1、5.2 污泥脫水方法污泥脫水方法 5.2.1 污泥的濃縮（增稠）污泥的濃縮（增稠） 5.2.2 污泥的調(diào)理污泥的調(diào)理 5.2.3 污泥的機(jī)械脫水污泥的機(jī)械脫水表表5.2 常用脫水方法常用脫水方法5.2.1 污泥的濃縮（增稠）污泥的濃縮（增稠）城市污水污泥含水率很高一般為城市污水污泥含水率很高一般為99.2%99.8%，體積龐大，體積龐大，因而對(duì)污泥的處理、利用及輸送都造成困難，故因而對(duì)污泥的處理、利用及輸送都造成困難，故必先進(jìn)行濃必先進(jìn)行濃縮。縮。濃縮后的污泥近似糊狀，含水率為濃縮后的污泥近似糊狀，含水率為95%97%。污泥增稠的污泥增稠的目的在于減容目的在于減容。當(dāng)污泥的含水率由。當(dāng)污泥的含

2、水率由99%降至降至96%時(shí)，體積可時(shí)，體積可縮小到原來(lái)的縮小到原來(lái)的14，但仍可保持其流動(dòng)性，可以用泵輸送，但仍可保持其流動(dòng)性，可以用泵輸送，運(yùn)輸方便，大大降低運(yùn)輸及后續(xù)處理費(fèi)用。因此，運(yùn)輸方便，大大降低運(yùn)輸及后續(xù)處理費(fèi)用。因此，污泥濃縮污泥濃縮（增稠）是降低污泥含水率、減少污泥體積最經(jīng)濟(jì)有效的方（增稠）是降低污泥含水率、減少污泥體積最經(jīng)濟(jì)有效的方法，特別是對(duì)剩余活性污泥的處理，尤其不可缺少法，特別是對(duì)剩余活性污泥的處理，尤其不可缺少。污泥濃縮的方法主要有污泥濃縮的方法主要有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮。重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮。 重力濃縮重力濃縮氣浮濃縮氣浮濃縮離心濃縮離心濃縮污泥中所

3、含水分大致分為四類：顆粒間的間隙水，約占總水分的70%；毛細(xì)水，即顆粒間毛細(xì)管內(nèi)的水，約占20%；污泥顆粒吸附水和顆粒內(nèi)部水，約占10%。降低含水率的方法有：濃縮法，用于降低污泥中的間隙水，因間隙水所占比例最大，故濃縮是減容的主要方法；自然干化法和機(jī)械脫水法，主要脫除毛細(xì)水；干燥與焚燒法，主要脫除吸附水與內(nèi)部水。根據(jù)污泥性質(zhì)、運(yùn)輸及利用方法的不同，可以采用不同的脫水干化方法。不同方法的脫水效果如下表所示。 1.重力濃縮法重力濃縮法 重力濃縮的基本原理重力濃縮的基本原理重力濃縮是污泥重力濃縮是污泥在重力場(chǎng)的作用下自然沉降的分離方式在重力場(chǎng)的作用下自然沉降的分離方式，是一個(gè)物理過(guò)程，不需要外加能量

4、，是一種最節(jié)能的污泥是一個(gè)物理過(guò)程，不需要外加能量，是一種最節(jié)能的污泥濃縮方法。重力濃縮濃縮方法。重力濃縮主要用于濃縮剩余活性污泥及初沉污主要用于濃縮剩余活性污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥泥和剩余活性污泥的混合污泥。重力濃縮屬于分層沉降。最上面為清水層（自由沉降）；其下為濃度均勻的勻降層（干涉沉降）；再下面為濃度漸變的過(guò)渡層（區(qū)域沉降）；最下面是濃度又趨均勻的壓縮層（壓縮沉降）。重力濃縮沉降可以分為四種形態(tài)重力濃縮沉降可以分為四種形態(tài)重力濃縮池的形式及工藝控制重力濃縮池的形式及工藝控制重力濃縮構(gòu)筑物稱重力濃縮池。根據(jù)運(yùn)行方式的不同，可重力濃縮構(gòu)筑物稱重力濃縮池。根據(jù)運(yùn)行方式的不同，可分

