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污泥处理的难点

污泥处理的难点范文第1篇

关键词:含油污泥 来源 处理方法

前言

含油污泥是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物。污泥中一般含油率在10~50%,含水率在40~90%,我国石油化学行业中,平均每年产生80万t罐底泥、池底泥[1],胜利油田每年产生含油污泥在10万吨以上,大港油田每年产生含油污泥约15万吨,河南油田每年产生5×104m3含油污泥[2]。含油污泥中含有大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质[3],含油污泥若不加以处理,不仅污染环境,而且造成资源的浪费。含油污泥的处理一直是困扰油田的一大难题。

1.含油污泥来源

含油污泥的来源主要有以下几种途径:

1.1 原油开采产生含油污泥

原油开采过程中产生的含油污泥主要来源于地面处理系统,采油污水处理过程中产生的含油污泥,再加上污水净化处理中投加的净水剂形成的絮体、设备及管道腐蚀产物和垢物、细菌(尸体)等组成了含油污泥。此种含油污泥一般具有含油量高、粘度大、颗粒细、脱水难等特点,它不仅影响外输原油质量,还导致注水水质和外排污水难以达标[4]。

1.2 油田集输过程产生含油污泥

胜利油田含油污泥的主要来源于接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥、炼厂含油水处理设施、轻烃加工厂、天然气净化装置清除出来的油沙、油泥,钻井、作业、管线穿孔而产生的落地原油及含油污泥[5]。油品储罐在储存油品时,油品中的少量机械杂质、沙粒、泥土、重金属盐类以及石蜡和沥青质等重油性组分沉积在油罐底部,形成罐底油泥。

中原油田污泥产生主要是一次沉降罐、二次沉降罐、洗井水回收罐的排污。含油污泥本身成分复杂,含有大量的老化原油、蜡质、沥青质、胶体和固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀产物等,污水处理过程中还加入了大量的凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理药剂[6]。

在3~6年的油罐定期清洗中,罐底含油污泥量约占罐容的1%左右。罐底含油污泥的特点是碳氢化合物(油)含量极高。据调查测试发现,油罐底泥中大约25%为水,5%的无机沉淀物如泥沙,70%左右为碳氢化合物,其中沥青质占7.8%,石蜡占6%,污泥灰分含量4.8%[3]。

1.3 炼油厂污水处理场产生的含油污泥

炼油厂污水处理场的含油污泥主要来源于隔油池底泥、浮选池浮渣、原油罐底泥等,俗称“三泥”,这些含油污泥组成各异,通常含油率在10%~50%之间,含水率在40%~90%之间,同时伴有一定量的固体。

2.含油污泥的危害

含油污泥体积庞大,若不加以处理直接排放,不但占用大量耕地,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染,伴有恶臭气体产生,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染,伴有恶臭气体产生,污泥含有大量的病原菌、寄生虫(卵)、铜、锌、铬、汞等重金属,盐类以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物质。

3.常用污泥的处理方法

含油污泥处理最终的目的是以减量化、资源化、无害化为原则。含油污泥常用的处理方法:溶剂萃取法、焚烧法、生物法、焦化法、含油污泥调剖、含油污泥综合利用等。

3.1 含油污泥的脱水

污泥处理的难点范文第2篇

论文关键词:碱预处理,剩余污泥,污泥浓度,填料

 

我国城市污水处理厂主要采用生物法处理污水,目前采用生物法脱氮除磷主要遇到两大难题。一是生物法处理污水过程中产生的大量剩余污泥处理和处置;二是运行中的污水处理厂普遍存在碳源不足而造成脱氮除磷效率欠佳,而投加碳源又增加了污水厂的运行成本。因此如何将这两大难题有效解决成为了近几年来国内外学者的研究重点。

