胡鎮(zhèn)濤，張緒坤，劉興邦，張雪龍，李俊，黃宏

（南昌航空大學(xué)環(huán)保裝備技術(shù)研究所，江西南昌 330063）

污泥是一種復(fù)雜的固體物質(zhì)，主要來源于日常生活產(chǎn)生的污水和工業(yè)廢水，其中含有砂質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、微生物、病菌、蟲卵、重金屬等[1]。在經(jīng)過有效處理后，能夠大大減少廢物的排放量?！八幕痹瓌t要求污泥處理必須達(dá)到減量、安全、無害、可持續(xù)的資源化使用[2]。當(dāng)前，國內(nèi)污泥處理的主要方式有直接焚燒、填埋場處理、堆肥綠化和脫水干化等。

依據(jù)《危險(xiǎn)廢物鑒別技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 298—2019）[3]和《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5085.1 ～GB 5085.6），污泥按屬性可分為危險(xiǎn)廢物污泥和一般工業(yè)污泥。危險(xiǎn)廢物污泥相較于一般工業(yè)污泥具有更大的危險(xiǎn)性，處理全過程都伴隨著安全風(fēng)險(xiǎn)。危險(xiǎn)廢物污泥的處理方式主要分為無害化處置和資源化利用兩個(gè)方面，主要方法包括脫水、穩(wěn)定化、干化和焚燒，以達(dá)到穩(wěn)定化、減量化和無毒化的目的。

目前國內(nèi)外主要通過土地利用、填埋、焚燒以及填海處理的方式對污泥進(jìn)行處理處置。根據(jù)各國的現(xiàn)有情況，各國處理污泥選擇的方式也有所不同，丹麥主要采用焚燒法（24%的污泥）；希臘和盧森堡兩國90%以上的污泥采用填埋處理；法國通過農(nóng)業(yè)利用處理了全國60%的污泥。中國在污水處理技術(shù)方面的發(fā)展較晚，許多污水處理廠未能正確理解“重水輕泥”的概念，導(dǎo)致污泥無害化處理的難題未能得到有效解決[4]。

1 危險(xiǎn)廢物污泥的種類及特性

1.1 冶金污泥

冶金制造業(yè)在生產(chǎn)鋼材和有色金屬的過程中，會產(chǎn)生大量的強(qiáng)酸性工業(yè)生產(chǎn)污水，這種工業(yè)生產(chǎn)污水中含有多種重金屬，如銅、鉛、鎘和鋅。為了對這類污水進(jìn)行處理，常使用石灰進(jìn)行中和沉淀，從而得到含有重金屬物質(zhì)的混合污泥。如若不進(jìn)行妥善處理，這些污水中的重金屬物質(zhì)會進(jìn)入土壤和水域，對環(huán)境造成污染，最終影響到人們的生活。

目前，我國有色金屬冶煉廢渣的年產(chǎn)量已達(dá)到3 000 萬t，其中銅冶煉渣的年產(chǎn)量達(dá)到了1 300 萬t。我國銅冶煉渣的歷史累積量已達(dá)到了1.3 億t，而全球銅冶煉渣總量則高達(dá)3 億t[5]。如何回收冶金污泥中的有色金屬是處理冶金污泥的關(guān)鍵問題。

1.2 石油污泥

在石油的勘探、采集和生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的廢棄物，這其中就包括鉆井液、石油廢水處理后產(chǎn)生的污泥和底罐污泥。在一系列的煉油過程中，儲罐和其他儲存設(shè)施底部的原油通常稱為石油污泥（碳?xì)浠衔?、瀝青質(zhì)、石蠟、水和無機(jī)固體，如沙子、硫化鐵和氧化鐵），一般情況下，石油污泥主要由油包水、水包油和懸浮的固體雜質(zhì)組成，然后各種物質(zhì)進(jìn)行充分乳化，形成一種穩(wěn)定的懸浮乳狀液體。解決石油污泥的方法包括熱處理、機(jī)械處理、生物處理和化學(xué)處理等多種技術(shù)手段，運(yùn)用這些技術(shù)可以將油泥分離，將污泥中的有毒化合物（石油碳?xì)浠衔铮┤コ?/p>

