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浅析印染固废处理

【摘要】:固废对土壤的危害非常大,介绍固废的来源及分类,深入探讨印染固废的特性,通过介绍固废处置的常规办法,分析印染固废的合理的处置方法,研究其经济性。

【关键词】:混凝;压滤;干化

相对于大气和水,普通人对土壤污染问题认识较少,没有切身的感受。但“常外”事件让我们充分认识到土壤污染的巨大危害性。

总结下土壤危害的几大特点:

1、  难处理性

土壤不同于水和气,由于其固体性质,没有流动性,其处理必须通过加水稀释以及机运

输,这大大增加了处理的难度。同时土壤由于其成分复杂性,各项指标很难鉴定,也就很难处理。

2、  处理成本高

固体性质决定了土壤在运输、置换方面的成本高昂,土壤修复工艺的复杂也决定了处理

成本非常高。

3.  二次污染严重

土壤处理本身工艺需要水和气的介入,必然会产生水和气的二次污染。

4 历时时间长

污染后土壤无法短时间通过人为处理来恢复其效力,必须通过环境的自然改善,恢复期

长。

固体废物广义上讲就是土壤一部分,故固体废物的处理必然是土壤保护的重点。

固体废物是指人们在生产建设、日常生活和其他活动中产生的、对产生者来说是不能用或暂时不能用要抛弃的污染环境的固态、半固态的废弃物质。

按照城市固体废物产生的原因,可将其分为以下四类:

(一)工业固体废物

工业固体废物是在工业生产和加工过程中产生的,排入环境的各种废渣、污泥、粉尘等。

(二)危险固体废物

危险固体废物特指有害废物,具有易燃性、腐蚀性、反应性、传染性、毒性、放射性等特性,产生于各种有危险废物产物的生产企业。

(三)医疗废物

医疗废物,是指医疗卫生机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或者间接感染性、毒性以及其他危害性的废物。主要有五类:一是感染性废物;二是病理性废物;三是损伤性废物;四是药物性废物;五是化学性废物。

(四)城市生活垃圾

城市生活垃圾指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。包括:有机类,如瓜果皮、剩菜剩饭;无机类,如废纸、饮料罐、废金属等;有害类,如废电池、荧光灯管、过期药品等。

我们印染固废就属于工业固体废物,合理的处理印染固废对印染行业的可持续性发展具有举足轻重的作用。

印染固废中大概分以下几种: 

1 初次沉淀污泥,即初次沉淀池排出的污泥。 

2 剩余活性污泥,来自活性污泥法二次沉淀池的污泥。 

3 腐殖污泥,来自生物膜法产生的污泥称为腐殖污泥。

4 新鲜污泥,在污水净化过程中产生的、未经处理的污泥。 

5 消化污泥,初次沉淀污泥、腐殖污泥和剩余活性污泥(统称生污泥)经消

化处理后即称为消化污泥,也称熟污泥。 

6 化学沉淀污泥,用化学沉淀、混凝等化学手段处理废水时产生的污泥

针对无锡蓝博印染废水预处理厂的污泥分析,统称为物化污泥和生化污泥。物化污泥主要是第1项和第6项,此污泥具有微量的毒性和重金属,虽然没有达到危废的标准,但危害依然较大,处置方式要相对安全。生化污泥主要由235组成,由于其主要成分是活性菌种的残渣,对环境的污染非常小,由于其有机活性,部分地区会作为肥料处置。

印染污泥的特性 

污泥的特性可用含水率、灼烧碱量和灼烧残量、相对密度、肥分及燃烧热值等指标进行表征。 

1. 含水率:含水率是指污泥中所含水分的质量占污泥试样总量的百分比。

污泥含水率一般都很高,物化污泥的含水率为99%,生化污泥的含水率为99.6%相对密度接近于1 

2. 灼烧减量和灼烧残量:灼烧减量(GV)和灼烧残量(GR)是在污泥消化过程中使用的重要参数。将污泥试样烘干后置于高温炉中灼烧,污泥中的有机物质燃烧后损失掉。灼烧前后污泥试样的质量损失称为灼烧减量,灼烧后污泥试样剩余部分的质量称为灼烧残量

生化污泥(GV)大于物化污泥。 

3. 相对密度:污泥的相对密度等于污泥质量与同体积的水质量之比,物化污泥相对密度远远高于生化污泥。 

4. 肥分:污泥中通常含有氮、磷、钾等营养物以及植物生长必须的其他微量元素,也含有腐殖质(土壤改良剂),这些都是污泥肥分的组成成分,生化污泥能直接作为土壤肥料,而物化污泥则毫无营养且会对土壤造成污染。

按照印染污泥的特性,我们对其处置方式也采取了多种方式。

1、资源化综合利用(做成肥料)
2
、卫生填埋
3
、焚烧处置(产热可发电、供暖)
4
、含重金属废物可用作水泥、玻璃原料固定
5
、水泥固化后填埋

按照处置方式,我们也发现固废必须通过压滤和干化来保证其含水率在较低的范围。

结合无锡蓝博污水处理项目的情况,我们具体分析和对比了各种压滤和干化手段的优劣。

污泥干化工艺介绍

污泥干化工艺主要分机械压榨干化工艺和加热烘干干化工艺,其中机械压榨干化工艺又包含普通机械干化工艺、隔膜压滤干化工艺、组合式机械干化工艺;加热烘干干化工艺又包含烟气热干化工艺、蒸汽热干化工艺、导热油热干化工艺

