第七章城市污水处理厂污泥处理构筑物的运行... 53页

城市污水处理厂第七章污泥处理构筑物的运行管理1\n基本要求：1、了解城市污水处理厂污泥浓缩、厌氧消化、污泥脱水的主要构筑物；2、理解污泥处理的方式及特点；3、掌握各个污泥处理构筑物的维护和运行管理。4、掌握污泥浓缩、厌氧消化、污泥脱水的异常出现问题的分析与解决。重点：污泥处理构筑物的维护和运行管理，污泥浓缩、厌氧消化、污泥脱水的异常出现问题的分析与解决。难点：污泥浓缩、厌氧消化、污泥脱水的异常出现问题的分析与解决。2\n第一节污泥浓缩污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的空隙水。污泥浓缩的方法有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。在选择浓缩方法时，要综合处理厂的规模、占地大小、周边环境的要求、污泥性质等多方面因素。3\n1、重力浓缩重力浓缩主要用于浓缩初沉污泥及初沉污泥与剩余活性污泥或与腐殖污泥的混合污泥。（1）间歇式污泥浓缩池间歇浓缩池可建成矩形或圆形，用于小型污水处理厂。4\n（2）连续式污泥浓缩池连续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），用于大型污水处理厂。缺点：使有机污泥产生不良的气味。解决办法：在浓缩前加石灰。5\n2、气浮浓缩法气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。气浮法对于相对密度接近于水的、疏水的污泥尤其适用。气浮法用于浓缩剩余活性污泥或腐殖污泥。其浓缩效果好于重力浓缩法：时间短，耐冲击负荷和温度的变化，污泥处于好氧环境，基本没有气味。缺点：运行费用高。6\n气浮池污泥负荷:污泥种类负荷/（kg.m-2.d-1)空气曝气的活性污泥25～75空气曝气的活性污泥经沉淀后50～100纯氧曝气的活性污泥经沉淀后60～15050%的初沉污泥+50%的活性污泥经沉淀后100～200初次沉淀池污泥至2607\n3、离心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.离心机种类有转盘式离心机、篮式离心机和转鼓离心机。衡量浓缩效果的主要指标有出泥含固率和固体回收率等。离心浓缩法的优点是效率高、需时短、占地少。缺点：在浓缩剩余活性污泥时，为了取得好的浓缩效果，得到较高的出泥含固率和固体回收率，一般需添加聚合硫酸铁、PAM等助凝剂，使运行费用提高；电耗高。8\n离心浓缩装置的主要技术参数和运行时注意的问题转盘式离心装置要求污泥先进行预筛滤，以防止该离心装置排放嘴的堵塞。当停止、中断离心装置进料或进料量减少到最低值以下时，应及时用压力水冲洗，以防排出孔堵塞。转盘装置的转动部件，每两周必须进行人工冲洗；对于螺旋式离心机装置，磨损是一个严重的问题，应注意及时清洗设备；离心滤液会有相当多的悬浮物固体，应回流到处理装置。9\n4、浓缩池的运行管理与工艺控制浓缩池的运行管理进泥量控制浓缩效果评价排泥控制日常维护与管理异常问题的分析与排除10\n（1）进泥量控制对于某一确定的浓缩池和污泥种类来说，进泥量存在一个最佳的控制范围。进泥量太大，超过浓缩能力时，会导致上清液浓度太高，排泥浓度太低，起不到应有的浓缩效果。进泥量太低，不但降低处理量，浪费池容，还可导致污泥上浮，从而使浓缩不能顺利进行下去。