1.3 印染污泥

印染污泥由污染物沉積而成，包括有機(jī)類印染污泥和無機(jī)類印染污泥。其中，有機(jī)類印染污泥含有大量有機(jī)物，淤泥的密度一般較小，空氣流動性能較好，但水分保存功能較強(qiáng)，不易風(fēng)干；無機(jī)類印染污泥是一種特殊的污染物，一般由化學(xué)沉淀形成，這種污染物的組織粒度較大，易于沉降，自動壓密，但水分保持能力較弱，易于風(fēng)干。

印染污泥是印染行業(yè)的一種副產(chǎn)物，包含染料、漿料和助劑等多種組分。同時(shí)，染料中帶有硝基、氨基物質(zhì)，還包括銅、鉻、鋅、砷等多種重金屬元素，具有較大的生物學(xué)危害性。為了節(jié)省投資，許多印染企業(yè)采用“污泥濃縮-脫水-外運(yùn)”模式，將污水匯集棄置，并填埋在坑內(nèi)[6]，這種方法會導(dǎo)致污水中的有毒物質(zhì)進(jìn)入地下水，隨著生態(tài)循環(huán)最終對環(huán)境和人類自身產(chǎn)生巨大的危害。因此，尋找更為經(jīng)濟(jì)、有效的處理技術(shù)很有必要。

1.4 電鍍污泥

電鍍污泥是由各類電鍍廢水和電解槽液經(jīng)過液相化學(xué)處理后形成的固態(tài)廢棄物，其中包含重金屬鹽類、還原劑、中和劑和絮凝劑等化工助劑。在對電鍍污泥進(jìn)行初步處理時(shí)，通常會將電鍍廢液中的各種重金屬鹽類轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氫氧化物并沉淀固化，所以在處理電鍍廢液時(shí)也會加入相關(guān)的還原劑、中和劑及絮凝劑等化學(xué)藥品，從而導(dǎo)致電鍍污泥中化學(xué)成分增多，相對應(yīng)的各種重金屬化合物在組分中分散而含量偏低。對于企業(yè)而言，使用石灰中和酸性物質(zhì)后產(chǎn)生石膏或氫氧化鈣，將使得電鍍污泥的質(zhì)量增加，重金屬成分的濃度降低，導(dǎo)致進(jìn)一步的分離處理變得更加困難。電鍍廢水在經(jīng)過處理后，產(chǎn)生的電鍍污泥含水率一般可達(dá)75%～80%，石膏（硫酸鈣）的濃度則在8%～10%，而鉻、鐵、鎳、銅及鋅的物質(zhì)濃度通常在0.5%～3.0%（以氧化物計(jì)），其余水溶性鹽類及雜質(zhì)的濃度則在5%左右[7]。

電鍍污泥中帶有大量有機(jī)重金屬物質(zhì)，如銅、鎳、鋅等，可能還包含一些高危險(xiǎn)性金屬，因此電鍍污泥是一種具有較大危險(xiǎn)性的廢物。電鍍污泥不穩(wěn)定，在外部風(fēng)化和雨淋的相互作用下易分解流失，重金屬離子很容易轉(zhuǎn)移到自然環(huán)境中，對環(huán)境以及人體健康造成威脅。

