污泥的浓缩和脱水

一、污泥

1、污泥中的水分间隙水：约占污泥水分总量的70%，作用力弱，很容易分离，是污泥浓缩的主要对象。毛细水约占污泥水分总量的20%，作用力强，只能采用高速离心、机械过滤脱除。附着水(内部水)约占污泥水分总量的7%，作用力很强，只能采用加热、冷冻法脱除。苏州工业垃圾处置

2、污泥处理目的：降低污泥水分和有机物浓度，杀灭有害微生物，方便最终处置，避免或减小二次污染。

3、原则：减量化、无害化、资源化。方法：浓缩、稳定、调理、脱水、干燥。苏州工业废水处置

4、污泥处置：污泥处置有填埋、焚烧和海洋投弃三种方法。它们的作用都是对污泥进行最终处置，减少污泥对环境和人类的危害。不同点是填埋是陆地处置，海洋投弃是海洋处置，焚烧是为了大大缩减污泥的体积。

二、污泥浓缩

1、目的：降低污泥中的间隙水，缩小污泥的体积，为污泥的输送、消化、脱水、利用与处置创造条件。污泥浓缩方法：主要有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。

2、重力浓缩处理对象：初沉污泥、剩余污泥、混合污泥3、分类：间歇式、连续式，上清液。苏州工业垃圾清运

3、设计：间歇式按照停留时间设计，连续式按照固体通量设计。

4、重力浓缩的特点

（1）设备与操作简单，维护容易,运行成本低；

（2）具有储存污泥的能力；

（3）占地面积比较大；

（4）散发臭味，有些污泥浓缩效果差（活性污泥或消化污泥等），浓缩的污泥稀薄；

5、气浮浓缩

（1）原理：初沉依靠大量微小气泡附着在颗粒上，形成颗粒-气泡结合体，进而产生浮力把颗粒带到水表面达到浓缩的目的。

（2）处理对象：疏水性污泥或相对密度接近于l的絮凝污泥都适宜于气浮浓缩。

（3）优点

①、浓缩度高（固含量可达5-9%）;

②、固体物质回收率高达99%以上;

③、浓缩速度快停留时间短（为重力浓缩的1/3），占地少;

④、对于污泥负荷变化和四季气候改变均能稳定运行;

⑤、不易腐败发臭;

（4）缺点

①、基建费用和操作费用较高;

②、管理较复杂;

③、运行费用为重力浓缩的2～3倍;

6、离心浓缩

（1）原理：利用固体颗粒和水的密度差异，在高速旋转的离心机中，固体颗粒和水分别受到不同的离心力而使其达到固液分离的目的。

（2）优缺点：较重力浓缩占地面积小，造价低，但运行费用（加药）与机械维修费用较高，故较少用于污泥的浓缩。

7、污泥调理

（1）目的：污泥调理是污泥浓缩或机械脱水前的预处理，其目的是改善污泥浓缩和脱水的性能（常用污泥比阻抗或毛细吸水时间评价），提高机械脱水设备的处理能力。

8、化学调理

（1）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。调理剂种类：无机调理剂（铁盐和铝盐、铁盐与石灰共用，价廉易得）；有机调理剂（聚丙烯酰胺，效果好、投量少、价格贵）。

（2）影响污泥调理效果的因素

①、污泥性质(污泥种类、污泥颗粒大小、含水率)

②、调理剂品种(污泥中有机物含量的高低)c污泥调理条件(温度、pH值、调理剂配制浓度、混合条件)

9、污泥淘洗

（1）原理：将污泥与3～4倍污泥量的水混合而进行沉降分离的一种方法。

（2）目的：降低污泥中的碱度和黏度，以节省混凝剂的用量，提高浓缩效果，缩短浓缩时间。

（3）淘洗对象：仅适用于消化污泥。

10、加热加压调理

（1）原理：对污泥进行加热加压调理，可使部分有机物分解，亲水性有机胶体物质水解，颗粒结构改变，从而改善污泥的浓缩与脱水性能。

（2）高温加压处理法：170～200℃、10～15MPa低温加压处理法：＜150℃、＜10MPa

（3）热处理的优点

①、可以大大改善污泥的脱水性能；

②、热处理污泥经机械脱水后，泥饼含水率可降到30～45%，泥饼体积是浓缩、机械脱水法泥饼的1/4以下，便于进一步的处置；

③、不需加药剂，不增加滤饼量；

④、可以完全杀灭污泥中的致病微生物与寄生虫卵；

⑤、适应性强，可适用于各种污泥；

（4）热处理的缺点

①为了回收热量而使用套管热交换器时，容易在管道壁结垢，且有机物在管壁处结焦会造成热交换器高温区管壁和T形回弯头等处腐蚀和磨损；

②可以向处理现场四周散发恶臭，环境状况不好；

③污泥可溶性分离液中有机物浓度高，需二次处理；

④加热加压处理时间长，故能耗较高，设备费用和运行费用均高；

11、冷冻熔融调理

（1）原理：将污泥交替进行冷冻与融化，通过改变污泥的物理结构，使污泥胶体脱稳凝聚，细胞膜破裂，细胞内部水分得到游离，从而提高污泥的脱水性能。污泥经冷冻融化处理后，其沉淀性能与过滤速度比冷冻前可提高几到几十倍。

（2）处理对象：近年来用于给水污泥处理系统较多

三、污泥脱水

1、污泥脱水目的：进一步除去污泥中的大量水分（含水量从96%左右下降到60～80%），缩小其体积（减小到仅为原来的1/10～1/5），减轻其重量。

2、方法：自然干化、机械脱水。

3、出路：即可进行最终填埋工农业利用或进一步进行干燥焚烧处理。

4、干化场：是一种自然脱水设施。干化场的脱水作用包括上部蒸发、底部渗透、中部放泄。蒸发受自然条件的影响很大，气温高、干燥、风速大、日晒多的地区效果好，寒冷多雨地区效果差。渗透作用主要与渗水层的结构有关。根据自然条件和渗水层特征，干化期由数周至数月，干化污泥的含水率可降至65～75%。

5、机械脱水原理：利用具有许多毛细孔的物质作为过滤介质，以某种设备在过滤介质两侧产生压力差作为过滤动力，固体物质中的溶液穿过介质成为滤液，固体颗粒被截留成为泥饼的固液分离操作过程就是机械脱水。分类：真空吸滤脱水、压滤脱水、离心脱水。

6、真空过滤脱水原理：滤布覆盖在转鼓表面，内抽真空，在负压条件下脱水。

（1）优点:能连续操作，运行平稳，处理量较大，滤饼含水率较高(60％～80％)，可以自动控制。

（2）缺点:污泥脱水前须进行预处理，工序复杂、附属设备多，运行费用高

7、压滤机脱水原理：利用过滤介质（常用涤纶布）二面压力差为推动力，水被强制通过介质，污泥截留在介质表面。

（1）分类：间歇式（板框式）、连续式（带式）

（2）优点：制造较方便，自动进料、卸料、滤饼含水率较低，适应性强。缺点间歇操作，处理量较低。

8、离心机脱水原理：利用离心力取代重力或压力作为推动力对含水固体废物进行沉降分离、

过滤机脱水的过程。

（1）分类按离心脱水原理:分成离心沉降脱水机、离心过滤机和沉降过滤式离心机。

（2）按分离系数:分成高速、中速、低速离心脱水机。

（3）优点：占地面积小，附属设备少，自动化程度高，投资低

（4）缺点：分离液不清，机械部件磨损较大，电耗较大。

（5）应用范围：不适用于含沙量高的污泥脱水。