污泥的处理与固体废弃物的固化学.pptx

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1、一、污泥的概述1.污泥的概念 在给水和排水（包括污水）处理过程中，需采用各种分离的方法去掉溶解的、悬浮的或胶体的固体物质，从不同方法产生的沉渣统称为污泥。第1页/共52页2.污泥的种类 A.按成分 有机污泥 无机污泥 B.按性质 亲水性污泥 疏水性污泥第2页/共52页 C.按成因 沉淀污泥 初沉污泥 混凝污泥 化学沉积污泥 生物污泥 腐殖污泥 剩余活性污泥 D.按来源 生活污泥 工业污泥 给水污泥第3页/共52页3.污泥中的水分 按水在污泥中的存在形式可分出4种A.间隙水 存在于污泥颗粒之中，约占污泥水分70%，一般用浓缩法脱去。B.毛细管水 存在于污泥颗粒毛细管中，约占污泥水分的20%，一般

2、用高速离心机脱去。第4页/共52页C.表面吸附水 吸附在污泥颗粒的表面，约占污泥水的7%，一般用加热法脱去；D.内部水 存在于污泥颗粒内部或微生物细胞内的水，约占污泥水的3%，这部分水很难除去，严格地讲，这不属于污泥中的水，是物质水。第5页/共52页4.污泥处理的目的 A.减少水分、降低体积，为后续处理、运输和利用创造条件；B.使污泥卫生化、稳定化。因为有多种病原体，有生活条件，会发臭、致病；C.改善污泥的成分和某种性质，有利于能源和资源的回收与利用。第6页/共52页5.污泥的处理与处置A.利用方面 a.建筑材料：污泥焚烧灰+粘土、硅砂，制砖；b.用作农肥：如果重金属不超标，可直接作农肥；c.

3、制沼气：有机污泥，经厌氧处理可制沼气，回收能源。第7页/共52页B.处理方面 a.填埋：当污泥稳定、无流出、溶出也不发臭和自燃时，可直接填埋；b.焚烧：对有毒污泥可经过脱水后焚烧；c.海洋投弃：对特种有害污泥，如焚烧达不到的目的，也可先经过固化后投弃远海。第8页/共52页6 6、污泥的主要成份污 泥 中 含 有 大 量 有 机 质（56%72%），各种营养成份N、P、K，并且含有大量病原菌、寄生虫(卵)，以及铜、铝、锌、铬、汞等重金属和多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物。第9页/共52页7 7、国内污泥处理现状国内污泥处理现状 在大多数发展中国家，土地利用和填埋仍是污泥处置的主要

4、途径，而随着可填埋范围的日益减少，土地利用将是一个主要的发展方向。我国是一个发展中国家，又是一个农业大国，城市污水厂污泥的土地利用是一个重要的途径。第10页/共52页我国农业肥料市场发展现状 随着我国化肥工业迅速发展，氮肥和磷肥的产量目前分别排在世界第二位和第三位，农作物施肥结构也发生了很大变化。七十年代前，农作物施肥中农家肥与化肥的比例是7：3，到七十年代末期，由于化学肥料用量猛增，其比例已改变为3：7。长期施用无机化肥的主要缺点是单独施用肥份不完全，掺合增施则造成溶度积剧增，肥份容易流失，不利于作物生长和利用。并且使土壤盐化板结，污染饮用水源，破坏生态环境。为了避免偏施无机肥料导致的必然后

5、患，有些国家已开始限制偏施化肥而施用有机肥料。第11页/共52页8 8、国外污泥处理主要方法欧盟、美国及日本近年及预测的污泥主要处置方法欧盟、美国及日本近年及预测的污泥主要处置方法国别污泥量(104tDS)农用(%)填埋(%)焚烧(%)其他(%)欧盟国家(1992年)65039(37)401110欧盟国家(预计2005年)1010451738美国(1992年)4935151日本(1995年)17133(14)15493第12页/共52页9 9、污泥最终处置一般方案污泥浓缩稳定脱水填埋焚烧农用第13页/共52页最终处置方案比较第14页/共52页二、污泥的浓缩与消化 1.目的是初步脱水，缩小体积，

6、但仍保持其流体性质，便于输送、消化、脱水等。脱水后的污泥的含水率仍90%，可用泵输送；2.浓缩方法及设备 A.重力浓缩第15页/共52页a.间隔式浓缩池处理量小，用于小工厂第16页/共52页b.连续式浓缩池处理量大，用于大、中型厂矿第17页/共52页 B.气浮浓缩法 依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒上，把颗粒带到水面上以达分离。（类似于浮选）C.离心浓缩法 通过高速离心机脱水 第18页/共52页3.污泥的消化 是指在人工控制条件下，通过微生物的代谢作用，使污泥中的有机物稳定化。又可分：有空气（氧气）的好氧消化；无空气（氧气）的厌氧消化。第19页/共52页三、污泥的调理 目的 是改善污泥浓缩和脱水

7、的性能，提高机械脱水设备处理的能力。1.化学调理 在污泥中加入适量的混凝剂、助凝剂等化学药剂，增大污泥颗粒的疏水性质，使之更便于脱水。第20页/共52页2.淘洗 是将污泥与自身3-4倍的水混合，降低了污泥中的碱度和粘度，以节省混凝剂的用量，提高浓缩效率。3.加热加压调理 加热加压使部分有机质分解，亲水性有机胶体水解，从而使颗粒结构改变，便于脱水。高温加压：170 200 低温加压：150第21页/共52页4.冷冻融化调理 将污泥交替性进行冻结与融化，改变污泥的物理结构，以便脱水，效果特好。可不用混凝剂。第22页/共52页四、污泥的脱水 为有效和经济地进行污泥干燥、焚烧及进一步处置，必须充分地脱