2 危險(xiǎn)廢物污泥的處理方法

2.1 重金屬的去除、回收利用

2.1.1 化學(xué)法

通過化學(xué)法可以將污泥中的有價(jià)金屬從不可溶的化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇艿碾x子態(tài)或絡(luò)合離子態(tài)，這種轉(zhuǎn)變可以通過添加酸或絡(luò)合劑等化學(xué)試劑來實(shí)現(xiàn)，從而調(diào)節(jié)污泥的pH 值，提高氧化還原電位，達(dá)到改善污泥性能的目的[8]。全桂香等[9]使用酸浸法對含Cu 污泥進(jìn)行處理時(shí)，發(fā)現(xiàn)使用酸的種類、質(zhì)量濃度、固液比和浸取溫度等因素會影響污泥重金屬的提取效率，且在實(shí)驗(yàn)過程中，硫酸相較于鹽酸、硝酸對重金屬的浸取效果最好。李鵬等[10]發(fā)現(xiàn)酒石酸、檸檬酸、蘋果酸3 種低分子有機(jī)酸對于Zn、Pb 都有浸出作用，并且浸出效率隨著有機(jī)酸濃度的升高而提高。李閃等[11]研究發(fā)現(xiàn)檸檬酸和天冬氨酸復(fù)合酸浸法可以有效地去除污水中的重金屬，其中pH 值、加入時(shí)機(jī)、反應(yīng)持續(xù)時(shí)間及檸檬酸與天冬氨酸的含量比等因素都會直接影響最后的去除效率。在最佳去除條件下，Cr、Cd、Pb、Cu 和Zn 的去除率依次為27.4%、74.7%、30.7%、18.7%和43.9%。胡彬[12]研究發(fā)現(xiàn)，醋酸相較于硫酸更能有效去除這些重金屬物質(zhì)，并且能夠提高淤泥的脫水率。

化學(xué)法能夠有效將污水污泥中的重金屬分離出來，具有持續(xù)時(shí)間短、低成本、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，但是由于各種試劑的酸化能力和絡(luò)合能力存在差異，所以對各種金屬的去除效能也會略有不同。此外，該方法所消耗的試劑多且大多試劑為酸性試劑，對試驗(yàn)設(shè)備的抗腐蝕能力要求較高，即使規(guī)范操作，也易造成二次污染。

2.1.2 生物淋濾法

采用生物淋濾法可以使用嗜酸性硫桿菌（如氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫硫桿菌）來降低污水體系中的pH 值，使重金屬物質(zhì)從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，通過淋洗即可有效去除其中的重金屬物質(zhì)。譚良良等[13]發(fā)現(xiàn)嗜酸性氧化硫硫桿菌對污泥中Zn、Pb、Ni、Cu、Cr和Cd 的去除率可以達(dá)到93.72%、43.86%、65.73%、91.74%、41.35%和66.20%，經(jīng)過菌株處理的污泥已經(jīng)達(dá)到了我國污泥的農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)。RASTEGAR 等[14]使用馴化后的氧化亞鐵硫桿菌去除污泥中的Cr 和Ni，在pH 為1.0、礦漿濃度為9 g/L 的條件下，Cr 和Ni的去除率最高，為55.6%和58.2%。豆艷霞等[15]研究發(fā)現(xiàn)氧化硫硫桿菌對重金屬的淋濾效果更好。甘莉等[16]發(fā)現(xiàn)在利用氧化亞鐵硫桿菌淋濾污泥重金屬時(shí),持續(xù)投加亞鐵離子和硫酸可以提升淋濾效率，提升重金屬的去除率。VAN 等[17]利用氧化亞鐵硫桿菌淋濾污泥，發(fā)現(xiàn)淋濾后可以去除污泥中大部分的Ni、Mn、Cr，少量的Cu、Zn、Sb。

與化學(xué)法相比，生物淋濾法所消耗的化學(xué)試劑更少，對重金屬的去除率更高，實(shí)用性強(qiáng)，運(yùn)行成本低。但該方法也存在細(xì)菌增殖緩慢、生物淋濾滯留時(shí)間較長、效果不穩(wěn)定等問題，這些都會影響其效果，因此還沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用。

2.1.3 電動修復(fù)技術(shù)

采用電動還原工藝技術(shù)進(jìn)行污水中重金屬去除的原理為：在固相中置入陰極對，并通入直流電，使得陰極對兩端成為直流電場，從而構(gòu)成電場力，使污水中的重金屬等污染物質(zhì)能夠進(jìn)行電轉(zhuǎn)移、電解和電化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到凈化污水的目的。周邦智等[18]探究了電極材料、修復(fù)時(shí)間、陰極液pH 值等因素對不同形態(tài)重金屬去除率的影響，發(fā)現(xiàn)陰極液的pH 值對于重金屬的去除率影響較大，在適當(dāng)pH 值下，采用電動修復(fù)技術(shù)能完全去除碳酸鹽結(jié)合態(tài)和交換態(tài)的重金屬，并且重金屬去除率會隨著修復(fù)時(shí)間的延長而提高；對于電極材料而言，以銅和鐵作為電極材料時(shí)重金屬的去除率較高。彭桂群等[19]在研究中發(fā)現(xiàn)，通過污泥預(yù)酸化、控制陰極pH 值這兩種方法能有效提高污泥重金屬的去除率。污泥預(yù)酸化提高了重金屬的可移動性，控制陰極pH 值有助于污泥中Pb、Cu、Ni 和Zn 轉(zhuǎn)化為可溶離子態(tài)，有利于重金屬的去除。

