污泥處理現(xiàn)狀與趨勢(shì)

..中國(guó)污泥處理市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)一、中國(guó)污泥處理市場(chǎng)現(xiàn)狀分析1、污泥是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌體、無機(jī)顆粒和膠體等組成的非均質(zhì)體。它很難通過沉降進(jìn)行徹底的固液分離。污水處理產(chǎn)生的污泥是典型的有機(jī)污泥,其特性是有機(jī)物含量高<60%~80%>,顆粒細(xì)<0.02~0.2mm>,密度小<1002~1006Kg/m3>,呈膠體結(jié)構(gòu),是一種親水性污泥,容易管道輸送,但脫水性能差。隨著污泥水分的減少,污泥從純液狀流動(dòng)到粘滯狀、塑性性狀、半干固體狀直到純固體狀這一過程進(jìn)行變化。通常濃縮可將含水率降到85%<含水狀態(tài)>；含水率在70%~75%時(shí),污泥呈柔軟狀態(tài),不易流動(dòng)；通常一般脫水下含水率只可降到60%~65%,此時(shí)幾乎成為固體;含水率低到35%~40%時(shí),成聚散狀態(tài)<以上是半干化狀態(tài)>;進(jìn)一步低到10%~15%則成粉末狀。污泥來源匯總一方面,污泥是污水處理過程中無法避免的副產(chǎn)品。通常含有病源微生物、寄生蟲卵、有害重金屬和大量難降解物質(zhì)。如果處置不徹底,很容易對(duì)環(huán)境造成二次污染。從污水里轉(zhuǎn)入污泥中的COD<化學(xué)需氧量>比例大概是30%~50%,轉(zhuǎn)入污泥中的氮約為20%~30%,磷約為90%。如果它們得不到有效處理處置,那么我國(guó)的節(jié)能減排目標(biāo)將大打折扣。所以不能繼續(xù)重水輕泥的現(xiàn)狀。另一方面,污泥中也包含氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),經(jīng)過適當(dāng)處理可以作為肥料,改良土壤,促進(jìn)植物生長(zhǎng);經(jīng)過處理產(chǎn)生的沼氣,可以作為能源物質(zhì),解決一定的能源問題。如何妥善處理污泥,使其穩(wěn)定化、無害化、減量化、資源化,環(huán)源化,成為環(huán)境污染治理中亟待解決的問題。2、由于城鎮(zhèn)化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求,我國(guó)近年來污水排放量和處理量呈上升趨勢(shì)。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的《2015年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》可知,截至2015年年末,我國(guó)城市污水處理廠日處理能力達(dá)到13784萬立方米,比上年末增長(zhǎng)5.3%；城市污水處理率達(dá)到91.0%,提高0.8個(gè)百分點(diǎn)。隨著"十二五"期間對(duì)污水處理的重視,我國(guó)污水處理的主體市場(chǎng)基本完成,在"十三五"規(guī)劃中,將進(jìn)一步推進(jìn)污水處理市場(chǎng),提高污水處置效率和行業(yè)平均技術(shù)水平。作為污水的衍生品,近年來污泥產(chǎn)量也在不斷上升2015年生活污泥產(chǎn)量為3500萬噸,同比增長(zhǎng)16%。據(jù)估計(jì),市政污泥方面,大約1萬噸污水產(chǎn)生5-8萬噸污泥。根據(jù)同濟(jì)大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)戴曉虎測(cè)算,我國(guó)每年產(chǎn)生3000萬噸-4000萬噸含水率在80%左右的市政污泥。隨著"十三五"的到來,污泥量還會(huì)增加。預(yù)計(jì)到2020年,我國(guó)的市政污泥產(chǎn)量將達(dá)到6000萬噸-9000萬噸。隨著印染行業(yè)蓬勃發(fā)展,我國(guó)對(duì)印染廢水處理力度在不斷加大,印染企業(yè)配套的廢水處理廠投入運(yùn)行后,每天產(chǎn)生相應(yīng)大量污泥,而且印染廢水趨向集中處理后,污泥量日益增加,產(chǎn)生的污泥的組成成分日益復(fù)雜。