注册环保工程师

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沼气(消化气)的收集和利用

污泥和高浓度有机废水的厌氧消化均会产生大量沼气。沼气的热值很高，是一种可利用的生物能源，具有一定的经济价值。在设计消化池时必须同时考虑相应的沼气收集、贮存和安全等配套设施，以及利用沼气加热入流污泥和池液的设备。污泥消化所产生的以甲烷为主的消化气量，主要取决于被消化的挥发固体量。可以根据挥发性固体的分解率和单位重挥发固体被分解所产生的气量进行估算。估算每公斤挥发固体全部消化后可得0.75-1.1m3消化气(一般含甲烷50%-60%)，而污泥挥发固体的消化率一般为40%-60%。

1.污泥加药调理

城市污水厂污泥中的固体物质主要是腐殖质，与水的亲和力很强，其脱水非常困难。所谓调理就是破坏污泥的胶态结构，减少泥水间的亲和力，改善污泥的脱水性能。污泥的调理方法有加药调理法、淘洗加药调理法、加热调理法、冷冻调理法、加骨粒调理法等。其中加药调理法功效可靠、设备简单、操作方便，被长期广泛采用。

加药调理通常通过投加化学絮凝剂实现。常用的调节剂分为无机和有机调节剂两大类。一般认为，絮凝剂对胶体粒子的作用包括静电中和、吸附架桥和卷扫凝聚三种.加药调理是这几种作用综合的结果，只是不同絮凝剂起不同作用。无机絮凝剂是以电中和及卷扫作用为主，非离子和阴离子有机高分子絮凝剂以架桥作用为主，阳离子有机絮凝剂中低分子絮凝剂以静电中和为主，高分子絮凝剂同时有中和和吸附架桥作用。

由于污泥胶体颗粒带有负电荷，而阳离子型絮凝剂的絮凝作用是由吸附架桥作用和电荷中和作用两种机理产生的，可以中和污泥中更多的胶体，使得出水上清液的浊度更低。目前应用较多的是聚丙烯酰胺类阳离子絮凝剂。一般情况下，对于城市污水处理厂污泥，阳离子聚丙烯酰胺投加量为0.1%-0.3%。

2.污泥脱水

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。经过脱水处理，污泥含水率能从96%左右降到70%-80%。其体积为原体积的l/5以上，有利于运输和后续处理。因此，世界各国都比较重视污泥脱水技术。多数国家普遍采用的脱水机械为带式压滤机、离心机和板框压滤机。目前国内多数污水处理厂采用了带式机或离心机，板框压滤机较少。

3. 离心脱水机

污泥离心脱水是利用转动使污泥中的固体和液体分离。颗粒在离心机械内的离心分离速度可以达到在沉淀池中沉速的1000倍以上，可在很短的时间内，使污泥中很细小的颗粒与水分离。此外，离心脱水技术与其它脱水技术相比，还具有固体回收率高、分离液浊度低、处理量大、基建费用少、占地少、工作环境卫生、操作简单、自动化程度高等优点，特别重要的是可以不投加或少投加化学调理剂。其动力费用虽然较高，但总运行费用较低，是目前世界各国在污泥处理中较多采用的方法。

离心机种类很多，污泥处理中主要使用卧式螺旋卸料转筒式离心机。适用于比重有一定差别的固液相分离，尤其适用于含油污泥、剩余活性污泥等难脱水污泥的脱水。

机械浓缩

1. 机械浓缩

机械浓缩有离心浓缩机浓缩、带式浓缩机浓缩、转鼓浓缩机浓缩和螺压浓缩机浓缩。机械浓缩机一般用于污泥浓缩脱水一体化设备的浓缩段，污泥浓缩脱水一体化设备具有工艺流程简单、工艺适应性强、自动化程度高、运行连续、控制操作简单和过程可调节性强等一系列优点，正得到越来越多的设计单位和用户，特别是中小型污水处理厂的关注。一体化污泥脱水设备在国内应用有推广之势。本节主要介绍作为浓缩单独使用的转鼓浓缩机和螺压浓缩机。离心机和带式机在污泥脱水环节进行详细介绍。

转鼓浓缩机是一个外壳绷有滤网的圆柱形的转鼓，滤网网孔直径约0.5mm，转鼓以水平或者以较小的倾角安装。污泥在进入转鼓浓缩机之前，通过加药系统将高分子絮凝剂打入混合反应罐中与污泥充分混合，污泥在高分子絮凝剂的作用下，由微细颗粒迅速吸附成为大颗粒，形成网状结构、大团的絮凝体。污泥进入转鼓浓缩机，转鼓浓缩机属螺旋推进型，浓缩机在一定的旋转转速下均匀运转，污水逐步由转鼓表面筛网的过滤作用，去除污泥表面的水分，达到浓缩的效果。在整体运行时，转鼓浓缩脱水机的转速可独立调节，筛网表面有冲洗水装置。转鼓浓缩机是使污泥含水率降低的一种简便高效的机械设备。

螺压浓缩机的工作原理与转鼓浓缩机类似，所不同的是其绷有滤网的圆柱体外壳是固定不动的，其内部设有可转动的螺旋推进器，螺压浓缩机以倾斜30°安装。

2.污泥消化

污泥消化是指在人工控制条件下，通过微生物的代谢作用，使生物固体中的有机质稳定化的过程。污泥消化分为厌氧消化和好氧消化两种，一般说的污泥消化是指厌氧消化。

3.厌氧消化

厌氧消化是对有机污泥进行稳定处理的最常用的方法。一般认为.当污泥中的挥发性固体的量降低40%左右即可认为已达到污泥的稳定。在污泥中，有机物主要以固体状态存在。因此，污泥的厌氧消化包括：水解、酸化、产乙酸、产甲烷等过程。有机废水的厌氧处理，也包括以上几个过程。一般认为，产甲烷过程是控制整个废水厌氧处理的主要过程;而在污泥的厌氧消化中，则认为固态物的水解、液化是主要的控制过程。厌氧消化产生的甲烷能抵消污水厂所需要的一部分能量，并使污泥固体总量减少(通常厌氧消化使25%-50%的污泥固体被分解)，减少了后续污泥处理的费用。消化污泥是一种很好的土壤调节剂，它含有一定量的灰分和有机物，能提高土壤的肥力和改善土壤的结构。消化过程尤其是高温消化过程(在50℃-60℃条件下)，能杀死致病菌。尽管有如上的优点，厌氧消化也有缺点：投资大。运行易受环境条件的影响，消化污泥不易沉淀(污泥颗粒周围有甲烷及其他气体的气泡)，消化反应时间长等。

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