纺织印染废水污泥的减量和工程化技术

1、纺织印染废水污泥的减量和工程化技采韦朝海（教授，博导）华南理工大学环境科学与工程学院d印染废水污泥的产生现状印染废水污泥的来源废水处理过程污泥减量化蕊久污泥分离工程化技术印染废水污泥的产生现状印染废水污泥的产生现状印染行业是工业废水排放大 户，据统计，全国印染废水每天 排放量为3 XI064 X106m3o印染废水量占其用水量的70 90%。每加工100m织物，约排放35曲废水。印染废水具有水量大、1=I有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大、含有有毒物质等特点，属可生化降解性差的 工业废水。印染废水污泥的产生现状印染废水污泥的产生现状国内印染废水的处理以生物法为 主，有时候也将生物法与

2、化学法联 合起来进行使用。主要的化学处理方法有混凝法、氧化法、电解法等。而不论是化学处理方法的混凝,还是好氧生物处理，在处理过程中会产生大量的污泥。印染废水污泥的产生现状印染废水污泥的产生现状印染废水污泥的产生现状印染废水污泥的产生现状nr据统计在我国，印染废水以生物处理方法为主，而好氧 生物处理约占印染废水生物处理的80%以上。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曲干污泥。对一个日处理10000吨染整废水厂， 每天就有15曲干污泥产生。如何解决污泥的出路，

3、实现其减量化、无害化,并对其 加以资源化利用，已成为困扰整个行业的问题。印染废水污泥的来源、印染废水污泥的来源印染废水处理中，废水中的可溶性或不溶性污染物，部 分或全部通过物理、化学或生物的方法将其以污泥的形式 从废水中分离出来形成印染污泥。废水处理所采用的工艺 和处理深度不同，污泥量也有所差异。1栅渣因纺织印染的原料、工序不同，棉纺印染、 毛纺印染、丝绸染整和麻纺印染行业废水的预 处理栅渣均有所不同。2J爛水色棉纺印染行业:天然纤维素除杂、纱线整理、坯布处理等 工序排出的细小纤维、纱线、碎布条等。此外，牛仔服 装行业的牛仔布水洗，因使用浮石，排放的废水中含有 大量细沙，沙量较大（约占整个洗漂

4、废水处理厂污泥量的 5070%）且易沉积板结，需及时清理，否则整个废水处 理系统都可能发生泥砂沉积现象，影响污水处理效果。毛纺印染行业:毛纺织行业使用的原料大部分为动物性 毛纤维，主要为羊毛。选毛、洗毛等工序排出废水中 含有羊毛上尘砂、植物草刺、细毛等杂质。采用五槽 式联合洗毛机时，固体杂质主要来源于第一槽。丝绸染整行业:化纤仿真丝绸加工废水中含有细纤维等 杂质，天然真丝绸生产过程中的剥茧、煮茧等工序会 排出含有废茧、细蚕丝等杂质的废水。麻纺印染行业:麻纺印染废水中的主要杂质为细小麻纤 维。印染废水污泥的来源印染废水污泥的来源印染废水污泥的来源物化药剂2.物化污泥印染废水的物化污泥来源于 废水

5、的混凝沉淀或混凝气浮处 理单元，废水的来源及所加混 凝剂、絮凝剂种类和用药量不 同，污泥的成分及污泥量均有 所不同，主要为浆料、染料和 混凝、絮凝药剂结合体。印染废水污泥的来源印染废水污泥的来源3.生化污泥印染废水的生化污泥来源于活性污泥法处理单元，包括厌 氧（水解酸化）、接触氧化、生物滤池等排出的剩余污泥。生化污泥中有机物含量较高，但一般比城市污水中有机物含量少（一般少于50% ）,这类污泥 的含水率高达99. 9%,绝大部分为自由水。亠、废水处理过程污泥减量化方法亠、废水处理过程污泥减量化方法亠、废水处理过程污泥减量化方法亠、废水处理过程污泥减量化方法|=1=1减量化是将“清洁生产”的理念

