污泥处理与处置

水处理工艺密切相关。来自初沉池无机成份较高 （1） 初沉池污泥 来自生物膜法处理的污泥（2）腐殖污泥 来自活性污泥法处理二沉池排岀的污 （3）剩余污泥

泥生化处理排岀污泥再经厌氧处理后的）消化污泥4

（熟化污泥 混凝、气浮、化学沉淀所产生的污泥 （5） 化学污泥

2）熟悉基本特性（污泥的性质 1. 含水率与含固率

含水率是污泥中水含量的百分数，含固率则是污泥中固 体或干泥含量的百分数。湿泥量与含固率的乘积就是干污泥 量。含水率降低（即含固量的提高）将大大地降低湿泥量。在 含水率高、污泥呈流态时，污泥的体积与含固量基本上呈反％ 85%〜65污泥呈流态，％以上时,85通常含水率在比关系。. 时呈塑态；低于

60%时，则呈固态。下表所列举的是城市污 水处理厂污泥的数量、

含水率和比重。

2. 挥发性固体 挥发性固体（用VSS表示），是

指污泥中 在600°C的燃烧炉中能被燃烧，并以气体逸岀的那部分固体。 它通常用于表示污泥中的有机物的量，常用mg/L表示，有 时也用重量百分数表示。

VSS也反映污泥的稳定化程度。 3. 污泥中的有毒有害物质

城市污水处理厂的污泥中含有相当数量的氮（约含污泥干重 的

4%）、磷（约含2.5%）和钾＜约含0.5%）,有一定肥效，可 用于

改善土壤。但其中也含有病菌、病毒、寄生虫卵等，在 施用之前应采取必要的处理措施（如污泥消化）。污泥中的重 金属是主要的有害物质，重金属含量超过规定的污泥不能的 污泥的性质随废水的性质）站（用作农肥。工业废水处理厂.

变化很大。4.污泥的脱水性能或毛细常用指数比抗阻值⑴ 用过滤法分离污泥的水份时，（CST）评价污泥脱水性能。吸 水时间

PS：污泥比阻

污泥比阻是表示污泥过滤特性的综合性指标，它的物理意义 是：单位质量的污泥在一定压力下过滤时在单位过滤面积上 的阻力。求此值的作用是比较不同的污泥（或同一污泥加入 不同量的混合剂后）的过滤性能。污泥比阻愈大，过滤性能 愈差。 污泥比阻的评价范围

1）比阻测定过程与真空过滤脱水过程基本相近，因此比阻 能非常

准确地反映出污泥的真空过滤脱水性能；

2) 3)

比阻也能比较准确地反映岀污泥的压滤脱水性能；

比阻不能准确地反映污泥的离心脱水性能，因为该过程 与比

阻测定过程相差甚远。 常见污泥的比阻值范围

比阻值污泥种类i2iii/kg) 10 ( X46〜初沉污泥61 活性污泥165〜283

消化污泥124〜139 污泥机械脱水的1〜4

要求显然，一般污泥的比阻值都要远高于机械脱水所要求 的比阻值。因此，机械脱水前需要采取必要的调理预处理措 施降低污泥比阻。

PS:污泥脱水特性（相对于带式压滤机而言） A） 可絮凝特性：

选择适宜的高分子化合物如聚丙烯酰胺与污泥进行混合反 应，污泥会形成絮状团块并分离岀自由水，这就是污泥的可 絮凝特性。这个过程叫污泥调理。絮团愈大愈结实，自由水 愈清，表示絮凝效果愈好。

我们根据污泥的可絮凝性能选择絮凝剂的种类，用量和使用 浓度，以及滤带的丝径和编织方法。

B） 重力脱水特性：

将絮凝好的污泥倒到滤带上，自由水快速透过滤带流走，絮 团截留在滤带上面，这就是污泥的重力脱水特性。重力脱水 的时间愈短，即自由水流走的时间愈快，表示污泥的重力脱 水性能愈好。

