程唐淵(寧波申洲針織有限公司，浙江 寧波 315800)

0 引言

印染廢水中含有非常多的漿料、燃料、活性劑、有機(jī)物等物質(zhì)，堿性強(qiáng)、且色度大，是處理難度大的工業(yè)廢水之一?，F(xiàn)階段，對(duì)印染廢水進(jìn)行處理的方法主要是生物法和物化法相結(jié)合的技術(shù)?；钚晕勰喾ㄊ乾F(xiàn)階段普遍使用的處理方法。該方法具有簡單操作、處理量大等優(yōu)勢，在印染廢水處理中廣泛應(yīng)用，但是該方法卻會(huì)剩余大量活性污泥，污泥量占據(jù)了廢水量的0.5%左右。與傳統(tǒng)的廢水處理方法相比，剩余污泥處理過程中的資金消耗要大的多，在廢水處理成本中占比達(dá)到15%～28%左右，運(yùn)行成本占總體運(yùn)行成本的20%～45%左右，給污水處理產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)?，F(xiàn)階段，基本上會(huì)使用海洋傾倒、堆肥、土地利用、衛(wèi)生填埋、焚燒的方法進(jìn)行處理。而以上方法會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。為此針對(duì)當(dāng)前我國印染廢水處理過程中產(chǎn)生的活性污泥提出更先進(jìn)無害的處理技術(shù)非常關(guān)鍵。

1 剩余活性泥的處置方法

1.1 印染污泥干化以及焚燒

烘干剩余污泥就是熱干化。經(jīng)過熱干化處理的污泥變形粉末狀或者顆粒狀，體積會(huì)變成原來的4/1或者5/1，同時(shí)微生物在含水量極低的污泥粉末中無法生存，這樣的特點(diǎn)為長時(shí)間運(yùn)輸和儲(chǔ)存提供了良好的條件。熱干化中實(shí)現(xiàn)了對(duì)剩余活性污泥的滅菌，提高了污泥的衛(wèi)生指標(biāo)，全面改善了污泥性能，這樣產(chǎn)生的產(chǎn)品也可以直接替代能源。但是值得注意的一點(diǎn)是，污泥在處理過程中會(huì)減少水分，但是污泥還是含有很多的有機(jī)質(zhì)，所有這樣的處理方法并不是一種穩(wěn)定化處理。

干化過程中需要消耗非常多的能源，導(dǎo)致污泥處理過程中的成本增加，但是若是能夠?qū)C合利用的厭氧技術(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥消化過程中產(chǎn)生沼氣的充分利用，從而實(shí)現(xiàn)以廢治廢。污泥焚燒額度特點(diǎn)主要是能在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥的減量化處理。在創(chuàng)造了新的污泥處理方法的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了污泥中能量的消耗，病原體能夠得到有效處理。還可以回收利用剩余污泥焚燒過程中產(chǎn)生的熱量，產(chǎn)物中的重金屬含量非常低對(duì)環(huán)境也不會(huì)造成危害。但是這種方法的缺點(diǎn)是，運(yùn)行成本高，也會(huì)產(chǎn)生大量污染氣體、噪聲以及熱輻射，同時(shí)釋放二氧化硫，可能會(huì)對(duì)大氣造成危害，為此需要提高剩余活性污泥的焚燒技術(shù)，避免其惡劣影響。

印染污泥中存在大量的有害物質(zhì)，為此焚燒過程中也可能會(huì)出現(xiàn)有害氣體，提高了對(duì)燃燒環(huán)境及技術(shù)的要求，產(chǎn)生的污染物的處理難度較大，需要較高的熱值才能實(shí)現(xiàn)其物質(zhì)的處理。

1.2 印染污泥填埋處理

填埋處理是剩余活性污泥處理的方法之一，但是在此過程中必須要保證污泥的力學(xué)性能達(dá)到要求，具體為單軸壓強(qiáng)不小于45kPa，橫向剪切壓強(qiáng)不小于23kPa，為此就需要在污泥脫水過程中找到最佳的脫水方式。當(dāng)前，我國對(duì)于污泥的脫水方法主要以化學(xué)法為主?；旌系幕瘜W(xué)制劑主要分為有機(jī)藥劑和無機(jī)藥劑兩種。無機(jī)藥劑主要包括硫酸鋁、三氯化鐵、硫酸亞鐵，有時(shí)候也會(huì)使用膨潤劑等無機(jī)藥劑。在對(duì)印染污泥進(jìn)行調(diào)理過程中，要重視利用石灰石進(jìn)行硬度的調(diào)節(jié)。為此可以將無機(jī)藥劑及石灰石共同形成穩(wěn)定且能夠承受高壓的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥結(jié)構(gòu)性能的改善。而有機(jī)化學(xué)藥劑則是使用人工合成的高分子化學(xué)藥劑，包括聚乙烯、聚丙烯等，有機(jī)化學(xué)藥劑的處理過程中不會(huì)產(chǎn)生其他固體物質(zhì)。

