 离心脱水

设备：转筒式离心机

大坦沙曝气池和厌土地净化污水处理氧池加盖.avi厂臭气.avi

10.4 污泥的处置

污泥的处置有填埋、焚烧、农用等。

第四篇：污泥的处理处置

污泥的处理技术

污泥处理是指通过一定的技术措施，使污泥减量化、稳定化、无害化的过程。一般，污泥的处理技术分为污泥处理和污泥处置两个环节。污泥处理直接影响到后续的污泥处置效果，它包括浓缩(含水率95%-97%)、脱水(含水率80%)、干化(含水率40%)等环节。其中，在脱水环节，还可以通过厌氧或好氧消化进一步提高脱水效率。

污泥处置是污泥处理的后续环节，根据污水的来源和泥质不同而异，主要包括卫生填埋、建材利用、土地利用和焚烧四种手段。污泥处理的基本流程

污泥浓缩

因原污泥的含水率通常在99%以上，所以污泥必须浓缩，以减少污泥的体积。污泥浓缩后的含水率可降为95%-97%，体积将减少到原来的1/5左右。

污泥浓缩的方法主要包括重力浓缩、机械浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。重力浓缩是指利用重力作用，使其自然沉降分离，不需外加能量，但是占地大；机械浓缩最初出现在20世纪30年代，此法占地面积小，造价低，但运行与维修费用较高［4］；气浮浓缩，与重力浓缩相反，是依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒的周围，使污泥比重减小而强制上浮，这种方法固液分离效果比较好。

污泥稳定化 污泥中含有大量有害成分，在处置之前需要将其转化为惰性成分，即污泥的稳定化。稳定化目的是降解污泥中的有机物质，灭菌除臭，直接关系到之后的污泥能否资源化有效利用。

污泥稳定化最常用的方法是消化。污泥消化不仅能使所含固体转化为惰性物质，还能减少一定的污泥体积。厌氧消化，在污泥处理工艺中应用比较普遍。它是指在无氧条件下，依靠各种兼性菌和厌氧菌的共同作用，将污泥中的有机物分解成CO2、CH4和H2O等，使污泥得到稳定的过程。与好氧消化相比,厌氧消化具有成本低、不良气体排放少、污泥中的能源能被高效回收利用等优势；但是，它的运行管理要求比较高。

污泥脱水

污泥经浓缩、消化后，尚有95%左右的含水率，容易腐败发臭，需要进一步作脱水处理。污泥经过脱水，含水率可从95%下降到80%，体积将减少到原来的1/4。常用的脱水方法有自然干燥和机械脱水两种，脱水效果的好坏直接影响最终的处置费用和效果。

污泥干燥

为进一步降低脱水后污泥的含水率，可继续采用干燥工艺。干燥工艺除了最简单的日晒外，还有比较常用的是热干燥技术［5］。污泥热干燥可以完全杀灭病原微生物，使污泥稳定化。

2污泥处置

最后，污泥需要处置，处置方法很多，主要包括卫生填埋、建材利用、土地利用和焚烧四种方式。

卫生填埋

污泥卫生填埋，简单易操作，成本低，见效快；但同时存在一些相当大的环境隐患，尤其是指填埋渗滤液［5］和气体的形成。污泥中的病原菌、重金属等有害物质无法在填埋过程中去除，最后会集中到渗滤液中。渗滤液是一种被严重污染的液体，如果填埋场选址或者运行不当，很可能导致污泥中重金属和病原菌的下渗，污染土壤和地下水。填埋场产生的气体主要是污泥在厌氧消化过程中产生的甲烷、硫化氢等污泥气，操作不当可能发生爆炸和燃烧，而且会带来大气污染。所以，污泥填埋，除有机物得到部分去除外，其余污染物实际上并没有得到有效去除，只是延缓了二次污染［5］时间而已。

建材利用

污泥的建材利用是指将污泥作为制砖、水泥、陶粒等建筑材料的部分原料的一种处置方式。这种方式不但能回收利用污泥中的资源，而且因为烧制过程中的高温作用，避免了其中病原菌和重金属对环境的污染，实现了真正意义上的无害化和资源化。