5、為分為連續(xù)式重力濃縮池和間歇式重力濃縮池兩種連續(xù)式重力濃縮池和間歇式重力濃縮池兩種。連續(xù)式重力濃縮池主要用于大、中型污水處理廠；間歇式連續(xù)式重力濃縮池主要用于大、中型污水處理廠；間歇式重力濃縮池用于小型處理廠或工業(yè)企業(yè)的污水處理廠。重力濃縮池用于小型處理廠或工業(yè)企業(yè)的污水處理廠。重力濃縮池進(jìn)泥可用離心泵，排泥則需要用活塞式隔膜泵、重力濃縮池進(jìn)泥可用離心泵，排泥則需要用活塞式隔膜泵、柱塞泵等壓頭較高的泥漿泵。柱塞泵等壓頭較高的泥漿泵。重力濃縮法操作簡(jiǎn)便，維修管理及動(dòng)力費(fèi)用低；但占地面重力濃縮法操作簡(jiǎn)便，維修管理及動(dòng)力費(fèi)用低；但占地面積較大是主要缺點(diǎn)。積較大是主要缺點(diǎn)。1.連續(xù)式重力濃縮池連續(xù)式重

6、力濃縮池連續(xù)式重力濃縮池形同輻射式沉淀池連續(xù)式重力濃縮池形同輻射式沉淀池，可分為有刮泥機(jī)、，可分為有刮泥機(jī)、不帶刮泥機(jī)但有污泥攪動(dòng)裝置以及多層濃縮池（帶刮泥不帶刮泥機(jī)但有污泥攪動(dòng)裝置以及多層濃縮池（帶刮泥機(jī)）三種。機(jī)）三種。有刮泥機(jī)與攪拌桿的連續(xù)式濃縮池有刮泥機(jī)與攪拌桿的連續(xù)式濃縮池的代表池型如下圖所示。的代表池型如下圖所示。該池是地面傾斜度很小的圓錐形沉淀池（水深約該池是地面傾斜度很小的圓錐形沉淀池（水深約3 m），池），池底坡度一般為底坡度一般為1:1001:12，污泥在水下的自然坡度角為，污泥在水下的自然坡度角為1:20。進(jìn)泥口設(shè)在池中心進(jìn)泥口設(shè)在池中心，池周圍有一溜堰。從進(jìn)泥口進(jìn)入的污

7、泥，池周圍有一溜堰。從進(jìn)泥口進(jìn)入的污泥向池的四周緩慢流動(dòng)的過(guò)程中，固體顆粒得到沉降分離，分向池的四周緩慢流動(dòng)的過(guò)程中，固體顆粒得到沉降分離，分離液則越過(guò)溢流堰流入滿流槽。被濃縮沉降到池底的污泥，離液則越過(guò)溢流堰流入滿流槽。被濃縮沉降到池底的污泥，經(jīng)過(guò)安裝在中心旋轉(zhuǎn)軸上的刮泥機(jī)很緩慢地旋轉(zhuǎn)刮動(dòng)，從排經(jīng)過(guò)安裝在中心旋轉(zhuǎn)軸上的刮泥機(jī)很緩慢地旋轉(zhuǎn)刮動(dòng)，從排泥口用螺旋運(yùn)輸機(jī)或泥漿泵排出。泥口用螺旋運(yùn)輸機(jī)或泥漿泵排出。圖圖5.2 5.2 濃縮池構(gòu)造示意圖濃縮池構(gòu)造示意圖為了提高濃縮效果為了提高濃縮效果和縮短濃縮時(shí)間，和縮短濃縮時(shí)間，可在刮泥機(jī)上安裝可在刮泥機(jī)上安裝攪拌桿，刮泥機(jī)與攪拌桿，刮泥機(jī)與攪拌桿的旋

8、轉(zhuǎn)速度攪拌桿的旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)很慢，不至使污應(yīng)很慢，不至使污泥受到攪動(dòng)，其旋泥受到攪動(dòng)，其旋轉(zhuǎn)周速度一般為轉(zhuǎn)周速度一般為220 cm/s。攪拌。攪拌可使?jié)饪s時(shí)間縮短可使?jié)饪s時(shí)間縮短45 h。帶刮泥機(jī)及攪拌柵的連續(xù)式濃縮池帶刮泥機(jī)及攪拌柵的連續(xù)式濃縮池如如下圖所示。刮泥機(jī)下圖所示。刮泥機(jī)裝的垂直攪拌柵隨著刮泥機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，周邊線速度為裝的垂直攪拌柵隨著刮泥機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，周邊線速度為1 m/min左右，每條柵條后面，可形成微小渦流，有助于顆粒之左右，每條柵條后面，可形成微小渦流，有助于顆粒之間的絮凝，使顆粒逐漸變大，并可造成空穴，促使污泥間的絮凝，使顆粒逐漸變大，并可造成空穴，促使污泥顆粒的間隙水與氣泡逸出，濃縮效