剩余污泥水解过程中产生的大量的挥发性脂肪酸(VFAs)[1-4],可作为化工原料用于发酵工业生产各种高附加值产品,也可为低C/N城市污水提供碳源。采用剩余污泥开发碳源,使得污泥在城市污水处理厂内部进行循环利用,不仅降低了因投加碳源造成的成本,而且能在一定程度上解决污泥的处置问题,实现污泥的资源化、稳定化和减量化。但污泥很难仅通过微生物作用厌氧水解产酸,这是由于污泥细胞的细胞壁半刚性结构,只有通过预处理手段[5-7]破坏细胞壁,才能使细胞内大量溶解性有机质释放填料,提高污泥的水解速率,最终提高污泥的厌氧消化产酸的量。与其它预处理方法相比,碱预处理具有操作简单、方便,处理效果好等优点[8,9]。本研究采用碱预处理方法考察不同浓度的污泥对厌氧产酸效果的影响,以选取碱处理剩余污泥的最佳污泥浓度,并通过添加填料观察填料对污泥水解产酸的影响,以期为低碳氮比城市污泥提供有效碳源并实现污泥的资源化利用。

1材料与方法

1.1底物污泥

试验用泥取自郑州市五龙口污水处理厂的回流泵房和脱水机房。试验用泥每周取一次,取回的污泥在4℃下保存备用。脱水机房取出的脱水污泥,在试验中根据试验需要用蒸馏水稀释至所需浓度。

1.2试验方法

试验共分两个部分,一是污泥浓度对碱预处理剩余污泥水解产酸的影响;二是填料对碱预处理剩余污泥水解产酸的影响。

1.2.1污泥的碱预处理

用6mol/L的NaOH将污泥的pH调到12(±0.1),并使其pH值在缓慢搅拌下稳定5min,得到的污泥混合液在室温下(25-30℃)保存20h以强化碱处理的效果。经过20h预处理的剩余污泥,在反应开始前再利用6mol/L的NaOH调节pH为10(±0.1),刘晓玲[10]等研究发现pH为10的条件下,可显著改善污泥预处理产酸效率,并能维持稳定产酸量会计毕业论文范文。在本试验主要研究污泥经过碱预处理在反应中不调节pH时的产酸情况。

1.2.2污泥浓度对污泥水解产酸的影响

试验装置有效容积为2L,设有搅拌装置搅拌速度为60-80r/min,温控装置控制温度在32℃左右。通过对比不同污泥浓度,研究污泥浓度对剩余污泥水解产酸的影响。

表1 每组试验剩余泥的特征

Tab.1 Characters of waste activated sludgein each groups

 

编号

项目

第1组

第2组

第3组

第4组

第5组

第6组

TS c/mg·L-1

14

37

88

147

177

233

VFAs c/mg·L-1)

32

38

54

90

124

154

TCOD c/mg·L-1

5198

22600

41300

57700

76000

98800

SCOD c/mg·L-1

32

60

88

109

131

174

pH

7.01

7.03

6.97

6.97

污泥处理的难点范文第3篇

关键词:城市污水 污泥 处理方法

伴随着人口的增加和经济的发展,我国资源相对不足的矛盾将日益突出,必须坚持资源开发与节约并举,把节约放在首位。生产、建设、流通、消费等各个领域,都必须节约和合理的利用各种资源,千方百计减少资源的占用与消耗。

一污泥制砖是水处理企业和社会发展的需要

污水处理厂产生污泥简单填埋,是所有污水处理厂处理污泥的主要方法。填埋主要采取两种方式:一种是付费给垃圾填埋场,由垃圾场填埋处置。且不说昂贵的运输和堆放成本,即使作了脱水处理,污泥含水量仍超过80%,给垃圾填埋场带来极大安全隐患。许多垃圾场将污泥拒之门外。另一种是自己置地挖坑填埋,成本更大,还极大地浪费土地资源。一方面因污泥中有机物含量高容易腐化发臭,另一方面污泥中含有大量细菌,易传播疾病,给城市生态环境构成威胁。污泥中的有害物质经过雨水侵蚀和渗漏,不同程度地污染了地下水环境。不明原因的大规模死鱼事件接踵发生就与污泥污染有关,污水处理厂由于数量太大,含水率高难以堆积而被垃圾填埋场拒收,加之历史堆积的数万吨,因此常常被环保部门重罚。这些无路可去的污泥已成为污水处理厂身上的沉重负担。

二卫生填埋处理

污泥的土地填埋技术经过40多年的发展,已经趋于成熟。但由于填埋技术对污泥的土力学性质要求较高,随着污泥量的增加,大面积选址更加困难,特别是在人口稠密的国家;同时填埋并没最终避免环境污染,而只是延缓了污染产生的时间。例如有害成分的渗漏可能会对地下水造成污染,填埋场废气排放等。这都决定了填埋处理不是可以长久依赖的污泥处置方法。