但是，实际上因为剩余污泥脱水后含水率还是比较高，而各地剩余污泥的化学成分又有所差别［5］，所以目前的应用效果不是很好，污泥制砖还需进一步的探索和实践。

土地利用

污泥的土地利用，主要用于农田回用、园林绿化、土地修复等，具有投资少，能耗低，资源化等优点。

污泥中含有丰富的有机物和氮、磷等营养元素，将其回用于土地，作为肥料施用于农田，不但能够改良土壤结构，增加土壤肥力，而且也使污泥得到了处置。

然而，看似两全其美，实际上因为污泥中含有大量病原菌，并且由于我国的污水处理是将工业废水与生活污水合并处埋［5］，重金属风险高，一般很少甚至明令禁止农田回用，而主要用于修复盐碱地、城市绿化、垃圾场覆盖等。不然，极易造成疾病的传播，而且重金属将进入食物链，危害人体健康。

污泥焚烧

焚烧法是一种高温热处理技术［5］，它能使有机物全部碳化，杀死病原菌，可以最大限度地减少污泥体积，具有减量化、无害化、资源化的显著优点。

湿污泥干化处理后再进行焚烧，即干燥焚烧，目前应用得较为普遍。在焚烧过程中，病菌均被灭杀，重金属稳定性提高，有毒有机物被氧化分解，所以不存在重金属离子和病原菌传播疾病的问题；并且它占地省，这对于日益紧张的土地资源［5］来说非常重要。此外，污泥焚烧后只剩下极少量的无机物成为飞灰，而这些飞灰又可以作为建筑材料被充分利用。这样看来，污泥焚烧优势很明显。然而，它的投资和运行成本巨大，而且操作管理复杂，还因焚烧过程中产生的二噁英问题不能被广大群众所接受，选址和推广难度大。

第五篇：污泥处理处置重要性和污泥处置技术与发展趋势

污泥处理处置重要性和污泥处置技术与发展趋势-中水回

用

【摘 要】随着我国污水处理厂数量和规模的日益增大，使得污泥处理处置的形势十分严峻，当前用于污泥处理处置的技术较多，如何根据污水处理厂自身的情况科学、合理的选择，并致力于开发出处置高效、成本较低的污泥处置技术，是我国污水处理行业需要研究的重点问题，本文介绍了污泥处理处置的重要性，并讨论污泥处置技术的发展现状与未来的发展趋势。

【关键词】污泥处理；污泥处置；无害化；发展趋势 前言

随着我国污水处理厂数量和规模的日益增大，使得污泥处理处置的形势十分严峻，当前用于污泥处理处置的技术较多，如何根据污水处理厂自身的情况科学、合理的选择，并致力于开发出处置高效、成本较低的污泥处置技术，是我国污水处理行业需要研究的重点问题。污泥处理处置的重要性

随着工业的飞速发展以及城市人口的不断增加，使得城市污水的排放量空前增加，在这样的背景下污水处理厂的发展正方兴未艾，目前在我国城市污水处理厂的数量已经突破2000座，年污水处理量比十五期间增加了一倍以上，在污水处理工艺运行过程中，工艺产生的污泥一部分回流作为生物反应的反应物，而剩余的污泥要排出到系统之外，这些剩余污泥的量是惊人的，其含水率较高、体积庞大、易腐烂、气味恶臭且含有大量的重金属、病菌等有毒有害物质，因此如果不经过科学的处理处置就直接排放到外界环境中就会对地面水体、土壤、地下水和空气造成极大的污染，对人体健康造成不利影响，因此必须要对污泥进行无害化、减量化、稳定化的处理，并妥善处置，以免给环境造成二次污染。污泥处置技术的发展现状

污泥处置是作为污泥处理的后续工序，以达到对处理后的污泥妥善的消化最终处于稳定的过程，在污泥处置过程中，要把握安全处置、因地制宜、节能降耗、循环利用的原则，目前污泥处置的技术有焚烧、卫生填埋、海洋倾倒、土地利用、制造建筑材料等等。

3.1 污泥焚烧

在污泥经过充分的脱水处理后，可将其置于焚烧炉中充分焚烧，使污泥中大量的有机物、细菌等转化为无机物，当前污泥焚烧处置的方式有单独焚烧处置和与工业窑炉协同焚烧处置两种，污泥经过焚烧之后基本上达到了无害化和减量化的目的，并且焚烧过程中发出的热量可用于供热的发电，有利于促进污泥的循环利用，即资源化处置，但污泥在焚烧过程中可能会产生大量的二氧化硫、二恶英等有害气体，对大气产生污染，因此如何避免或减少在污泥焚烧过程中产生有害气体避免二次污染成为人们需要重点考虑的问题，并且焚烧处置的运行成本较高，需要科学的操作和管理，因此只能适用于大型污水处理厂中大量污泥的量化处理，而在中小型污水处理厂中不适宜应用。

