印染污泥處理與處置綜述

污泥中所含水分形態，一般認為有四種，即表面吸附水、間隙水、毛細結合水和內部結合水。污泥中水分的存在形態如圖8—1所示。其中間隙水約占總水分的7％，毛細結合水約占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雜得多，治理難度也較大，這是行業共識。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展緩慢的根本原因是什么？國內有哪些適用的污泥處理技術？國外哪些經驗可供借鑒？圍繞印染污泥處理，從技術、設備等多個角度來剖析印染污泥的處理和處置問題。

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；自然干化法和機械脫水法，主要脫除毛細水；干燥與焚燒法，主要脫除表面吸附水和內部結合水。

1污泥濃縮

1．1污泥調質

調質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備的生產能力。常用的方法有化學調理法、熱處理法、冷凍法及淘洗法等。

化學調理法

即在污泥中加入混凝劑、助凝劑等化學藥劑，使污泥顆粒絮凝，改善脫水性能。

1)混凝劑化學調理常用的混凝劑有無機混凝劑與高分子聚合電解質、有機高分子聚合電解質及微生物混凝劑等三類。

①無機混凝劑與高分子聚合電解質無機混凝劑是一種電解質化合物，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？

　　印染廢水經過污水處理廠的處理，在達標排放的同時所產生的污泥，通過機械脫水后，含水率一般為80%左右。據廣州唯佳安達公司總經理張志軍介紹，由于印染行業本身因使用原料、產品品種、產品加工方式等不同產生的污泥成分也不盡相同，如使用硫化染料的企業，硫化物的含量勢必較高。“通常來講，印染廢水的水質變化大、有機污染物濃度高、色度和酸堿度變化大等特點，印染污泥由于含有染料、漿料、助劑等，成分非常復雜，其中染料的結構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，對環境的污染很強，屬危險廢物。”

　　另外，印染污泥一般惰性物質較高，例如牛仔服裝洗漂廢水產生的污泥含砂量很高，而有機物、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進行分類，分為有機污泥和無機污泥兩大類。生物法污泥為有機污泥，是以有機物為主要成分，典型的有機污泥是剩余生物污泥，此外還有油泥及廢水中固體有機物沉淀形成的污泥等。有機污泥的特性是有機物含量高，容易腐化發臭，污泥顆粒細小，往往呈絮凝體狀態，相對密度小，含水率高，持水性強，不易下沉。無機污泥則是以無機物為主要成分，亦稱泥渣，為化學處理方法產生的污泥，如混凝沉淀和化學沉淀物，而無機污泥的特性是相對密度大，團體顆粒大，易于沉淀、壓密、脫水，顆粒持水性差，含水率低，污泥穩定性好，不腐化，流動性差。

　　2印染污泥產生的比例到底是多少？

　　一般生活污水處理后，產生0.3%～0.5%的污泥（含水率97%），即處理1000噸廢水產生3～5立方米污泥，經脫水成約0.6立方米干泥（含水率80%左右）。

　　由于印染廢水有機物含量大、濃度高，僅物化處理其污泥量就可高達1%～3%。以生化加物化處理工藝產生1%的污泥計算，每處理1000噸染整廢水將產生10噸濕污泥，脫水后為1.5立方米干污泥。以一個日處理10000噸染整廢水廠為例，每天就有15立方米干污泥產生。

　　據不完全統計，隨著經濟高速發展，我國日排放1.5萬t左右印染污泥，業內專家表示，印染污泥的處理處置已經成為我國許多城市可持續發展的重要制約因素。

　　3印染污泥處理處置工作

　　進展緩慢的根本原因是什么？

　　如果下決心解決污泥問題，資金應該不是最大的問題。目前主要是在污泥處置方向、技術路線方面，大家的分歧比較大，還沒有形成統一的認識。

　　“污泥的處理和處置是兩個階段，要明確區別、分開考慮。”中國人民大學環境學院王洪臣教授首先強調，要解決污泥問題，得首先明確處置方向，據此倒推相關標準，然后才是選擇處理技術，以及形成商業模式、付費等。“污泥處置事關其最終去向，不是技術問題，應該由國家確定；具體技術則是企業的事。”