污泥填埋有填地与填海造地两种。污泥消化后经脱水再进行填埋是目前国内许多大型污水处理厂中常采取的方式,经过消化后的污泥有机物含量减少,性能稳定,总体积减少,脱水后作填埋处置是一种比较经济的处理方式。但由于消化装置工艺复杂、一次性投资大、运行操作难度大,实际运行经验表明往往难以达到预期的效果。况且脱水污泥含水率大大高于普通生活垃圾卫生填埋场所要求的30%含水率,因此需再经处理才能送生活垃圾填埋场填埋;或者设置专用的污泥填埋场,根据污泥的含水率及力学特性等因素进行专门填埋,但此法有占地较大,选址受阻及存在二次污染隐患等缺点。污泥填埋的操作要求与垃圾填埋相似。污泥填埋场的渗滤液属高浓度有机污水,必须集中加以处理;污泥填埋场四周应设围栏,并采取相应的防蚊蝇、防鼠措施,未经干燥焚烧处理的污泥,宜小规模分层填埋,生污泥泥层厚度应小于0.5m,消化污泥泥层厚度应不大干3m,泥层上面铺砂土层为0.5m,彼此交替进行填埋,并设置通气装置。污泥焚烧灰渣填埋时,可不分层填埋。

三土地利用

城市污泥之所以能利用于土地。主要是因为污泥中含有丰富的有机营养成分氮、磷、钾等元素,有机物的质量分数一般为60%一70%,其含量高于农家肥,是肥田、改良土壤、园林绿化建设的好材料。但是,污泥中含有大量的病原菌、寄生虫(卵),以及铜、铝、锌、铬、砷、汞等重金属和多氯联苯、放射性核素等难降解的有毒有害物质。

污泥的土地利用主要有农田回用、园林绿化、改良土壤、堆肥等。城市污水处理厂产生的污泥含有大量的有机物和N、P、K等丰富的营养成份,但经过脱水后,颗粒细微、含水率高,干化后呈硬块和粉灰状,直接施肥非常困难,国外常采用高温干化造粒或与工业废料、城市垃圾、农业桔杆混合发酵处理生产有机肥料。前者工艺简单,但耗能较高,成本高,只有少数发达国家采用。后者设备较少,耗能较低,占地面积大,成本低,几十年来各国普遍采用。

四焚烧处理

焚浇是剩雳污混中宥撬成努蒜,具有一定热值的特点来处置污泥。以焚烧为核心的污泥处理方法是比较彻底的处理方法。焚烧的优点在于其产物为戈菌、无臭的无撬残渣,逐速实现无菌化程减量诧(减少60%)的目的,引。但由于设备、能源及操作费用所限。而且由于污泥中含有大量的有机物,燃烧时会产生大量的有害物质,如二恶英、二氧化硫、盐酸等气体容易造成二次污染。同时,形成的重金属的烟雾和污泥灰烬没有好的方法进行利用,有造成二次污染的可能性。另外,焚烧浪费了污泥中的大量营养物质引。这些不利之处都限制了该种方法的广泛应用。

五处置及利用方法

目前.国内外在污泥制动物饲料、吸附剂、石油化工原料等技术方面也进行了大量研究,但这些技术都处于研究阶段,能否推广,还要等待时日。结合我国的国情和发展.现在较适用的污泥处置技术是污泥的肥用和制造建材。

⑴污泥堆肥

污泥堆肥是农业利用的有效途径.它是在好氧条件下,利用嗜温菌、嗜热菌的作用分解污泥中的有机物质并杀灭传染病菌、寄生虫卵与病毒,提高污泥肥份。用污泥对农田、林地、草坪施肥或进行土壤改良以及用于市政绿化、育苗等,不仅可改善土壤的理化性质,增加土壤肥力,促进树木、花卉及草坪等的生长,而且可避免污泥中的重金属、有毒有机物因食物链的生物富集效应对人畜产生的危害。除此之外土壤的自净能力还可使污泥进一步无害化。因此土地利用是一种积极的、生产性的污泥处置方法。污泥堆肥发酵在国内的试验较多,也取得了一定的成果。目前已经成为污泥农田利用的一个重要手段。