L我们根据污泥的重力脱水性能选择重力脱水长度，T=L/V

和滤带运行速度V。）污泥的可压缩特性：C可承受与 其含水率成反比的正压絮团具有一定的稳定性，力和剪切力, 随着絮团含水率的不断降低，可以承受的压力就愈大。但当 施加的外压力大于絮团的可承受压力时，絮团就会被破坏， 污泥固体颗粒就会从滤孔或滤带两边流失。我们根据污泥的 可压缩特性设计污泥脱水机的楔形压力区、低 压区、中压 区和高压区。

2、污謔炊缩与预处理）熟悉污泥的浓维：污泥浓舗基本理 论.常见

污泥浓维（1方法污泥浓缩基本理论

污泥中所含水分大致分为四类：颗粒间的空隙水一约占污泥 水分的

70%；毛细管水一一污泥颗粒间的毛细管水，约占 20%；颗粒吸附

水及颗粒内部水——约占10%0

浓缩脱水的对彖为颗粒间的空隙水。浓缩的目的在于缩小污 泥的体积，减少后处理容量，来减少投资和运行费用；特别 对于剩余活性污泥的处理，浓缩是不可缺少的。如进行机械 脱水，可减少混凝剂投加量和脱水设备的数量；进行消化处 理，可减少消化池的容积和加温污泥所需的热量。浓缩处 理 法主要有重力浓缩法与气浮浓缩法。.

重力浓缩法：上清液由溢流堰剩余污泥经浓缩池中心管流 入称为入流，溢出称出流，浓缩污泥集中在浓缩池底部污泥 斗中，并从池。浓缩池中存在三个区域，即底排出称底流（即 浓缩污泥）上部澄清区；中间阻滞区（当污泥连续供给时， 该区的固体浓度基本恒定，不起浓缩作用，但其高度将影响 下部压缩区的压缩程度）；下部为压缩区。重力法浓缩池 必须满足：A.上清液澄清；

B.排出的污泥固体浓度达到设 计要求；固体回收率要高一一浓缩

污泥中固体物重量与原污 泥C.%以上。95固体重量之比值的百分数称固体回收率，应

达到但浓缩污泥的固体浓度低，处理量虽然增加，如果负荷 过大，上清液混蚀，固体回收率低，浓缩效果就差；负荷过 小，停使污泥上浮，，、co留时间太长，则造成厌气分解， 产生N22同样也使上清液混蚀，浓缩效果差。 常见污泥浓缩方法 浓缩方 法优点贮泥能 缺点占地而积 适 力强，动力消 较大；浓缩效果 用 力重 浓缩 法. 耗小； 较差， 范 围 主 要 用 于 浓 缩 初 沉 污 泥 ■ 初沉污泥和剩余活

运行费用低， 操作简便 浓缩后污泥含 水性 率高；易发酵 产污 生臭气 泥 的 混 合 污 泥 气浮浓 缩法 占地而积小； 占地而积、运行 主 浓缩效果较 费用小于重力 浓要 好，浓缩后污 缩法；污泥贮 存用 泥含水率较 能力小于重 力浓于 浓 低；能同时去 缩法；动力 消除油脂，臭气 耗、操作要求 高缩 较少 于重力浓缩 法 初 沉 污 泥 ■ 性 污 泥 的 混 合 污 泥 O 别 适 用 于 浓 缩 过 程 中 易 发 生 污 泥 膨 胀 、 酵 的 剩 余 活 性 污 泥 和 生 物 膜 法 污 泥 离心浓 缩法 占地而积很 专用离心机价 格目 刖 小；处理能力 高；电耗是气 大；浓缩后污 浮法的10倍； 主 泥含水率低， 操作管理要求 高 要 全封闭，无臭 用 于 气发生 难 以 浓 缩 的 剩 余 活 性 污 泥 和 场 地 小 卫 生 要 求 高 浓 缩 后 污 泥 含 水 率 很 低 的 场 合 初沉污泥和剩余易表而负荷及污水在其内的停留时间应根 据浓缩池的型式、进水含泥的性质、浓度及浓缩后排泥含水 率的要求，经技术 经济比较确定。采用重力式浓缩池时, 应符合下列要求：

