印染污泥治理现状和技术分析

印染污泥治理现状和技术分析摘要：本文分析了印染污泥的现状，较全面地介绍了当前印染污泥的处理处置方法，论述并提出了印染污泥处理处置的治理思路，提出应重点研究无害化、减量化和资源化印染污泥的技术途径，改变“重水轻泥”的现状，将印染污泥的治理和印染废水的治理结合起来，实现通盘治理的局面。关键词：印染污泥；稳定化；焚烧；资源化利用【文章编号】1627-6868（2016）05-0024-02印染污泥产生现状印染行业用水量大、废水排放量大，是污染排放较大的产业之一，其污水有机物浓度高、色度大、组分复杂，通常采用物理化学法和生物法相结合的方法进行处理。不论是何种处理方法，在处理过程中都会产生大量的污泥。随着废水排放标准的提高，印染污泥的产泥率也逐步增大。印染污泥有别于一般的城市生活污泥，含有大量的有机物（如染料、浆料、助剂等）、重金属（如铜、铬、锌、砷等）、氢氧化钙以及致病菌和病原菌等，具有较大的生物毒性，极易腐败并产生恶臭，对环境的污染很强，属于危险废物，不加以合理处置，会对环境造成严重的二次污染。随着产业发展与环境保护的矛盾持续激化，一方面国家和地方环境管理部门对印染污泥的监控力度不断加大，另一方面印染企业又难以承受巨大的污泥处理处置费用，印染污泥的处理处置正逐渐成为印染产业可持续发展的瓶颈。因此，对印染污泥的治理是关系到印染业和环境可持续发展的重大课题。印染废水污泥的特征印染污泥分有机污泥和无机物理两类。生物法污泥以有机物为主，为有机污泥。其特性是有机物含量高，容易腐化发臭。污泥颗粒小而呈絮凝状，相对密度较小，含水率高，不易脱水，流动性好，便于管道运输。无机污泥以无机物为主，主要是物理化学法产生的污泥。其特性是相对密度大，颗粒较大，易于脱水，含水率较低，不腐化，流动性差，不易用管道运输。[1]一般生活污水处理后，产生0.3%一0.5%的污泥（含水率97%）。即处理1000吨废水产生3一5m3污泥，经脱水成约0.6山3干泥（含水率80%左右）。由于印染废水有机物含量大、浓度高。仅物化处理其污泥量就可高达1%-3%。以生化加物化处理工艺产生1%的污泥计算。每处理1000吨染整废水将产生10吨湿污泥。脱水后为1.5山3干污泥。对一个日处理10000吨染整废水厂，每天就有15m3干污泥产生。另外印染污泥由于含有染料、浆料、助剂等。成分非常复杂。其中染料的结构具有硝基和氨基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素。具有较大的生物毒性。［2］印染废水污泥处理处置方法印染污泥中含有大量的纤维和染料等相对稳定的有机物，但是也有大量性质不稳定的有机质，在进行最终的处置之前，必须进行稳定化处理，然后再进行适当的最终处置，其中常见的处理方法主要有厌氧消化和好氧消化，最终处置则主要有干化、填埋、焚烧或其他资源化利用等。3.1印染污泥稳定化处理方法3.1.厌氧消化厌氧消化主要的目的是降解高分子物质为低分子氧化物，同时改善污泥脱水性质、减少病原菌和异味物质。厌氧消化常用的有中温和高温两种方法，常用的中温厌氧消化在消化时间为20d有机物理论降解率为83%，30d的有机物理论降解率为88%，但受短流、投加方式、有毒物质等的影响，实际降解率远低于理论降解率，一般仅为理论降解率的60%左右。因此在实际处理过程中认为当有机物的降解率达到40%—50%时，或者消化后污泥中有机酸含量小于300mg/L时，则可认为消化后的污泥达到稳定［31厌氧消化最主要的产物是CO2与CH4等的混合气体俗称沼气或者污泥气，一般甲烷含量为60%左右，在理论上降解每千克COD产生标准状况下甲烷0・35m3，印染废水污泥中COD甚至高达上万mg/L，则经过处理印染污泥获得的CH4可以用于后续污泥处理工艺所需的能源供应，国外利用污泥气可以解决30%污水处理站30%左右的能源需求。3.1.2好氧消化污泥好氧消化分为两大类，一是湿法，二是固态法。[4]相比较来说湿式好氧消化耗能较高，而固态好氧消化，操作工艺较为复杂。湿式好氧消化，直接将空气通入污泥。微生物在氧气充足的条件下对污染物进行降解。固态好氧发酵俗称“好氧堆肥”是利用污泥微生物进行发酵的过程。在脱水污泥中加入一定比例的膨松剂和调理剂如秸杆、稻草、木屑等，微生物群落在潮湿环境下对多种有机物进行氧化分解并转化为类腐殖质。由于印染污泥中的浆料、染料、助剂等都属于难降解的有机物质，因此好氧消化应用于印染污泥需要消耗大量的能量，好氧消化一般不适用于印染污泥的处理。3.2印染污泥的最终处置3.2.1干化印染污泥的干化可以通过调理后再行机械脱水实现。调理可以通过添加无机化学药剂或有机化学药剂实现，区别在于无机化学药剂调理后污泥体积增加，属于增量措施，会导致污染物的增加，有机化学药剂调理则较少增加污泥体积，但是价格较高。调理后的印染污泥较末调理污泥虑水性增强,较易脱水，常用机械脱水方法进行，如板框压滤等。脱水之后的印染污泥，由于其中所含有大量的重金属离子以及其他一些化学药剂，所以并不适用于农业及土地利用，虽然含水率较低，但是其热值也大为降低，已不适用于焚烧。