第 22章 污泥的处理与资源化
第 1节 污泥的分类、性质与产生量
第 2节 污泥处理处置基本方法
第 3节 污泥浓缩
第 4节 污泥的稳定
第 5节 污泥的调理
第 6节 污 泥 脱 水
第 7节 污泥的干燥与焚烧
第 8节 污泥的处置与资源化
第 9节 工程实例
污泥的处理和处置目的就是要通过
适当的技术措施，使污泥得到再利用
或以某种不损害环境的形式重新返回
到自然环境中。
第 1节 污泥的分类、性质与产
生量
1、污泥的分类,性质及主要指标
来源
处理目的
栅渣
沉砂池沉渣
初沉池污泥
二沉池生物污泥
富含有机物，容易
腐化、破坏环境，
必须妥善处臵
降低含水率，使其变流态为固态，
同时减少数量
稳定有机物，使其不易腐化，避免
对环境造成二次污染。
城市污水厂产生的污泥量约为处理水体积的 1%
左右（ 0.5%~1.5%）,含水率 99.2%左右。
污泥
性质
表征
参数
含水率与含
固率
挥发性固体
污泥中的有
毒有害物质
污泥的脱水
性能
含水率是污泥中水含量的百分数，
含固率则是污泥中固体或干泥含量
的百分数
含水率在 85％以上呈流态,65％ ~ 85
％时呈塑态，低于 60％呈固态
当含水率变化时，可近似地用下式
计算湿污泥的体积：
1
2
1
2
w
w
s
s
2
1
1 0 0
1 0 0
P
P
P
P
V
V
?
???
污泥
性质
表征
参数
含水率与含
固率
挥发性固体
污泥中的有
毒有害物质
污泥的脱水
性能
挥发性固体 (用 VSS表示 )，是
指污泥中在 600oC 的燃烧炉中能被
燃烧，并以气体逸出的那部分固
体，反映污泥的稳定化程度
用比阻 (r)或毛细吸水时间
(CST)评价
重金属约 50%转移到污泥中，污泥
作为肥料，重金属离子含量应不超
过“农用污泥标准” GB4284-84
2、污泥中的水分及其对污泥处理的影响
1,污泥中的水分
(1) 游离水,
存在于污泥颗粒间隙中的水，称为
间隙水或游离水，约占污泥水分的 70％
左右。这部分水一般借助外力可与泥粒
分离。
(2) 毛细水,
存在于污泥颗粒间的毛细管中，称
为毛细水，约占污泥水分的 20％左右。
也有可能用物理方法分离出来。
(3) 内部水,
黏附于污泥颗粒表面的附着水和存
在于其内部 (包括生物细胞内的水 )的内部
水，约占污泥中水分的 10％左右。有干
化才能分离，但也不完全。
2,污泥中的水分对污泥处理的影响
污泥处理的方法取决于污泥含水率和最终的处臵方式。
污泥的含水率与污泥状态
污泥含水率计算几个重要公式
湿污泥比重 γ =
湿污泥比重 γ =
2,污泥量
计算城市污水厂的污泥量时，一般以下表所列的
经验数据为基础。
污泥种类 污泥量 /(L·m -3) 含水率 /% 密度 /(kg·L -1)
沉砂池的沉砂 0.03 60 1.5
初次沉淀池污泥 14~25 95～ 97.5 1.015~1.02
二次沉淀池污泥
（生物膜法）
7~9 96～ 98 1.02
二次沉淀池污泥
（活性污泥法）
10~21 99.2～ 99.6 1.005~1.008
公式估算
1,初沉污泥量
?
??
)100(10
100
3
V0
P
qV
?? 1000
SNV ?
式中：
V—— 初沉污泥量,m3/d；
qv—— 污水流量,m3/d；
η—— 沉淀池中悬浮物的去除率,%；
ρ0—— 进水中悬浮物浓度,mg/L；
P—— 污泥含水率,%；
ρ—— 污泥密度，以 1000kg/m3计；
S—— 每人每天产生的污泥量,一般采用 0.3~0.8L/（ d·人） ;
N—— 设计人口数，人。
2,剩余活性污泥量 (活性污泥法 )
(1) 剩余活性污泥量以 VSS(挥发性固体 )计,
VKYqP Xd ρSeSOVX )( ??? ??
(2) 剩余活性污泥量以 SS计,
f
PP X
SS ?
(3) 剩余活性污泥量以体积计,
ρP
PV
)1 0 0(
1 0 0 SS
SS ??
公式估算
3,污泥的水力特性及其输送
污泥输送中的阻力与流速和粘滞力有关，且粘
滞力不为常数，为非牛顿流体。
污泥在输送时的流态分为层流和紊流。
层流区的摩阻损失随着污泥的含固率、挥发固
体的含量提高和温度降低而增大。
紊流区时认为摩阻损失对污泥和水相同而不致
产生有影响的误差。
一般流速至少为 0.8m/s，太小的流速导致摩阻
损失更大；流速不大于 2.4m/s，流速太高不仅摩
阻损失大，而且易磨损管道内壁。
不同类型的污泥的压头损失的乘数
含水率 /
%
vmin/(m.s-1) 含水率 /
%
vmin/(m.s-1)
D=150~
250mm
D=300~
400mm
D=150~
250mm
D=300~
400mm
90 1.5 1.6 95 1.0 1.1
91 1.4 1.5 96 0.9 1.0
92 1.3 1.4 97 0.8 0.9
93 1.2 1.3 98 0.7 0.8
94 1.1 1.2
压力输泥管最小设计流速
对于长距离输送，可采用如下紊流公式计算：
1, 8 5
1, 1 72, 4 9f
H
Lvh
DC
????
