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廢水好處理，但是產(chǎn)生的污泥怎么辦呢？”這段時(shí)間不少的網(wǎng)友都有這方面的留言，那咱們今天就好好聊一聊污水處理過程中，都會(huì)產(chǎn)生什么污泥，以及這些污泥該如何處理呢？
無論哪種廢水處理方法都會(huì)產(chǎn)生沉淀物、顆粒物和漂浮物，這些物質(zhì)與廢水分離之后就形成了污泥。污泥是一種介于液體和固體之間粘稠物，懸浮物濃度1～10%。不同的廢水處理工藝中污泥的體積占所處理廢水的比例是不同的，城市污水活性污泥法處理所產(chǎn)生的污泥體積約占處理水量的0.5～1.0%，但處理和處置設(shè)施的投資卻占整個(gè)污水處理廠的30～40%，有的甚至超過50%。
污泥的處理與處置就是通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，使污泥無害化，得到利用或返回自然環(huán)境。污泥處理與處置的方法包括：降低含水率、縮小體積、變流態(tài)為固態(tài)，便于運(yùn)送；穩(wěn)定有機(jī)物，使其不易腐化，不造成二次污染；作為有機(jī)肥料、制磚、養(yǎng)殖蚯蚓等綜合利用；用于廢棄坑道、采石后留下洼地的回填等。
1污泥的來源、分類、性質(zhì)
1.1污泥的來源
截留廢水中懸浮物；
廢水中有機(jī)物在生物處理工藝中轉(zhuǎn)化為生物體；
投加化學(xué)藥劑形成的沉淀物。
1.2污泥的分類
按來源分類：
生活污水污泥；
工業(yè)廢水污泥；
給水污泥。
按處理工藝分類：
物理沉淀污泥；
混凝沉淀污泥；
化學(xué)沉淀污泥；
生物處理污泥（活性污泥法剩余污泥，生物膜法污泥）。
當(dāng)前城市污水處理廠的污泥是沉淀污泥和生物處理污泥的混合物。
按污泥成分分類：
有機(jī)污泥：有機(jī)物含量高(60～80%)，顆粒細(xì)(0.02～0.2㎜)，密度小(1.002～1.006g/mL)，呈膠體結(jié)構(gòu)，親水性好，易管道輸送，脫水性差;
無機(jī)污泥：有機(jī)物含量少，顆粒粗，密度大，含水率低，一般呈疏水性，易脫水，流動(dòng)性差，不易管道輸送。
1.3、表征污泥性質(zhì)的參數(shù)
含水率Pw：?jiǎn)挝毁|(zhì)量污泥所含水分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
含固率Ps：?jiǎn)挝毁|(zhì)量污泥所含固體物質(zhì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
揮發(fā)性固體(VSS)：600℃條件下燃燒并以氣體逸出的固體物質(zhì)的量，一般作為污泥中有機(jī)物含量的表征。
有毒有害物質(zhì)：病菌、病毒、寄生蟲卵、重金屬、有毒有害有機(jī)物。
初沉污泥量：V=100ρ0ηqv/103(100-P)ρ；V=SN/1000。
剩余活性污泥量：
以VSS計(jì)：Px=Yqv(ρso-ρse)-KdρxV；
以SS計(jì)：Pss=Px/f；
以體積計(jì)：Vss=100Pss/(100-P)ρ。
污泥中的水分：
游離水：存在于污泥顆粒間隙中的水，約占污泥水分70%；
毛細(xì)水：存在于污泥顆粒間的毛細(xì)管中的水，約占污泥水分20%；
內(nèi)部水：粘附于污泥顆粒表面的附著水和存在于污泥內(nèi)部的水(包括細(xì)胞內(nèi)水)，約占污泥水分10%；濃縮處理可去除一部分游離水，其他游離水和毛細(xì)水可通過其他物理方法去除，但內(nèi)部水只能通過干化除去一部分。