9、果約可提高顆粒的間隙水與氣泡逸出，濃縮效果約可提高20%以上。以上。攪拌柵可促進(jìn)濃縮作用，提高濃縮效果。攪拌柵可促進(jìn)濃縮作用，提高濃縮效果。2.間歇式重力濃縮池間歇式重力濃縮池工藝控制工藝控制（1）污泥投配量控制）污泥投配量控制（2）濃縮效果的測(cè)定）濃縮效果的測(cè)定（3）攪拌速度和排泥控制）攪拌速度和排泥控制重力濃縮池的運(yùn)行管理重力濃縮池的運(yùn)行管理1.1. 污泥體積指數(shù)污泥體積指數(shù)SVISVI與運(yùn)行的關(guān)系與運(yùn)行的關(guān)系2.2. 污泥膨脹、上浮的原因及解決方法污泥膨脹、上浮的原因及解決方法 （1 1）生物法）生物法 （2 2）化學(xué)法）化學(xué)法 （3 3）物理法）物理法 氣浮濃縮法氣浮濃縮法初沉池污泥的

10、相對(duì)密度平均為初沉池污泥的相對(duì)密度平均為1.021.03，污泥顆粒本身的相，污泥顆粒本身的相對(duì)密度約為對(duì)密度約為1.31.5，初沉污泥易于實(shí)現(xiàn)重力濃縮；活性污泥，初沉污泥易于實(shí)現(xiàn)重力濃縮；活性污泥的相對(duì)密度約為的相對(duì)密度約為1.01.005，活性污泥絮體本身的相對(duì)密度約，活性污泥絮體本身的相對(duì)密度約為為1.01.01，當(dāng)處于膨脹狀態(tài)時(shí)，其相對(duì)密度甚至小于，當(dāng)處于膨脹狀態(tài)時(shí)，其相對(duì)密度甚至小于1，因，因而而活性污泥一般不易實(shí)現(xiàn)重力濃縮活性污泥一般不易實(shí)現(xiàn)重力濃縮。在其它條件相同的情況。在其它條件相同的情況下，一般固體與水的密度差愈大，重力濃縮的效果愈好。針下，一般固體與水的密度差愈大，重力濃縮的

11、效果愈好。針對(duì)活性污泥難以沉降的特點(diǎn)，對(duì)活性污泥難以沉降的特點(diǎn)，近年來(lái)氣浮濃縮逐漸取代重力近年來(lái)氣浮濃縮逐漸取代重力濃縮，成為污泥濃縮的主要手段濃縮，成為污泥濃縮的主要手段 氣浮到水表面的污泥用刮泥機(jī)刮除。澄清水由池底排除。一氣浮到水表面的污泥用刮泥機(jī)刮除。澄清水由池底排除。一部分水加壓回流，混入壓縮空氣，通過(guò)溶氣罐，供給所需要部分水加壓回流，混入壓縮空氣，通過(guò)溶氣罐，供給所需要的微氣泡。的微氣泡。氣浮濃縮系統(tǒng)的組成氣浮濃縮系統(tǒng)的組成氣浮濃縮系統(tǒng)主要由氣浮濃縮系統(tǒng)主要由加壓溶氣裝置和氣浮分離裝置加壓溶氣裝置和氣浮分離裝置兩部分組成。兩部分組成。氣浮濃縮原理氣浮濃縮原理按照亨利定律，在一定溫度下

12、，空氣在液體中的溶解度與按照亨利定律，在一定溫度下，空氣在液體中的溶解度與空氣受到的壓力成正比。當(dāng)壓力恢復(fù)正常以后，溶解空氣空氣受到的壓力成正比。當(dāng)壓力恢復(fù)正常以后，溶解空氣隨即變成細(xì)微氣泡從液體中釋放。隨即變成細(xì)微氣泡從液體中釋放。大量細(xì)微氣泡可以附著大量細(xì)微氣泡可以附著在污泥顆粒周圍，從而使顆粒密度降低而被強(qiáng)制上浮，以在污泥顆粒周圍，從而使顆粒密度降低而被強(qiáng)制上浮，以達(dá)到濃縮的目的。達(dá)到濃縮的目的。氣浮的關(guān)鍵在于產(chǎn)生微氣泡并使其穩(wěn)定地附著于污泥顆粒氣浮的關(guān)鍵在于產(chǎn)生微氣泡并使其穩(wěn)定地附著于污泥顆粒上面產(chǎn)生上浮作用。上面產(chǎn)生上浮作用。按產(chǎn)生微氣泡的方式不同，可分為電按產(chǎn)生微氣泡的方式不同，可