1.普通机械干化工艺

工艺介绍

我国常用的普通机械脱水方式为带式压滤脱水机脱水、螺旋压榨式离心机脱水、普通板框压滤脱水、碟螺式污泥脱水机。这几种机械均为通过一级压榨过滤使初始浓度为约97%含水率的污水变成80%水分左右的污泥。

工艺特点

优点:带式压滤脱水机具有低速运行,无噪声,处理量较大;螺旋压榨式离心机处理能力相对较大,可连续运转。普通板框压滤含水率较低,助凝剂使用量较少。碟螺式污泥脱水机投资少,占地面积小,能耗低。

缺点:带式压滤机存在现场环境差、臭味大、湿气大,易造成二次污染,而螺旋压榨离心机则电耗比较大,通常情况下,处理100t/d的污泥,电机功率需要60kW左右,普通板框自动化程度低,单班压滤时间长,人工费用高,碟螺式污泥脱水机污泥处理量小,助凝剂使用量大。另外,以上四种形式处理后含水率只能达到75~85%左右,不能满足污泥进锅炉焚烧的要求。

2隔膜压滤干化工艺

工艺介绍

污水处理过程中产生的污泥通过泵输送到污泥处理池内,经过加药调质(药剂PAM和絮凝剂),搅拌处理,污泥与药剂充分反应,污泥含水率调理为95%~97%,再通过泵输送到污泥隔膜压滤机内,经过过滤压榨后,分解成55%左右水分的干泥,干污泥可通过锅炉焚烧处理。

工艺特点

优点:能直接一步到位将97%水分的污泥直接脱水至55%水分以内,满足循环流化床入炉焚烧的要求,且在低浓阶段脱水效率很高,能耗较低,饼块干燥,气味较小。

缺点:压榨时间较长,一个循环周期时间约3小时;不能连续出料,单台设备处理能力不大,数量较多;板框压滤机滤布采用采用PP或聚酰胺制造,使用寿命不长;隔膜板框由于高压,易破裂损坏;板框压滤机自动卸饼装置有待完善,目前需借助人工卸料,消耗劳动力;需要增加一定量的絮凝剂(木屑或生石灰),增加了运行成本;对加药调质的要求特别高,对泥性的掌握需要非常高的工作经验,实际运行过程中,对泥要进行区分压滤,含油及粘性大的污泥,一般建议不用该种工艺压滤。实际运行过程中,经过过滤压榨后,含水率在60%以上,很难达到理论值。

3组合式机械脱水

工艺介绍

组合式机械脱水是分二级机械脱水,即第一级隔膜压滤机脱水后增加强力带式压滤机二级脱水。主要工艺流程为:污水处理厂含水率97%污泥溶液经污泥泵输送至污泥池储存,经加药调质(药剂PAM),通过螺杆泵进料至隔膜板式机压榨至55%含水率后,经过皮带输送机送至强力带式压榨机压滤至含水率为45%~50%,干污泥可通过锅炉焚烧处理。

工艺特点

优点:隔膜压滤机的优势在于絮凝剂用量低,在低浓阶段脱水效率很高;缺点在于高浓阶段脱水效率低下,造成脱水时间长,产量低。强力带式脱水机的优点在于高浓段采取连续脱水,效率高;缺点在于低浓段药剂用量高,造成运行成本高。组合式机械脱水工艺是在低浓段采用隔膜压滤机,达到55%水分污泥后,再用强力带式机脱水至45%

缺点:投资成本相对高,流程较长,需要人为操作工作较多,无法自动化。并对带式脱水性能要求高,由于采取强力带式脱水机,其压力高,强度大,运行操作难度大,维修工作多。

4利用锅炉烟气余热干化污泥

工艺介绍

利用锅炉烟气余热干化污泥,将污水处理厂经过一级脱水的80%含水率污泥,干化成45%含水率污泥(可控制),主要干化设备为转鼓干化机、滚筒干燥机及流化床干燥机。

工艺特点

优点:利用锅炉烟气余热干化污泥,可以在不用消耗新能源的情况下,将污水处理厂污泥的含水率降低,使污泥干化过程中运行成本较低,开辟了一条废物循环利用,以废治废的有效途径。

缺点:投资大,对于污泥处理量较大的应用场合,烟气环保处理困难,须对大量烟气进行二次处理;安全性、经济性较差,系统设备庞大;需要有热源锅炉烟气。

5而蒸汽热干化工艺、导热油热干化工艺与锅炉烟气余热干化工艺相似,只是导热介质换为蒸汽和油类,能量来源分别来自锅炉和电能。

结论

针对以上几种压滤方式,小印染废水处理厂一般会采取人工少,投入小的第一种普通机械干化工艺,大型污水处理厂80%会采取第二种隔膜压滤干化工艺,节约运行成本。如果有锅炉的厂家,会使用第四种锅炉烟气余热干化污泥工艺,节约运行成本,并做到节能减排的效果。而蒸汽热干化工艺、导热油热干化工艺由于能耗高,费用高,一般吨泥处理费用都在400/吨,一般不用于普通固废处理。

随着国家对土壤问题的重视,以后固废的处置将会更无害化、高标准化,印染固废的处理成本也将更高,这也导致了很多公司和研究机构已经在布局固废消解的工艺,例如高温厌氧污泥消解工艺,污泥碳化工艺等。相信在未来,青山绿水、肥沃的土地不是梦。

参考文献

     [1]肖波,李蓓.有机固废厌氧消化技术研究进展,科技创业月刊, 2006, 19(12):107-109

     [2]马东兵,岳峥 .气浮/还原/絮凝沉淀/MBR/炭滤处理危废处置废水.中国给水排水 2013, 29(12)


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