污泥堆肥采用的主要方法有:(1)生污泥堆肥•(2)熟污泥堆肥}(3)好气和厌气堆肥或综合堆肥。所谓生污泥即未经过好氧或厌氧消化处理的污泥,其有机物含量较高(大干55%),总碱度较低(小于pH6.5),含有大量活的寄生虫卵,病原菌等,需要补充的碳源较少。所谓熟污泥是指经过中温消化处理的污泥,此污泥的有机物在消化过程中被分解了一部分,病原菌绝大部分被消灭,污泥已基本稳定。一般情况下脱水、于化可以直接用于林业、果园。由于消化后污泥纤维素减少,不能直接用于水田和花卉。污泥厌气堆制的肥料有臭味,适用于农业、林业、园林绿化,不适用家庭用肥。污泥好气堆制的肥料不仅适用农业等用肥,还适用于家庭用肥。为减少占地面积,加速制肥速度,可综合厌气堆肥成本低和好气堆肥时间短的优点,进行综合堆肥。

⑵合微生物肥

复合微生物肥料是一种很有应用前景的无污染的生物肥料,此类肥料在我国主要依赖于进口。试验生产刚刚起步。生产工艺主要以脱水污泥作原料,制成固磷菌、解钾细菌、解磷细菌三种互不产生抵抗作用的微生物肥料。因菌种含有芽孢,所以耐高温、耐干燥,施入土壤后不仅固氮、还可分解磷钾,促吸收,比其它生物肥的存活时间要高出2~3倍。

⑶建材利用

污泥可用于制砖和制纤维板。污泥制砖有干化污泥直接制砖和污泥灰渣制砖两种方法。用干化污泥直接制砖时,当污泥与黏土按质量比l:10时,污泥砖可达普通红砖的强度,利用污泥灰渣制砖时,灰渣的化学成分与制砖黏土的化学成分是比较接近的,制砖时只需添加黏土与硅砂,比较适宜的配料质量比灰渣:黏土:硅砂为100:50:(15~20)。污泥制纤维板,主要是利用活性污泥中含有的粗蛋白(有机物)球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐的水溶液这一性质,在碱性条件下加热、干燥、加压后,发生蛋白质的变性作用,从而制成活性污泥树脂,使之与漂白、脱脂处理的废纤维压制成板材,其质量优于国家三级硬质纤维板。同时,污泥还可以用来生产水泥。

⑷利用污泥生产沼气

沼气是有机物在厌氧条件下经厌氧细菌的分解作用产生的以甲烷为主的可燃性气体,是一种比较清洁的燃料。.Im3沼气燃烧发热量相当于Ikg煤或是0.7kg汽油,沼气中甲烷的含量约占50%~60%,二氧化碳的含量占30%左右,另外还有一氧化碳、氢气、氮气、硫化氢和极少量的氧气。污泥进行厌氧消化即可制得沼气。对日处理能力在10万m,以上的大型二级污水处理设施产生的污泥,宜采用厌氧消化制沼气。沼气的利用途径很多,在实际工程中主要用于沼气发电和用沼气发动机带动鼓风机;在污水处理厂的运行费用中,电费开支始终占了很大部分,而按我国目前的技术水平,利用沼气解决污水厂30%的能源需求是可以做到的,国内已有不少成功的先例。利用污泥制沼气,不仅可以解决污泥出路问题,而且对节约能源和降低污水厂运行费用都有很大意义。通过分析污泥的基本特性,积极开展减量化,无害化、稳定化和资源化技术的研究,以降低污泥处置费用,解决污泥的长期出路问题。目前的污泥处置方法由于各自存在的问题,给污水处理带来了沉重的负担。污泥处置已从过去仅仅作为污水处理的一个单元发展成了令污水处理厂不得不优先考虑的重要环节,因为污水处理厂50%的费用是用于污泥处置的。在经过了无害化、资源化阶段之后,剩余污泥处置必将进入一个新的减量化发展阶段。对污泥的处置,应坚持:一方面做好污泥的减量化,使得剩余污泥尽量减少,另一方面要做好剩余污泥的处置,真正做到无害化、资源化、走可持续发展的道路。城市污水处理厂污泥除了土地利用外,可以经干燥焚烧后,利用其热值发电,还可作为建筑材料而派上用场。因此,城市污水处理厂污泥的处理处置与资源化的相结合,必将成为城市污水污泥的最终出路。