浓缩池进泥量可根据固体表面负荷确定，固体表面负荷大小与污泥种类及浓缩池构造和温度有关，是综合反映浓缩池对某种污泥的浓缩能力的一个指标。eg:重力浓缩池的固体负荷（30～60kg/(m3·d)）11\n（2）浓缩效果的评价浓缩效果主要用浓缩比、固体回收率；分离率来评价。浓缩比12\n（2）浓缩效果的评价固体回收率：指被浓缩到排泥中的固体占入流总固体的百分比，用下式表示：固体回收率13\n（2）浓缩效果的评价分离率：指浓缩池上清液占入流污泥量的百分比，用F表示。分离率以上三个指标相辅相成，可衡量实际浓缩效果，对于浓缩初沉池污泥时，浓缩比应大于2.0，固体回收率要大于90%，浓缩活性污泥和初沉池污泥时，浓缩比应大于2.0，固体回收率要大于85%。14\n（3）排泥量控制注意:每次排泥一定不能过量，否则排泥速度会超过浓缩浓度，使排泥变稀，并破坏污泥层。排泥操作连续排泥间歇排泥小型处理厂规模较大的污水厂15\n浮渣清除情况观测污泥沉降情况保证初沉池与活性污泥浓缩时混合均匀防止污泥厌氧上浮运行管理（4）日常运行与维护观察进泥量、含固率、排泥量等16\n较长时间没排泥时，先排空清池运行管理做好分析测量与记录定期排空检查积泥积砂情况定期检查上清液溢流堰的平整度定期清刷浓缩池，降恶臭结冰时的运行维护（4）日常运行与维护（续）17\n（5）异常问题分析与排除污泥上浮，液面有小气泡，且浮渣量增多集泥不及时排泥不及时进泥量太小初沉池排泥不及时原因及对策排泥浓度太低，浓缩比太小进泥量太大，超过其浓缩能力排泥太快浓缩池发生短流原因及对策18\n第二节污泥厌氧消化19\n污泥消化是利用微生物的代谢作用，使污泥中的有机物质稳定化，减少污泥体积，降低污泥中病原体数量。1、厌氧消化原理和功能机理与废水厌氧消化相同。消化后的污泥称熟污泥和消化污泥。消化后污泥体积可以减少60％～70％。2、污泥厌氧消化法的分类低负荷消化法；高负荷消化法；两相消化法。污泥消化20\n厌氧接触消化21\n3、厌氧消化系统的组成污泥消化系统由五部分组成：消化池、进排泥系统、搅拌系统、加热系统、集气系统4、消化池的运行与维护（1）消化污泥培养与驯化逐步培养法一步培养法（2）消化池的工艺控制（3）消化池的日常管理与维护（4）消化池的异常问题分析及排除22\n消化池的工艺控制①进排泥控制②PH值及碱度控制③毒物控制④加热系统控制⑤搅拌系统的控制⑥操作顺序与操作周期⑦沼气收集系统控制23\n①进排泥控制——进泥衡量消化能力——最短允许消化时间、最大允许有机负荷。最短允许消化时间：污泥在消化池内的最短水力停留时间，常用Tm表示。最大允许有机负荷系指达到要求消化效果时，单位消化池容积在单位时间内所能消化的最大有机物量，用Fv表示。Tm越小，Fv越大，系统的消化能力也越大。Fv主要取决于消化池的构造，以及消化温度的稳定性和混合搅拌效果。消化温度波动越小，混合搅拌越均匀充分，Tm就越小，Fv越大，系统的消化能力就越大，处理厂实践中应摸出本厂Tm和Fv范围。24\n投泥量不能超过系统的消化能力，否则将降低消化效果，但投泥量也不能太低，若是远低于系统的消化能力，虽能保证消化效果，但污泥处理量大大降低，造成消化能力浪费。最佳投泥量与消化时间计算：当进泥浓度较高时，投泥量主要受Fv制约当进泥浓度较低时，投泥量主要受Tm制约25\n对于污泥消化来说，进泥浓度越高越好，因为较高的进泥浓度，可使实际消化时间大大延长，从而大大提高系统的稳定性。当进泥浓度较低时，消化时间不可能很长，当进泥量或进泥浓度发生波动时，消化效果降低。提高进泥浓度的关键是运行好前级浓缩处理单元。