? ????
?? ??
式中,hf—— 沿程摩阻损失,m；
L—— 管道长度,m；
D—— 管道直径,m。
第 2节 污泥处理处置基本方法
污泥处理处置的原则
1,使污水厂能正常运行；
2,使有害有毒物质得到妥善处理或利用；
3,使有机物得到稳定处理；
4,综合利用, 变害为利；
总原则 —— 减量、稳定、无害化及综合利用
污泥处理处置常见工艺
1,生污泥 → 浓缩 → 消化 → 自然干化 → 最终处理；
2,生污泥 → 浓缩 → 自然干化 → 堆肥 → 最终处理；
3,生污泥 → 浓缩 → 消化 → 机械脱水 → 最终处理；
4,生污泥 → 浓缩 → 机械脱水 → 干燥焚烧 → 最终处理；
5,生污泥 → 湿污泥池 → 最终处理；
6．生污泥 → 浓缩 → 消化 → 最终处理
第 3节 污泥浓缩
污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体
积的有效方法。
污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。
方法
重力浓缩
气浮法
离心法
一、重力浓缩
重力浓缩主要用于浓缩剩余活性污泥及初沉污泥和
剩余活性污泥的混合污泥。
1,间隙式污泥浓缩池
设计参数：停留时
间一般为 9~12h。
浓缩池的上清液，
应回到初沉池前重新处
理。
2,连续式污泥浓缩池
连续运行的浓缩池
可采用沉淀池的形式，
一般为竖流式 (或辐流
式 )。
设计参数,
浓缩池的固体通量
[kg/(m2·h )或 kg/(m2·d)]
水力负荷 [m3/(m2·h)或
m3/(m2·d)]
水力停留时间 (h或 d)
有刮泥机及搅动栅的连续重
力浓缩池
φ 200 φ 200
2
3
1
4
20000
4200
500
1400
图22-3 有刮泥机及搅动栅的连续式重力浓缩池
1-中心进泥管；2-上清液溢流堰；3-排泥管；4-刮泥机；5-搅动栅
1-中心进泥管； 2-上清液溢流管； 3-排泥管； 4-刮泥机； 5-搅动栅
重力浓缩理论
? 迪克（ Dick） 理论
? 柯伊 — 克里维什理论
? 肯奇理论
重力连续流浓缩池深度的设计
H=超高 H1 + 阻滞区与上清液区高度 Hw + 压缩区
高度 Hs + 池底坡度高度 Hz
?H1 0.3m
?Hw 1.2～ 1.5m
?Hw的计算
1.柯伊 — 克里维什法,
2.罗伯茨法,
A
tCQH
wms
wsuoo
s )(
)(
???
??
?
??
? ?
A
t
C
CQ
CuCck
CQ
Hs
D
oooo
?
??
?
)11(
二,气浮浓缩法
气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏附作
用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。
1,气浮浓缩系统的组成
气浮浓缩系统主要由加压溶气装臵和气浮分离装
臵两部分组成。
2,气浮浓缩法的主要设计参数
主要设计参数,
污泥负荷
气固比
水力负荷
回流比
单位时间内，通过气浮池断面的干固体
量，单位为 kg/（ m2.h） 或 kg/（ m2.d）
气浮池污泥负荷,
污泥种类 负荷 /（ kg.m-2.d-1)
空气曝气的活性污泥 25～ 75
空气曝气的活性污泥经沉淀后 50～ 100
纯氧曝气的活性污泥经沉淀后 60～ 150
50%的初沉污泥 +50%的活性污泥经
沉淀后
100～ 200
初次沉淀池污泥 至 260
2,气浮浓缩法的主要设计参数
主要设计参数,
污泥负荷
气固比
水力负荷
回流比
溶气水经减压释放出的空气量与需浓
缩的固体量之质量比，常用 As表示；
用于污泥浓缩一般取 0.01～ 0.04
0
aa
s
)1(
?
??? fpRS
S
AA
2,气浮浓缩法的主要设计参数
主要设计参数,
污泥负荷
气固比
水力负荷
回流比
单位时间内，通过气浮池断面的处
理水量，单位为 m3/（ m2.h） 为 m3/
（ m2.d）,一般 40~80m3/（ m2.d） 或
2~3.5 m3/（ m2.h)。
2,气浮浓缩法的主要设计参数
主要设计参数,
污泥负荷
气固比
水力负荷
回流比
加压溶气水量与需要浓缩的污泥量的
体积比，通常以 R表示，用于污水处
理时取 25%~50%,用于污泥浓缩需
计算确定
重力浓缩与气浮浓缩的比较
优 点 缺 点
重力浓缩 运行费用低，系统简 单，管理简单 停留时间长、池容大，污泥可能腐化发臭和
脱 N上浮
气浮浓缩 停留时间短，池容小，污泥不会腐化发臭和
脱 N上浮
运行费用高，系统复
杂，管理麻烦
例：某废水处理厂的剩余活性污泥量为 240m3/d，
含水率为 99.3%，泥温 20oC。 现采用回流加压溶气气
浮法浓缩污泥，要求含固率达到 4%，压力容器罐的表
压 p为 3× 105Pa。 试计算气浮浓缩池的面积 A和回流比
R。 若浓缩装臵改为每周运行 7d,每天运行 16h,计算
气浮池面积。
解,设计一座矩形的平流气浮浓缩池
污泥流量 qv=240m3/d=10m3/h
1,气浮浓缩池面积 A
污泥负荷取 75kg/(m2.d),污泥密度为 1000kg/m3,则
)m(4.2275 %)3.991(1 00 02 40 2?????A
气浮浓缩计算示例
2,回流比 R
据经验，气固比 As取 0.02。
采用装设填料的压力罐，溶解效率 f=0.9。
20℃ 时，空气饱和溶解度：
入流污泥浓度 р0为 7000g/m3
代入（ 20-7）式：
回流水量：
m g / L8.21g / L0218.0g / L164.10187.0a ????S
/hm38/hm10%380 33q v ???R
%38078.3
7000
)139.0(8.21
02.0
)1(
0
aa
S
??
