印染废水污泥处理技术分析

Posted 2023-01-12 污泥处理

篇首语：敏而好学，不耻下问。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了印染废水污泥处理技术分析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

摘要：本文通过分析印染污泥的特征和及污泥常规的处理方法，论述了常规的污泥处理处置方法有哪些工艺适合印染污泥的处理。对于不同规模的印染污泥应该如何选用合适的处理工艺。

关键词：印染污泥；污泥特点；处理方法

1.印染废水污泥产生状况综述

目前，在国内印染废水的处理方法主要是生物法为主，有时候也将生物法与化学法联合起来进行使用。主要的化学处理方法有混凝法、氧化法、电解法等〔1〕；生物处理方法主要以好氧生物处理方法为主，据统计现有的印染工厂中，好氧生物处理差不多占印染废水生物处理的80%以上。而不论是化学处理方法的混凝，还是好氧生物处理，在处理过程中会产生大量的污泥，关于印染废水污泥的处理虽然也提出过很多处理方法，但这些方法往往是城市生活废水污泥处理技术的照搬，因而在其适用性以及经济性上有着很多的不利因素，没有得到有效的使用。由于处理不当，给当地的环境带来很不利的影响。本文主要从印染废水污泥的特点出发，介绍经济有效的处理方法。

2.印染废水污泥的特征

印染废水污泥按含有的主要成分来进行分类，分为有机污泥和无机污泥两大类。生物法污泥为有机污泥，是以有机物为主要成分，典型的有机污泥是剩余生物污泥，此外还有油泥及废水中固体有机物沉淀形成的污泥等。有机污泥的特性是有机物含量高，容易腐化发臭，污泥颗粒细小，往往呈絮凝体状态，相对密度小，含水率高，持水性强，不易下沉、压密、脱水，流动性好，便于管道输送〔2〕。无机污泥是以无机物为主要成分，亦称泥渣，为化学处理方法产生的污泥，如混凝沉淀和化学沉淀物，无机污泥的特性是相对密度大，团体颗粒大，易于沉淀、压密、脱水，颗粒持水性差，含水率低，污泥稳定性好，不腐化，流动性差，不易用管道输送〔2〕。

一般生活污水处理后，产生0.3%～0.5%的污泥（含水率97%），即处理1000吨废水产生3～5 m3污泥，经脱水成约0.6 m3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 m3干污泥。对一个日处理 10000吨染整废水厂，每天就有15 m3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，对环境的污染很强，属危险废物〔3〕。

3.印染废水污泥适用的处理方法

从印染废水的处理技术上说，污泥由于产生的工序不同，性质也就完全不同，处置方法的难易不同，相应处置成本也不同。目前适合应用于印染废水污泥处理的方法主要有：

3.1印染污泥稳定化方法

印染污泥含有大量纤维，染料浆料等相对稳定的有机物，因此在处理之前先要调整污泥的性质，以便与污泥处理的后序工艺的实施。可以使用的方法有厌氧消化或者是好氧消化等工艺〔4〕。

3.1.1厌氧消化

污泥厌氧消化在印染污泥处理上应用的主要目的是，也就是通过降解使高分子物质转变为低分子氧化物。在实现这一主要目的的同时，还可以改善污泥脱水性质、减少病原菌和产生异味物质的含量。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20 d，有机物理论降解率为83%，30 d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300 mg/L时，则可认为消化后的污泥达到稳定〔5〕。理论上说，厌氧消化最主要的产物是CO 2 与CH 4 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0.35 m3，印染废水污泥中COD，甚至高达上万mg/L〔6〕，则经过处理印染污泥获得的CH 4可以用于解决污水处理厂部分能源需求，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〔7〕。

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〔8〕。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〔9〕。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印染污泥的无害化方法

污泥无害化是一个非常广泛的概念，实际上现在还做不到对污泥无害化处理，如现代技术还无法将污泥中的重金属完全去除。但是从狭义上讲，污泥无害化处理可以理解为减量、去除、分解或者固定污泥中的有害物质及消毒灭菌，以减轻处理后的污泥在污泥最终处置中对环境造成的危害。狭义上的污泥无害化处理过程，往往包括在稳定处理之中。如厌氧和好氧消化除了降解有机物外，还可以大大减少病原体的数量。脱水前的石灰调理、热工调理、巴氏灭菌或者长期储存可使污泥消毒，在污泥固态好氧发酵中，通过腐质酸等可以与污泥中离子态重金属发生反应，从而钝化重金属的危害〔10〕。

3.3印染污泥的最终处置

3.3.1印染污泥干化和焚烧

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〔11〕。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，故其并不是稳定化处理。

干化处理技术耗能量过高，应用于印染污泥处理成本较高。如果稳定化工艺中厌氧消化产生的沼气能够充分利用，可以考虑使用消化过程中产生的沼气来辅助干化污泥。达到以废治废的目的。

