印染污泥治理現(xiàn)狀和技術(shù)分析

印染污泥治理現(xiàn)狀和技術(shù)分析摘要：本文分析了印染污泥的現(xiàn)狀，較全面地介紹了當(dāng)前印染污泥的處理處置方法，論述并提出了印染污泥處理處置的治理思路，提出應(yīng)重點研究無害化、減量化和資源化印染污泥的技術(shù)途徑，改變“重水輕泥”的現(xiàn)狀，將印染污泥的治理和印染廢水的治理結(jié)合起來，實現(xiàn)通盤治理的局面。關(guān)鍵詞：印染污泥；穩(wěn)定化；焚燒；資源化利用【文章編號】1627-6868（2016）05-0024-02印染污泥產(chǎn)生現(xiàn)狀印染行業(yè)用水量大、廢水排放量大，是污染排放較大的產(chǎn)業(yè)之一，其污水有機(jī)物濃度高、色度大、組分復(fù)雜，通常采用物理化學(xué)法和生物法相結(jié)合的方法進(jìn)行處理。不論是何種處理方法，在處理過程中都會產(chǎn)生大量的污泥。隨著廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，印染污泥的產(chǎn)泥率也逐步增大。印染污泥有別于一般的城市生活污泥，含有大量的有機(jī)物（如染料、漿料、助劑等）、重金屬（如銅、鉻、鋅、砷等）、氫氧化鈣以及致病菌和病原菌等，具有較大的生物毒性，極易腐敗并產(chǎn)生惡臭，對環(huán)境的污染很強(qiáng)，屬于危險廢物，不加以合理處置，會對環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的矛盾持續(xù)激化，一方面國家和地方環(huán)境管理部門對印染污泥的監(jiān)控力度不斷加大，另一方面印染企業(yè)又難以承受巨大的污泥處理處置費用，印染污泥的處理處置正逐漸成為印染產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。因此，對印染污泥的治理是關(guān)系到印染業(yè)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重大課題。印染廢水污泥的特征印染污泥分有機(jī)污泥和無機(jī)物理兩類。生物法污泥以有機(jī)物為主，為有機(jī)污泥。其特性是有機(jī)物含量高，容易腐化發(fā)臭。污泥顆粒小而呈絮凝狀，相對密度較小，含水率高，不易脫水，流動性好，便于管道運輸。無機(jī)污泥以無機(jī)物為主，主要是物理化學(xué)法產(chǎn)生的污泥。其特性是相對密度大，顆粒較大，易于脫水，含水率較低，不腐化，流動性差，不易用管道運輸。[1]一般生活污水處理后，產(chǎn)生0.3%一0.5%的污泥（含水率97%）。即處理1000噸廢水產(chǎn)生3一5m3污泥，經(jīng)脫水成約0.6山3干泥（含水率80%左右）。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山3干污泥。對一個日處理10000噸染整廢水廠，每天就有15m3干污泥產(chǎn)生。另外印染污泥由于含有染料、漿料、助劑等。成分非常復(fù)雜。其中染料的結(jié)構(gòu)具有硝基和氨基化合物及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素。具有較大的生物毒性。［2］印染廢水污泥處理處置方法印染污泥中含有大量的纖維和染料等相對穩(wěn)定的有機(jī)物，但是也有大量性質(zhì)不穩(wěn)定的有機(jī)質(zhì)，在進(jìn)行最終的處置之前，必須進(jìn)行穩(wěn)定化處理，然后再進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖罱K處置，其中常見的處理方法主要有厭氧消化和好氧消化，最終處置則主要有干化、填埋、焚燒或其他資源化利用等。3.1印染污泥穩(wěn)定化處理方法3.1.厭氧消化厭氧消化主要的目的是降解高分子物質(zhì)為低分子氧化物，同時改善污泥脫水性質(zhì)、減少病原菌和異味物質(zhì)。厭氧消化常用的有中溫和高溫兩種方法，常用的中溫厭氧消化在消化時間為20d有機(jī)物理論降解率為83%，30d的有機(jī)物理論降解率為88%，但受短流、投加方式、有毒物質(zhì)等的影響，實際降解率遠(yuǎn)低于理論降解率，一般僅為理論降解率的60%左右。