電動修復(fù)技術(shù)是一種高效、環(huán)保的原位修復(fù)方法，它可以有效去除重金屬污染物，恢復(fù)時(shí)間短，但是單次處理的污泥量有限，處理成本較高，因此通常需要與其他技術(shù)結(jié)合使用，以取得更好的修復(fù)效率。電動修復(fù)技術(shù)在我國分離污泥重金屬的研究方面有很大的潛力，是一項(xiàng)還有待繼續(xù)研究的技術(shù)。

2.2 碳?xì)浠衔锏幕厥仗幚?/h3>

2.2.1 溶劑萃取法

溶劑萃取法的原理為“相似相溶”，是一種按所需比例使用溶劑以從水基質(zhì)中去除非揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)化合物，再通過混合物的蒸餾過程將溶劑從萃取液分離出來的方法。GAZINOU 等[20]將松節(jié)油作為溶劑，從石油污泥中提取石油，發(fā)現(xiàn)可回收石油約占初始污泥量的13%～53%。ZUBAIDY 等[21]研究了甲乙酮（MEK）和液化石油氣凝析油（LPGC）分別作為萃取溶劑時(shí)對石油回收率的影響，結(jié)果表明，當(dāng)萃取溶劑和污泥的比例為4 ∶1 時(shí)，使用MEK 可獲得39%的油回收率，使用LPGC 可獲得32%的油回收率。使用MEK 回收的油顯示出更好的灰分、碳渣和瀝青含量，但硫和碳渣含量較高，因此使用前需要進(jìn)行凈化。ELNAGGAR 等[22]研究了石腦油餾分、正庚烷、煤油蒸餾物、二氯甲烷和二氯乙烯、甲苯和二乙基對半干石油污泥處理效果的影響，結(jié)果表明甲苯溶劑處理效果最佳且更有效。張秀霞等[23]在室溫下使用三氯甲烷作為溶劑，對油田污水開展了提取試驗(yàn)，并在320 ～480 ℃、0.2 MPa 條件下開展了90 min 的水蒸氣蒸餾脫油試驗(yàn)。結(jié)果顯示，在400 ℃下，將三氯甲烷加入污水中，再按1 g 油泥加0.5 mL 水的比例蒸餾45 min，脫油率可達(dá)80%～95%。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超臨界液態(tài)CO2萃取劑和超臨界流體萃?。⊿PE）工藝技術(shù)已成為溶劑萃取法的一個(gè)重要研究方向，其可以將處在常溫常壓下的氣態(tài)物質(zhì)在高壓條件下處理成液態(tài)，從而獲得極高的溶解度，并且具有良好的回收循環(huán)性。常用臨界萃取劑（如二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烯等）的臨界點(diǎn)工作溫度通常較高，而且臨界壓力也較低。

溶劑萃取法是一種有效的處理油田污泥的方法，它可以有效提取出污泥中的有用成分，但由于流程較長、工藝技術(shù)繁雜，只能用于含油量較高的石油污泥。此外，萃取劑價(jià)格昂貴、成本較高，而且當(dāng)石油污泥含水率較高時(shí)，無法將其完全提取出來，會干擾其余成分溶于萃取劑，因此高效脫水劑和優(yōu)化脫水流程是解決這一問題的關(guān)鍵。

2.2.2 表面活性劑清洗法（EOR）

表面活性劑是一種具備雙親性的化合物，能夠改善水溶液的界面結(jié)構(gòu)狀況，從而減少不同類型液態(tài)和固態(tài)相互之間的表面作用或界面結(jié)構(gòu)作用。表面活性劑的疏水基團(tuán)被稱為“尾”，而親水基團(tuán)則被稱為“頭”，這些親水基團(tuán)通常具有極性，可以有效改善水溶液的表面性能，提高水溶液的穩(wěn)定性和流動性，從而增強(qiáng)其在去除有機(jī)污染物方面的應(yīng)用。