污泥处理的难点范文第4篇

【关键词】污水处理厂;污泥;资源化利用

随着我国工业化与城市化的进程加快,水污染问题变得越来越突出,公共环境安全问题已经成为了全社会所关心的焦点,对污水问题进行处理已经成为共识,但是,随之产生的污泥成为了新的研究问题。如果对污泥只是简单的填埋那么会产生二次污染,所以,怎样把数量巨大、成分复杂并且含水率高的污泥进行安全有效的处理,已经成为人们关注的重大问题。

1. 污水处理厂污泥处置现状

当前,在我国污水处理厂污泥处置方法当中,污泥用作农业大约占了百分之四十五,用作陆地填埋大约占了百分之三十,用作其他大约占了百分之十,没有处理的污泥大约占百分之十五[1]。污泥是污水处理之后剩下的附属品,主要是由有机残片、无机颗粒、细菌菌体等成分组成的复杂的均质体。我国在污水处理的过程当中对污泥的重视还不够。早期的污水处理厂,因为没有规范的监管,所以对于污泥处理工艺尽可能进行简化,近几年刚建的污水处理厂都向着简单化发展,对污泥的处理形式过于简单,仅仅将污泥脱水、浓缩、外运,并没有中间的消化过程,更没有对其消除危害,如果像这样大批污水处理厂开始投产运营之后,产生大量的污泥和有害物质将会环境产生巨大的危害。

2.污水处理厂污泥处置现存问题

2.1 各种污泥进行处置的方法存在不足

当前污泥处置的方法主要有农用、焚烧、填埋和排海等,这些处理的方法都存在这一定的缺陷[2],比如说卫生填埋法,因为污泥填埋对于污泥的土力学性质的要求是比较高的,需要的场地面积较大,而且运输费用较高,地基需要进行防渗透的处理才能避免地下水的污染,但是这样的方式不能从根本上解决问题,只是将污染的时间减缓了。有害的成分产生渗漏现象可能对地下水产生污染,还有填埋的废气排放等等,这些问题都说明土地填埋从很多方面来说都不是我们可以运用的长久的方法。

2.2 对污泥处理的重视不足,污泥处理的难度提高

随着社会经济的发展,我国当前对于污水处理技术产生了许多的关注,污水处理的工艺也日渐成熟,处理的标准也随着对于环境问题的重视也不断的提高。但是因为经济和管理等多方面的因素而对于污泥处理的重要性产生了忽视。另外,因为许多的工业废水超标排放,雨水流经和农业排水等各种各样的污水来源的问题,让污泥的成分变得越来越复杂。污泥房中存在着大量的人工合成的难降解物质、病原微生物和重金属,这样污泥处理的难度大大地提高。

2.3 大量小型污水处理厂站污泥问题没有解决

随着我国近年来城市建设的发展,许多新建的住宅小区和经济技术开发区离市区较远,污水在短时间内没有办法排进市政管道当中进行集中地处理,所以不得就近建造许多小型污水处理厂,但是大部分的污泥都没有进行合理的处理,长此以往就会对环境产生很大的危害。这样的小型污水处理厂站的污泥问题等待着解决。污泥处理已经成为了污水处理厂进行设计和运行之中首先要考虑的环节。

2.4 随着污水处理排放标准提高,污泥处理面临新的问题

为了防止水体产生富营养化的现象,污水处理当中不仅要将有机物去除还要对许多的无机物进行去除,另外我国的水资源逐渐紧张,很多的城市甚至存在着缺水的现象,污水回收利用对它们来说有着十分重要的意义,然而污水回收利用需要进一步的去除污水中的污染物质,出于这样的原因,污泥产量也不断的增加,并且生物除磷技术要充分考虑污泥中的返回负荷,这就使污泥的处理提出了许多新的要求。