13、分為電解氣浮、散氣氣浮和溶氣氣浮三種。污泥氣浮濃縮主要采解氣浮、散氣氣浮和溶氣氣浮三種。污泥氣浮濃縮主要采用的是溶氣氣浮法，又可分為加壓氣浮和真空氣浮。用的是溶氣氣浮法，又可分為加壓氣浮和真空氣浮。氣浮濃縮的適應(yīng)性氣浮濃縮的適應(yīng)性根據(jù)氣浮原理，氣浮濃縮的適應(yīng)對(duì)象應(yīng)該是疏水性污泥，根據(jù)氣浮原理，氣浮濃縮的適應(yīng)對(duì)象應(yīng)該是疏水性污泥，但氣浮對(duì)象如果是絮凝體，由于在絮凝的過(guò)程中，捕獲但氣浮對(duì)象如果是絮凝體，由于在絮凝的過(guò)程中，捕獲了上升中的氣泡以及絮凝體對(duì)氣泡的吸附作用，從而使了上升中的氣泡以及絮凝體對(duì)氣泡的吸附作用，從而使絮凝的密度減輕以達(dá)到氣浮的目的。所以活性污泥雖屬絮凝的密度減輕以達(dá)到氣浮的目的

14、。所以活性污泥雖屬親水物質(zhì)，但由于它是絮凝體，相對(duì)密度約親水物質(zhì)，但由于它是絮凝體，相對(duì)密度約1.0021.0021.0081.008，比表面積大，很適宜于氣浮。此外好氧消化污泥、，比表面積大，很適宜于氣浮。此外好氧消化污泥、接觸穩(wěn)定污泥、不經(jīng)初次沉淀的延時(shí)曝氣污泥和一些工接觸穩(wěn)定污泥、不經(jīng)初次沉淀的延時(shí)曝氣污泥和一些工業(yè)的廢油脂等也適宜于氣浮濃縮法。業(yè)的廢油脂等也適宜于氣浮濃縮法。氣浮濃縮池的結(jié)構(gòu)氣浮濃縮池的結(jié)構(gòu)氣浮濃縮池分為圓形和矩形兩類，見(jiàn)圖氣浮濃縮池分為圓形和矩形兩類，見(jiàn)圖5.55.5。前者的刮浮。前者的刮浮泥板、刮沉泥板都安裝在中心旋轉(zhuǎn)軸上一起旋轉(zhuǎn)。后者的泥板、刮沉泥板都安裝在中心旋

15、轉(zhuǎn)軸上一起旋轉(zhuǎn)。后者的刮浮泥板、刮沉泥板由電機(jī)及鏈帶連動(dòng)刮泥。刮浮泥板、刮沉泥板由電機(jī)及鏈帶連動(dòng)刮泥。部分回流溶氣部分回流溶氣氣浮法是取一氣浮法是取一部分處理后的部分處理后的水回流，回流水回流，回流水加壓和溶氣，水加壓和溶氣，減壓后進(jìn)入氣減壓后進(jìn)入氣浮池，與污泥浮池，與污泥混合和氣浮，混合和氣浮，流程見(jiàn)圖。流程見(jiàn)圖。 現(xiàn)代氣浮理論認(rèn)為：部分回流加壓溶氣氣浮節(jié)約能源，能充分利現(xiàn)代氣浮理論認(rèn)為：部分回流加壓溶氣氣浮節(jié)約能源，能充分利用浮選（混凝）劑，處理效果優(yōu)于全加壓溶氣氣浮流程。而回流用浮選（混凝）劑，處理效果優(yōu)于全加壓溶氣氣浮流程。而回流比為比為50%50%時(shí)處理效果最佳，所以部分回流（回流比