表面活性劑具有兩個(gè)處理石油污泥的相關(guān)特性。（1）表面活性劑可以有效減少油-水、水-土壤、油-土壤間的界面張力，提升石油烴類污染物的遷移能力，從而促進(jìn)其從土壤上的解吸[24]。在這種方式下，土壤孔隙中的污染物會分離出來，并且污染物與表面活性劑溶液接觸實(shí)現(xiàn)石油污泥的清洗[25]。（2）表面活性劑在極低的濃度范圍內(nèi)會以分子或離子的形式無序分散在溶液中，當(dāng)濃度增加到飽和或超過飽和濃度時(shí)，即達(dá)到CMC（臨界膠束濃度）時(shí)，其分子便會迅速聚集排列形成具有一定結(jié)構(gòu)的有序結(jié)合體，形成穩(wěn)定的膠束，導(dǎo)致水溶液的基本物理特性產(chǎn)生明顯改變，包括界面作用、電導(dǎo)率、黏度、密度、滲透壓和增溶性等。表面活性劑溶液形成的穩(wěn)定膠束內(nèi)部具有疏水性，會使得具有疏水性的難溶性石油烴類污染物被分配到膠束內(nèi)部，從而提高污染物的溶解度，促進(jìn)其從土壤上脫附，提高處理效果[26]。常用的可增加水相中石油碳?xì)浠衔餄舛鹊谋砻婊钚詣┌ㄊ榛蛩徕c（SDS）、corexit 9527、Triton X-100、Tween 80 和Afonic 1412-7[27-30]。ABDEL-AZIM 等[31]和DE CASTRO DANTAS 等[32]介紹了基于壬基酚聚氧乙烯酯（n=9，n=11，n=13）制備的3 種不同類型表面活性劑的應(yīng)用。溶液體系由4%的無機(jī)酸溶液和10%的水相組成，分別加入NP-9、NP-11 和NP-13作為表面活性劑，加入異丙醇或丁醇作為助劑，以提供更優(yōu)質(zhì)的表面活性性能，系統(tǒng)的平衡為油相（苯-甲苯，1 ∶1），結(jié)果表明該混合液的相分離時(shí)間為6 h，可有效去除污泥中80%以上的水分。此外，該實(shí)驗(yàn)還考察了破乳劑體系組成及濃度對污泥降解的影響，發(fā)現(xiàn)NP-13 型破乳劑對污泥完全降解效果最好。

化學(xué)表面活性劑的應(yīng)用速度快、成本低，但由于其環(huán)境毒性和生物降解性，仍存在一些問題。盡管近年來，人們一直關(guān)注開發(fā)更環(huán)保、可生物降解的生物表面活性劑，但活性劑自身以及降解過后的溶液處理難度較大、適用范圍有限是限制發(fā)展的一大難點(diǎn)。

2.2.3 冷凍解凍法

冷凍解凍法是從石油污泥中回收油的主要方法之一，通過破乳可以將水與油分離。冷凍/解凍處理被用作寒冷地區(qū)石油污泥的有效破乳工藝，冷凍和解凍處理涉及兩種有效破乳機(jī)制：（1）當(dāng)水相在油之前凍結(jié)時(shí)，凍結(jié)水滴的體積會膨脹，導(dǎo)致水分聚集，從而使混合物內(nèi)部發(fā)生混亂，隨著溫度的降低，油也會逐漸凝固；界面張力的存在會使油相在解凍階段凝固，從而通過重力分離不同階段的油和水混合物；（2）油在水之前凍結(jié)，形成一個(gè)固體籠，從而在凍結(jié)過程中捕獲水滴；捕獲的水滴隨著溫度下降而凍結(jié)，表現(xiàn)出體積增大、打開油籠，形成油和水的混合相，然后通過重力分離[33]。林暢等[34]研究發(fā)現(xiàn)冷凍解凍法可以有效破除液體石蠟乳化液，其破乳率高達(dá)90%，且乳珠在冷藏解凍過程中會不斷增大。此外，JEAN 等[35]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，冷凍解凍法能夠有效分離出污泥中的油，且乳化液分為三層。CHEN 等[36]研究發(fā)現(xiàn)，通過冷凍解凍處理后，乳化液中的油和水可以有效分開，其中90%的水可以被分離開來，從而達(dá)到良好的凈化效果。LIN 等[37]研究了4 種不同冷凍方法（冰箱冷凍、低溫浴、干冰和液氮）冷凍脫水的效果，發(fā)現(xiàn)在低溫或干冰中冷凍效果最好，含水量為60%的混合物的脫水效率超過70%。