最理想的进泥方式是24h连续进泥，这对所有的处理厂是不可能的，故在实际运行中应尽最大的可能使投泥接近连续。每次进泥量越少越好，进泥次数越多越好。26\n排泥量应与进泥量完全相等，并在进泥之前先排泥。绝大部分的污水厂采用底部直接排泥，尤应注意排泥量与进泥量的平衡。若是排泥大于进泥，导致消化池工作液位下降，出现真空，破坏真空安全阀，空气进入池内将产生爆炸。若是排泥小于进泥，消化池的液位上升，污泥自溢流管溢走，得不到消化处理，如果溢流的管道堵塞或不畅，破坏压力安全阀，使沼气逸入大气，存在沼气爆炸的危险。最佳进排泥方式为上部进泥底部溢流排泥，该种方式可使泥位保持稳定，并保证充分消化的污泥排走。①进排泥控制——排泥27\n消化池上清液排放量和排泥量应等于每次的进泥量，否则消化池工作液位将上升或下降。上清液每次排放量应确定，排放量太少，起不到浓缩消化污泥的作用，排放量太大，会使上清液中固体物质浓度太高，回到水区的固体负荷太大。一般，上清液排放量不超过进泥量的1/4，具体取决于本厂污泥的浓缩分离性能。①进排泥控制——上清液排放28\n②PH值及碱度控制正常运行时，产酸菌和甲烷菌会自动保持平衡，并将消化液的PH值控制在6.5-7.5之间，碱度一般在1000-5000mg/L(以碳酸钙计)，由于以下原因，将导致PH及碱度发生变化。29\n③毒物控制入流中工业废水成分较高的污水处理厂，其污泥消化系统经常会出现中毒问题，中毒问题常常不易察觉。当出现重金属类型的中毒时，根本的解决方式是控制上游有毒物质的排放，加强污染源的管理。常采用的临时性方法是向消化池内投加硫化钠，使之与重金属形成沉淀物而去除毒性。30\n④加热系统控制甲烷菌对温度波动非常敏感，一般应将消化液的温度波动控制在±1℃内，最好控制在0.5℃内。温度的波动与投泥次数以及每次投泥量有很大的关系。为了便于加热系统的控制，投泥控制尽量接近均匀连续。31\n⑤搅拌系统的控制良好的搅拌可提供一个均匀的消化环境，有助于提供消化效果。一般而言，消化池的有效容积仅为池容的70%左右。搅拌是高效消化的最关键操作。目前运行的消化系统绝大部分采用间歇搅拌运行。间歇搅拌运行投泥时应搅拌，保证混合均匀蒸汽加热时搅拌，防止局部过热底部排泥不搅拌，上部排泥应搅拌32\n★搅拌效果评价常用的评价方法有纵横取样法和示踪法。取样法是在消化池的不同位置以及不同深度取泥样，测定含固量。若效果最不利点与平均值绝对偏差不超过0.5%，说明搅拌效果较好。示踪法采用放射性同位素或染料做为示踪剂，测定停留时间分布，若实测停留时间与理论停留时间越接近，说明效果越好。常见的示踪剂有Na24、氚、LiCl、KCl等等。33\n★搅拌强度控制沼气搅拌采用沼气用量控制搅拌强度。沼气用量由下式计算确定：机械搅拌，一般用搅拌设备的功率控制搅拌强度。搅拌功率由下式确定：常用沼气用量控制和搅拌功率控制。34\n⑥操作顺序与操作周期在消化池日常运行中有五大操作，分别是进泥、排泥、排上清液、搅拌、加热等等。合理操作顺序是排上清液—排泥—进泥—加热—搅拌等等。总历时为一个周期，周期越短，说明越接近连续运行，消化效果就越好。35\n⑦沼气收集系统控制沼气收集系统的运行应能充分适应沼气产量的变化。沼气产量计算如下：一般，qa取0.75-1.0m3/kgVSS.36\n（3）消化池的日常管理与维护定期取样分析（如VFA和ALK），进行工艺控制定期清砂和清渣定期检查维护加热系统和搅拌系统定期清洗管道，高压水清洗及酸清洗。