2污泥的處置及其前處理
2.1污泥處理處置的一般原則：
(1)減量化：Pw大于95%，體積龐大，須濃縮以縮小體積；Pw大于85%，可以用泵輸送；Pw小于80%失去流態(tài)，便于運(yùn)輸。70～75%，呈柔軟狀；60～65%，呈固體狀;板框壓濾機(jī)可使Pw小于60%，適于填埋。34～40%，呈離散狀；10～15%，則呈粉末狀。
(2)穩(wěn)定化：污泥中的有機(jī)物含量高達(dá)60～70%，易厭氧分解而產(chǎn)生惡臭；終止污泥中微生物的活動(dòng)或使易分解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的物質(zhì)的措施稱穩(wěn)定化；采用好氧或厭氧工藝使污泥中可生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無機(jī)物質(zhì)；投加石灰，提高污泥pH，終止污泥中微生物的活動(dòng)，同時(shí)殺滅病原體。但化學(xué)處理穩(wěn)定的污泥長(zhǎng)時(shí)間放置后pH值下降仍會(huì)導(dǎo)致微生物恢復(fù)活性，產(chǎn)生污泥腐敗而失去穩(wěn)定性。
(3)無害化：污泥中有害物質(zhì)：病菌、病毒、寄生蟲卵；重金屬，有毒有害有機(jī)物；污水中的病菌在10分鐘內(nèi)95%吸附于活性污泥，吸附過程符合吸附等溫式；重金屬和有毒有害有機(jī)物會(huì)滲出污泥產(chǎn)生二次污染；無害化處理：殺菌、沉淀重金屬、固定有毒有害有機(jī)物。
2.2污泥的處置
按照有關(guān)法規(guī)，采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，在環(huán)境和經(jīng)濟(jì)允許的條件下妥善解決污泥的出路，使污泥得到綜合利用或安全地回到環(huán)境中去。
(1)農(nóng)業(yè)利用：污泥中的N、P、K是農(nóng)作物的肥料，腐殖質(zhì)良好的土壤改良劑，采用堆肥、厭氧消化等技術(shù)措施消除病原體和寄生蟲卵，達(dá)到衛(wèi)生要求后使用。重金屬是限制農(nóng)業(yè)應(yīng)用的主要因素。
(2)填埋：穩(wěn)定處理之后單獨(dú)填埋或與垃圾混合填埋。根據(jù)水文地質(zhì)和土壤條件選擇填埋場(chǎng)位置，避免地下水污染。填埋場(chǎng)滲濾液應(yīng)妥善處理，定期檢測(cè)填埋場(chǎng)附近的地表水、地下水和土壤的污染狀況。
(3)焚燒：可以大幅度減少體積，并可滅菌。灰分可填埋或利用，尾氣應(yīng)處理，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用高。
(4)投放海洋：投入遠(yuǎn)洋，后果尚無定論。
2.3污泥處理處置的基本工藝流程
(1)濃縮→前處理→脫水→好氧消化→土地還原；
(2)濃縮→前處理→脫水→干燥→土地還原；
(3)濃縮→前處理→脫水→焚燒(或熱分解)→灰分填埋；
(4)濃縮→前處理→脫水→干燥→熔融燒結(jié)→建材；
(5)濃縮→前處理→脫水→干燥→燃料；
(6)濃縮→厭氧消化→前處理→脫水→土地還原；
(7)濃縮→蒸發(fā)干燥→燃料；
(8)濃縮→濕法氧化→脫水→填埋。
2.4污泥濃縮
減少污泥的游離水，降低含水率，減少污泥體積，為后續(xù)處理創(chuàng)造有利條件，節(jié)省設(shè)備投資，降低運(yùn)行費(fèi)用，是常用的前處理工藝;
常用的方法有：重力濃縮、氣浮濃縮、離心濃縮、和水力旋流濃縮等。
2.4.1沉降法