盡管冷凍解凍法因受溫度、持續(xù)時(shí)間、含水量、水相鹽度、表面活性劑及固體含量等方面的影響而存在一定的局限性，但其非常適用于可能自然凍結(jié)的寒冷地區(qū)。

2.3 污泥有害有機(jī)物去除技術(shù)

2.3.1 熱水解法（TH）

熱水解氧化法是一種有效的處理方法，通過將待處理物料放入密閉容器中，在高溫、高壓條件下，使其中的有機(jī)合成質(zhì)、蛋白質(zhì)出現(xiàn)化學(xué)鍵斷裂，進(jìn)而生成氣體、水分和固態(tài)殘留。在高溫條件下，物料之間的反應(yīng)速率會大幅提升，使得物料中的有機(jī)組分能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)氧化分解反應(yīng)。當(dāng)壓力較高時(shí)，熱水解反應(yīng)可以保持液相的均相狀態(tài)，并且可以分為兩個(gè)階段：氧傳質(zhì)控制階段和反應(yīng)動力學(xué)階段。在這兩個(gè)階段中，溫度是影響反應(yīng)速度的重要因素，因此在高溫高壓環(huán)境下，溫度對熱水解反應(yīng)的進(jìn)行有著至關(guān)重要的作用。

污泥經(jīng)過熱處理后，污水中的大部分粒子被束縛，轉(zhuǎn)變成自由水，而高熱則能夠有效抑制產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌的活動，進(jìn)而降低后續(xù)氫氣的耗費(fèi)，提升產(chǎn)氫量。熱水解技術(shù)可以分為低溫和高溫兩種，前者的溫度一般在60 ～180 ℃，后者的溫度則更高，可以用于污泥預(yù)處理，能夠大大提高處理效率，降低廢物的總量。王治軍等[38]研究表明，由于化學(xué)反應(yīng)持續(xù)時(shí)間的延長和熱水解環(huán)境溫度的提高，污泥固態(tài)的溶解率和有機(jī)物水解能力也會顯著提高。WANG 等[39]發(fā)現(xiàn)70 ℃預(yù)處理剩余污泥60 min 后，氫氣產(chǎn)量從空白組的3 mL/g VSS 上升到7.2 mL/g VSS，這一結(jié)果更加明顯地證實(shí)溫度對于有機(jī)物水解的促進(jìn)作用。GUO 等[40]通過微波法、高溫?zé)崴夥?、多酶和嗜熱菌預(yù)處理殘余活性污泥，發(fā)現(xiàn)熱水解預(yù)處理后氫氣產(chǎn)量最高，可以達(dá)至15.3 mL/g VSS；另外，由于環(huán)境溫度的提高，某些結(jié)合胞外聚合物（特別是酪氨酸和色氨酸等類蛋白質(zhì)）被溶解并轉(zhuǎn)化為可溶性的胞外聚合物，而產(chǎn)氫步驟中產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸會阻止產(chǎn)酸菌的快速水解，細(xì)菌的副產(chǎn)物和腐殖酸在可溶性環(huán)境中積累，形成了累積物，從而影響廢水的有效處理。熱水解預(yù)處理雖然耗時(shí)較長，但能夠有效破壞污泥的結(jié)構(gòu)，消除反應(yīng)過程中的異味，殺滅污泥中的有害病原體和微生物，進(jìn)而大大提升污泥的降解效果。