3.污泥处理厂污泥处置改进对策

3.1 建立污泥处置的相关标准

我国到现在为止也没有制定出一个比较健全并且科学的污水污泥处置的标准体系,这样就很难指导污泥处置工作的顺利开展以及污泥处置当中的工程实践,这就对污泥最后的处置产生严重影响,导致污水处理厂污泥随意外运现象的产生。为了使污泥处置更加系统化,需要确立出有关的标准来指导实际生产。并且与我国实际的国情相结合,不断地开展技术政策和技术规范地研究,建立起具有我国特色的技术规范[3],让我国污水处理厂产生出的污泥都能够得到有效的利用,促进我国社会的可持续发展。

3.2 尽快展开污泥减量化的研究

在污泥资源化利用进行操作比较困难的情况之下,我们要尽可能的减少污泥的产量,最大限度的节约所占用的空间,这是污泥处置所研究的重点。焚烧法是减少污泥体积的最有效的方法,既可以快速减少污泥又可以使污泥达到较大程度上的减少,并且它可以将污泥变成一种燃料资源,当然,也应该从我国的国情出发进行研究,找到更为先进的污泥减量化的方法。

3.3 尽快展开促进消化进程的研究,实现污泥无害化

当前最经常使用的方法是污泥消化处理。厌氧消化是当前国际上最先进的方法也是最为经济的方法。污泥厌氧消化可以使污泥减量并且较为稳定,它可以有效地将污泥的恶臭减轻和杀死其中的病原微生物,达到最为卫生的指标,污泥的脱水性和稳定性也会得到很大的改善。

3.4 集中建立污泥处理中心,降低污泥处置费用

英国在1998年就建立了集中地污泥处理中心,将很多污水厂的污泥集中运到中心进行统一的处理,这样可以很大的减少污泥处置所产生的费用,对于我国来说,尤其是中小型的污水处理厂,为了最大化的节省费用,这是一个很值得我们借鉴的发展出路。

4.污泥处理厂污泥综合利用价值分析

污泥是在污水处理的过程中所产生的,不同污水处理方式所产生的污泥的量也是不一样的,污泥当中既含有大量的重金属元素和寄生虫等有害的物质,但是也存在着许多的氮、磷,钾等营养元素,对污泥进行综合的利用可以促进我国的可持续发展,发展循环经济,促进资源节约型社会的建立,可以实现污泥减量化、无害化和稳定化的发展,目前对于污泥的利用主要可以运用在以下几个方面:将污泥用在果园、农田和林地,让污泥成为它们的养料,最大化的实现土地利用价值,还可以将污泥用在水泥制造,瓷砖制造和陶瓷制造等方面,让污泥促进建筑行业的发展,还可以把污泥应用在热能的制造等方面,这些措施都会显现污泥资源化的发展。

5.污泥处理厂污泥综合利用策略

污泥处理厂污泥的综合利用策略主要体现在以下几个方面:

第一:污泥堆肥。污泥中含有大量的有机物质,有着重要的养分,可以和猪羊牛粪等农家肥相比较,但是其中也含有许多的有害物质,因此,在进行利用之前要先去除这些有害物质,将病菌杀死再进行使用。

第二:污泥硝化制沼气。当处理厂规模比较小,污泥数量少的时候可以采用这样策略。这种策略的优点是比较方便我们进行操作和稳定,同时,处理过程需要排出的污泥量也比较少,但是所花费的费用比较大,能耗也比较多。

第三:污泥低温热解制燃油。污泥低温热解是一种正在发展当中的回收型污泥热化学处理的技术,可以将污泥有机质进行催化,产生活性衍生燃料的技术,在这个过程当中,污泥转化成燃烧特性较为优越的碳、油和可燃气,剩余的能量用燃料油的方式进行回收。

6.结语

随着我国工业化与城市化的进程加快,水污染问题变得越来越突出,公共环境安全问题已经成为了全社会所关心的焦点,对污水问题进行处理已经成为共识,但是,随之产生的污泥成为了新的研究问题。如果对污泥只是简单的填埋那么会产生二次污染,所以我们要对污水处理厂污泥处置和资源化利用进行关注与分析,促进我国各种资源的合理利用。

参考文献:

[1] 张培玉,城市污水处理厂污泥的综合利用与资源化[J].环境科学技术,2009(32)

污泥处理的难点范文第5篇

关键词:电镀污泥;危害;重金属;固化稳定化;生物技术

Abstract: Electroplating sludge containing high chromium, cadmium, zinc and other heavy metals, to the pollution of the environment, at home and abroad in recent years on electroplating sludge treatment technology of solidification stabilization technology, a landfill and stacking, heavy metals, recycling technology. The main processing technology undertook an analysis, think biology technology will make the future treatment of electroplating sludge within the field of an important research direction.