6、运用到污泥处置中，符 合“清洁生产”思想中源头治理的要求。废水源头：进行企业之间和企业生产单元应进行有机整合，从根 本上减少废水的产生量。工程规模：利用规模效应，降低单耗和运行投入。工艺选择：1）尽量避免釆用物化处理而釆用生物法处理，尽可能降低物化环节的投药量,可较大的减少污泥的产生。亠、废水处理过程污泥减量化方法2）生物处理单元应尽可能选择高效工艺（如流化床等），并优先选择厌氧处理。亠、废水处理过程污泥减量化方法在源头治理理念的引导下出现了一系列新型废水处理工 艺，以达到在运行过程中实现污泥减量化的目的。已应用于工程和处于研究中的高效处理工艺举例生物三相流化床 口膜生物反应器微生物捕食法 臭

7、氧法结合污泥法 口水解酸化工艺对污泥内消化废水处理过程污泥减量化方法生物三相流化床：综合了生物膜法与 活性污泥法的优点，具有容积负荷大， 抗冲击能力强，无污泥膨胀等特点。 反应器内氧传质条件好、氧利用率高， 同时可利用厌氧流化床消化好氧流化 床产生的全部污泥，极大地减少了生 物污泥的总排放量。目前该工艺已在处理印染废水、焦化 废水、酵母废水等的处理上得到应用, 并取得良好效果。膜生物反应器：由膜分离和生物处理组合而成的一种新型 废水处理技术。由于膜的高截留率，并可将浓缩液回流到生物反应器内，使反应器中具有很高的微生物浓度和相对较低 的污泥负荷，并有很长的污泥停留时间。膜污染和高昂的投资费用，是

8、影响膜生物反应器进一步推广 应用的主要因素。微生物捕食法：通过创造适合的环境，促进食物链中后生 动物的生长，从而对产生的污泥进行捕食，减少污泥排放。该方法尚处于实验阶段。废水处理过程污泥减量化方法臭氧结合生物污泥法：将活性污泥与臭氧化技术相结合， 在传统的活性污泥工艺中增加一套臭氧处理装置，对产生的 污泥进行臭氧化，然后输回到反应器中。水解酸化工艺对污泥内消化：通过控制水力停留时间，将 水解阶段和酸化阶段从厌氧的整个过程中分离出来。可利用 水解酸化系统对颗粒状的剩余污泥，尤其对活性细胞的肽聚 糖细胞壁有较强的水解能力，从而有效地“液化”剩余污泥。污泥分离工程化技术对于工艺中无法减量化而最终产生

9、的污泥，应釆用相应的技术进行处理，以使其稳定并降低含水率使之由流态变为固态, 从而节省运输成本和处置空间，便于最终处置。污泥处理处置的基本流程浓缩：利用重力或气浮的方法尽可能多的分离出污泥中的水分; 稳定：利用消化，即生物氧化的方法将污泥中的有机固体物质 转彳七为其它惰程物嵐攻避免汪用彳乍主壤衣良齐了銀用扌其它角 途时，产生臭味或危害健康；调理：利用加热或化学试剂处理污泥，使污泥中的水分容易 分离.脱水和干化：用真空、加压或干燥方法使污泥中的水分进一步 分离.减量；利用湿式氧化法或焚烧等化学氧化方法将污泥固体物质 转化为更稳定的物质，由于减少了污泥的体积，故称为减量。处置：将污泥所含各种物质转

10、移至土壤、水或大气中。四、污泥分离工程化技术四、污泥分离工程化技术四、污泥分离工程化技术污泥水分有四种:颗粒间隙水（70%）（调节槽）毛细管结合水（20%）（高速离心机/高压过滤） 表面吸附水（10%）;（机械法） 内部水 （化学法）四、污泥分离工程化技术四、污泥分离工程化技术污泥分离工程化技术1.浓缩污泥浓缩的目的主要是在进行消化或脱水之前，尽量将多余 的水分从污泥中分离。一般来说，污泥浓缩可有效减少污泥 处理后续单元，如消化、脱水所需的处理容量，而后续单元 因容积减少所节省的成本，远高于污泥浓缩单元的设置与运 行费用，因此设置污泥浓缩单元有助于降低污泥处理成本。主要通过三种方式完成：重力分

11、离、气浮和离心分离。 此外还有过滤分、离膜分离等方式污泥分离工程化技术污泥分离工程化技术污泥分离工程化技术重力分离：利用固体在重力作用下沉淀 和进一步固化的物理过程，适用于浓缩 比重较大的污泥和沉渣。气浮：依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏 附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上 浮，达到固液分离的目的，对于浓缩密 度接近于水的、疏水的污泥效果尤为显 著。离心分离：利用污泥中固、液比重不同 在旋转时具有不同的离心力这一原理而 进行分离和浓缩的。污泥分离工程化技术污泥分离工程化技术污泥分离工程化技术2稳定污泥稳定的主要目的是利用生化方法降解污泥中的有机固体, 使污泥更为稳定（减少臭味及腐败），且更容易脱水