????
?
?
??
R
R
fpRS
S
A
A
?
溶气罐净体积（不包括填料）按溶气水停留 3min计
算，则：
以水力负荷校核气浮池面积：
符合要求。
? ? ? ? d)/ ( m5 1,4 md)/ ( mm
2 2,4
2 4013 80 %1 2323v ???????
A
qR
33
N m9.1m60
338 ???V
3,若浓缩池每天运行 16h,则流量
污泥负荷仍取 75kg/(m2.d)=3.125kg/(m2.h),则
回流比（ R） 仍为 380%。
回流水量：
溶气罐净体积：
/hm15/hm16240 33'v ??q
22 m6.33m
1 2 5.3
%)3.991(1 0 0 015 ?????A
/hm57/hm15%380 33 ??
33
N m85.2m60
357 ???V
以水力负荷校核气浮池面积：
符合要求。
d)/ ( m5 1, 4 m
h)/ ( mm14.2h)/ ( mm
6.33
15)1%380()1(
23
2323v
??
???
??
?
?
A
qR
三、离心浓缩法
原 理
利用污泥中固、液相的密度不同，在
高速旋转的离心机中受到不同的离心
力而使两者分离，达到浓缩的目的
效果指标
出泥含固率,3min停留时间，含固率
可达到 4％
固体回收率
浓缩后污泥的固体总
量与入流污泥中的固
体总量的比值
污泥种类 入流污泥
含固率 /%
浓缩后污泥
含固率 /%
高分子聚合物需要量 /
（ g.kg-1污泥干固体）
固体物质
回收率 /%
剩余活性污泥 0.5~1.5 8~10 0 85~90
0.5~1.5 90~95
厌氧消化污泥 1~3 8~10 0 80~90
0.5~1.5 90~95
普通生物滤池污泥 2~3 8~9 0 90~95
9~11 0.75~1.5 95~97
转筒式离心机用于污泥浓缩的运行参数
剩余污泥机械浓缩
第 4节 污泥的稳定
污泥稳定化的处理方法,
厌氧消化法
好氧消化法
氯化氧化法
石灰稳定法
热处理法
常用方法 厌氧消化
目 的 污泥中的挥发性固体的量降低40％左右
过 程 水解、酸化、产乙酸、产甲烷
控制过程 固态物的水解、液化、产甲烷
优 点 产生能量 使污泥固体总量减少作土壤调节剂 杀死致病菌
缺 点 投资大 运行易受环境条件的影响 消化污泥不易沉淀消化反应时间长
影响污泥厌氧消化的主要因素
1,pH和碱度
最佳为
7.0~7.3厌氧消化 产生 有机酸 pH
甲烷菌分解有机酸时产生的重碳酸盐不断增加
2,温度
中温,33~35oC
高温,50~55oC
3,负荷
厌氧消化池的容积决定于厌氧消化的负荷率。
表
达
方
式
容积负荷 参数为投配率
日进入的污泥量与池子容积之比，在一定程
度上反映了污泥在消化池中的停留时间
有机物负荷 参数为有机负荷率
每日进入的干泥量与池子容积之比
消化时间进行复核
4,消化池的搅拌
在有机物的厌氧发酵过程中，让反应器中的微
生物和营养物质 (有机物 )搅拌混合，充分接触，将
使得整个反应器中的物质传递、转化过程加快。
5,有毒有害物质
作用
使池内污泥浓度分布均匀，利于
微生物生长繁殖
释放有害气体
使环境因素在反应器内保持均匀
两级高负荷率厌氧消化系统
沼气风机搅拌
消化池的构造
主
要
设
备
搅拌 螺旋浆 鼓风机 射流器抽吸污泥气
破渣 用自来水或污泥上清液喷淋
将循环污泥或污泥液送到浮渣层上
用鼓风机或用射流器抽吸污泥气进
行搅拌
集气
排液
溢流
监测防护装臵
加料，排料附属设备
消化池 浮动式顶盖 固定式顶盖
加热 池外加热 池内加热
消化池构造
浮动式盖消化池
固定式盖消化池
螺旋浆搅拌的消化池
污泥消化池
大型厌氧生物处理
沼气搅拌压缩机
热交换器
贮气罐
消化池的设计计算
内容
池体设计
加热保温系统设计
搅拌设备设计
池体选型
确定池的数目和单
池容积
确定池体各部尺寸
布臵消化池的各种
管道
消化池有效容积按每天处理污泥量及污泥投配
率进行计算：
1 0 0
'
?? pVV
消化池座数 n：
0V
Vn?
消化池有效容积按有机负荷 (Ns)计算：
s
s
N
GV ?