Keywords: Electroplating sludge; harm; heavy metal; solidification stabilization; Biotechnology

中图分类号: V261.93+1 文献标识码:A文章编号:

电镀污泥是指电镀行业中废水处理后产生的含重金属污泥废弃物,被列入国家危险废物名单中的第十七类危险废物。作为电镀废水的“终态物”,虽然其量比废水要少得多,但由于废水中的铜、镍、铬、锌、铁等重金属都转移到污泥中,电镀污泥对环境的危害要比电镀废水严重。如果对这种危害性极大的电镀污泥不作任何处置,其对生态环境的破坏是不言而喻的,另一方面,如果对电镀污泥中品位极高的重金属物质不加以回收利用,也意味着资源的巨大浪费。因此,对电镀重金属污泥进行无害化处置和资源化综合利用具有重大意义。

1 来源

电镀生产工艺如下图

在整个电镀生产过程中,在清洗过程中产生大量废水,去油除锈产生大量酸碱废水,电镀后的清洗废水中含有金属元素如:铜、铬、镍、锌、镉和有机金属光亮剂等。

电镀废水处理工艺主要采用化学法,而此办法处理电镀废水后形成许多的沉淀物,统称为电镀污泥。由于电镀废水自身含有Cr、Zn、Cu、Ni等重金属离子,在处理过程中又加入NaClO、Na2S、FeSO4、NaOH、Ca(OH)2等各种化学药剂,因此电镀污泥的成分十分复杂。

2 危害

电镀污泥是一种废渣,属于危险废物,因此,必须按照国家有关危险废物管理办法,进行妥善处置,否则将造成二次污染。电镀废水处理过程中产生的污泥含有有害重金属,它具有易积累、不稳定、易流失等特点,如不加以妥善处理,任意堆放,其直接后果是污泥中的铜、镍、锌、铬等这些重金属在雨水淋溶作用下.将沿着污泥一土壤一农作物一人体的路径迁移,并可能引起地表水、土壤、地下水的次生污染,危及生物链和人体健康,造成严重的环境破坏。

3 电镀污泥处置技术

尽管污泥的总量比废水小,但要处理好污泥却比处理废水还困难难。针对电镀污泥的特点及其危害性.从环境污染防治和资源循环利用的角度考虑,电镀污泥的处理有以下两个原则:一是经过处理后,污泥不会引起二次污染,即无害化处置;二是对污泥中的重金属资源进行综合回收,即资源化利用。

3.1 固化稳定化技术

固化过程是利用添加剂改变废物的工程特性(例如渗透性、可压缩性和强度等)的过程,主要包括:水泥固化、石灰固化、热塑性固化、熔融固化、自胶结固化。常用的固化剂有水泥、沥青、玻璃、石灰和热塑料物质等。其中水泥固化[1]是最常用的固化技术,水泥固化具有对电镀污泥等重金属废物处理十分有效、投资和运行费用低、原料廉价易得,操作简单,固化体稳定等优点。但它也存在占地面积大。固化体内重金属不稳定等缺点。针对这一问题,近年来提出了用高效稳定剂进行无害化处理的概念[2]。

3.2 填埋和堆放

填海曾经是电镀污泥处置的一条途径[3],但为了保护海洋,美国和欧美都相继禁止了固体废物填海处置,因此目前电镀污泥等固体废物的主要处置办法为安全填埋。电镀污泥的主要污染成分Cr(OH)3,当暴露于空气中,能在碱性条件下,被空气中的O2氧化,使Cr3+可逆性转变成Cr6+,电镀污泥若不加处理而任意堆放填埋,受到风吹雨淋,会致使污染扩散,给环境带来更加严重的后果。