　　他認為，在污泥處置方向上至今無法達成統一是造成相關工作進展緩慢的重要原因。“很多地方政府、企業比較茫然。尤其是地方政府為謹慎起見，還在持觀望態度。”土地利用派、焚燒派、填埋派……在污泥最終去向的問題上，目前從上至下，從部門到專家，分歧明顯；甚至在污泥是污染物還是資源的問題上，都還有截然不同的意見：認為污泥是污染物者，處理處置就是環境安全為重；認為是資源者，就強調綜合利用。

　　其中，圍繞污泥能否土地利用這一焦點議題，爭論最為集中。記者了解到，在部委層面，國家發改委和建設部態度較為一致，主張相關重金屬等控制指標達標后可以進入土地；環境保護部則主張不能進入農業，可以用于沙化地改造等；農業部則是堅定的反對者，認為即使達標也不行。對焚燒路線，各部門之間也有爭議。

　　4國內有哪些適用的污泥處理技術？

　　從印染廢水的處理技術上說，污泥由于產生的工序不同，性質也就完全不同，處置方法的難易不同，相應處置成本也不同。記者從相關專家了解到，目前適合應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用的主要目的就是通過降解使高分子物質轉變為低分子氧化物。在實現這一主要目的的同時，還可以改善污泥脫水性質、減少病原菌和產生異味物質的含量。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間為20d，有機物理論降解率為83%，30d的有機物理論降解率為88%。但受短流、投加方式、有毒物質等的影響，實際降解率遠低于理論降解率，一般僅為理論降解率的60%左右。因此在實際處理過程中認為當有機物的降解率達到40%~50%時，或者消化后污泥中有機酸含量小于300mg/L時，則可認為消化后的污泥達到穩定。理論上說，厭氧消化最主要的產物是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的COD產生標準狀況下甲烷0.35m3，印染廢水污泥中COD，甚至高達上萬ppm。經過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：一是濕法，二是固態法。相比較來說濕式好氧消化耗能較高，而固態好氧消化，操作工藝較為復雜。

　　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行降解。固態好氧發酵俗稱“好氧堆肥”是利用污泥微生物進行發酵的過程。在脫水污泥中加入一定比例的膨松劑和調理劑如秸桿、稻草、木屑等，微生物群落在潮濕環境下對多種有機物進行氧化分解并轉化為類腐殖質。由于印染污泥中的漿料、染料、助劑等都屬于難降解的有機物質，因此好氧消化應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、有效的用以加強污泥的可生化性的機械預處理方法，并且對于所有污水處理設施中污泥的處理和處置都十分有效果。超聲波處理是通過擾亂污泥原有的物理、化學和生理性質來提高其可消化能力。崩解的程度取決于聲處理的參數以及污泥的特性，因此，最佳參數的評價因聲處理設備和受處理污泥的不同而有所區別。超聲波處理的試驗設施表明，生物氣體的產量提高了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，將超聲波用于污泥減量的研究雖然在上個世紀末就已經開始，但大量的研究還是在近幾年才出現。雖然起步晚，但發展速度非常快，尤其是近3年來，中國對超聲波污泥減量技術的研究已經占到總體研究的一半以上。然而，我國的超聲波污泥減量技術在實際應用領域的現狀并不樂觀，將超聲波用于污泥處理的案例目前在我國還比較少見。

　　生物捕食

　　微型動物在污水處理工程中通常指原生動物（Protozoa）和微型后生動物(Metazoa)。污水處理系統常見的有纖毛蟲、鞭毛蟲和肉足蟲等原生動物，以及寡毛蟲、輪蟲和線蟲等后生動物。生態系統中食物鏈越長，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，污水處理系統中由細菌、微型動物等微生物構成的食物鏈越長或食物中鏈微型動物捕食能力越強，污泥產量就越小。污水處理系統中，附著型緣毛類纖毛蟲、附著型寡毛蟲和一些軟體動物等微型動物能直接攝食細菌、懸浮性固體和絮狀活性污泥或生物膜，導致污泥減量。目前，微型動物捕食污泥減量工藝主要有淹沒式生物膜法、兩段式生物反應器和微型動物直接接種法和蚯蚓生態濾池。

　　高速生物反應器

　　高速生物反應器技術是在利用土壤處理污泥的基礎上發展起來的。利用土壤中的微生物處理污泥，由于系統是開放的，因而會受到氣溫和土壤濕度的影響，使土壤利用的時間和區域受到一定的限制。