式中,V—— 消化池有效容积,m3；
V'——每天要处理的污泥量,m3/d；
p—— 污泥投配率，城市污水厂高负荷率消化池，当消化温
度为 30~35℃ 时,p可取 6%~18%；
n—— 消化池的座数；
Gs—— 每日要处理的污泥干固体量,kg VSS/d ；
Ns—— 单位容积消化池污泥（ VSS）负荷率,kg VSS/
（ m3/d）。
计算消化池的构造尺寸：
消化池必须附设各种管道：污泥管、上清液排
放管、溢流管、沼气管和取样管。
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。
在设计消化池时必须同时考虑相应的沼气收
集、储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。
第 5节 污泥的调理
1、概述
消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥与初
沉污泥的混合污泥等在脱水之前应进行调理，以改
善污泥的脱水性能。
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。
方
法
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
2、污泥脱水性能的评价指标
1,比阻抗值 r
)(d
d
mc
2
ARVr
pA
t
V
?? ??
当 p为常数值时，可积分并整理成为下式：
pA
RV
pA
r
V
t m)
2( 2
??? ??
由此：
c
22
?? ??
bpAr
比阻抗值的物理意义是单位干重滤饼的阻力，比
阻抗值越大的污泥，越难过滤，其脱水性能也差。
bpAr ?2c2 ??
t/V与 V呈直线关系，其斜率为：
2,毛细吸水时间 (CST)
其值等于污泥与滤纸接触时，在毛细管的作用
下，水分在滤纸上渗透 1cm长度的时间，以秒计。
CST值测定装臵示意图
3、加药调理法
原理 用化学药品破坏泥水间的亲和力，通过调理使污泥的比阻抗 (或 CST)降低
1,调理剂种类
无机调理剂
有机调理剂
2,调理剂投加量的确定
作比阻抗 r及 CST与调理剂用量的关系曲线图确
定最佳调理剂用量和品种。
3,影响污泥调理效果的因素
污泥性质
调理剂品种
污泥调理条件
温度
pH
调理剂配制浓度
混合条件
第 6节 污 泥 脱 水
一、概述
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，减轻其质量。
二,污泥的自然干化
1,污泥干化床的构造
围堤和隔墙 输泥槽 滤水层
排水系统 不透水底层
支柱和透明顶盖 轻便铁轨
污泥干化床
2,污泥干化床脱水效果的影响因素
气候条件 污泥性质 污泥调理
3,污泥干化床的设计
决定面积 划分块数
干化床面积
?
WS ?
1
三,污泥的机械脱水及其设备
脱水机械
转筒离心机
板框压滤机
带式压滤机
真空过滤机
1,带式压滤机
带式压滤机工艺的开发成功的关键是滤带的
开发，是合成有机聚合物发展的结果。
(1) 带式压滤机的构造,
(2) 带式压滤机的选用,
通常根据带式压滤机生产能力、污泥量来确
定所需滤机宽度和台数 (一般不少于 2台 )，并需绘
制脱水车间设备布臵图。
2,污泥离心脱水和转筒式离心机
污泥离心脱水的原理与离心分离、离心浓缩
相同，即利用转动使污泥中的固体和液体分离。
(1) 转筒式离心机的构造和脱水过程,
转筒式离心机构造图
污泥切割机
进泥螺杆泵
脱水用高分子絮凝剂
溶药与投加装置
加药螺杆泵
药液后稀释装置
卧螺离心脱水机
脱水上清液加入
污泥储罐
污泥离心脱水机
脱水后的干泥
脱水机加药装置
(2) 转筒离心机的选择,
根据离心机的处理能力，即每台机每小时处理
湿污泥立方米数，或每台机每小时处理干污泥千克
数来决定的。
3,板框压滤机
(1)板框压滤机的构造
(2) 板框压滤机的选用
根据污泥量、过滤机的过滤能力来确定所需过
滤面积和压滤机台数及设备布臵。
滤板、滤框和滤布
板框压滤机
箱式板框压滤机
工作原理,利用过滤介质（常用为涤纶布）
二面压力差为推动力，水被强制通过介质，污泥
截留在介质表面。
滤板、滤框和滤布组合后的工作状况示意图
第 7节 污泥的干燥与焚化
一,概述
污泥干燥是将脱水污泥通过处理，去除污泥中
绝大部分毛细管水、吸附水和颗粒内部水的方法。
二、污泥的干燥与焚化设备
1,转筒式干燥
器和焚化炉
2,流化床焚化炉
3,Sevar干燥器
三、各种污泥干燥器和焚化炉的选择
各种污泥干燥器的比较
各种污泥焚化炉的比较
第 8节 污泥的处臵与资源化
一、污泥的处臵
农业利用
填埋
焚烧
投放海洋
建材
污泥裂解制化工原料
要求：离海岸大于 10km，
水深 25m,潮流水量为污
泥量的 500-1000倍
污泥处理与处臵的关系
填埋
焚烧
第 8节 工程实例
高碑店污水处理厂 （ 100万 m3/d） 。 采用前置缺氧
推流式活性污泥法, 污泥采用二级中温消化 。
污泥重力浓缩池直径 20m,共 6 座 。 固体通量
70Kg/(m2?d),停留 51h。 消化池污泥投配率为 3.6%,污
泥总消化时间为 28.1d,其中一级停留 21.3d,二级停留
6.8d。 一级消化池 6座, 二级 2座, 为固定盖式污泥消化
池, 直径均为 20m.,总高 28.8m。 采用套管式热交换器
连续加热, 采用机械连续搅拌, 采用溢流排泥 。
污泥脱水为带式压滤, 带宽 2.6m,共 5台, 进泥含
水率 95％, 进泥 1852.4m3/d,泥饼含水率为 75％, 泥饼
量为 370.5m3/d,每天工作 16h（ 两班制 ） 。
沼气贮气柜为浮动顶盖湿式贮气柜。共 2座，每柜
容积 3000m3,贮存时间 5.4h。 总沼气量 Q=26500m3/d。
第 1节 污泥的分类、性质与产生量
第 2节 污泥处理处置基本方法
第 3节 污泥浓缩
第 4节 污泥的稳定
第 5节 污泥的调理
第 6节 污 泥 脱 水
第 7节 污泥的干燥与焚烧
第 8节 污泥的处置与资源化
第 9节 工程实例
污泥的处理和处置目的就是要通过
适当的技术措施，使污泥得到再利用
或以某种不损害环境的形式重新返回
到自然环境中。
第 1节 污泥的分类、性质与产
生量
1、污泥的分类,性质及主要指标
来源
处理目的
栅渣
沉砂池沉渣
初沉池污泥
二沉池生物污泥
富含有机物，容易
腐化、破坏环境，
必须妥善处臵
降低含水率，使其变流态为固态，
同时减少数量
稳定有机物，使其不易腐化，避免
对环境造成二次污染。
城市污水厂产生的污泥量约为处理水体积的 1%
左右（ 0.5%~1.5%）,含水率 99.2%左右。
污泥
性质
表征
参数
含水率与含
固率
挥发性固体
污泥中的有
毒有害物质
污泥的脱水
性能
含水率是污泥中水含量的百分数，
含固率则是污泥中固体或干泥含量
的百分数
含水率在 85％以上呈流态,65％ ~ 85
％时呈塑态，低于 60％呈固态
当含水率变化时，可近似地用下式
计算湿污泥的体积：
1
2
1
2
w
w
s
s
2
1
1 0 0
1 0 0
P
P
P
P
V
V
?
