印染废水处理厂的剩余活性污泥处理方法

程唐渊(宁波申洲针织有限公司，浙江 宁波 315800)

0 引言

印染废水中含有非常多的浆料、燃料、活性剂、有机物等物质，碱性强、且色度大，是处理难度大的工业废水之一。现阶段，对印染废水进行处理的方法主要是生物法和物化法相结合的技术。活性污泥法是现阶段普遍使用的处理方法。该方法具有简单操作、处理量大等优势，在印染废水处理中广泛应用，但是该方法却会剩余大量活性污泥，污泥量占据了废水量的0.5%左右。与传统的废水处理方法相比，剩余污泥处理过程中的资金消耗要大的多，在废水处理成本中占比达到15%～28%左右，运行成本占总体运行成本的20%～45%左右，给污水处理产生严重的负担。现阶段，基本上会使用海洋倾倒、堆肥、土地利用、卫生填埋、焚烧的方法进行处理。而以上方法会对环境造成严重威胁。为此针对当前我国印染废水处理过程中产生的活性污泥提出更先进无害的处理技术非常关键。

1 剩余活性泥的处置方法

1.1 印染污泥干化以及焚烧

烘干剩余污泥就是热干化。经过热干化处理的污泥变形粉末状或者颗粒状，体积会变成原来的4/1或者5/1，同时微生物在含水量极低的污泥粉末中无法生存，这样的特点为长时间运输和储存提供了良好的条件。热干化中实现了对剩余活性污泥的灭菌，提高了污泥的卫生指标，全面改善了污泥性能，这样产生的产品也可以直接替代能源。但是值得注意的一点是，污泥在处理过程中会减少水分，但是污泥还是含有很多的有机质，所有这样的处理方法并不是一种稳定化处理。

干化过程中需要消耗非常多的能源，导致污泥处理过程中的成本增加，但是若是能够对综合利用的厌氧技术，就可以实现对污泥消化过程中产生沼气的充分利用，从而实现以废治废。污泥焚烧额度特点主要是能在较短时间内实现对污泥的减量化处理。在创造了新的污泥处理方法的同时，也实现了污泥中能量的消耗，病原体能够得到有效处理。还可以回收利用剩余污泥焚烧过程中产生的热量，产物中的重金属含量非常低对环境也不会造成危害。但是这种方法的缺点是，运行成本高，也会产生大量污染气体、噪声以及热辐射，同时释放二氧化硫，可能会对大气造成危害，为此需要提高剩余活性污泥的焚烧技术，避免其恶劣影响。

印染污泥中存在大量的有害物质，为此焚烧过程中也可能会出现有害气体，提高了对燃烧环境及技术的要求，产生的污染物的处理难度较大，需要较高的热值才能实现其物质的处理。

1.2 印染污泥填埋处理

填埋处理是剩余活性污泥处理的方法之一，但是在此过程中必须要保证污泥的力学性能达到要求，具体为单轴压强不小于45kPa，横向剪切压强不小于23kPa，为此就需要在污泥脱水过程中找到最佳的脱水方式。当前，我国对于污泥的脱水方法主要以化学法为主。混合的化学制剂主要分为有机药剂和无机药剂两种。无机药剂主要包括硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁，有时候也会使用膨润剂等无机药剂。在对印染污泥进行调理过程中，要重视利用石灰石进行硬度的调节。为此可以将无机药剂及石灰石共同形成稳定且能够承受高压的结构，实现对污泥结构性能的改善。而有机化学药剂则是使用人工合成的高分子化学药剂，包括聚乙烯、聚丙烯等，有机化学药剂的处理过程中不会产生其他固体物质。

无机化学药剂虽然成本低，但是在使用过程中还需要辅助使用固态物质，为此处理之后的污泥体积有所增加，与之相比，有机化学药剂的处理效果更好，不会增加污泥的体积总量，但是使用成本过高，会直接增加成本。所以，在选择污水处理方法的时候，要根据污水处理厂的规模以及印染污泥的体积进行合理的选择。印染污泥的体积规模比较大的时候，可以利用无机化学药剂进行处理。处理之后的污泥需要进行脱水处理，实现对固体物质的是富集化，减少污泥的体积。常见的脱水方法一般是机械脱水以及自然干化脱水，自然干化脱水的占地面积一般很大，所以很少使用这种方法。现阶段利用的机械脱水，主要是分为两种，一种是负压式过滤机械，一种是过滤式脱水机械。正压式过滤机械、板框压滤机以及带式压滤机，主要是利用介质对污水进行过滤，将固体颗粒截留在介质上，实现脱水的目标。一种是产生人工力场的脱水机械，在人工力场的条件下，利用固体与液体的密度差异达到分离效果。但是脱水之后会形成高浓度的化学成分，在农业生产中造成严重威胁。为此处理之后的污泥只能是进行卫生填埋，而该过程提出的要求也相对较高。为此一般十将生活垃圾与剩余活性污泥相混合之后进行填埋。

2 剩余活性污泥的再利用

2.1 用于农业生产

印染废水处理厂的剩余活性污泥中含有60%以上的有机物，包括微生物细胞群体及其分解产生的物质，污泥中含有丰富的核酸、蛋白质及氨基酸，同时也含有植物生长所需要的氮、磷、钾等微量元素，与农家肥相比，剩余活性污泥的肥效更强，为此剩余活性污泥可以作为土地种植肥料。但是还需要注意剩余污泥中航油寄生虫卵、病原菌、二恶英以及放射性核素等有害物质，为此判断剩余活性污泥能否为土地所利用，还需要对以上有害物质的含量进行检测，若是含量超标则可采取微生物淋滤法或者化学浸提法降低有害元素含量，之后加以利用。