污泥焚烧的优点是可以迅速和最大限度地实现减量化。它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。缺点是高成本和可能产生污染废气、噪声、震动、热和辐射〔12〕。随着将二氧化硫等作为大气污染控制物，将对污泥的焚烧提出更加严格的要求。

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，一般不适宜单独对印染污泥进行焚烧处理，有条件的可以用当地的城市固体废物焚烧厂来混合焚烧处理印染污泥。

3.3.2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>25 kPa，单轴压强>50 kPa〔13〕。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机的选择。

目前国内常用的印染污泥调理方式主要是化学方法调理，其使用方法是在需要脱水的印染污泥中加入化学药剂，主要是化学混凝剂，使污泥颗粒絮凝，改善其脱水性能。投加的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〔14〕。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〔14〕。

无机化学药剂使用价格较为低廉，但在使用过程中需要另外添加一些固体物质辅助来进行调理，调理后污泥的体积会增加。有机化学药剂使用效果好，而且不额外增加污泥的体积。但价格较高。一般可以根据污水处理站的规模以及印染污泥的体积来进行选择合适的调理方法。规模较大时，可选用无机化学药剂进行调理。

调理之后的污泥一般要再进行脱水处理，目的是使固体物质富集，减小污泥的体积。常用的脱水方法有自然干化脱水和机械脱水，自然干化处理需占据较大的地理面积，一般很难采用。目前常用的是机械脱水，主要分为两类：一类是过滤式的脱水机械，又分为负压过滤机械，如真空过滤机；正压过滤机械带式压滤机、板框压滤机，污泥过滤脱水是依靠过滤介质，多孔性物质，两面的压力差作为推动力，使水分强制通过过滤介质，把固体颗粒截留在介质上，达到脱水的目的；第二类是产生人工力场的脱水机械离心式脱水机，在人工力场的作用下，借助固体和液体的密度差，使固液分离〔10〕。

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，一般来说，只能进行卫生填埋处理〔15〕，而卫生填埋一般要求较高。所以对印染污泥来说，处理方法是一般与当地的城市生活垃圾进行混合卫生填埋是较好的选择。

4.结论

通过分析污泥的处理处置技术，对于印染污泥来说，较为合适的处理工艺。可以得到如下结论：印染污泥产生后，首先在消化处理阶段适合应用厌氧消化工艺。在调理阶段污泥量较大时，可以考虑使用成本较低的化学药剂（Fe盐和Al盐）加石灰的调理方法。规模小时，一般可以采用有机药剂（聚丙烯酰胺等）进行调理。调理后的污泥使用机械脱水工艺进行脱水，脱水后的污泥一般不适用于干化、焚烧等处置方法。适宜于与城市固体废物混合进行卫生填埋的处理方法来进行最终处置。

5 参考文献
〔1〕谢大卫.涤纶纱线染色废水的治理.给水排水〔J〕，1999，25 （9）：29～31.
〔2〕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）：70～73.
〔3〕Dos Santos AB，Cervantes FJ，van Lier JB.Review paper on current technologies for decolourisation of textile wastewater：perspectives for anaerobic biotechnology. Bioresearches technology，2007，98：2369～2385.
〔4〕王圃，龙腾锐，李江涛，等.城市给水厂污泥处理与能耗〔J〕.重庆建筑大学学报，2005，27（4）：77～80.
〔5〕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.
〔6〕STRAND SE，HAREM GN，STENSEL H D.Activated sludge yield reduction using chemical uncouples〔J〕.Water Environed，1999，71（4）：454～458.
〔7〕ABBASSIB，DULLSTEINS，RABIGERN.Minimization of excess sludge production by increase of oxygen concentration in activated sludge flocs：experimental and theoretical approach〔J〕.Water Research，2000，34（1）： 139～146.
〔8〕李捷，熊必永，张杰.城市污水处理厂污泥的处置与农业的可持续发展〔J〕.给水排水，2003，29（9）：23～26.
〔9〕谭启玲，胡承孝，赵斌，等.城市污泥的特性及其农业利用现状〔J〕.华中农业大学学报，2002，21（6）：587～592.
〔10〕黎青慧.城市污泥农业利用研究〔J〕.陕西农业科学， 2001，（11）：24～26.
〔11〕蔡全英，莫测辉，吴启堂，等.化学方法降低城市污泥的重金属含量及其前景分析〔J〕.土壤与环境，1999，8 （4）：309～313.
〔12〕刘隽.中国城市污水处理行业的产业化市场化〔J〕.环境科学与技术，2004，（3）：44～45.
〔13〕陈春云，王鹏，庄源益.剩余污泥吸附剂的制备及其吸附性能研究〔J〕.环境科学与技术，2006，29（8）：88～90.
〔14〕赵庆祥，污泥资源化技术〔M〕.北京：化学工业出版社， 2002.237～241.
〔15〕赵乐军，戴树桂，章显华.污泥填埋技术应用进展〔J〕.中国给水排水，2004，20（4）：27～30. 作者: 陈勇