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污泥含水率计算

(1)污泥含水率:污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。

1污泥中水的存在形式有:
空隙水,颗粒间隙中的游离水,约70%,可通过重力沉淀(浓缩压密)而分离;
毛细水,是在高度密集的细小污泥颗粒周围的水,由毛细管现象而形成的,约20%,可通过施加离心力、负压力等外力,破坏毛细管表面张力和凝聚力的作用力而分离;
颗粒表面吸附水和内部结合水,约10%。

表面吸附水是在污泥颗粒表面附着的水分,起附着力较强,常在胶体状颗粒,生物污泥等固体表面上出现,采用混凝方法,通过胶体颗粒相互絮凝,排除附着表面的水分;内部结合水,是污泥颗粒内部结合的水分,如生物污泥中细胞内部水分,无机污泥中金属化合物所带的结晶水等,可通过生物分离或热力方法去除。

通常含水率在85%以上时,污泥呈流态;65%~85%时呈塑态;低于60%时则呈固态。

2污泥体积、重量及所含固体物浓度之间的关系:
V1/V2=W1/W2=(100-p2)/(100-p1)=C2/C1(8-1)
式中:p1、V1、W1、C1——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度;p2、V2、W2、C2——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度;
说明:式(8-1)适用于含水率大于65%的污泥。

因含水率低于65%以后,体积内出现很多气泡,体积与重量不在符合式(8-1)的关系。

例题8-1:污泥含水率从97.5%降低至95%时,求污泥体积。

解:由式(8-1)
V2=V1(100-p1)/(100-p2)=V1(100-97.5)/(100-95)=(1/2)V1
可见污泥含水率从97.5%降低至95%时,污泥体积减少一半。

(2)挥发性固体(或称灼烧减重)和灰分(或称灼烧残渣):挥发性固体近似地等于有机物含量;灰分表示无机物含量。

(3)可消化程度:表示污泥中可被消化降解的有机物数量。

消化对象:污泥中的有机物。

一部分是可被消化降解的(或称可被气化,无机化);另一部分是不易或不能被消化降解的,如脂肪、合成有机物等。

消化程度的计算公式:R d=[1-(p V2p S1)/(p V1p S2)]×100(8-2)
式中:R d——可消化程度,%;
p S1、p S2——分别表示生污泥及消化污泥的无机物含量,%;
p V1、p V1——分别表示生污泥及消化污泥的有机物含量,%。

消化污泥量的计算公式:V d=V1(100-p1)/(100-p d)[(1-p V1/100)+p V1/100(1-R d/100)](8-3)
式中:V d——消化污泥量,m3/d;
p d——消化污泥含水率,%,取周平均值;
V1——生污泥量,m3/d;
p1——生污泥含水率,%,取周平均值;
p V1——生污泥有机物含量,%;
R d——可消化程度,%,取周平均值;
(4)湿污泥比重与干污泥比重:
湿污泥重量等于污泥所含水分重量与干固体重量之和。

湿污泥比重等于湿污泥重量与同体积的水重量之比值。

干固体物质包括有机物(即挥发性固体)和无机物(即灰分)。

确定湿污泥比重和干污泥比重,对于浓缩池的设计、污泥运输及后续处理,都有实用价值。

经综合简化后,湿污泥比重(γ)和干污泥比重(γs)的计算公式分别为:γ=(100γs)/[γs p+(100-p)](8-4)
或γ=25000/[250p+(100-p)(100+1.5p V)](8-8)
γs=250/(100+1.5p V)(8-7)
式中:γ——湿污泥比重;
γs——污泥中干固体物质平均比重,即干污泥比重;
p——湿污泥含水率,%;
p V——污泥中有机物含量,%;
(5)污泥肥分:污泥中含有大量植物生长所必需的肥分(N、P、K)、微量元素及土壤改良剂(有机腐殖质)。

我国城市污水处理厂各种污泥所含肥分见表8-2。

所占比例及工业性质。

污水经二级处理后,污水中重金属离子约有50%以上转移到污泥中。

若污泥作为肥料使用时,要注意重金属是否超过我国农林业部规定的《农用污泥标准》(GB4284-84)。

表8-3列举我国北京、上海、天津、西安、兰州、沈阳、黄石等几个城市污水处理厂污泥中重金属含量的范围。

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