???
污泥
性质
表征
参数
含水率与含
固率
挥发性固体
污泥中的有
毒有害物质
污泥的脱水
性能
挥发性固体 (用 VSS表示 )，是
指污泥中在 600oC 的燃烧炉中能被
燃烧，并以气体逸出的那部分固
体，反映污泥的稳定化程度
用比阻 (r)或毛细吸水时间
(CST)评价
重金属约 50%转移到污泥中，污泥
作为肥料，重金属离子含量应不超
过“农用污泥标准” GB4284-84
2、污泥中的水分及其对污泥处理的影响
1,污泥中的水分
(1) 游离水,
存在于污泥颗粒间隙中的水，称为
间隙水或游离水，约占污泥水分的 70％
左右。这部分水一般借助外力可与泥粒
分离。
(2) 毛细水,
存在于污泥颗粒间的毛细管中，称
为毛细水，约占污泥水分的 20％左右。
也有可能用物理方法分离出来。
(3) 内部水,
黏附于污泥颗粒表面的附着水和存
在于其内部 (包括生物细胞内的水 )的内部
水，约占污泥中水分的 10％左右。有干
化才能分离，但也不完全。
2,污泥中的水分对污泥处理的影响
污泥处理的方法取决于污泥含水率和最终的处臵方式。
污泥的含水率与污泥状态
污泥含水率计算几个重要公式
湿污泥比重 γ =
湿污泥比重 γ =
2,污泥量
计算城市污水厂的污泥量时，一般以下表所列的
经验数据为基础。
污泥种类 污泥量 /(L·m -3) 含水率 /% 密度 /(kg·L -1)
沉砂池的沉砂 0.03 60 1.5
初次沉淀池污泥 14~25 95～ 97.5 1.015~1.02
二次沉淀池污泥
（生物膜法）
7~9 96～ 98 1.02
二次沉淀池污泥
（活性污泥法）
10~21 99.2～ 99.6 1.005~1.008
公式估算
1,初沉污泥量
?
??
)100(10
100
3
V0
P
qV
?? 1000
SNV ?
式中：
V—— 初沉污泥量,m3/d；
qv—— 污水流量,m3/d；
η—— 沉淀池中悬浮物的去除率,%；
ρ0—— 进水中悬浮物浓度,mg/L；
P—— 污泥含水率,%；
ρ—— 污泥密度，以 1000kg/m3计；
S—— 每人每天产生的污泥量,一般采用 0.3~0.8L/（ d·人） ;
N—— 设计人口数，人。
2,剩余活性污泥量 (活性污泥法 )
(1) 剩余活性污泥量以 VSS(挥发性固体 )计,
VKYqP Xd ρSeSOVX )( ??? ??
(2) 剩余活性污泥量以 SS计,
f
PP X
SS ?
(3) 剩余活性污泥量以体积计,
ρP
PV
)1 0 0(
1 0 0 SS
SS ??
公式估算
3,污泥的水力特性及其输送
污泥输送中的阻力与流速和粘滞力有关，且粘
滞力不为常数，为非牛顿流体。
污泥在输送时的流态分为层流和紊流。
层流区的摩阻损失随着污泥的含固率、挥发固
体的含量提高和温度降低而增大。
紊流区时认为摩阻损失对污泥和水相同而不致
产生有影响的误差。
一般流速至少为 0.8m/s，太小的流速导致摩阻
损失更大；流速不大于 2.4m/s，流速太高不仅摩
阻损失大，而且易磨损管道内壁。
不同类型的污泥的压头损失的乘数
含水率 /
%
vmin/(m.s-1) 含水率 /
%
vmin/(m.s-1)
D=150~
250mm
D=300~
400mm
D=150~
250mm
D=300~
400mm
90 1.5 1.6 95 1.0 1.1
91 1.4 1.5 96 0.9 1.0
92 1.3 1.4 97 0.8 0.9
93 1.2 1.3 98 0.7 0.8
94 1.1 1.2
压力输泥管最小设计流速
对于长距离输送，可采用如下紊流公式计算：
1, 8 5
1, 1 72, 4 9f
H
Lvh
DC
????
