城市污水处理厂污泥好氧发酵处理课程设计.docx

城市污水处理厂污泥好氧发酵处理课程设计一、　引言　我国城市近年来普遍建设了污水处理厂，而且规模不断扩大、处理程度不断提高。与蓬勃发展的污水处理技术相比，污泥处理和处置技术在我国还刚刚起步，未妥善处理的污泥会带来严重的二次污染问题。随着新建污水处理厂的陆续投产，污泥产量将会有大幅度的增加，所以对污泥的处理和处置必须予以充分的重视。　污泥的利用和最终处置方法主要有焚烧、填埋、堆肥和投海等。与其它处置方式相比，堆肥处理不但可以达到稳定污泥的目的，同时制成肥料农业利用具有经济、简便、可资源化等优点，引起各国的重视，并进行大量的研究。二、设计背景资料（1）城市生活污水脱水污泥含水率75％，C/N为6.3，污泥含氮量为5.6％（干基），污泥全年平均温度25℃。采用树叶作为发酵配料，含水率为50％，C/N为50，含氮量为0.7％（干基）。（2）大气全年平均温度21℃，土壤冬季计算温度10℃，冬季冻土深度0.6m，土壤全年平均温度23℃，冬季室外计算温度15℃。（3）地下水位深度7m。（4）发酵温度控制在50～60℃。但最高温度控制在60～70℃，并维持24小时以杀灭病原微生物和植物种子。（5）设计处理能力为50tDS（干污泥）/d。三、设计内容：污水污泥量与特性分析污水污泥量为50tDS（干污泥）/d，湿污泥量为200 t/d。城市生活污水污泥(Sewage Sludge)，简称城市污泥，是生活污水处理厂在污水净化过程中产生的一种含水率很高的絮状泥粒，它实际上是由污水中的悬浮物、微生物、微生物所吸附的有机物以及微生物代谢活动产物所形成的聚集体组成的。随着污泥处理技术的改进，污水排放标准日趋严格，处理程度越来越高，产生的污泥量大大增加。城市生活污水污泥主要属于有机污泥，其特点是有机物含量高(60％～80％)，颗粒细(0．02～0．2 mm)，密度较小(1．002～1．0069／cm3)，由于在水处理过程中经常添加化学絮凝剂而呈絮状体结构，脱水性差，分散困难。从外观上看，城市污泥呈黑色或黑褐色的流体状或泥饼状物质，含水率高，易腐败，有恶臭。虽然城市污泥因其来源和处理过程不同，有机质、氮、磷、钾的含量和比例有所差异，但研究表明，城市污泥总体上是一种富含有机质(平均为355 g／kg)，高氮(平均为24．9 g／kg)、磷(平均为30．7 g／kg)而低钾(平均为14．0 g／kg)的有机肥，有机质、氮、磷含量大大高于普通农家肥猪牛粪，有的甚至比优质农家肥鸡粪还高n”，其总体养分含量高于一般的禽畜粪便，矿化速度也比普通农家肥迅速n”。有研究报道，污泥有机物中易降解成分(水溶性有机质、蛋白质、半纤维素等)占有机物总量的比例高达60％，C／N比低(通常为6～8)，供肥能力相对较强，因此是一个很好的有机肥源。针对污泥钾含量普遍较低，通常低于普通农家肥含钾量的现实情况，有研究者建议在污泥肥料生产或施用过程中适当添加一定量的钾肥以优化其肥料比例，提高农业价值。污泥中浓缩有各种重金属，由于其具有难迁移、易富集、危害大等特点，一直是限制污泥农业利用的最主要因素。污泥施用增加了土壤和作物中的重金属含量，而且与污泥施用量成一定的线性关系。许多国家都对可农业利用污泥的重金属含量做了明确规定。但由于城市生活污水处理厂主要污水来源为生活污水而非工业废水，因此污泥中重金属含量主要和居民饮食、居住环境以及使用工具有关，基本都低于我国颁布的《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284—84)，符合污泥农用标准要求，但也有研究报道称，一些生活污泥中Zn含量大大超过标准，所以在设计污泥的施用量和施用时间时要特别重视该元素的不良影响。城市生活污水污泥中含有多种病原菌、病毒和寄生虫等，经厌氧消化后有一定程度的降低，但仍不能使其完全灭活，需进一步处理。污泥按不同分离过程可以分为初沉污泥、生物滤池污泥、活性污泥，其中一部分活性污泥作为回流污泥，其余的作为剩余污泥从二级沉淀池排出。一般来说，污水处理厂需要处理的污泥主要是初沉池污泥与剩余污泥的混合污泥。污泥中水分的存在形式主要有间隙水、毛细管结合水，表面吸附水和内部水。间隙水污泥颗粒间隙中的水称为间隙水，约占污泥水分的70％左右，是污泥浓缩的主要对象。毛细管结合水在细小污泥固体颗粒周围的水，由于产生毛细现象，可以构成如下几种结合水：在固体颗粒的接触面上由于毛细压力的作用而形成的楔形毛细结合水；充满于固体本身裂隙中的毛细结合水。各类毛细结合水约占污泥中水分总量的20％.表面吸附水吸附于污泥颗粒表面的水称为表面吸附水，约占污泥水分的7％左右。污泥常处于胶体颗粒状态，比表面积大，在表面张力作用下能吸附较多水分。内部水存在于污泥颗粒内部的水称为表面吸附水，约占污泥水分的3％左右。内部水与固体结合得很紧，用机械方法不能脱除，但可用高温加热法或冷冻法去除。