定期进行防腐防渗检查与处理控制生物泡沫，使沼气管路畅通冬季采取防冻措施，使消化池和加热系统有良好的保温效果。安全运行，做好分析记录37\n（4）消化池的异常问题分析及排除1）VFA/ALK升高2）产气量降低3）消化池气相出现负压，空气自真空泵安全阀进入消化池4）消化池压力增大5）上清夜固含量升高6）消化液温度降低38\n第三节污泥脱水39\n污泥脱水1、概述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，减轻其重量。基本原理：污泥机械脱水是以过滤介质两面的压力差为推动力，使污泥中的水被强制的通过过滤介质，称为过滤液，而固体被截留在介质上，称为滤饼，从而使污泥达到脱水的目的。污泥脱水有自然干化和机械脱水两种形式。40\n2、机械脱水设备41\n◆真空过滤机:是目前使用较为广泛的一种方法，使用的机械是真空转鼓过滤机，也称转鼓式真空过滤机，国内使用较多的是GP型转鼓真空过滤机。◆主要应用在初次沉淀污泥和消化污泥的脱水。◆特点是能够连续操作，运行平稳，可以自动控制。缺点是过滤介质紧包在转鼓上，再生与清洗不充分，容易堵塞，影响生产效率，附属设备多，工序复杂，运行费用高。真空过滤的重要影响因素有工艺和机械两方面。42\n滤板、滤框和滤布43\n44\n45\n污泥脱水构筑物的运行与维护1．污泥调理是保证脱水效果的重要措施，应控制好污泥调理的操作环节。2．污泥脱水机在运行前，应该先将滤布浸湿，这样有利于泥饼剥落。3．经常检查脱水机的运行状态，针对不正常现象，采取纠偏措施，保证正常运行。4．按照所用脱水机类型的要求，认真做好设备的日常维护保养工作，经常检查脱水机易磨损件的磨损情况，必要时予以更换，如脱水机的转轴、滤布等。5．做好进泥量、泥饼量、污泥含固率、药剂投加量、能耗等的分析测量与记录工作。46\n附：污泥的干化污泥干化是将脱水污泥通过处理,去除污泥中绝大部分毛细管水,吸附水和颗粒内部水的方法.分为自然干化法和烘干法。1、自然干化自然干化采用污泥干化场，是利用天然的蒸发、渗滤、重力分离等作用，使泥水分离达到脱水的目的，是污泥脱水中最经济的方法。通过自然干化，污泥的含水率可降低至75％，干化后的污泥压成饼状，可以直接运输。1）干化场脱水的影响因素有污泥干化场的构造、气候条件、污泥性质等2）污泥干化场面积的确定随污泥性质，地区的平均降雨量及空气湿度等不同而异。特点：污水干化场，占地面积大，卫生条件差，大型污水处理厂不宜采用。但污水自然干化比机械脱水经济，适用于中小型污水处理厂，尤其是气候比较干燥、有废弃土地资源利用及环境卫生允许的地区可以采用。47\n48\n2、烘干法加热烘干法处理，污泥含水率可降至10％左右，设备为转筒式烘干机，又称回转炉。特点：污泥的体积小，包装运输方便，污泥肥分损失少。缺点是消耗大量能源，费用高，只有当干污泥作为肥料、所回收的价值能补偿烘干处理运行费用或有特殊要求时，才考虑此法。49\n附：污泥的最终处置1、污泥的处置污泥经过消化、干化和脱水后，还存在最终处置问题，其方法决定于污泥的性质及当地条件。目前，较适合我国国情、常用的污泥处置方法有：农业利用、填理、焚烧和投放海洋或废矿等。50\n（1）污泥焚烧有机污泥在焚烧过程中一方面去除水分，同时还可以氧化污泥中的有机物。污泥焚烧的四个阶段：80～100℃；180℃；300～400℃；800～1200℃51\n有机污泥用于工业（堆肥）；污泥固化；污泥填埋；污泥中有用物质的回收；（2）污泥的处置与利用52\nThankyou！53