因此该干化过程后的印染污泥一般只能进行卫生填埋，如果重金属含量仍然超标，属于危险废弃物，其处理成本也将较高。热干化是利用热能将污泥烘干。干化后的污泥呈颗粒或粉末状，体积仅为原来的1/5—1/4,而且由于含水率在10%以下时，微生物活性受到抑制而避免产品发霉发臭，利于储藏和运输。［5热干化过程的高温灭菌作用很彻底，产品可完全达到卫生指标并使污泥性能全面改善，产品可作替代能源。但是需要说明的是污泥热干化仅使污泥中的水分得到缩减，污泥中有机物含量并没有减少，故并不是稳定化处理。干化处理技术耗能量过高，应用于印染污泥处理成本较高。可以考虑利用厌氧消化中的沼气或焚烧过程中的烟道余热来辅助干化污泥，以达到以废止废的目的。3.2.2印染污泥填埋处理印染污泥要进行填埋处理，污泥必需满足填埋场对其力学指标的要求：横向剪切强度＞25kPa。单轴压强＞50kPa。［6］要达到这样的要求，关键在于污泥脱水前的调理方式和脱水方式的选择。目前国内常用化学方法调理，即在印染污泥中加入化学化学混凝剂，使污泥颗粒絮凝，改善其脱水性能。化学药剂可分为无机药剂和有机药剂两类，无机化学药剂是铁盐和铝盐，如三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铝，有时也使用其他诸如膨润土等一些无机药剂。印染污泥在调理过程中除使用无机化学药剂外，还常常有必要用石灰来调节硬度。这样无机药剂和石灰会在污泥中形成一个能够承受高压的骨架改善其结构，从而改善了其力学性能。有机化学药剂主要是人工合成的高分子化学药剂，如聚丙烯酞胺、聚乙烯醇、聚乙烯氧化物。与无机药剂所不同的是，有机高分子化学药剂在污泥中不会产生额外的固体物，有利于控制最终处置量，但是药剂的成本较高。3.2.3焚烧污泥焚烧的优点是可以最大限度地实现减量化，既为解决污泥的出路创造了条件，又充分消耗了污泥中的能源，且不必考虑病原菌的灭活处理。污泥焚烧的热能可回收利用，有毒污染物被氧化，灰烬中的重金属活性大大降低。缺点是焚烧后产生的废气、炉渣需要治理，尤其是飞灰仍然含有较多的重金属，是需要合理处置的危险废弃物。[7]印染污泥中含有大量有毒有害物质，燃烧过程中产生的有毒有害气体也比普通污泥要多的多，燃烧过程中的条件不易控制，产生的污染物较难处理，而且热值不高，需耗费大量辅助燃料。因此，如何尽量减小干化印染污泥的含水率、提升其热值是一个关键的技术难点，而废气、炉渣和飞灰仍是需要治理的污染物。好在废气的治理手段较为成熟，而炉渣和飞灰的治理则比未焚烧的印染污泥要容易得多，因为其性质更加稳定，较能实现资源化利用，即使进行卫生填埋，其数量也已极大地减少。3.2.4其他资源化利用印染污泥的资源化利用是近来的一个研究热点，国内外研究人员做了大量的研究工作，如烧制轻质节能砖、制混凝土轻质骨料、生产水泥制品、制备水处理中吸附剂和混凝剂等。研究人员将印染污泥与各种胶凝材料混合制备成砖块，发现印染污泥可以作为建筑材料使用，有人直接将印染污泥进行炭化，成为吸附剂，可用于废水混凝处理。但是应该看到，目前各种资源化利用的研究大多处于实验阶段，其技术成熟度均较差，适应能力不足以克服印染污泥治理所面对的诸多困难，还不足以进行大规模商业应用。应该规划总体的治理思路和技术路径，从而抓住重点，在相关的环节进行资源化利用研究，实现技术突破和商业应用。结论由于印染污泥产率高、毒性大、资源浪费严重，在治理过程中应首先遵循无害化、减量化的原则，使印染污泥的最终处置量得到极大的压缩，同时对环境的危害更小，而在处置的最后一关，则将印染污泥资源化，以实现印染污泥的资源回收利用，实现整体的可循环发展。其主要技术路径可以遵循如下：（1）印染污泥在处理阶段可以采用厌氧消化等工艺,降解有机物，减少病原体数量，可以结合沼气技术等手段实现能源利用。（2）利用热干化和机械脱水等手段实现印染污泥减量化，干化后的污泥具有较高热值，其热量部分可以来源于沼气或焚烧后的烟气余热等。（3）利用独立或掺煤焚烧进一步实现减量化和无害化，其废气治理产物、飞灰和炉渣则再进一步进行资源化利用。（4）由于印染污泥的特性与印染废水及其处理工艺有关，因此印染污泥的治理应在印染废水治理阶段即予以统筹考虑，并依据印染废水的特异性制定相应的污泥处理处置技术途径。参考文献虢清伟，杨仁斌，吴根义，等・尼龙织物染色废水处理工艺改造实践[J].工业水处理，2004,24（5）：70-73DosSantos，ABCervantes，JvanLierJB.Reviewpaperoncurrenttechnologiesfordecolourisationoftextilewastewater：perspectivesforanaerobicbiotechnology[J].Bioresearchestechnolpgy2007，98:2369-2385.顾国维、高廷耀.水污染控制工程（下册）[M].北京：高等教育出版社，2000,345-352.李捷、熊必永、张杰.城