印染廢水污泥按含有的主要成分來進(jìn)行分類,分為有機(jī)污泥和無機(jī)污泥兩大類。生物法污泥為有機(jī)污泥,是以有機(jī)物為主要成分,典型的有機(jī)污泥是剩余生物污泥,此外還有油泥及廢水中固體有機(jī)物沉淀形成的污泥等。有機(jī)污泥的特性是有機(jī)物含量高,容易腐化發(fā)臭,污泥顆粒細(xì)小,往往呈絮凝體狀態(tài),相對(duì)密度小,含水率高,持水性強(qiáng),不易下沉。無機(jī)污泥則是以無機(jī)物為主要成分,亦稱泥渣,為化學(xué)處理方法產(chǎn)生的污泥,如混凝沉淀和化學(xué)沉淀物,而無機(jī)污泥的特性是相對(duì)密度大,團(tuán)體顆粒大,易于沉淀、壓密、脫水,顆粒持水性差,含水率低,污泥穩(wěn)定性好,不腐化,流動(dòng)性差。由于印染廢水有機(jī)物含量大、濃度高,僅物化處理其污泥量就可高達(dá)1%～3%。以生化加物化處理工藝產(chǎn)生1%的污泥計(jì)算,每處理1000噸染整廢水將產(chǎn)生10噸濕污泥,脫水后為1.5立方米干污泥。以一個(gè)日處理10000噸染整廢水廠為例,每天就有15立方米干污泥產(chǎn)生。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,我國(guó)日排放1.5萬t左右印染污泥,業(yè)內(nèi)專家表示,印染污泥的處理處置已經(jīng)成為我國(guó)許多城市可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。2011-2015年均污泥產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)3、與污泥產(chǎn)量連年遞增趨勢(shì)相背的是我國(guó)污泥有效處理率偏低。大量污水處理企業(yè)采取直接傾倒或者簡(jiǎn)單填埋處置手段處理污泥,不但威脅土壤環(huán)境和居民健康也造成資源的浪費(fèi)。2015年年底,北京人大常委會(huì)法律檢查組表明,北京污泥無害化處理率僅為23%。而全國(guó)有效處理率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于30%。我國(guó)污泥處理方式由于我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置能力不足、手段落后,大量污泥沒有得到規(guī)范化的處理處置,直接給水體、土壤和大氣帶來"二次污染",對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。此外,污泥直接排放也造成資源的極大浪費(fèi)。近年來全國(guó)各地多起違法傾倒污泥事件被曝出。隨著污水處理量增加,污泥產(chǎn)量在未來幾年仍將保持上升趨勢(shì)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)污泥市場(chǎng)處于起步階段,大量污水處理廠污泥排放前未達(dá)可排放標(biāo)準(zhǔn),一旦被司法機(jī)關(guān)查處,將面臨罰款和刑事處罰。不合法的污泥處理存在違法風(fēng)險(xiǎn)。此外,考慮到污泥的二次污染可能性和環(huán)境保護(hù)壓力,中國(guó)污泥市場(chǎng)有巨大的發(fā)展空間。二、廢水污泥處理的技術(shù)手段及綜合利用污泥處理技術(shù)分為污泥處理和污泥處置兩個(gè)環(huán)節(jié)。污泥處理包括濃縮<含水率95%-98%>、脫水<80%>、干化<40%>等。在脫水環(huán)節(jié),可以通過厭氧消化或好氧消化進(jìn)一步提高脫水效率。污泥處置是污泥處理的后續(xù)環(huán)節(jié),有填埋、焚燒、堆肥、資源化等多種手段。當(dāng)前國(guó)際上最常使用的是焚燒處置方法。在2014年活性污泥一百周年時(shí),全世界科家都一致認(rèn)為：資源化是污水處理未來發(fā)展的方向,污泥的資源化利用是未來需要突破的重要環(huán)節(jié)。污泥處理全流程1、厭氧消化技術(shù)——污泥處理的高效手段厭氧消化是指污泥在無氧環(huán)境下,通過兼性菌和厭氧細(xì)菌將污泥中的可生物降解的有機(jī)物分解成二氧化碳、甲烷和水等,使污泥得到穩(wěn)定的過程。當(dāng)前行業(yè)普遍認(rèn)為厭氧消化是污泥減量化、穩(wěn)定化的常用手段之一。