? ????
?? ??
式中,hf—— 沿程摩阻损失,m；
L—— 管道长度,m；
D—— 管道直径,m。
第 2节 污泥处理处置基本方法
污泥处理处置的原则
1,使污水厂能正常运行；
2,使有害有毒物质得到妥善处理或利用；
3,使有机物得到稳定处理；
4,综合利用, 变害为利；
总原则 —— 减量、稳定、无害化及综合利用
污泥处理处置常见工艺
1,生污泥 → 浓缩 → 消化 → 自然干化 → 最终处理；
2,生污泥 → 浓缩 → 自然干化 → 堆肥 → 最终处理；
3,生污泥 → 浓缩 → 消化 → 机械脱水 → 最终处理；
4,生污泥 → 浓缩 → 机械脱水 → 干燥焚烧 → 最终处理；
5,生污泥 → 湿污泥池 → 最终处理；
6．生污泥 → 浓缩 → 消化 → 最终处理
第 3节 污泥浓缩
污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体
积的有效方法。
污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。
方法
重力浓缩
气浮法
离心法
一、重力浓缩
重力浓缩主要用于浓缩剩余活性污泥及初沉污泥和
剩余活性污泥的混合污泥。
1,间隙式污泥浓缩池
设计参数：停留时
间一般为 9~12h。
浓缩池的上清液，
应回到初沉池前重新处
理。
2,连续式污泥浓缩池
连续运行的浓缩池
可采用沉淀池的形式，
一般为竖流式 (或辐流
式 )。
设计参数,
浓缩池的固体通量
[kg/(m2·h )或 kg/(m2·d)]
水力负荷 [m3/(m2·h)或
m3/(m2·d)]
水力停留时间 (h或 d)
有刮泥机及搅动栅的连续重
力浓缩池
φ 200 φ 200
2
3
1
4
20000
4200
500
1400
图22-3 有刮泥机及搅动栅的连续式重力浓缩池
1-中心进泥管；2-上清液溢流堰；3-排泥管；4-刮泥机；5-搅动栅
1-中心进泥管； 2-上清液溢流管； 3-排泥管； 4-刮泥机； 5-搅动栅
重力浓缩理论
? 迪克（ Dick） 理论
? 柯伊 — 克里维什理论
? 肯奇理论
重力连续流浓缩池深度的设计
H=超高 H1 + 阻滞区与上清液区高度 Hw + 压缩区
高度 Hs + 池底坡度高度 Hz
?H1 0.3m
?Hw 1.2～ 1.5m
?Hw的计算
1.柯伊 — 克里维什法,
2.罗伯茨法,
A
tCQH
wms
wsuoo
s )(
)(
???
??
?
??
? ?
A
t
C
CQ
CuCck
CQ
Hs
D
oooo
?
??
?
)11(
二,气浮浓缩法
气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏附作
用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。
1,气浮浓缩系统的组成
气浮浓缩系统主要由加压溶气装臵和气浮分离装
臵两部分组成。
2,气浮浓缩法的主要设计参数
主要设计参数,
污泥负荷
气固比
水力负荷
回流比
单位时间内，通过气浮池断面的干固体
量，单位为 kg/（ m2.h） 或 kg/（ m2.d）
气浮池污泥负荷,
污泥种类 负荷 /（ kg.m-2.d-1)
空气曝气的活性污泥 25～ 75
空气曝气的活性污泥经沉淀后 50～ 100
纯氧曝气的活性污泥经沉淀后 60～ 150
50%的初沉污泥 +50%的活性污泥经
沉淀后
100～ 200
初次沉淀池污泥 至 260
2,气浮浓缩法的主要设计参数
主要设计参数,
污泥负荷
气固比
水力负荷
回流比
溶气水经减压释放出的空气量与需浓
缩的固体量之质量比，常用 As表示；
用于污泥浓缩一般取 0.01～ 0.04
0
aa
s
)1(
?
??? fpRS
S
AA
2,气浮浓缩法的主要设计参数
主要设计参数,
污泥负荷
气固比
水力负荷
回流比
单位时间内，通过气浮池断面的处
理水量，单位为 m3/（ m2.h） 为 m3/
（ m2.d）,一般 40~80m3/（ m2.d） 或
2~3.5 m3/（ m2.h)。
2,气浮浓缩法的主要设计参数
主要设计参数,
污泥负荷
气固比
水力负荷
回流比
加压溶气水量与需要浓缩的污泥量的
体积比，通常以 R表示，用于污水处
理时取 25%~50%,用于污泥浓缩需
计算确定
重力浓缩与气浮浓缩的比较
优 点 缺 点
重力浓缩 运行费用低，系统简 单，管理简单 停留时间长、池容大，污泥可能腐化发臭和
脱 N上浮
气浮浓缩 停留时间短，池容小，污泥不会腐化发臭和
脱 N上浮
运行费用高，系统复
杂，管理麻烦
例：某废水处理厂的剩余活性污泥量为 240m3/d，
含水率为 99.3%，泥温 20oC。 现采用回流加压溶气气
浮法浓缩污泥，要求含固率达到 4%，压力容器罐的表
压 p为 3× 105Pa。 试计算气浮浓缩池的面积 A和回流比
R。 若浓缩装臵改为每周运行 7d,每天运行 16h,计算
气浮池面积。
解,设计一座矩形的平流气浮浓缩池
污泥流量 qv=240m3/d=10m3/h
1,气浮浓缩池面积 A
污泥负荷取 75kg/(m2.d),污泥密度为 1000kg/m3,则
)m(4.2275 %)3.991(1 00 02 40 2?????A
气浮浓缩计算示例
2,回流比 R
据经验，气固比 As取 0.02。
采用装设填料的压力罐，溶解效率 f=0.9。
20℃ 时，空气饱和溶解度：
入流污泥浓度 р0为 7000g/m3
代入（ 20-7）式：
回流水量：
m g / L8.21g / L0218.0g / L164.10187.0a ????S
/hm38/hm10%380 33q v ???R
%38078.3
7000
)139.0(8.21
02.0
)1(
0
aa
S
??
