印染污泥處理與處置綜述

污泥中所含水分形態(tài)，一般認(rèn)為有四種，即表面吸附水、間隙水、毛細(xì)結(jié)合水和內(nèi)部結(jié)合水。污泥中水分的存在形態(tài)如圖8—1所示。其中間隙水約占總水分的7％，毛細(xì)結(jié)合水約占20％。

目前，印染污水治理的方法已有許多，效果也比較明顯，但污泥的治理要比污水治理復(fù)雜得多，治理難度也較大，這是行業(yè)共識(shí)。那么印染污泥處理之難，難在何處？印染污泥處理處置工作進(jìn)展緩慢的根本原因是什么？國(guó)內(nèi)有哪些適用的污泥處理技術(shù)？國(guó)外哪些經(jīng)驗(yàn)可供借鑒？圍繞印染污泥處理，從技術(shù)、設(shè)備等多個(gè)角度來(lái)剖析印染污泥的處理和處置問(wèn)題。

降低含水率的方法有：濃縮法，用于降低污泥中的空隙水，因空隙水所占比例最大，故濃縮是減容酌主要方法；自然干化法和機(jī)械脫水法，主要脫除毛細(xì)水；干燥與焚燒法，主要脫除表面吸附水和內(nèi)部結(jié)合水。

1污泥濃縮

1．1污泥調(diào)質(zhì)

調(diào)質(zhì)的目的在于改善污泥脫水性能，提高污泥脫水效果和脫水設(shè)備的生產(chǎn)能力。常用的方法有化學(xué)調(diào)理法、熱處理法、冷凍法及淘洗法等。

化學(xué)調(diào)理法

即在污泥中加入混凝劑、助凝劑等化學(xué)藥劑，使污泥顆粒絮凝，改善脫水性能。

1)混凝劑化學(xué)調(diào)理常用的混凝劑有無(wú)機(jī)混凝劑與高分子聚合電解質(zhì)、有機(jī)高分子聚合電解質(zhì)及微生物混凝劑等三類(lèi)。

①無(wú)機(jī)混凝劑與高分子聚合電解質(zhì)無(wú)機(jī)混凝劑是一種電解質(zhì)化合物，主要是鋁鹽與鐵鹽及高分子聚合物兩種。

印染污泥處理之難，難在何處？

　　印染廢水經(jīng)過(guò)污水處理廠的處理，在達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)所產(chǎn)生的污泥，通過(guò)機(jī)械脫水后，含水率一般為80%左右。據(jù)廣州唯佳安達(dá)公司總經(jīng)理張志軍介紹，由于印染行業(yè)本身因使用原料、產(chǎn)品品種、產(chǎn)品加工方式等不同產(chǎn)生的污泥成分也不盡相同，如使用硫化染料的企業(yè)，硫化物的含量勢(shì)必較高。“通常來(lái)講，印染廢水的水質(zhì)變化大、有機(jī)污染物濃度高、色度和酸堿度變化大等特點(diǎn)，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，對(duì)環(huán)境的污染很強(qiáng)，屬危險(xiǎn)廢物。”

　　另外，印染污泥一般惰性物質(zhì)較高，例如牛仔服裝洗漂廢水產(chǎn)生的污泥含砂量很高，而有機(jī)物、病原菌等含量少，熱值較低，一般重金屬含量高。

　　1印染廢水污泥按含有的主要成分來(lái)進(jìn)行分類(lèi)，分為有機(jī)污泥和無(wú)機(jī)污泥兩大類(lèi)。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(wú)機(jī)污泥則是以無(wú)機(jī)物為主要成分，亦稱(chēng)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(wú)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。

　　2印染污泥產(chǎn)生的比例到底是多少？

　　一般生活污水處理后，產(chǎn)生0.3%～0.5%的污泥（含水率97%），即處理1000噸廢水產(chǎn)生3～5立方米污泥，經(jīng)脫水成約0.6立方米干泥（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(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(wàn)t左右印染污泥，業(yè)內(nèi)專(zhuān)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。

　　3印染污泥處理處置工作

　　進(jìn)展緩慢的根本原因是什么？

　　如果下決心解決污泥問(wèn)題，資金應(yīng)該不是最大的問(wèn)題。目前主要是在污泥處置方向、技術(shù)路線(xiàn)方面，大家的分歧比較大，還沒(méi)有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。

　　“污泥的處理和處置是兩個(gè)階段，要明確區(qū)別、分開(kāi)考慮。”中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院王洪臣教授首先強(qiáng)調(diào)，要解決污泥問(wèn)題，得首先明確處置方向，據(jù)此倒推相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，然后才是選擇處理技術(shù)，以及形成商業(yè)模式、付費(fèi)等。“污泥處置事關(guān)其最終去向，不是技術(shù)問(wèn)題，應(yīng)該由國(guó)家確定；具體技術(shù)則是企業(yè)的事。”

　　他認(rèn)為，在污泥處置方向上至今無(wú)法達(dá)成統(tǒng)一是造成相關(guān)工作進(jìn)展緩慢的重要原因。“很多地方政府、企業(yè)比較茫然。尤其是地方政府為謹(jǐn)慎起見(jiàn)，還在持觀望態(tài)度。”土地利用派、焚燒派、填埋派……在污泥最終去向的問(wèn)題上，目前從上至下，從部門(mén)到專(zhuān)家，分歧明顯；甚至在污泥是污染物還是資源的問(wèn)題上，都還有截然不同的意見(jiàn)：認(rèn)為污泥是污染物者，處理處置就是環(huán)境安全為重；認(rèn)為是資源者，就強(qiáng)調(diào)綜合利用。