與好氧消化相比具有成本低<不需要鼓風(fēng)設(shè)備、除臭設(shè)備>、不良?xì)怏w排放少、氣體回收利用等優(yōu)勢(shì)。按照處理溫度不同,厭氧消化可以分為中溫消化和高溫消化兩種。高溫厭氧消化相對(duì)于中溫消化具有產(chǎn)氣率高、消化池體積小的優(yōu)勢(shì),但是對(duì)耗能要求較高。我國(guó)當(dāng)前普遍使用中溫消化。目前認(rèn)為厭氧消化需要經(jīng)歷四個(gè)階段：分別是水解、酸化<發(fā)酵>階段,乙酸化階段,甲烷化階段。各階段之間既相互聯(lián)系又相互影響,各個(gè)階段都有各自特色微生物群體。厭氧反應(yīng)流程圖厭氧消化具有以下優(yōu)點(diǎn)：1>提高后續(xù)處理的效率并減少后續(xù)處理能耗。通常認(rèn)為厭氧反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化。通過厭氧反應(yīng),污泥中有機(jī)物去除40%-60%,有害病菌減少。此外,厭氧消化提高污泥脫水穩(wěn)定性,讓焚燒等后續(xù)處理減少35%以上的能耗。2>厭氧消化成本較低。根據(jù)《中國(guó)環(huán)境報(bào)》統(tǒng)計(jì),單純厭氧消化投資成本約為20-40萬元/<噸/日>,由于不用鼓風(fēng)曝氣等,節(jié)約了成本,單純厭氧消化運(yùn)行費(fèi)用約為60-120元/噸<含水率80%,不包括濃縮和脫水>,而好氧發(fā)酵運(yùn)行費(fèi)用為120-160元/噸。2、污泥干燥<化>技術(shù)按照處理工藝的不同有直接干燥和間接干燥兩種。直接干燥是將高溫?zé)煔庵苯右敫稍锲?通過氣體與濕物料的接觸對(duì)流進(jìn)行換熱。由于直接干燥會(huì)增加污染性氣體,污泥處理量小且存在一定的安全隱患,歐洲各國(guó)已逐漸放棄直接干燥法,多采用間接干燥。間接干燥是將高溫?zé)煔獾臒崃客ㄟ^熱交換器,傳給蒸汽,蒸汽在一個(gè)封閉的回路中循環(huán),與污泥沒有接觸。間接干燥存在一定的熱損失,但需要處理的煙氣量小,不會(huì)產(chǎn)生二次污染。污泥間接干燥流程圖目前,國(guó)內(nèi)外的污泥干燥設(shè)備主要有：三通式回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)<轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)>、流化床干燥機(jī)、槳葉式干燥機(jī)、盤式干燥機(jī)、帶式干燥機(jī)等。污泥干燥技術(shù)的比較3、衛(wèi)生填埋技術(shù)——我國(guó)最普遍使用的污泥處理技術(shù)污泥的衛(wèi)生填埋始于60年代,是在傳統(tǒng)填埋的基礎(chǔ)上從保護(hù)環(huán)境角度出發(fā),經(jīng)過科學(xué)選址和必要的場(chǎng)地防護(hù)處理,具有嚴(yán)格管理制度的科學(xué)的工程操作方法。到目前位置,已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的污泥處置技術(shù),污泥經(jīng)過簡(jiǎn)單的無菌處理直接傾倒于低谷地區(qū)可制造人工土地。[優(yōu)點(diǎn)]處理成本低、不需要高度脫水或自然干化、既處理了污泥又增加了城市的建設(shè)用地、投資較少、容量大、見效快。[缺點(diǎn)]1、污泥中含有的各種有毒有害物質(zhì)經(jīng)雨水的侵蝕和滲濾會(huì)污染地下水及大氣。適宜污泥填埋的大面積場(chǎng)所因城市污泥大量的產(chǎn)出而顯得越來越有限,污泥作衛(wèi)生填埋時(shí),應(yīng)注意該處的地質(zhì),水文條件和土壤條件。2、應(yīng)考慮到環(huán)境衛(wèi)生問題,填坑鋪設(shè)防滲性能好的材料,填埋場(chǎng)還應(yīng)配設(shè)滲濾液收集裝置及凈化設(shè)施。目前我國(guó)修建的衛(wèi)生填埋場(chǎng)中,都用高密度聚乙烯為防滲層,避免了對(duì)地下水及土壤的二次污染。3、遠(yuǎn)距離的運(yùn)輸費(fèi)用高昂是制約污泥的衛(wèi)生填埋的一個(gè)重要因素。[綜述]據(jù)美國(guó)環(huán)保局估計(jì),今后幾十年內(nèi)美國(guó)6500個(gè)填埋場(chǎng)將有5000個(gè)被關(guān)閉。