無機(jī)化學(xué)藥劑雖然成本低，但是在使用過程中還需要輔助使用固態(tài)物質(zhì)，為此處理之后的污泥體積有所增加，與之相比，有機(jī)化學(xué)藥劑的處理效果更好，不會(huì)增加污泥的體積總量，但是使用成本過高，會(huì)直接增加成本。所以，在選擇污水處理方法的時(shí)候，要根據(jù)污水處理廠的規(guī)模以及印染污泥的體積進(jìn)行合理的選擇。印染污泥的體積規(guī)模比較大的時(shí)候，可以利用無機(jī)化學(xué)藥劑進(jìn)行處理。處理之后的污泥需要進(jìn)行脫水處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)固體物質(zhì)的是富集化，減少污泥的體積。常見的脫水方法一般是機(jī)械脫水以及自然干化脫水，自然干化脫水的占地面積一般很大，所以很少使用這種方法?，F(xiàn)階段利用的機(jī)械脫水，主要是分為兩種，一種是負(fù)壓式過濾機(jī)械，一種是過濾式脫水機(jī)械。正壓式過濾機(jī)械、板框壓濾機(jī)以及帶式壓濾機(jī)，主要是利用介質(zhì)對(duì)污水進(jìn)行過濾，將固體顆粒截留在介質(zhì)上，實(shí)現(xiàn)脫水的目標(biāo)。一種是產(chǎn)生人工力場的脫水機(jī)械，在人工力場的條件下，利用固體與液體的密度差異達(dá)到分離效果。但是脫水之后會(huì)形成高濃度的化學(xué)成分，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中造成嚴(yán)重威脅。為此處理之后的污泥只能是進(jìn)行衛(wèi)生填埋，而該過程提出的要求也相對(duì)較高。為此一般十將生活垃圾與剩余活性污泥相混合之后進(jìn)行填埋。

2 剩余活性污泥的再利用

2.1 用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

印染廢水處理廠的剩余活性污泥中含有60%以上的有機(jī)物，包括微生物細(xì)胞群體及其分解產(chǎn)生的物質(zhì)，污泥中含有豐富的核酸、蛋白質(zhì)及氨基酸，同時(shí)也含有植物生長所需要的氮、磷、鉀等微量元素，與農(nóng)家肥相比，剩余活性污泥的肥效更強(qiáng)，為此剩余活性污泥可以作為土地種植肥料。但是還需要注意剩余污泥中航油寄生蟲卵、病原菌、二惡英以及放射性核素等有害物質(zhì)，為此判斷剩余活性污泥能否為土地所利用，還需要對(duì)以上有害物質(zhì)的含量進(jìn)行檢測，若是含量超標(biāo)則可采取微生物淋濾法或者化學(xué)浸提法降低有害元素含量，之后加以利用。

2.2 用于制作SO2吸附劑

物理活化法是將剩余活性污泥制作成為SO2吸附劑最為常用的方法，該方法流程如下：將剩余活性污泥通過烘箱降低含水率，一般要求含水率低于10%。之后在不銹鋼加熱管中加入30g左右的干污泥，將其進(jìn)行高溫管式電阻爐中進(jìn)行熱分解，該過程中以氮?dú)鈩?chuàng)造隔絕空氣的環(huán)境，一般對(duì)干污泥的加熱速率要控制在5℃/min，溫度要達(dá)到550℃，一般加熱時(shí)間為一小時(shí)。加熱完成之后的干污泥進(jìn)行碾磨，將粒徑在0.6～0.8mm之間的產(chǎn)物回收，形成SO2吸附劑。或者還可以將烘干之后的干污泥在550℃的高溫環(huán)境下進(jìn)行2小時(shí)的碳化，之后在550℃溫度環(huán)境下進(jìn)行兩小時(shí)的水蒸氣活化，再經(jīng)過烘干得到SO2吸附劑。脫硫過程中，由于SO2的濃度、氧氣濃度、溫度、氣流速度、吸附劑濃度等對(duì)脫硫效果都會(huì)產(chǎn)生不同影響，為此在脫硫過程中要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整各項(xiàng)指標(biāo)。

2.3 用于制作活性炭

制作活性炭是剩余活性污泥重復(fù)利用的一種主要方式，在剩余活性污泥中含有大量的碳元素，為此可充分利用該特點(diǎn)。制作活性炭的主要流程如下：首先，將印染廢水處理廠的剩余活性污泥進(jìn)行烘干，降低污泥含水量，一般控制在10%以內(nèi)；之后使用氧化鋅作為活性劑，將干污泥與氧化酶活性劑以1:1比例進(jìn)行混合浸泡，一般需維持24小時(shí)以上，然后對(duì)混合劑在105℃環(huán)境下進(jìn)行干燥一小時(shí)左右；隨后向干燥后的混合劑中摻入30%左右的增碳劑，一般選用果殼、鋸末等物質(zhì)；之后將混合物放置于500～800℃的高溫下進(jìn)行碳化活化，時(shí)間為一小時(shí)左右；最后對(duì)碳化物進(jìn)行冷卻、洗滌與干燥之后就形成了活性炭。