3进行计算；.d)60kg/(m〜30污泥负荷宜 按(1)・

2in/min； (2)刮泥机刮板外缘线速度宜为％，浓缩后的污％〜 99(3)进入浓缩池污泥含水率宜为98 %； 98泥含水率宜为 95%

〜；(4)水上升速度宜为0.8ni/h o 0.3〜0.5m(5)池超高 宜为

(2)熟悉污泥的预处理提高脱机械脱水前的预处理的目的 是改善

污泥脱水性能，水设备的生产能力。预处理的方法有 化学调节

法、淘洗法、热处理法及冷处理法等。助凝剂等， 使污泥凝化学调节法：向污泥中投加混凝剂、聚，提高脱 水性能。混凝剂一一无机混凝剂：铝盐、铁盐两大类；有 机合成高分子聚合电解质如聚一一高分子聚合电解质：等。

PAM等；无机高分子混凝剂如聚合氯化铝PAC丙烯酰胺无

机混混凝剂的投加量以占污泥干固体的重量的％计，凝剂约 为7〜20%,高分子聚合电解质在1 %以下。具体数值决定 于污泥的性质，通过试验决定。

另外，还有淘洗法、热处理法及冷处理法等，因成本较高, 设备复杂，或者已被淘汰，或者国内还没有应用的实例。

.了解污泥的干化与脱水3.

污泥干化从污泥中去除大部分含水量的过通过渗滤或蒸发 等作用，程，一般指采用污泥干化场(床)等自蒸发设施。 脱水机械滚压带式过滤机：这种机械设备的主要特点是把压 力①施加在滤布上，用滤布的压力或张力使污泥脱水，而 可以连续生产。不需要真空或加压设备，动力消耗小，板框 压滤机：这种机械构造简单，过滤推力大，适用 ②不能连 续运行，于各种性能的污泥。但操作比较麻烦，产率较低。 真空过滤机：它的特点是能够连续操作，运行平稳，③ 可以自动控制，缺点是附属设备多，工序复杂，运行费用较 高。目前主要用于初沉池污泥和消化污泥的脱水。

. 污泥的最终处置与利用4 1） 熟悉污泥的最终处置：污泥 厌氧消化与污泥好氧消化（、污泥厌氧消化 A污泥厌氧消 化定义：

污泥厌氧消化是指污泥在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细 菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和 水等，使污泥得到稳定的过程，是污泥减量化、稳定化的. 常用手段之一。 机理：

污泥厌氧消化是一个多阶段的复杂过程，完成整个消化过 程，需要经过三个阶段（目前公认的），即水解、酸化阶段， 乙酸化阶段，甲烷化阶段。各阶段之间既相互联系又相互影 响，各个阶段都有各自特色微生物群体。 ① 水解酸化阶段：

一般水解过程发生在污泥厌氧消化初始阶段，污泥中的非水 溶性高分子有机物，如碳水化合物、蛋白质、脂肪、纤维素 等在微生物水解酶的作用下水解成溶解性的物质。水解后的 物质在兼性菌和厌氧菌的作用下，转化成短链脂肪酸，如乙 酸、丙酸、丁酸等，还有乙醇、二氧化碳。 ② 乙酸化阶段：

在该阶段主要是乙酸菌将水解酸化产物，有机物、乙醇等 转变为乙酸。该过程中乙酸菌和甲烷菌是共生的。 ③ 甲烷化阶段：

甲烷化阶段发生在污泥厌氧消化后期，在这一过程中，甲 烷菌将乙酸（CH3COOH）和H2、CO2分别转化为甲烷， 如下:

2CH3COOH-2CH4 t + 2CO2 t 4H2+CO2-

CH4+ 2H2O 在整个厌氧消化过程中，由乙酸产生的甲烷 约占总

量的2/3,由CO2和H2转化的甲烷约占总量的。1/3・

厌氧消化的影响因素： ① 温度：

在污泥厌氧消化过程中，温度对有机物负荷和产气量有明 显影响。根据微生物对温度的适应性，可将污泥厌氧消化分 为中温（一般30〜36°C）厌氧消化和高温（一般50-55°C） 厌氧消化。研究表明，在污泥厌氧消化过程中，温度发生土 3°C变化时，就会抑制污泥消化速度；温度发生±5°C变化时， 就会突然停止产气，使有机酸发生大量积累而破坏厌氧消化。 ② 酸碱度：

研究表明，污泥厌氧消化系统中，各种细菌在适应的酸碱度 范围内，只允许在中性附件波动。微生物对pH的变化非常 敏感。水解与发酵菌及产氢、产乙酸菌适应的pH范围为 5.0〜6.5,甲烷菌适应的pH范围为6.6〜7.5。如果水解酸化和 乙酸化过程的反应速度超过甲烷化过程速度,pH就会降低， 从而影响产甲烷菌的生活环境，进而影响污泥厌氧消化效果, 然而，由于消化液的缓冲作用，在一定范围内避免这种情况 的发生。

消化液是污泥厌氧消化过程血红有机物分解而产生的，其+, 形态的NHNCO夕卜，还有以CO中含有除了和NHNH43423一和

HCOHCO形成缓冲体系，平衡小范围的酸碱波动。323. -+CO ―如下： H + HCOH323③有毒物质浓度：每一种所 谓有

毒物质是具有促进还是在污泥厌氧消化中，抑制甲烷菌 生长的作用，关键在于它们的毒阈浓度。低于毒阈浓度，对 甲烷菌生长有促进作用；在毒阈浓度范围内，有中等抑制作 用，随浓度逐渐增加，甲烷菌可被驯化；超过毒阈上限。 则对微生物生长具有强烈的抑制作用。 污泥厌氧消化分类：

根据不同的分类方法，污泥厌氧消化可有不同的分类。 按温度分类：

可分为中温消化(30〜33°C)和高温消化(50-55°C),高温 消化比中温消化产气率高，消化池体积小，但能耗相对较高， 控制困难。 按运行方式分类：

可分为一级消化和二级消化。一级消化指污泥厌氧消化是在 单池内完成；二级消化根据污泥消化的运行经验，在两个消 化池内完成，第一级消化池设有加热、搅拌装置及气体收集 装置，第二级消化池不进行加热和搅拌，利用第一级的余热 继续消化。

.污泥好氧消化B.

好氧消化aerobic sigestion污泥经过较长时间的曝气，其中 一部

分有机物由好氧微生物进行降解和稳定的过程。污泥好 氧消化实际是活性污泥法的继续，在消化过程中，有机污泥 经氧化可以转化成二氧化碳、氨以及氢等气体产物。 优点

污泥中可生物降解有机物的降解程度高;清液EOD浓度低， 消化污泥量少，无臭、稳定、易脱水，处置方便；消化污泥 的肥分高，易被植物吸收；好氧消化池运行管理方便简单, 构筑物基建费用低等。因此，特别适合于中小污水处理厂的 污泥处理。 缺点

运行能耗多，运行费用高；不能回收沼气；因好氧消化不加 热，所以污泥有机物分解程度随温度波动大；消化后的污泥 进行重力浓缩时，上清液SS浓度高等。

(2) 了解污泥的综合利用

污泥综合利用是解决污泥出路，变废为宝的措施。污泥中含 有许多有用物质，可通过以下几个方面加以利用。

①制造建筑材料。污泥焚烧后掺加粘土和硅砂制砖；或在 活性污泥中加进木屑、玻璃纤维压制板材；以无机物为主要 成分的沉渣，可用以填路和填坑。

若其中重金属离子含量浓缩消化后的污泥，用作农肥。②. 在容许范围内，可直接用于农作物。

③ 制取沼气。有机污泥经厌氧分解后产生的沼气可供能源 之

用。

④ 其他。污泥中的蛋白质用作饲料，或从中提取维生素B12、 维生素A、维生素B1等化学药物。