在熱水解過程中，水的溫度是限制污泥脫水速度的關(guān)鍵因素，溫度的變化會對污泥的脫水效果產(chǎn)生很大影響。熱水解法可以有效促進(jìn)水解過程，并且能夠有效釋放重金屬離子，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ窃趯?shí)施過程中，應(yīng)當(dāng)注意節(jié)約能源，確定最佳的熱水解溫度，以確保反應(yīng)安全性和可持續(xù)性。

2.3.2 超臨界水氧化法（SCWO）

已有研究證實(shí)存在一個(gè)臨界溫度Ta，當(dāng)氣體溫度低于臨界溫度Ta，氣體可通過壓縮轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。當(dāng)氣體溫度高于臨界溫度Ta并且壓力大于臨界壓力TA，此時(shí)難以確定物質(zhì)形態(tài)，只能稱其為流體，其中將流體中條件最接近臨界點(diǎn)A 狀態(tài)下的流體稱為超臨界流體[41]。SCWO 工藝就是利用超臨界水的這個(gè)特性，使有機(jī)物質(zhì)與氧化劑之間產(chǎn)生劇烈的氧化反應(yīng)，在短時(shí)間內(nèi)將不易溶解、有毒的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，將含氮的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氮?dú)饣蛞谎趸龋瑫r(shí)也將氧化磷、氯和硫元素等其他物質(zhì)以水溶性無機(jī)鹽的方式沉淀于超臨界水體，從而達(dá)到凈化環(huán)境的目的?；艟S晶、崔寶臣等[42-43]研究發(fā)現(xiàn)，均相催化劑和非均相催化劑的使用可以明顯提升含油污泥的COD 去除率，與未使用催化劑的情況相比，使用催化劑可使COD去除率增加10.7%；此外，采用乙醇、甲酸、異丙醇和甲醛等作為共氧化劑后，可進(jìn)一步提高含油污泥COD 的除去效果。錢黎黎等[44]利用間歇式沙浴實(shí)驗(yàn)設(shè)備研究了SCWO 在不同條件下處理印染污泥的效果。結(jié)果顯示，當(dāng)滿足反應(yīng)水溫為600 ℃、壓強(qiáng)為26 MPa、氧化系數(shù)為4.0、滯留時(shí)長為5 min 等條件時(shí)，污泥中的有毒物質(zhì)去除率最高達(dá)99.7%。為了進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)的完備性，他們還研究了MnO2、NaOH和CuO 對催化效果的影響，發(fā)現(xiàn)MnO2的催化效果最佳，可進(jìn)一步提高化學(xué)反應(yīng)速率。

SCWO 處理工業(yè)污泥的優(yōu)勢在于反應(yīng)快速、分解率高，以及能夠徹底處理有害物質(zhì)，比其他污泥處理方法更經(jīng)濟(jì)高效。因此，SCWO 在國內(nèi)外受到了廣泛關(guān)注。

3 結(jié)語

危險(xiǎn)廢物污泥作為工業(yè)廢物處理過程中的重要部分，其中的有毒有害物質(zhì)主要為重金屬物質(zhì)和一些難降解的化合物，其中金屬離子的分離提取和化合物的降解是目前最大的難題。對于重金屬的回收，化學(xué)法對回收試劑的提取率要求較高，且其本身就具有一定的污染性；生物淋濾法的操作過程所用時(shí)間太長；電動修復(fù)技術(shù)的處理量較小、成本過高。對于化合物的降解，溶劑萃取法的流程過長且萃取劑價(jià)格較為昂貴；冷凍解凍法對使用環(huán)境有一定的局限性；活性劑清洗成本低、效率較高，但也需要更為環(huán)保的活性劑；超臨界水氧化法作為一種新興技術(shù)還需要更深入的研究。由于工業(yè)危險(xiǎn)廢物污泥種類多且雜，僅僅采用一種處置手段可能無法取得良好的結(jié)果，所以必須采取更加合理的措施，以提高處理效果。為此，可以在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行提高，如在處理前期進(jìn)行減量分批處理，以減小后續(xù)處理規(guī)模，有效降低危險(xiǎn)廢物物質(zhì)的排放量，實(shí)現(xiàn)安全、可持續(xù)的發(fā)展。