因此在實際處理過程中認(rèn)為當(dāng)有機(jī)物的降解率達(dá)到40%—50%時，或者消化后污泥中有機(jī)酸含量小于300mg/L時，則可認(rèn)為消化后的污泥達(dá)到穩(wěn)定［31厭氧消化最主要的產(chǎn)物是CO2與CH4等的混合氣體俗稱沼氣或者污泥氣，一般甲烷含量為60%左右，在理論上降解每千克COD產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲烷0?35m3，印染廢水污泥中COD甚至高達(dá)上萬mg/L，則經(jīng)過處理印染污泥獲得的CH4可以用于后續(xù)污泥處理工藝所需的能源供應(yīng)，國外利用污泥氣可以解決30%污水處理站30%左右的能源需求。3.1.2好氧消化污泥好氧消化分為兩大類，一是濕法，二是固態(tài)法。[4]相比較來說濕式好氧消化耗能較高，而固態(tài)好氧消化，操作工藝較為復(fù)雜。濕式好氧消化，直接將空氣通入污泥。微生物在氧氣充足的條件下對污染物進(jìn)行降解。固態(tài)好氧發(fā)酵俗稱“好氧堆肥”是利用污泥微生物進(jìn)行發(fā)酵的過程。在脫水污泥中加入一定比例的膨松劑和調(diào)理劑如秸桿、稻草、木屑等，微生物群落在潮濕環(huán)境下對多種有機(jī)物進(jìn)行氧化分解并轉(zhuǎn)化為類腐殖質(zhì)。由于印染污泥中的漿料、染料、助劑等都屬于難降解的有機(jī)物質(zhì)，因此好氧消化應(yīng)用于印染污泥需要消耗大量的能量，好氧消化一般不適用于印染污泥的處理。3.2印染污泥的最終處置3.2.1干化印染污泥的干化可以通過調(diào)理后再行機(jī)械脫水實現(xiàn)。調(diào)理可以通過添加無機(jī)化學(xué)藥劑或有機(jī)化學(xué)藥劑實現(xiàn)，區(qū)別在于無機(jī)化學(xué)藥劑調(diào)理后污泥體積增加，屬于增量措施，會導(dǎo)致污染物的增加，有機(jī)化學(xué)藥劑調(diào)理則較少增加污泥體積，但是價格較高。調(diào)理后的印染污泥較末調(diào)理污泥慮水性增強(qiáng),較易脫水，常用機(jī)械脫水方法進(jìn)行，如板框壓濾等。脫水之后的印染污泥，由于其中所含有大量的重金屬離子以及其他一些化學(xué)藥劑，所以并不適用于農(nóng)業(yè)及土地利用，雖然含水率較低，但是其熱值也大為降低，已不適用于焚燒。因此該干化過程后的印染污泥一般只能進(jìn)行衛(wèi)生填埋，如果重金屬含量仍然超標(biāo)，屬于危險廢棄物，其處理成本也將較高。熱干化是利用熱能將污泥烘干。干化后的污泥呈顆?；蚍勰?，體積僅為原來的1/5—1/4,而且由于含水率在10%以下時，微生物活性受到抑制而避免產(chǎn)品發(fā)霉發(fā)臭，利于儲藏和運輸。［5熱干化過程的高溫滅菌作用很徹底，產(chǎn)品可完全達(dá)到衛(wèi)生指標(biāo)并使污泥性能全面改善，產(chǎn)品可作替代能源。但是需要說明的是污泥熱干化僅使污泥中的水分得到縮減，污泥中有機(jī)物含量并沒有減少，故并不是穩(wěn)定化處理。干化處理技術(shù)耗能量過高，應(yīng)用于印染污泥處理成本較高。可以考慮利用厭氧消化中的沼氣或焚燒過程中的煙道余熱來輔助干化污泥，以達(dá)到以廢止廢的目的。3.2.2印染污泥填埋處理印染污泥要進(jìn)行填埋處理，污泥必需滿足填埋場對其力學(xué)指標(biāo)的要求：橫向剪切強(qiáng)度＞25kPa。單軸壓強(qiáng)＞50kPa。［6］要達(dá)到這樣的要求，關(guān)鍵在于污泥脫水前的調(diào)理方式和脫水方式的選擇。目前國內(nèi)常用化學(xué)方法調(diào)理，即在印染污泥中加入化學(xué)化學(xué)混凝劑，使污泥顆粒絮凝，改善其脫水性能?；瘜W(xué)藥劑可分為無機(jī)藥劑和有機(jī)藥劑兩類，無機(jī)化學(xué)藥劑是鐵鹽和鋁鹽，如三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸鋁，有時也使用其他諸如膨潤土等一些無機(jī)藥劑。印染污泥在調(diào)理過程中除使用無機(jī)化學(xué)藥劑外，還常常有必要用石灰來調(diào)節(jié)硬度。這樣無機(jī)藥劑和石灰會在污泥中形成一個能夠承受高壓的骨架改善其結(jié)構(gòu)，從而改善了其力學(xué)性能。