德國(guó)20XX起要求填埋污泥的有機(jī)物含量<5%,許多國(guó)家和地區(qū)甚至堅(jiān)決反對(duì)新建填埋場(chǎng)。污泥的衛(wèi)生填埋并不能最終避免環(huán)境污染,而只是延緩了產(chǎn)生時(shí)間,還應(yīng)和土地利用規(guī)劃相結(jié)合。以上種種不利因素限制了污泥的衛(wèi)生填埋場(chǎng)的發(fā)展,其不會(huì)成為污泥最終處置發(fā)展方向。多個(gè)城市填埋場(chǎng)超負(fù)荷運(yùn)行4、污泥焚燒技術(shù)焚燒法是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù),即以一定的過剩空氣與被處理的有機(jī)廢物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化分解反應(yīng),廢物中的有毒有害物質(zhì)在高溫中氧化熱解而被破壞。焚燒處置的特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)污泥的無害化、減量化<減容70%,最大可到90%>和資源化。焚燒的主要目的是盡可能地焚燒廢物,并將被焚燒的物質(zhì)變成無害和最大限度的減容,盡量減少新的污染物產(chǎn)生,以避免二次污染。近年來由于采用了合適的預(yù)處理工藝和焚燒手段,達(dá)到了污泥熱能的自足,并能滿足越來越嚴(yán)格的環(huán)境要求。以焚燒為核心的處理方法是被認(rèn)為是污泥處置最徹底、快捷和經(jīng)濟(jì)的方法。按照焚燒方式不同分為直接焚燒和干燥焚燒兩種。其中直接焚燒是指將高溫污泥<含水率85%以上>在輔助燃料的作為熱源的情況下直接在焚燒爐內(nèi)焚燒。由于污泥含水量大、熱值低,需要消耗大量的輔助燃料。直接焚燒下,污泥含水量大,焚燒后的尾氣量較大,后續(xù)尾氣處理需要龐大的設(shè)備,操作控制難度大。無論從運(yùn)行成本和設(shè)備投資等方面,污泥的直接焚燒正逐漸被干燥焚燒所代替。干燥焚燒是指將污泥通過干化處理后再進(jìn)行焚燒的技術(shù)手段。當(dāng)前焚燒工藝包括單獨(dú)焚燒、熱點(diǎn)廠協(xié)同處置、水泥窯協(xié)同處置。污泥焚燒指標(biāo)要求5、好氧堆肥<發(fā)酵>——形成生物肥料好氧堆肥是在有氧情況下,通過微生物的發(fā)酵作用,將污泥轉(zhuǎn)變?yōu)榉柿系倪^程。其中有機(jī)物料代謝為二氧化碳、水和熱。好氧堆肥的優(yōu)點(diǎn)包括：1>發(fā)酵效率高,穩(wěn)定化時(shí)間相對(duì)短;2>臭味少,實(shí)現(xiàn)滅菌;3>含水率可降到40%;4>污泥成品主要用于修復(fù)鹽堿地、城市綠化、垃圾場(chǎng)覆蓋以及建筑等方面用土;5>并衍生出蚯蚓生物堆肥等來強(qiáng)化堆肥效果,比如興蓉環(huán)境和綠山的合作。堆肥的難點(diǎn)主要包括：1>能量?jī)糁С?通風(fēng)能耗費(fèi)用占比80%;2>需對(duì)好氧堆肥運(yùn)行的不同階段的合理通風(fēng)量加強(qiáng)研究;3>缺少C/N等控制因素的理論研究,致使存在調(diào)理添加劑使用過多的情況。堆肥工藝流程圖6、碳化技術(shù)"碳化"處置技術(shù)是通過給污泥加溫,使污泥中的微生物細(xì)胞裂解,將其中的水分釋放出來,同時(shí)又最大限度地保留污泥中碳質(zhì)的過程。碳化工藝特點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)。1>高溫。在高溫作用下,部分有機(jī)質(zhì)發(fā)生解聚,形成可燃?xì)怏w;2>低氧。在高溫處理過程中,通過限制供氧量,實(shí)現(xiàn)有限燃燒;3>低水分。廢棄物<如污泥>應(yīng)首先降低水分<前置干燥>,才能進(jìn)行熱解處理。相對(duì)于熱力干化和焚燒,碳化技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于：能源消耗低,剩余產(chǎn)物中碳含量高,發(fā)熱量大,炭質(zhì)利用價(jià)值大。這類工藝可能有不同的名稱,如碳化、炭化、熱解、裂解、干餾、焦化、氣化、熱裂、熱裂解、高溫裂解等。碳化技術(shù)原理圖7、建材和土地利用污泥建材利用是指將污泥作為制作建筑材料的部分原料的處置方式,應(yīng)用于制磚、水泥、陶粒、活性炭、熔融輕質(zhì)材料以及生化纖維板的制作。