2.4 用于制作泡沫滅火器

剩余活性污泥中含有60%左右的蛋白質(zhì)，可用于制作蛋白質(zhì)泡沫滅火器。在剩余活性污泥中摻入酸堿物質(zhì)調(diào)整pH值，經(jīng)過水解與濃縮之后添加防腐劑與穩(wěn)定劑就可成為蛋白質(zhì)泡沫滅火器。利用剩余活性污泥中的蛋白質(zhì)生產(chǎn)的滅火器實(shí)際上植物蛋白滅火器是具有同等效果的。

3 剩余活性污泥處理技術(shù)

3.1 減量技術(shù)

所謂減量技術(shù)就是在處理廢水過程中，將污泥消化于廢水處理系統(tǒng)中，減少活性污泥的產(chǎn)生。減量技術(shù)的工作原理是在剩余活性污泥中加入堿性物質(zhì)，從而溶解菌類多糖物，之后再通過臭氧打破細(xì)胞壁，釋放細(xì)胞中的原生質(zhì)，以此作為微生物的營養(yǎng)源，從而在廢水處理過程中實(shí)現(xiàn)同時(shí)降解。還可以通過酸化技術(shù)實(shí)現(xiàn)水解，在無氧或者微氧的環(huán)境下，生成大量水解產(chǎn)酸細(xì)菌，從而分解污泥細(xì)菌的多糖質(zhì)粘質(zhì)層，打破細(xì)胞壁，實(shí)現(xiàn)將細(xì)胞內(nèi)的大分子物質(zhì)的水解為小分子物質(zhì)，最后利用好氧菌將剩余活性污泥分解為二氧化碳、水分子等無機(jī)物，降低污泥的產(chǎn)生體積。

3.2 高速生物反應(yīng)器技術(shù)

高速生物反應(yīng)器技術(shù)是根據(jù)土壤處理污泥而發(fā)展產(chǎn)生的，該技術(shù)實(shí)際就是在室內(nèi)封閉循環(huán)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了對(duì)污泥的烘干、消化與干化一系列操作。這一系列的反應(yīng)需要在進(jìn)料塔、生物反應(yīng)器及其他循環(huán)裝置中完成。生物反應(yīng)器是該設(shè)備系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，生物反應(yīng)器包括兩個(gè)部分，一部分是將污泥與土壤進(jìn)行混合，從而平衡污泥負(fù)荷，在該部分能夠?qū)⑽勰嘀械挠袡C(jī)物部分進(jìn)行降解；另外一部分是分離氣體與液體的區(qū)域，從而使得污泥土壤混合物中沒有液體，提高氧氣傳遞率。通過生物反應(yīng)器裝置的處理，活化污泥中的大部分有機(jī)物實(shí)現(xiàn)了降解，并且去除了50%左右的懸浮固體。該裝置與其他生物反應(yīng)裝置相比，所需能量較少，運(yùn)行的連續(xù)性與穩(wěn)定性好，能夠?qū)囟缺３衷谧罴训慕到鉁囟确秶鷥?nèi)，對(duì)于濕度大的剩余活性污泥處理效果較好。高速生物反應(yīng)器的體積較小，運(yùn)行費(fèi)用低，具有更好的系統(tǒng)抗沖刷能力，能更好的處理各種濃度范圍的剩余污泥，不需要進(jìn)行預(yù)處理，工作效率與質(zhì)量都非常高。

3.3 濕式氧化法

濕式氧化法簡單來說就是將剩余污泥中的有機(jī)物分解成無機(jī)物，一般是在加壓、加溫的環(huán)境下通過氧氣將有機(jī)物氧化分解。通過濕式氧化法對(duì)剩余活性污泥處理過程中，需要對(duì)溫度及時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般至少要控制在300℃以上，處理時(shí)間控制在三十分鐘以上，從而將污泥中80%的有機(jī)物分解。經(jīng)過濕式氧化法處理過程中有機(jī)物會(huì)形成時(shí)固體、液體及氣體三種類型，其中主要包括氧氣、氮?dú)?、二氧化碳及二氧化硫，氧氣及氮?dú)庹急?6%。二氧化硫占比0.07%，可見分解之后的生成物對(duì)外界環(huán)境是沒有危害的，可以直接排放到空氣中。

4 結(jié)語

經(jīng)濟(jì)與能源可持續(xù)發(fā)展的要求下，加強(qiáng)對(duì)印染廢水處理廠活性污泥的處理與再利用研究非常關(guān)鍵，在盡可能減少污泥產(chǎn)生量的基礎(chǔ)上，做好污泥的處置，避免對(duì)外界環(huán)境造成危害。同時(shí)對(duì)污泥通過高速反應(yīng)器、濕式氧化法等技術(shù)加工之后實(shí)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)中的再利用。不僅保護(hù)了環(huán)境，還最大限度的實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)利用。