有機(jī)化學(xué)藥劑主要是人工合成的高分子化學(xué)藥劑，如聚丙烯酞胺、聚乙烯醇、聚乙烯氧化物。與無機(jī)藥劑所不同的是，有機(jī)高分子化學(xué)藥劑在污泥中不會產(chǎn)生額外的固體物，有利于控制最終處置量，但是藥劑的成本較高。3.2.3焚燒污泥焚燒的優(yōu)點是可以最大限度地實現(xiàn)減量化，既為解決污泥的出路創(chuàng)造了條件，又充分消耗了污泥中的能源，且不必考慮病原菌的滅活處理。污泥焚燒的熱能可回收利用，有毒污染物被氧化，灰燼中的重金屬活性大大降低。缺點是焚燒后產(chǎn)生的廢氣、爐渣需要治理，尤其是飛灰仍然含有較多的重金屬，是需要合理處置的危險廢棄物。[7]印染污泥中含有大量有毒有害物質(zhì)，燃燒過程中產(chǎn)生的有毒有害氣體也比普通污泥要多的多，燃燒過程中的條件不易控制，產(chǎn)生的污染物較難處理，而且熱值不高，需耗費大量輔助燃料。因此，如何盡量減小干化印染污泥的含水率、提升其熱值是一個關(guān)鍵的技術(shù)難點，而廢氣、爐渣和飛灰仍是需要治理的污染物。好在廢氣的治理手段較為成熟，而爐渣和飛灰的治理則比未焚燒的印染污泥要容易得多，因為其性質(zhì)更加穩(wěn)定，較能實現(xiàn)資源化利用，即使進(jìn)行衛(wèi)生填埋，其數(shù)量也已極大地減少。3.2.4其他資源化利用印染污泥的資源化利用是近來的一個研究熱點，國內(nèi)外研究人員做了大量的研究工作，如燒制輕質(zhì)節(jié)能磚、制混凝土輕質(zhì)骨料、生產(chǎn)水泥制品、制備水處理中吸附劑和混凝劑等。研究人員將印染污泥與各種膠凝材料混合制備成磚塊，發(fā)現(xiàn)印染污泥可以作為建筑材料使用，有人直接將印染污泥進(jìn)行炭化，成為吸附劑，可用于廢水混凝處理。但是應(yīng)該看到，目前各種資源化利用的研究大多處于實驗階段，其技術(shù)成熟度均較差，適應(yīng)能力不足以克服印染污泥治理所面對的諸多困難，還不足以進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。應(yīng)該規(guī)劃總體的治理思路和技術(shù)路徑，從而抓住重點，在相關(guān)的環(huán)節(jié)進(jìn)行資源化利用研究，實現(xiàn)技術(shù)突破和商業(yè)應(yīng)用。結(jié)論由于印染污泥產(chǎn)率高、毒性大、資源浪費嚴(yán)重，在治理過程中應(yīng)首先遵循無害化、減量化的原則，使印染污泥的最終處置量得到極大的壓縮，同時對環(huán)境的危害更小，而在處置的最后一關(guān)，則將印染污泥資源化，以實現(xiàn)印染污泥的資源回收利用，實現(xiàn)整體的可循環(huán)發(fā)展。其主要技術(shù)路徑可以遵循如下：（1）印染污泥在處理階段可以采用厭氧消化等工藝,降解有機(jī)物，減少病原體數(shù)量，可以結(jié)合沼氣技術(shù)等手段實現(xiàn)能源利用。（2）利用熱干化和機(jī)械脫水等手段實現(xiàn)印染污泥減量化，干化后的污泥具有較高熱值，其熱量部分可以來源于沼氣或焚燒后的煙氣余熱等。（3）利用獨立或摻煤焚燒進(jìn)一步實現(xiàn)減量化和無害化，其廢氣治理產(chǎn)物、飛灰和爐渣則再進(jìn)一步進(jìn)行資源化利用。（4）由于印染污泥的特性與印染廢水及其處理工藝有關(guān)，因此印染污泥的治理應(yīng)在印染廢水治理階段即予以統(tǒng)籌考慮，并依據(jù)印染廢水的特異性制定相應(yīng)的污泥處理處置技術(shù)途徑。參考文獻(xiàn)虢清偉，楊仁斌，吳根義，等?尼龍織物染色廢水處理工藝改造實踐[J].工業(yè)水處理，2004,24（5）：70-73DosSantos，ABCervantes，JvanLierJB.Reviewpaperoncurrenttechnologiesfordecolourisationoftextilewastewater：perspectivesforanaerobicbiotechnology[J].Bioresearchestechnolpgy2007，98:2369-2385.顧國維、高廷耀.水污染控制工程（下冊）[M].北京：高等教育出版社，2000,345-352.李捷、熊必永、張杰.城