污泥的土地利用是將經(jīng)過妥善處理至符合一定標(biāo)準(zhǔn)的污泥或其產(chǎn)品作為肥料或土壤改良材料,用于農(nóng)田利用、園林綠化利用或土地改良等場(chǎng)合,是一種積極、可持續(xù)的污泥最終處置模式。土地利用在發(fā)達(dá)國(guó)家取得了良好的效果,主要是與農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)了緊密聯(lián)系。反觀國(guó)內(nèi),污泥土地利用的道路走得異常艱難,由于以前工業(yè)污水和生活污水長(zhǎng)期混同處理,出于對(duì)污泥中重金屬風(fēng)險(xiǎn)的考慮,污泥制成的"有機(jī)肥"被農(nóng)業(yè)部禁止進(jìn)入農(nóng)田,只能用作綠化土、填埋土、路基土等。四種污泥處置方法的優(yōu)缺點(diǎn)8、污泥土壤化污泥土壤化技術(shù)介于污泥衛(wèi)生填埋及污泥土地利用之間,其技術(shù)近年來在歐洲迅速發(fā)展,已經(jīng)在德國(guó)、瑞士、美國(guó)等國(guó)開始進(jìn)行廣泛應(yīng)用。污泥在自然形態(tài)的土壤化池經(jīng)過植物的腐蝕,被轉(zhuǎn)化為一等級(jí)的腐植土〔自然堆肥,再次循環(huán)至大自然當(dāng)中,同時(shí)堆肥中不存在重金屬等有害物質(zhì),非常適合用于堆肥或土地改良劑。[優(yōu)點(diǎn)]1、可重復(fù)使用,設(shè)備的再投資費(fèi)用低、運(yùn)行費(fèi)用極為低廉、防止二次污染、工藝簡(jiǎn)單、不依賴于掌握高技術(shù)的技術(shù)人員。2、污泥土壤化技術(shù)指,通過自然能量轉(zhuǎn)換,利用植物對(duì)土壤的腐蝕作用,把污泥轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)土壤。污泥中含有豐富的氮、磷等肥料元素,通過污泥土壤化可減少化肥使用量,有利于農(nóng)作物栽培,是污泥穩(wěn)定性與保護(hù)土壤集于一體的處理技術(shù)。3、建筑適宜的污泥土壤化池,在污泥土壤化池倒入污泥,倒入之后種植蘆葦,利用蘆葦?shù)膹?qiáng)分解能力,經(jīng)過數(shù)年的培養(yǎng),把污泥轉(zhuǎn)換為優(yōu)質(zhì)的腐植土,不僅減少污泥,同時(shí)生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的腐植土。4、填坑鋪設(shè)防滲性能好的材料,用高密度聚乙烯為防滲層,避免了對(duì)地下水及土壤的二次污染。5、污泥轉(zhuǎn)換為優(yōu)質(zhì)腐植土,非常適合用于堆肥或土壤改良劑。6、解決污泥土地利用時(shí)所擔(dān)憂的重金屬、病原體對(duì)土壤的侵害。7、可適用于高含水率的污泥處理。[缺點(diǎn)]〔1占地面積較大,不宜用于大城市市內(nèi),在土地供應(yīng)充足的地區(qū)廣受歡迎?！?遠(yuǎn)距離的運(yùn)輸費(fèi)用高昂是制約污泥土壤化技術(shù)的一個(gè)重要因素。污泥土壤化技術(shù),總的來說,容易掌握操作,已經(jīng)在世界各發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛應(yīng)用,其應(yīng)用前景良好。利用污泥土壤化池可以實(shí)現(xiàn)資源、能源的充分利用,還可將其中的有毒有害物質(zhì)充分分解或固化。污泥轉(zhuǎn)換為腐植土的資源化利用具有顯著的優(yōu)勢(shì),對(duì)于含水率高、不宜農(nóng)用的污泥是一種有效的處理方式。同時(shí)污泥土壤化投資費(fèi)用與其他處理工藝不上上下,但是運(yùn)行費(fèi)用低廉,這是本工藝的最大優(yōu)點(diǎn)之一。同時(shí)處理工藝簡(jiǎn)單,大部分設(shè)備為通用設(shè)備無需進(jìn)口,而且設(shè)備的再投資費(fèi)用很低。處理場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)不依賴于掌握高技術(shù)的技術(shù)人員,而且處理工藝容易被理解。因此,污泥的土壤化工藝有廣闊的發(fā)展前景。三、印染污泥處理的技術(shù)手段及綜合利用1、印染污泥處理及處置方法