????
?
?
??
R
R
fpRS
S
A
A
?
溶气罐净体积（不包括填料）按溶气水停留 3min计
算，则：
以水力负荷校核气浮池面积：
符合要求。
? ? ? ? d)/ ( m5 1,4 md)/ ( mm
2 2,4
2 4013 80 %1 2323v ???????
A
qR
33
N m9.1m60
338 ???V
3,若浓缩池每天运行 16h,则流量
污泥负荷仍取 75kg/(m2.d)=3.125kg/(m2.h),则
回流比（ R） 仍为 380%。
回流水量：
溶气罐净体积：
/hm15/hm16240 33'v ??q
22 m6.33m
1 2 5.3
%)3.991(1 0 0 015 ?????A
/hm57/hm15%380 33 ??
33
N m85.2m60
357 ???V
以水力负荷校核气浮池面积：
符合要求。
d)/ ( m5 1, 4 m
h)/ ( mm14.2h)/ ( mm
6.33
15)1%380()1(
23
2323v
??
???
??
?
?
A
qR
三、离心浓缩法
原 理
利用污泥中固、液相的密度不同，在
高速旋转的离心机中受到不同的离心
力而使两者分离，达到浓缩的目的
效果指标
出泥含固率,3min停留时间，含固率
可达到 4％
固体回收率
浓缩后污泥的固体总
量与入流污泥中的固
体总量的比值
污泥种类 入流污泥
含固率 /%
浓缩后污泥
含固率 /%
高分子聚合物需要量 /
（ g.kg-1污泥干固体）
固体物质
回收率 /%
剩余活性污泥 0.5~1.5 8~10 0 85~90
0.5~1.5 90~95
厌氧消化污泥 1~3 8~10 0 80~90
0.5~1.5 90~95
普通生物滤池污泥 2~3 8~9 0 90~95
9~11 0.75~1.5 95~97
转筒式离心机用于污泥浓缩的运行参数
剩余污泥机械浓缩
第 4节 污泥的稳定
污泥稳定化的处理方法,
厌氧消化法
好氧消化法
氯化氧化法
石灰稳定法
热处理法
常用方法 厌氧消化
目 的 污泥中的挥发性固体的量降低40％左右
过 程 水解、酸化、产乙酸、产甲烷
控制过程 固态物的水解、液化、产甲烷
优 点 产生能量 使污泥固体总量减少作土壤调节剂 杀死致病菌
缺 点 投资大 运行易受环境条件的影响 消化污泥不易沉淀消化反应时间长
影响污泥厌氧消化的主要因素
1,pH和碱度
最佳为
7.0~7.3厌氧消化 产生 有机酸 pH
甲烷菌分解有机酸时产生的重碳酸盐不断增加
2,温度
中温,33~35oC
高温,50~55oC
3,负荷
厌氧消化池的容积决定于厌氧消化的负荷率。
表
达
方
式
容积负荷 参数为投配率
日进入的污泥量与池子容积之比，在一定程
度上反映了污泥在消化池中的停留时间
有机物负荷 参数为有机负荷率
每日进入的干泥量与池子容积之比
消化时间进行复核
4,消化池的搅拌
在有机物的厌氧发酵过程中，让反应器中的微
生物和营养物质 (有机物 )搅拌混合，充分接触，将
使得整个反应器中的物质传递、转化过程加快。
5,有毒有害物质
作用
使池内污泥浓度分布均匀，利于
微生物生长繁殖
释放有害气体
使环境因素在反应器内保持均匀
两级高负荷率厌氧消化系统
沼气风机搅拌
消化池的构造
主
要
设
备
搅拌 螺旋浆 鼓风机 射流器抽吸污泥气
破渣 用自来水或污泥上清液喷淋
将循环污泥或污泥液送到浮渣层上
用鼓风机或用射流器抽吸污泥气进
行搅拌
集气
排液
溢流
监测防护装臵
加料，排料附属设备
消化池 浮动式顶盖 固定式顶盖
加热 池外加热 池内加热
消化池构造
浮动式盖消化池
固定式盖消化池
螺旋浆搅拌的消化池
污泥消化池
大型厌氧生物处理
沼气搅拌压缩机
热交换器
贮气罐
消化池的设计计算
内容
池体设计
加热保温系统设计
搅拌设备设计
池体选型
确定池的数目和单
池容积
确定池体各部尺寸
布臵消化池的各种
管道
消化池有效容积按每天处理污泥量及污泥投配
率进行计算：
1 0 0
'
?? pVV
消化池座数 n：
0V
Vn?
消化池有效容积按有机负荷 (Ns)计算：
s
s
N
GV ?