16、時(shí)處理效果最佳，所以部分回流（回流比50%50%）加壓溶氣）加壓溶氣氣浮工藝是目前國(guó)內(nèi)外最常采用的氣浮法。氣浮工藝是目前國(guó)內(nèi)外最常采用的氣浮法。氣浮法濃縮與重力濃縮、離心濃縮相比有以下特點(diǎn)：氣浮法濃縮與重力濃縮、離心濃縮相比有以下特點(diǎn)：(1)氣氣浮濃縮污泥的含固率高于沉降法，低于離心法；浮濃縮污泥的含固率高于沉降法，低于離心法；(2)氣浮法的固體負(fù)荷和水力負(fù)荷較高，水力停留時(shí)間短，氣浮法的固體負(fù)荷和水力負(fù)荷較高，水力停留時(shí)間短，（一般為重力濃縮所需時(shí)間的1/3左右），因此構(gòu)筑物構(gòu)筑物簡(jiǎn)單緊湊，占地面積小；(3)對(duì)水力沖擊負(fù)荷對(duì)水力沖擊負(fù)荷和四季氣候改變緩沖能力強(qiáng)，能獲得穩(wěn)定緩沖能力強(qiáng)，能獲得穩(wěn)

17、定的浮泥濃度及澄清水質(zhì)，能有效地濃縮膨脹的活性污泥；的浮泥濃度及澄清水質(zhì)，能有效地濃縮膨脹的活性污泥；(4)氣浮法能防止污泥在濃縮過(guò)程中腐化，避免了氣味問(wèn)題；氣浮法能防止污泥在濃縮過(guò)程中腐化，避免了氣味問(wèn)題；(5)氣浮法濃縮電耗比沉降法高，比離心法低。氣浮法濃縮電耗比沉降法高，比離心法低。氣浮濃縮法的優(yōu)缺點(diǎn)氣浮濃縮法的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)是基建費(fèi)用和操作費(fèi)用較高，管理較復(fù)雜，氣浮濃縮的缺點(diǎn)是基建費(fèi)用和操作費(fèi)用較高，管理較復(fù)雜，氣浮濃縮的操作運(yùn)行費(fèi)用一般為重力濃縮的操作運(yùn)行費(fèi)用一般為重力濃縮的2 23 3倍。倍。重力濃縮與氣浮濃縮的比較重力濃縮與氣浮濃縮的比較 優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)缺缺 點(diǎn)點(diǎn)重力濃縮重力濃縮運(yùn)行費(fèi)用

18、低，系統(tǒng)簡(jiǎn)運(yùn)行費(fèi)用低，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，管理簡(jiǎn)單單，管理簡(jiǎn)單停留時(shí)間長(zhǎng)、池容大，停留時(shí)間長(zhǎng)、池容大，污泥可能腐化發(fā)臭和污泥可能腐化發(fā)臭和脫脫N N上浮上浮氣浮濃縮氣浮濃縮停留時(shí)間短，池容小，停留時(shí)間短，池容小，污泥不會(huì)腐化發(fā)臭和污泥不會(huì)腐化發(fā)臭和脫脫N N上浮上浮運(yùn)行費(fèi)用高，系統(tǒng)復(fù)運(yùn)行費(fèi)用高，系統(tǒng)復(fù)雜，管理麻煩雜，管理麻煩3.離心濃縮離心濃縮原 理離心濃縮利用固體顆粒和水的密度差異，在高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)中，固體顆粒和水分分別受到大小不同的離心力而使其達(dá)到固液分離的目的。利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)中受到不同的離心力而使兩者分離，達(dá)到濃縮的目的進(jìn)泥進(jìn)泥離心后的液體離心后的液體轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)部件濃縮污泥濃縮污泥齒輪箱齒輪箱驅(qū)動(dòng)滑輪驅(qū)動(dòng)滑輪進(jìn)泥進(jìn)泥濃縮污泥濃縮污泥澄清液澄清液(a)(a)倒錐分離板型離心機(jī)倒錐分離板型離心機(jī) (b)(b)螺旋卸料離心機(jī)螺旋卸料離心機(jī)由于離心力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重力，因此離心濃縮法占地面積由于離心力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重力，因此離心濃縮法占地面積小，造價(jià)低，但運(yùn)行費(fèi)用及機(jī)械維修費(fèi)用較高，因此小，造價(jià)低，但運(yùn)行費(fèi)用及機(jī)械維修費(fèi)用較高，因此應(yīng)用較少。目前用于污泥離心分離的設(shè)備主要有倒錐應(yīng)用較少。目前用于污泥離心分離的設(shè)備主要有倒錐分離型離心機(jī)和螺旋卸料離心機(jī)兩種。分離型離心機(jī)和螺旋卸料離心機(jī)兩種。其他濃縮方法其他濃縮方法若處理