印染污泥處置的總目標(biāo)是確保廢物中的有毒有害成分無論現(xiàn)在還是將來均不致對(duì)人類環(huán)境造成不可接受的危害,污泥處理處置包括廠內(nèi)處理,污泥出廠運(yùn)輸,污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化等處置,以及資源化利用、銷售等一整套運(yùn)作環(huán)節(jié)。

印染污泥處理的基本要求及目的是使污泥的體積應(yīng)盡量小,減輕最終處置的負(fù)荷。污泥最終處置的目的是將污泥對(duì)自然環(huán)境的危害降到最低,使污泥無危害性,在滿足環(huán)境基本要求的前提下資源利用。

1.1印染污泥的減量化處理

在處置印染污泥前,對(duì)印染污泥進(jìn)行減量化處理可以從兩方面進(jìn)行:第一,是從源頭上減少印染污泥產(chǎn)生的量;第二,是從污泥產(chǎn)生后降低污泥的體積和污泥中的污染物。

1.1.1源頭控制污泥量的產(chǎn)生

源頭控制就是從節(jié)水、減排、循環(huán)再利用著手,提高水的利用效率,減少污水排放,提高污泥處理技術(shù),進(jìn)而降低污泥產(chǎn)生量。源頭減量化主要依靠降低微生物產(chǎn)率,以及利用微生物自身內(nèi)源呼吸進(jìn)行氧化分解等,使整個(gè)污水處理系統(tǒng)向外排放的生物固體量達(dá)到最少,所以源頭減量化從根本上實(shí)現(xiàn)污泥的減量[3]。

對(duì)印染污泥進(jìn)行減量化處理,主要措施是選擇可以減少印染污泥排放的印染廢水處理工藝。現(xiàn)主要采取的工藝有:⑴.膜生物反應(yīng)器<MBR>―長(zhǎng)污泥齡運(yùn)行并不影響出水水質(zhì),從而減少了剩余污泥量;⑵.水解酸化工藝―將大分子、難降解的有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物,懸浮和膠體狀有機(jī)物水解成可溶性物質(zhì),從而提高污水中溶解有機(jī)物和可生化降解有機(jī)物所占的比例,減少剩余污泥的量;⑶.臭氧法―在臭氧化的作用下大部分活性污泥中的微生物被殺滅或被氧化為有機(jī)質(zhì),這些有機(jī)質(zhì)則在回流后被微生物被降解。據(jù)Yasui等人研究研究,當(dāng)曝氣池中的臭氧劑量為10mg/<gMLSS?d>時(shí),剩余污泥產(chǎn)量可減少50%,達(dá)至20mg/<gMLSS?d>時(shí),則無剩余污泥產(chǎn)生;⑷.微生物法――大量的微生物在廢水處理設(shè)施中構(gòu)成了復(fù)雜的微型生態(tài)系統(tǒng),形成細(xì)菌→原生動(dòng)物→后生動(dòng)物食物鏈,在食物鏈的最高端污泥被轉(zhuǎn)化為能量、水和二氧化碳,從而使污泥量減少。王寶貞等人開發(fā)的淹沒式生物膜污水處理新技術(shù),他們所做的研究表明,其剩余污泥產(chǎn)量?jī)H為常規(guī)活性污泥法的1/10~1/5。微生物捕食法能大大減少污泥量,最高可達(dá)80%。

2污泥調(diào)理濃縮減量化處理

在印染污泥的末端處理中,利用污泥調(diào)理和高脫水率減少污泥的體積,為后續(xù)的處置提供基礎(chǔ)。

2.1.污泥調(diào)理

印染污泥化學(xué)調(diào)理是被廣泛應(yīng)用于污泥調(diào)理的方法,這種方法是先通過投加化學(xué)藥劑進(jìn)行污泥調(diào)理,改善印染污泥的性質(zhì),然后使用機(jī)械將污泥壓濾,從而將污泥的含水率降低。