2.2 用于制作SO2吸附剂

物理活化法是将剩余活性污泥制作成为SO2吸附剂最为常用的方法，该方法流程如下：将剩余活性污泥通过烘箱降低含水率，一般要求含水率低于10%。之后在不锈钢加热管中加入30g左右的干污泥，将其进行高温管式电阻炉中进行热分解，该过程中以氮气创造隔绝空气的环境，一般对干污泥的加热速率要控制在5℃/min，温度要达到550℃，一般加热时间为一小时。加热完成之后的干污泥进行碾磨，将粒径在0.6～0.8mm之间的产物回收，形成SO2吸附剂。或者还可以将烘干之后的干污泥在550℃的高温环境下进行2小时的碳化，之后在550℃温度环境下进行两小时的水蒸气活化，再经过烘干得到SO2吸附剂。脱硫过程中，由于SO2的浓度、氧气浓度、温度、气流速度、吸附剂浓度等对脱硫效果都会产生不同影响，为此在脱硫过程中要根据实际情况调整各项指标。

2.3 用于制作活性炭

制作活性炭是剩余活性污泥重复利用的一种主要方式，在剩余活性污泥中含有大量的碳元素，为此可充分利用该特点。制作活性炭的主要流程如下：首先，将印染废水处理厂的剩余活性污泥进行烘干，降低污泥含水量，一般控制在10%以内；之后使用氧化锌作为活性剂，将干污泥与氧化酶活性剂以1:1比例进行混合浸泡，一般需维持24小时以上，然后对混合剂在105℃环境下进行干燥一小时左右；随后向干燥后的混合剂中掺入30%左右的增碳剂，一般选用果壳、锯末等物质；之后将混合物放置于500～800℃的高温下进行碳化活化，时间为一小时左右；最后对碳化物进行冷却、洗涤与干燥之后就形成了活性炭。

2.4 用于制作泡沫灭火器

剩余活性污泥中含有60%左右的蛋白质，可用于制作蛋白质泡沫灭火器。在剩余活性污泥中掺入酸碱物质调整pH值，经过水解与浓缩之后添加防腐剂与稳定剂就可成为蛋白质泡沫灭火器。利用剩余活性污泥中的蛋白质生产的灭火器实际上植物蛋白灭火器是具有同等效果的。

3 剩余活性污泥处理技术

3.1 减量技术

所谓减量技术就是在处理废水过程中，将污泥消化于废水处理系统中，减少活性污泥的产生。减量技术的工作原理是在剩余活性污泥中加入碱性物质，从而溶解菌类多糖物，之后再通过臭氧打破细胞壁，释放细胞中的原生质，以此作为微生物的营养源，从而在废水处理过程中实现同时降解。还可以通过酸化技术实现水解，在无氧或者微氧的环境下，生成大量水解产酸细菌，从而分解污泥细菌的多糖质粘质层，打破细胞壁，实现将细胞内的大分子物质的水解为小分子物质，最后利用好氧菌将剩余活性污泥分解为二氧化碳、水分子等无机物，降低污泥的产生体积。

3.2 高速生物反应器技术

高速生物反应器技术是根据土壤处理污泥而发展产生的，该技术实际就是在室内封闭循环系统中实现了对污泥的烘干、消化与干化一系列操作。这一系列的反应需要在进料塔、生物反应器及其他循环装置中完成。生物反应器是该设备系统中最为关键的环节，生物反应器包括两个部分，一部分是将污泥与土壤进行混合，从而平衡污泥负荷，在该部分能够将污泥中的有机物部分进行降解；另外一部分是分离气体与液体的区域，从而使得污泥土壤混合物中没有液体，提高氧气传递率。通过生物反应器装置的处理，活化污泥中的大部分有机物实现了降解，并且去除了50%左右的悬浮固体。该装置与其他生物反应装置相比，所需能量较少，运行的连续性与稳定性好，能够将温度保持在最佳的降解温度范围内，对于湿度大的剩余活性污泥处理效果较好。高速生物反应器的体积较小，运行费用低，具有更好的系统抗冲刷能力，能更好的处理各种浓度范围的剩余污泥，不需要进行预处理，工作效率与质量都非常高。

3.3 湿式氧化法

湿式氧化法简单来说就是将剩余污泥中的有机物分解成无机物，一般是在加压、加温的环境下通过氧气将有机物氧化分解。通过湿式氧化法对剩余活性污泥处理过程中，需要对温度及时间进行严格控制，一般至少要控制在300℃以上，处理时间控制在三十分钟以上，从而将污泥中80%的有机物分解。经过湿式氧化法处理过程中有机物会形成时固体、液体及气体三种类型，其中主要包括氧气、氮气、二氧化碳及二氧化硫，氧气及氮气占比86%。二氧化硫占比0.07%，可见分解之后的生成物对外界环境是没有危害的，可以直接排放到空气中。

4 结语

经济与能源可持续发展的要求下，加强对印染废水处理厂活性污泥的处理与再利用研究非常关键，在尽可能减少污泥产生量的基础上，做好污泥的处置，避免对外界环境造成危害。同时对污泥通过高速反应器、湿式氧化法等技术加工之后实现在农业、工业中的再利用。不仅保护了环境，还最大限度的实现能源的循环利用。