　　其中，圍繞污泥能否土地利用這一焦點(diǎn)議題，爭(zhēng)論最為集中。記者了解到，在部委層面，國(guó)家發(fā)改委和建設(shè)部態(tài)度較為一致，主張相關(guān)重金屬等控制指標(biāo)達(dá)標(biāo)后可以進(jìn)入土地；環(huán)境保護(hù)部則主張不能進(jìn)入農(nóng)業(yè)，可以用于沙化地改造等；農(nóng)業(yè)部則是堅(jiān)定的反對(duì)者，認(rèn)為即使達(dá)標(biāo)也不行。對(duì)焚燒路線(xiàn)，各部門(mén)之間也有爭(zhēng)議。

　　4國(guó)內(nèi)有哪些適用的污泥處理技術(shù)？

　　從印染廢水的處理技術(shù)上說(shuō)，污泥由于產(chǎn)生的工序不同，性質(zhì)也就完全不同，處置方法的難易不同，相應(yīng)處置成本也不同。記者從相關(guān)專(zhuān)家了解到，目前適合應(yīng)用于印染廢水污泥處理的方法主要有：

　　厭氧消化

　　污泥厭氧消化在印染污泥處理上應(yīng)用的主要目的就是通過(guò)降解使高分子物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿友趸铩Ｔ趯?shí)現(xiàn)這一主要目的的同時(shí)，還可以改善污泥脫水性質(zhì)、減少病原菌和產(chǎn)生異味物質(zhì)的含量。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(shí)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(shí)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(shí)際處理過(guò)程中認(rèn)為當(dāng)有機(jī)物的降解率達(dá)到40%~50%時(shí)，或者消化后污泥中有機(jī)酸含量小于300mg/L時(shí)，則可認(rèn)為消化后的污泥達(dá)到穩(wěn)定。理論上說(shuō)，厭氧消化最主要的產(chǎn)物是CO2與CH4等的混合氣體俗稱(chēng)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的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(wàn)ppm。經(jīng)過(guò)處理印染污泥獲得的CH4可以用于解決污水處理廠部分能源需求，國(guó)外利用污泥氣可以解決30%污水處理站30%左右的能源需求。

　　好氧消化

　　污泥好氧消化分為兩大類(lèi)：一是濕法，二是固態(tài)法。相比較來(lái)說(shuō)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(duì)污染物進(jìn)行降解。固態(tài)好氧發(fā)酵俗稱(chēng)“好氧堆肥”是利用污泥微生物進(jìn)行發(fā)酵的過(guò)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(duì)多種有機(jī)物進(jìn)行氧化分解并轉(zhuǎn)化為類(lèi)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。

　　超聲波處理

　　超聲波處理是一種新興的、有效的用以加強(qiáng)污泥的可生化性的機(jī)械預(yù)處理方法，并且對(duì)于所有污水處理設(shè)施中污泥的處理和處置都十分有效果。超聲波處理是通過(guò)擾亂污泥原有的物理、化學(xué)和生理性質(zhì)來(lái)提高其可消化能力。崩解的程度取決于聲處理的參數(shù)以及污泥的特性，因此，最佳參數(shù)的評(píng)價(jià)因聲處理設(shè)備和受處理污泥的不同而有所區(qū)別。超聲波處理的試驗(yàn)設(shè)施表明，生物氣體的產(chǎn)量提高了50%，此外能量衡算顯示獲得的凈能量與超聲波裝置的電耗的平均比率是2.5。

　　在我國(guó)，將超聲波用于污泥減量的研究雖然在上個(gè)世紀(jì)末就已經(jīng)開(kāi)始，但大量的研究還是在近幾年才出現(xiàn)。雖然起步晚，但發(fā)展速度非常快，尤其是近3年來(lái)，中國(guó)對(duì)超聲波污泥減量技術(shù)的研究已經(jīng)占到總體研究的一半以上。然而，我國(guó)的超聲波污泥減量技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的現(xiàn)狀并不樂(lè)觀，將超聲波用于污泥處理的案例目前在我國(guó)還比較少見(jiàn)。

　　生物捕食

　　微型動(dòng)物在污水處理工程中通常指原生動(dòng)物（Protozoa）和微型后生動(dòng)物(Metazoa)。污水處理系統(tǒng)常見(jiàn)的有纖毛蟲(chóng)、鞭毛蟲(chóng)和肉足蟲(chóng)等原生動(dòng)物，以及寡毛蟲(chóng)、輪蟲(chóng)和線(xiàn)蟲(chóng)等后生動(dòng)物。生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈越長(zhǎng)，能量損失越多，合成生物體消耗的能量就越少，生物總量也就越小。因此，污水處理系統(tǒng)中由細(xì)菌、微型動(dòng)物等微生物構(gòu)成的食物鏈越長(zhǎng)或食物中鏈微型動(dòng)物捕食能力越強(qiáng)，污泥產(chǎn)量就越小。污水處理系統(tǒng)中，附著型緣毛類(lèi)纖毛蟲(chóng)、附著型寡毛蟲(chóng)和一些軟體動(dòng)物等微型動(dòng)物能直接攝食細(xì)菌、懸浮性固體和絮狀活性污泥或生物膜，導(dǎo)致污泥減量。目前，微型動(dòng)物捕食污泥減量工藝主要有淹沒(méi)式生物膜法、兩段式生物反應(yīng)器和微型動(dòng)物直接接種法和蚯蚓生態(tài)濾池。

　　高速生物反應(yīng)器

　　高速生物反應(yīng)器技術(shù)是在利用土壤處理污泥的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。利用土壤中的微生物處理污泥，由于系統(tǒng)是開(kāi)放的，因而會(huì)受到氣溫和土壤濕度的影響，使土壤利用的時(shí)間和區(qū)域受到一定的限制。