目前,用于印染污泥脫水的藥劑主要是有機(jī)聚合物、無機(jī)調(diào)理劑及微生物絮凝劑等,各種藥劑均有其適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。由于污泥濃縮后的濾液需回廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理,因此污泥調(diào)理要必須對(duì)廢水處理系統(tǒng)不產(chǎn)生負(fù)面影響。且污泥經(jīng)過減量處理后需考慮最終處置,因此調(diào)理劑要求不能造成二次環(huán)境污染。

有研究顯示,對(duì)于污泥擠壓,無機(jī)調(diào)理優(yōu)于有機(jī)調(diào)理,尤其當(dāng)泥餅越厚,壓力越高時(shí),優(yōu)勢(shì)越明顯。必要時(shí)可使用兩種藥劑聯(lián)合調(diào)理,如陽離子型表面活性劑和聚合物、陽離子型聚合物和非離子型聚合物、無機(jī)金屬混凝劑和有機(jī)兩性聚合物等聯(lián)用。ChangGR等[8]在研究物化污泥和剩余污泥的聯(lián)合調(diào)理時(shí)發(fā)現(xiàn)兩者混合比例為1:1或1:2時(shí),污泥脫水性能提高,這是由于物化污泥起到無機(jī)調(diào)理藥劑的作用,從而減少其他藥劑的投加量。而微生物絮凝劑由于其本身具有無毒、高效、可生化性好等優(yōu)點(diǎn),不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染,是印染污泥調(diào)理藥劑的應(yīng)用新領(lǐng)域。

2.2.污泥脫水

污泥的脫水是污泥處理的重要部分,選用不同類型的機(jī)械壓濾機(jī)對(duì)污泥脫水有不同的效果。下表是主要脫水設(shè)備幾種的比較:

由于帶式壓濾機(jī)運(yùn)行費(fèi)用低,因此被污水處理廠廣泛應(yīng)用,但是經(jīng)過帶式壓濾機(jī)壓濾過的污泥的含水率在80%左右,往往無法使污泥被綜合利用,以致只能用填埋、存放的方式對(duì)污泥作最好處置。隨著對(duì)污泥處置的重視,對(duì)經(jīng)過脫水設(shè)備壓濾的污泥含水率要求就會(huì)提高,降低污泥的含水率不僅可以減少污泥的體積,還可以大大降低污泥的惡臭。例如,一次性脫水至60%下,污泥體積就會(huì)減少一半,惡臭產(chǎn)生量相應(yīng)減半,因此,能使出泥含固率高的板框壓濾機(jī)將是未來用于印染污泥脫水的首選。

2.3熱烘干機(jī)械脫水后污泥的熱烘干是污泥處理與利用的一個(gè)關(guān)鍵性工藝,印染污泥經(jīng)過脫水后,含水率一般在80%左右,這樣的含水率不利于污泥的處置,因此在脫水和處置的兩個(gè)階段之間必須增加一個(gè)階段,將污泥的含水率降低,而熱烘干是目前最常用的方法。

印染污泥烘干分為接觸式烘干和對(duì)流式烘干。接觸式烘干的原理是熱量通過一固定不變的接觸面和導(dǎo)熱質(zhì)<蒸汽或熱油>傳向污泥,而對(duì)流式烘干的原理則是導(dǎo)熱介質(zhì)<熱風(fēng)>直接在污泥小顆粒上流動(dòng)傳熱,從而產(chǎn)生熱對(duì)流

在接觸式烘干中,存在一個(gè)固定不變的接觸面,熱量就通過這個(gè)面和導(dǎo)熱介質(zhì)<蒸汽或熱油>傳向污泥。對(duì)流式烘干的導(dǎo)熱介質(zhì)<熱風(fēng)>直接在污泥小顆粒上流動(dòng)傳熱,從而產(chǎn)生熱對(duì)流,最終致使污泥干燥。一般烘干過程可以分為兩個(gè)階段,第一階段是半干化,這個(gè)階段最多至粘稠狀態(tài),一般大約達(dá)到45%干物質(zhì),第二階段是全干化,至少達(dá)到90%干物質(zhì)。但是剩余含水量<或者干物質(zhì)含量>并不是唯一的評(píng)價(jià)干燥效果好壞的標(biāo)準(zhǔn)。不同的烘干技術(shù),能耗大大不同。最終的利用,要求也不同。