3.3 回收电镀污泥中的重金属

在电镀污泥中回收重金属的方法主要有[4-6]:浸出-沉淀法、电解法、熔炼法、氢还原分离法等。

浸出-沉淀法主要有酸浸和氨浸两种工艺。酸浸法的主要特点是对铜、锌、镍等有价金属有较好的浸出效果,但对杂质的选择性较低;氨浸法则对铬、铁等杂质有较高的选择性,但对铜、锌、镍的浸出率较低。目前国内外主要采用氨浸。氨浸法主要利用在弱酸条件下NH3-(NH4)2SO4体系中金属元素生产的不同的产物将其分离[7]。采用氨络合分组浸出-蒸氨-水解渣硫酸浸出-溶剂萃取-金属盐结晶回收工艺,可从电镀污泥中回收绝大部分有价金属,铜、锌、镍、铬、铁的总回收率分别大于93%,91%,88%,98%,99%[8]。

电解法主要针对含Fe(OH)3和Cr(OH)3组分的污泥,武汉冶炼厂将一定量的水和H2SO4加入到污泥中,沸腾后静止、过滤,滤液移至冷却槽,在滤液中加入1~2.5倍的硫酸铵,生成Cr2(SO4)3和Fe2(SO4)3,根据铬矾和铁矾溶解度的不同而达到铬、铁的分离,可回收90%以上的铬。

熔炼法主要以回收电镀污泥中的铜、镍为目的[9],以煤炭、焦炭为燃料和还原物,辅料有铁矿石、铜矿石、石灰石等。熔炼以铜为主的污泥,炉温在1300℃以上;熔炼以镍为主的污泥,炉温在1455℃以上。

3.4 材料化技术

电镀污泥的材料化技术是指利用电镀污泥为原料或辅料生产建筑材料,制作肥料,或者其它材料的过程。

烧砖法是真正能够大量消纳污泥的电镀污泥处置和利用方法。龙军等人[10]将电镀污泥与黏土按一定比例制成红砖和青砖并对样品进行浸出实验,结果表明青砖浸出液中午Cr6+检出,是安全可行的,但要采用合适的配比,否则其它金属的浓度可能超过国家标准。

含锌、铜的氢氧化物污泥可以加工制成锌、铜复合肥[11].研究表明,锌、铜复合肥能促进早稻的前期生长,而且能够提高水稻叶片中叶绿素含量,对减轻早稻僵苗,有明显作用。

4 分析与展望

电镀污泥的成分和性质十分复杂,其有效处理一直是研究的重点和难点,目前通行的固化污泥的做法,存在着再次污染环境的危险。因此,开发适应可持续发展的电镀污泥处理方法是迫切的,而电镀污泥资源化利用是进展最为迅速的。其中生物技术在环境污染治理方面已显现强大的优势,生物方法将为电镀污泥处理提供新的发展方向。

参考文献:

[1]贾金平,杨骥.电镀重金属污泥的水泥固化/稳定化处理[J].上海环境科学,1999,,1(5):229-232.

[2]赵由才等.危险废物处理技术[M].北京:化学工业出版社,2003

[3]王伟等.我国的固体废物处理处置现状与发展[J].环境工程,2003,21(4):44~47

[4]梁俊兰.从电镀污泥中回收镍[J].有色冶炼,1999,28(6):46-48.

[5]陈凡植,张岸飞等.含铜镍电镀污泥的综合利用[J].环境与开发,2001,16(1):20-25.

[6]陈凡植,陈庆邦.从铜镍电镀污泥中回收金属铜和硫酸镍[J].化学工程,2001,29(4):28-33.

[7]祝万鹏,杨志华,关晶等.多组分电镀污泥酸浸出液中铁的分离[J].化工环保,1997,17(1):6~11

[8]祝万鹏,杨志华,李力佟.溶剂萃取法提取电镀污泥浸出液中的铜[J].环境污染于防治,1996,18(4):12~15

[9]李红艺,刘伟京,陈勇.电镀污泥中铜和镍的回收和资源化技术[J].中国资源综合利用,2005,3(12):7~10

[10]贾金平等.富铁电镀污泥合成磁性探伤粉的研究[J].上海环境科学,1996,15(4):31~33

[11]张锡明.浅谈电镀污泥的金属回收和无害化处理[J].资源节约和综合利用,1990,(3):41~44

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