間歇式污泥濃縮池，主要設(shè)計(jì)參數(shù)為停留時(shí)間(9～12h)；時(shí)間過長(zhǎng)產(chǎn)生厭氧發(fā)酵。連續(xù)時(shí)污泥濃縮池；
固體通量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，通過濃縮池某一斷面的干固體量；主要設(shè)計(jì)參數(shù)有固體同量、水力負(fù)荷，停留時(shí)間等。
2.4.2氣浮濃縮法
適應(yīng)條件：密度接近于水，疏水性。
設(shè)計(jì)參數(shù)：污泥負(fù)荷、氣固比、水力負(fù)荷、回流比。
2.4.3離心濃縮法
基本原理：利用污泥中固、液兩相的密度差，在高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用下使兩相分離，達(dá)到濃縮目的。
固體回收率：離心機(jī)出口和進(jìn)口污泥中的固體總量的比值，改制反映離心分離效果和分離液中的SS濃度，為提高分離效果，分離前進(jìn)行混凝處理，工作效率高，占地小，衛(wèi)生條件好，但能耗大。
常用離心濃縮機(jī)有以下兩種形式：
籠形立式離心濃縮機(jī)：圓錐形籠框內(nèi)側(cè)面鋪上濾布。污泥從籠筐底部流入，沿籠筐徐徐向上，分離水通過濾布進(jìn)入濾液時(shí)，濃縮液通過上邊沿排出，完成濃縮過程;過濾和離心雙重作用，效果好;轉(zhuǎn)速較低(900r/min)，操作方便。
臥式螺旋離心濃縮機(jī)：以污泥供給管為中心，外筒轉(zhuǎn)速快，起離心分離作用;內(nèi)部螺桿轉(zhuǎn)速慢，起輸送濃縮污泥作用;濃縮液從左邊出口排出，分離水從右邊出口排出。
2.4.4水力旋流濃縮
基本原理：利用污泥本身產(chǎn)生旋流的離心力和污泥中固、液密度差達(dá)到固液分離目的。
工作過程：污泥從進(jìn)泥管以切線方向高速進(jìn)入圓筒，形成旋流，并沿錐體下降成為濃縮液；分離液沿旋流器中央形成漩渦竟中心管上升，由出水管溢出;處理量小，易堵塞，操作困難。
2.4污泥的穩(wěn)定
2.4.1污泥穩(wěn)定化的方法
采取措施使污泥中易生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定物質(zhì)或暫時(shí)不產(chǎn)生分解的過程。污泥的穩(wěn)定方法有以下4類：
(1)生物穩(wěn)定法：污泥中的有機(jī)物在微生物作用下降解為穩(wěn)定的無機(jī)物或變成不易生物降解的有機(jī)物的過程。而生物穩(wěn)定法又分為兩種：厭氧生物處理法+好氧生物處理法，其處理過程類似于廢水的厭氧和好氧處理。
(2)化學(xué)穩(wěn)定法：采用化學(xué)藥劑殺滅導(dǎo)致污泥腐敗的微生物，使污泥中的有機(jī)物短期內(nèi)不致腐敗的過程。包括加氯穩(wěn)定法和石灰穩(wěn)定法。
最常用的方式就是生物法，其中污泥的好氧消化操作過程為在不投加底物的條件下，對(duì)污泥進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的曝氣，使污泥中的微生物處于內(nèi)源呼階段進(jìn)行自身氧化。該方法可以去除微生物體中的可生物降解部分(約占80%)，所以消化程度高，剩余消化污泥量少。由于有酸性物質(zhì)產(chǎn)生，污泥必須有足夠的堿度以保持消化池內(nèi)溶液中性，以維持反應(yīng)正常進(jìn)行，控制消化液中DO≥2mg/L，控制95%左右，以便于攪拌。