3印染污泥的最終處置

目前,對(duì)污泥處置的一般方法有:投海、土地利用、衛(wèi)生填埋和焚燒。而對(duì)印染污泥而言,投海方式及土地利用方式是不可取的。土地利用處置方法也是不適合用于印染污泥,以下將對(duì)印染污泥處置方法進(jìn)行介紹。

3.1衛(wèi)生填埋

污泥的衛(wèi)生填埋已是一項(xiàng)相對(duì)成熟的污泥處置方法,同時(shí)由于是一種較為經(jīng)濟(jì)的方法,因而成為目前在我國(guó)污泥處置中應(yīng)用得最多的技術(shù)。但是污泥填埋還只是將污泥經(jīng)過簡(jiǎn)單的脫水后直接運(yùn)到填埋場(chǎng),并沒有在作填埋前對(duì)污泥采取減量化處理,這樣造成了填埋場(chǎng)所需庫容極大。而且填埋后的污泥依然存在著會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成二次污染的巨大潛在風(fēng)險(xiǎn)。如滲濾液是一種有機(jī)污染物含量高、氨氮含量高的液體,如果填埋場(chǎng)在設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中,未能滿足相關(guān)要求,極易造成這種液體流入地下水層,造成地下水的污染。況且印染污泥含有一定量的重金屬,如果在土壤中造成一定積累,會(huì)破壞土壤的生態(tài)系統(tǒng),這些都會(huì)對(duì)自然的生態(tài)系統(tǒng)帶來不可恢復(fù)的傷害。

3.2焚燒

一般前處理產(chǎn)生的印染污泥<即柵渣>其脫水性能較好,主要成分為棉纖維或毛纖維等,可燃性及熱值較高,該類污泥瀝水后既可進(jìn)行焚燒,且發(fā)熱量可達(dá)上千大卡。由于脫水后印染剩余污泥<生化污泥>中含有大量的有機(jī)物和一定量的紡織物等成分,摻入適量的引燃劑、催化劑、疏松劑和固硫劑等添加物配制成"合成燃料",可作工作爐窯或生活鍋爐的輔助燃料。這種方法既解決了污泥的最終去向,又可以充分利用污泥中存在的資源。

焚燒在所有的印染污泥處置方法中,既可以回收污泥中的熱能,又可以將焚燒灰綜合利用,不但產(chǎn)生的剩余物量最少,而且剩余物無菌無臭,對(duì)自然環(huán)境的污染減輕到最低。而焚燒后的灰具有一定的吸水性和凝固性,可以用作為磚瓦和陶瓷的原料。污泥焚燒在日本和歐美較為普遍,我國(guó)開始在提倡用這種方法替代衛(wèi)生填埋,但焚燒的運(yùn)行成本最高,是其他方法的2～4倍,這也制約了我國(guó)利用該方法處置污泥。

四、中國(guó)污泥處理行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及政策支持"十三五"規(guī)劃指出2016年目標(biāo)仍以大氣、水污染防治為主。"十三五"目標(biāo)將更重視建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)以及生態(tài)環(huán)境總體質(zhì)量改善。大氣、污水、污泥的治理是今后國(guó)內(nèi)環(huán)保處理的三個(gè)主攻方向。2015年,在環(huán)保產(chǎn)業(yè)的"新常態(tài)"下,我國(guó)相繼頒布了一系列國(guó)家政策和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其中《水十條》明確了現(xiàn)有污泥處理處置設(shè)施應(yīng)于2017年底前基本完成達(dá)標(biāo)改造,地級(jí)及以上城市污泥無害化處理處置率應(yīng)于2020年底前達(dá)到90%以上。隨著政策利好和高成長(zhǎng)性因素驅(qū)動(dòng)下,污泥處理處置行業(yè)有望突破瓶頸期,駛?cè)肟燔嚨馈?、原料供給穩(wěn)定。"十三五"環(huán)境工程將是按環(huán)境質(zhì)量改善的情況來考核,不單純從項(xiàng)目數(shù)量考核。這就避免了部分企業(yè)的"面子工程"。隨著污水處理進(jìn)入運(yùn)營(yíng)市場(chǎng),讓項(xiàng)目切實(shí)運(yùn)行,污水處理的運(yùn)營(yíng)量將得到提升。由此產(chǎn)生的大量污泥,為污泥行業(yè)提供豐富原料,為污泥處理處置行業(yè)保證了原料供給。2、收費(fèi)渠