水质监测

目前印染污水治理的方法已有许多，效果也比较明显，但污泥的治理要比污水治理复杂得多，治理难度也较大，这是行业共识。那么印染污泥处理之难，难在何处？印染污泥处理处置工作进展缓慢的根本原因是什么？国内有哪些适用的污泥处理技术？国外哪些经验可供借鉴？针对这些行业关注的焦点，本期《印染专刊》围绕印染污泥的处理，从技术、设备等多个角度来剖析印染污泥的处理和处置问题。
         1 印染污泥处理之难，难在何处？
         印染废水经过污水处理厂的处理，在达标排放的同时所产生的污泥，通过机械脱水后，含水率一般为80%左右。据广州唯佳安达公司总经理张志军介绍，由于印染行业本身因使用原料、产品品种、产品加工方式等不同产生的污泥成分也不尽相同，如使用硫化染料的企业，硫化物的含量势必较高。“通常来讲，印染废水的水质变化大、有机污染物浓度高、色度和酸碱度变化大等特点，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。”
         另外，印染污泥一般惰性物质较高，例如牛仔服装洗漂废水产生的污泥含砂量很高，而有机物、病原菌等含量少，热值较低，一般重金属含量高。
         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。无机污泥则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，而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。
         2 印染污泥产生的比例到底是多少？
          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立方米污泥，经脱水成约0.6立方米干泥（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立方米干污泥。以一个日处理10000吨染整废 水厂为例，每天就有15立方米干污泥产生。
          据不完全统计，随着经济高速发展，我国日排放1.5万t左右印染污泥，业内专家表示，印染污泥的处理处置已经成为我国许多城市可持续发展的重要制约因素。
         3 印染污泥处理处置工作
         进展缓慢的根本原因是什么？
          如果下决心解决污泥问题，资金应该不是最大的问题。目前主要是在污泥处置方向、技术路线方面，大家的分歧比较大，还没有形成统一的认识。
          “污泥的处理和处置是两个阶段，要明确区别、分开考虑。”中国人民大学环境学院王洪臣教授首先强调，要解决污泥问题，得首先明确处置方向，据此倒推相关标准，然后才是选择处理技术，以及形成商业模式、付费等。“污泥处置事关其最终去向，不是技术问题，应该由国家确定；具体技术则是企业的事。”
          他认为，在污泥处置方向上至今无法达成统一是造成相关工作进展缓慢的重要原因。“很多地方政府、企业比较茫然。尤其是地方政府为谨慎起见，还在持观望态度。”土地利用派、焚烧派、填埋派……在污泥最终去向的问题上，目前从上至下，从部门到专家，分歧明显；甚至在污泥是污染物还是资源的问题上，都还有截然不同的意见：认为污泥是污染物者，处理处置就是环境安全为重；认为是资源者，就强调综合利用。
         其中，围绕污泥能否土地利用这一焦点议题，争论最为集中。记者了解到，在部委层面，国家发改委和建设部态度较为一致，主张相关重金属等控制指标达标后可以进入土地；环境保护部则主张不能进入农业，可以用于沙化地改造等；农业部则是坚定的反对者，认为即使达标也不行。对焚烧路线，各部门之间也有争议。
         4 国内有哪些适用的污泥处理技术？
          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。记者从相关专家了解到，目前适合应用于印染废水污泥处理的方法主要有：
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。理论上说，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的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ppm。经过处理印染污泥获得的CH4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。
         好氧消化
         污泥好氧消化分为两大类：一是湿法，二是固态法。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。
         超声波处理
         超声波处理是一种新兴的、有效的用以加强污泥的可生化性的机械预处理方法，并且对于所有污水处理设施中污泥的处理和处置都十分有效果。超声波处理是通过扰乱污泥原有的物理、化学和生理性质来提高其可消化能力。崩解的程度取决于声处理的参数以及污泥的特性，因此，最佳参数的评价因声处理设备和受处理污泥的不同而有所区别。超声波处理的试验设施表明，生物气体的产量提高了50%，此外能量衡算显示获得的净能量与超声波装置的电耗的平均比率是2.5。
          在我国，将超声波用于污泥减量的研究虽然在上个世纪末就已经开始，但大量的研究还是在近几年才出现。虽然起步晚，但发展速度非常快，尤其是近3年来，中国对超声波污泥减量技术的研究已经占到总体研究的一半以上。然而，我国的超声波污泥减量技术在实际应用领域的现状并不乐观，将超声波用于污泥处理的案例目前在我国还比较少见。
生物捕食
          微型动物在污水处理工程中通常指原生动物（Protozoa）和微型后生动物(Metazoa)。污水处理系统常见的有纤毛虫、鞭毛虫和肉足虫等原生动物，以及寡毛虫、轮虫和线虫等后生动物。生态系统中食物链越长，能量损失越多，合成生物体消耗的能量就越少，生物总量也就越小。因此，污水处理系统中由细菌、微型动物等微生物构成的食物链越长或食物中链微型动物捕食能力越强，污泥产量就越小。污水处理系统中，附着型缘毛类纤毛虫、附着型寡毛虫和一些软体动物等微型动物能直接摄食细菌、悬浮性固体和絮状活性污泥或生物膜，导致污泥减量。目前，微型动物捕食污泥减量工艺主要有淹没式生物膜法、两段式生物反应器和微型动物直接接种法和蚯蚓生态滤池。
         高速生物反应器
         高速生物反应器技术是在利用土壤处理污泥的基础上发展起来的。利用土壤中的微生物处理污泥，由于系统是开放的，因而会受到气温和土壤湿度的影响，使土壤利用的时间和区域受到一定的限制。