3.2 土地利用

由于污泥中含有大量的有机质和微量元素，可以给植物的生长提供必需的养分因此可将经过处理后的污泥用作农用田、城市绿地的肥料，可达到污泥资源化处置的目的，无论是用作农田还是城市绿地，污泥都必须要经过无害化和稳定化的处理，污泥的泥质必须要满足相关的规定和标准要求，从而避免有毒有害物质对土壤产生污染，在将污泥土地利用之时，要首先对施用环境进行评价，充分考虑应用场合的土质以及植物的习性，从而科学制定污泥施用的方案，包括用量、施用时间段等等。

3.3 污泥卫生填埋

将经过处理的污泥进行填埋是一种操作简便、成本低的处置方式，传统的污泥填埋就是在垃圾填埋场与城市垃圾和工业垃圾一起进行填埋处理，但是要防范污泥产生滤液渗入土层，从而对地下水体造成污染，并且如果填埋不当可能会使污泥产生甲烷等可燃气体，遇明火可能发生爆炸，因此在对污泥进行卫生填埋时，要首先对污泥进行稳定化处理，使其渗滤液能够达标，并在填埋场设置沼气利用装置，一方面使填埋达到安全的要求，另一方面有利于废物的资源化利用。

3.4 污泥制作建筑材料

将污泥进行无机化处理后，经过加工可用作水泥的添加料、轻质骨料、路基材料以及制成砖等，但要建立在污泥无害化处理的前提之上，避免在生产和使用过程中造成二次污染问题，当前，我国已经颁布了将污泥制砖的相关标准，使污泥制砖行业得到了不断的规范和发展，将污泥制作成建筑材料是近年发展起来的较为新颖的处置方式，目前还只是处于试验、试生产的阶段，距离大规模的应用还有一段距离。污泥处置技术的发展趋势

4.1 源头污泥减量化技术

如果污泥的产生量大幅度减少，就会从源头上解决污泥处理处置的负荷，使污泥处理、处置的量大大减少，降低污泥处置所需的人工、设备、投资，因此在源头上使污泥减量化应当是一项非常有前途的技术，并且必将成为未来污泥处理处置的发展方向。在源头上促使污泥减量化可采用超声波破碎、微生物吞噬等等技术，当前这些技术的运行状态还无法达到低成本运行或稳定运行的目的，还大多处于理论和实验室的研究阶段，因此也给研究人员提出了一定的挑战。

4.2 污泥处置过程的节能降耗

当前很多污水处理厂还处于重水轻泥的状态中，因此在污泥处置中无论是技术还是相应的设备都还远远达不到成熟的地步，而能耗高也是很多污泥处置技术的发展和应用瓶颈，而随着人们对污泥处理处置重视程度的不断提高，使得污泥处置过程的节能降耗成为未来的发展趋势。

4.3 防止二次污染

在对污泥进行处置的过程中，很多处置方式都有对水体、大气、土壤等造成污染的隐患，导致产生二次污染的原因归根结底还是由于对污泥二次污染重视程度的不够，相信随着社会的进步以及人们认识程度的提高，五河方式污泥处置后造成的二次污染问题应当会得到足够的重视。

4.4 提高循环利用率

当前，在污泥的处置技术中有一些技术已经体现出了污泥资源化处理的要求，如土地资源化处置技术、建材利用技术、焚烧放热等，但无论是哪种技术，尚且存在循环利用率不高的缺点，在自然资源日益缺乏的今天，发展循环经济成为这个时代的主旋律，因此如何提高污泥的循环利用率，使其最大程度地在不同领域应用从而创造更大的经济价值是未来污泥处理处置的发展方向之一。结束语

对于污水处理厂来说污泥的合理处理和处置具有重要的意义，当前的污泥处置技术有很多，各污水处理厂应充分结合自身的规模、污泥成分等实际情况选择合理的污泥处置方式，并且要不断从源头上对污泥进行减量化处理、降低处置过程的能耗、防止二次污染、提高污泥循环利用率等，以使污泥的处置更加科学、合理。

参考文献：

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