8、水，从而使污泥减量化，而使污泥当作固体物质来处理和处置。1.真空过滤脱水 第23页/共52页A.转鼓真空过滤机第24页/共52页B.链带式转鼓真空过滤机第25页/共52页2.压滤脱水 A.自动板框压滤机第26页/共52页B.厢式全自动压滤机第27页/共52页3.滚压脱水 A.滚压带式脱水机，（作豆付）参见，图1-51 第28页/共52页第29页/共52页第30页/共52页4.离心脱水A离心过滤机：圆筒型第31页/共52页圆锥型第32页/共52页B.沉降过滤式脱水机：结构示意图第33页/共52页7-2 有害固体废弃物的固化 第34页/共52页一、固化的概述1.固化的概念 固化是通过各种凝结剂（水

9、泥、沥青、塑料、石膏、水玻璃等）将有毒、有害固体废弃物掺合包溶在密实的惰性基材中，形成固化体，使其稳定固定化的一种处理过程。第35页/共52页2.机理 是通过物理化学的混合处理过程，十分复杂。目前尚在进一步的研究之中。3.处理对象 主要是有毒有害（如放射性、强腐蚀性）不易通过焚烧、生化等方法处理的固体废弃物。例如：电镀污泥，各种（As、Hg、氰、Cr、Cd等）残渣。第36页/共52页4.固化处理的基本要求 A.经固化处理的固化体，应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性和足够的机械强度。B.处理过程材料和能量消耗低，增容比尽量小，工艺简单，易操作。C.固化剂来源丰富，经济。第37页/

10、共52页二、固化方法1.水泥固化A.原理 以水泥（无机胶结剂）为凝结剂，经水化反应后，可形成硬的水泥固体的方法，把砂石和有害固体废弃物牢固地凝结在一起的作用。即，主要是水泥的水化反应产物3CaO.SiO3水化结晶体内包含了固体废弃物的微粒。第38页/共52页 B.处理对象 各种含重金属的污泥。因为水泥具有高的pH值，所以，可以使污泥中的重金属离子在碱性条件下，生成难溶于水的氢氧化物或碳酸盐等。C.添加剂：为改善水泥固化过程的几种药剂。具体可分为：吸附剂、缓凝剂、促凝剂、减水剂 D 处理实例：电镀污泥、汞渣第39页/共52页F.水泥固化的特点：优点：对电镀污泥效果好；设备工艺简单；费用低；缺点：

11、固化体浸出率高；增容比高；有些废弃物需要添加剂，费用增高；水泥属碱性，易使铵离子逸出。第40页/共52页2.沥青固化 A.高温熔化混合蒸发法 将废弃物加入到预先溶化的沥青中，在150-230下，高速搅拌混合蒸发，待水份和其它挥发组分排出后，将混合物排至贮存器中处理成固化体。B.暂时乳化法 将沥青、污泥浆与表面活性剂混合成乳浆后，经除去大部分水分，再进一步升温干燥，使混合物脱水固化。第41页/共52页C.化学乳化法常温下将废弃物与沥青混合，后经加热脱水，再将干燥后的混合物排入容器，冷却形成固化体。D.处理对象主要是放射性固体废弃物。第42页/共52页3.塑料固化 A.原理以不同质的塑料为凝结剂与

12、有害废弃物按一定比例配料，并加入适量的催化剂和填料（骨料）经拌均后，使其共同聚合成固化体。B.方法分类：按塑料性质分 a.热塑性塑料固化法：用聚乙稀、聚氯乙稀树脂、冷凝后成固体。b.热固性塑料固化法：脲醛树脂、不饱和聚酯在常温或加热条件下，都可以很快固化。第43页/共52页C.特点 优点：常温下可操作；增容比、固化体密度都很小；不可燃；耐水、耐腐蚀；经济。第44页/共52页 缺点：耐老化性不好；混合过程易放出有害烟雾；固化体一旦破裂污染物浸出。D.处理对象 电镀污泥、放射性废弃物。第45页/共52页4.玻璃固化法 A.原理 以玻璃为固化剂与有害废弃物按一定配料比混合后，在高温（900-1200

13、）下溶化，经退火后，形成稳定的玻璃固化体。B.方法分类：间歇式固化法：一次一锅；连续式固化法：经煅烧炉，可连续操作。第46页/共52页C.特点 优点：固化剂致密；浸出率小；增容比小；工艺过程粉尘小；热稳定性好。缺点：装置复杂；费用高；设备易腐蚀。D.处理对象：高放射性废弃物。第47页/共52页5.水玻璃固化 A.原理 以水玻璃（硅酸钠的浓水溶液）为固化剂，以无机酸类（硫酸、硝酸、盐酸）为助剂与废弃物按一定配料比混合，进行中和与脱水反应，形成凝胶体。第48页/共52页B.特点 优点：抗透水性好；浸出率低；耐酸性强；工艺简单；费用低。该方法还在试用阶段。第49页/共52页6.石灰固化 以石灰为固化剂、以粉煤灰、水泥窑灰为填料，专用于固化含有硫酸盐或亚硫盐类废渣的一种固化方法（实际上是一种化学方法）。固化体常用来作路基材料或砂坑填物。第50页/共52页7.自胶结固化 是将含有大量CaSO4或CaSO3的泥盐，经锻烧，使其脱水并产生有胶结作用后。与添加剂和填料混合成稀浆，再凝成固化体。特点 优点：化学固定性好；浸出率低；固化时间短。缺点：锻烧费用高；技术设备贵。第51页/共52页感谢您的观看！第52页/共52页