式中,V—— 消化池有效容积,m3；
V'——每天要处理的污泥量,m3/d；
p—— 污泥投配率，城市污水厂高负荷率消化池，当消化温
度为 30~35℃ 时,p可取 6%~18%；
n—— 消化池的座数；
Gs—— 每日要处理的污泥干固体量,kg VSS/d ；
Ns—— 单位容积消化池污泥（ VSS）负荷率,kg VSS/
（ m3/d）。
计算消化池的构造尺寸：
消化池必须附设各种管道：污泥管、上清液排
放管、溢流管、沼气管和取样管。
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。
在设计消化池时必须同时考虑相应的沼气收
集、储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。
第 5节 污泥的调理
1、概述
消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥与初
沉污泥的混合污泥等在脱水之前应进行调理，以改
善污泥的脱水性能。
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。
方
法
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
2、污泥脱水性能的评价指标
1,比阻抗值 r
)(d
d
mc
2
ARVr
pA
t
V
?? ??
当 p为常数值时，可积分并整理成为下式：
pA
RV
pA
r
V
t m)
2( 2
??? ??
由此：
c
22
?? ??
bpAr
比阻抗值的物理意义是单位干重滤饼的阻力，比
阻抗值越大的污泥，越难过滤，其脱水性能也差。
bpAr ?2c2 ??
t/V与 V呈直线关系，其斜率为：
2,毛细吸水时间 (CST)
其值等于污泥与滤纸接触时，在毛细管的作用
下，水分在滤纸上渗透 1cm长度的时间，以秒计。
CST值测定装臵示意图
3、加药调理法
原理 用化学药品破坏泥水间的亲和力，通过调理使污泥的比阻抗 (或 CST)降低
1,调理剂种类
无机调理剂
有机调理剂
2,调理剂投加量的确定
作比阻抗 r及 CST与调理剂用量的关系曲线图确
定最佳调理剂用量和品种。
3,影响污泥调理效果的因素
污泥性质
调理剂品种
污泥调理条件
温度
pH
调理剂配制浓度
混合条件
第 6节 污 泥 脱 水
一、概述
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，减轻其质量。
二,污泥的自然干化
1,污泥干化床的构造
围堤和隔墙 输泥槽 滤水层
排水系统 不透水底层
支柱和透明顶盖 轻便铁轨
污泥干化床
2,污泥干化床脱水效果的影响因素
气候条件 污泥性质 污泥调理
3,污泥干化床的设计
决定面积 划分块数
干化床面积
?
WS ?
1
三,污泥的机械脱水及其设备
脱水机械
转筒离心机
板框压滤机
带式压滤机
真空过滤机
1,带式压滤机
带式压滤机工艺的开发成功的关键是滤带的
开发，是合成有机聚合物发展的结果。
(1) 带式压滤机的构造,
(2) 带式压滤机的选用,
通常根据带式压滤机生产能力、污泥量来确
定所需滤机宽度和台数 (一般不少于 2台 )，并需绘
制脱水车间设备布臵图。
2,污泥离心脱水和转筒式离心机
污泥离心脱水的原理与离心分离、离心浓缩
相同，即利用转动使污泥中的固体和液体分离。
(1) 转筒式离心机的构造和脱水过程,
转筒式离心机构造图
污泥切割机
进泥螺杆泵
脱水用高分子絮凝剂
溶药与投加装置
加药螺杆泵
药液后稀释装置
卧螺离心脱水机
脱水上清液加入
污泥储罐
污泥离心脱水机
脱水后的干泥
脱水机加药装置
(2) 转筒离心机的选择,
根据离心机的处理能力，即每台机每小时处理
湿污泥立方米数，或每台机每小时处理干污泥千克
数来决定的。
3,板框压滤机
(1)板框压滤机的构造
(2) 板框压滤机的选用
根据污泥量、过滤机的过滤能力来确定所需过
滤面积和压滤机台数及设备布臵。
滤板、滤框和滤布
板框压滤机
箱式板框压滤机
工作原理,利用过滤介质（常用为涤纶布）
二面压力差为推动力，水被强制通过介质，污泥
截留在介质表面。
滤板、滤框和滤布组合后的工作状况示意图
第 7节 污泥的干燥与焚化
一,概述
污泥干燥是将脱水污泥通过处理，去除污泥中
绝大部分毛细管水、吸附水和颗粒内部水的方法。
二、污泥的干燥与焚化设备
1,转筒式干燥
器和焚化炉
2,流化床焚化炉
3,Sevar干燥器
三、各种污泥干燥器和焚化炉的选择
各种污泥干燥器的比较
各种污泥焚化炉的比较
第 8节 污泥的处臵与资源化
一、污泥的处臵
农业利用
填埋
焚烧
投放海洋
建材
污泥裂解制化工原料
要求：离海岸大于 10km，
水深 25m,潮流水量为污
泥量的 500-1000倍
污泥处理与处臵的关系
填埋
焚烧
第 8节 工程实例
高碑店污水处理厂 （ 100万 m3/d） 。 采用前置缺氧
推流式活性污泥法, 污泥采用二级中温消化 。
污泥重力浓缩池直径 20m,共 6 座 。 固体通量
70Kg/(m2?d),停留 51h。 消化池污泥投配率为 3.6%,污
泥总消化时间为 28.1d,其中一级停留 21.3d,二级停留
6.8d。 一级消化池 6座, 二级 2座, 为固定盖式污泥消化
池, 直径均为 20m.,总高 28.8m。 采用套管式热交换器
连续加热, 采用机械连续搅拌, 采用溢流排泥 。
污泥脱水为带式压滤, 带宽 2.6m,共 5台, 进泥含
水率 95％, 进泥 1852.4m3/d,泥饼含水率为 75％, 泥饼
量为 370.5m3/d,每天工作 16h（ 两班制 ） 。
沼气贮气柜为浮动顶盖湿式贮气柜。共 2座，每柜
容积 3000m3,贮存时间 5.4h。 总沼气量 Q=26500m3/d。