優(yōu)點(diǎn)：污泥中有機(jī)物降解程度高，上清液BOD濃度低，消化污泥量少、穩(wěn)定、易脫水、肥分高、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、基建費(fèi)用低。缺點(diǎn)：能耗和運(yùn)行費(fèi)用高，不能回收沼氣，上清液SS濃度高，運(yùn)行過程受氣溫影響大。
而污泥的厭氧消化法是在在無氧條件下，污泥在厭氧微生物的作用下分解成穩(wěn)定物質(zhì)，殺滅病菌和寄生蟲卵，達(dá)到污泥穩(wěn)定、減量和無害化。厭氧微生物可分為兩類，分別在酸性消化階段和堿性消化階段。其中酸性消化階段是產(chǎn)酸菌(兼性厭氧菌)起作用，代謝產(chǎn)物都具酸性，且有大量的氫氣產(chǎn)生，故亦稱酸性發(fā)酵或氫發(fā)酵。而堿性消化階段是甲烷菌(專性厭氧菌)起作用，將酸性發(fā)酵階段的代謝產(chǎn)物分解為CO2、CH4和NH3，CO2、CH4大量溢出(故稱甲烷發(fā)酵)，而NH3則中和酸性消化階段產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，創(chuàng)造甲烷菌生存的弱堿性環(huán)境。
2.4.2影響污泥消化的因素
pH值和堿度：酸性發(fā)酵最佳pH值5.8，堿性發(fā)酵最佳pH值7.8，其中甲烷菌對(duì)pH值敏感，pH值的微小變化都會(huì)抑制甲烷菌生長(zhǎng)。因此，兩個(gè)階段同時(shí)進(jìn)行時(shí)，控制pH值7.0～7.6；為使消化液的pH值穩(wěn)定，要求消化液有較大的堿度；堿性發(fā)酵階段的產(chǎn)生的CO2和NH3，可以提高消化液的堿度，增大消化液的酸堿緩沖容量。
溫度：由于消化池的微生物(尤其是甲烷菌)對(duì)溫度敏感，所以溫度是影響消化的重要因素。溫度變化大于1℃/d時(shí)，就會(huì)對(duì)消化過程產(chǎn)生影響。一般設(shè)計(jì)溫度的變化范圍不大于0.5℃/d；消化池中各種微生物種群均有最佳生長(zhǎng)溫度范圍。因此，根據(jù)利用微生物種群的不同，可分為中溫消化和高溫消化，高溫消化反應(yīng)速率快，產(chǎn)氣率高，殺滅病原菌的效果好，浮渣少，消化污泥脫水性能好，但能耗高，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。中溫消化控制溫度35℃左右。該溫度下產(chǎn)氣量比較大，生成浮渣也較少，消化液與污泥易分離，能耗相對(duì)較低，是目前常用的污泥消化系統(tǒng)。
投配率：每日處理新鮮污泥體積與消化池體積之比，以百分?jǐn)?shù)計(jì)。
有機(jī)負(fù)荷率：每日處理新鮮污泥中的干污泥量與消化池體積之比；投配率的倒數(shù)是水力停留時(shí)間，有機(jī)負(fù)荷率才真正反映有機(jī)物的降解速率。以有機(jī)負(fù)荷率作為設(shè)計(jì)依據(jù)時(shí)，要復(fù)核污泥中固體的平均停留時(shí)間，以保證污泥的降解時(shí)間。工程設(shè)計(jì)時(shí)，有機(jī)負(fù)荷率小，有機(jī)物降解程度高，產(chǎn)氣率增加，但是所需消化池容積大。有機(jī)負(fù)荷率大，有機(jī)物降解程度低，產(chǎn)氣率減少，但是所需消化池容積小。運(yùn)行過程中，有機(jī)負(fù)荷濾過大，消化池中有機(jī)酸類機(jī)，pH值和池溫降低，甲烷菌生長(zhǎng)受抑制，可能破壞消化池的正常運(yùn)行。中溫消化式的生活污泥投配率控制6～8%。
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