12、，同时减少 污泥质量。一般而言，如果直接进行污泥脱水焚烧等，则不 需要稳定处理。污泥稳定有两种基本方法：一种是在密闭容器的反应器中隔绝氧气下进行,称为厌氧消化;另一种则在污泥中通入空气,污泥分离工程化技术称为好氧消化。污泥分离工程化技术污泥分离工程化技术污泥分离工程化技术污泥分离工程化技术污泥分离工程化技术厌氧消化：其主要处理对象是 初沉污泥、腐殖污泥、剩余活 性污泥以及高浓度活性污泥工 业污水。厌氧消化包括两个步骤：1）污泥中的复杂有机物，通过 兼性微生物或厌氧微生物的作 用，水解为较小分子的有机物。2）厌氧菌进一步将挥发酸或醇 类转化为甲烷和二氧化碳等而 达到最终稳定。四、污泥分离工程化技

13、术好氧消化：好氧消化是活性污 泥法的继续，其原理与活性污 泥法相同。可分为常温好氧氧化、高纯氧 高温氧化、高效曝气装置氧化四、污泥分离工程化技术四、污泥分离工程化技术四、污泥分离工程化技术四、污泥分离工程化技术3.调理污泥调理的主要目的是促进污泥的固液分离，调理分化学调 理、物理调理和水力调理3种。洵冼加药调理法冷冻调理法加骨耘调理法加热调理法污泥分离工程化技术化学调理：其实质是向污泥中投加各种絮凝剂，使污泥形成 颗粒大、孔隙多和结构强的滤饼。无机调理剂：三氯化铁、三氯化铝、硫酸铝、聚合铝等 有机调理剂：聚丙烯st胺等 物理调理：物理调理有加热、冷冻、添加惰性助滤剂等方法 水力调理：水力调理也

14、叫淘洗，就是先利用处理过的废水与 污泥混合，然后再澄清分离，以此冲洗和稀释原活泥中的高 碱度，带走细小固体。4. 1污泥脱水污泥经浓缩和消化之后，其含水率仍在96%左右，体积很 大，不便于运输和使用，为了综合利用和最终处置，需要进 一步脱水，提高泥饼的含固率，以减少污泥堆置的占地面积。将污泥的含水率降低到8085%以下的操作叫脱水。脱水 后的污泥具有固体特性，成泥块状，能继车运输，便于最终 处置利用。常用的脱水设备：带式压滤机、离心脱水机、板框压滤机、 真空过滤机等带式压滤机：把压力施加在滤布上， 用滤布的压力和张力使污泥脱水。设备特点：带式压滤机是连续运转的 污泥脱水设备，进泥的含水率一般为

15、 9697%,脱水后滤饼的含水率为 7080%。操作简便，可维持稳定的运 转，其脱水效果主耍取决于滤带的速 度和张力；结构紧凑、简单，低速运 转，易保养；处理能力咼、耗电少， 允许负荷有较大范围的变化；无噪声 和振动，易于实现密闭操作。污泥分离工程化技术污泥分离工程化技术污泥分离工程化技术离心脱水机：应用离心沉降原理进 行泥水浓缩或脱水。设备特点：离心脱水机可自动控制, 能长期连续运行，可封闭操作，环 境条件好；对污泥进料含固率变化 的适应性强；絮凝剂投量少，常年 运行费用低；结构紧凑，占地面积 小，维修方便。但污泥必须使用高 分子聚合电解质（如高分子聚丙烯 酰胺）作为混凝剂进行预处理。污泥分

16、离工程化技术污泥分离工程化技术污泥分离工程化技术污泥分离工程化技术板框压滤机：由滤板、滤框和滤布 等组成。一个工作周期包括：板 框压紧、进料、压干滤渣、放空、正吹风、反吹风、板框拉开、卸料、洗涤滤布九个步骤。优点：结构简单，操作容易、运行 稳定，故障少，保养方便，机器使 用寿命长，所得滤饼的含水率低。间歇操作，处理量小、产率低，劳动强度大，滤布消耗大。适合于中小型污泥处理场合iI illi rtianrannd0 0BAJ叽I IlliII、污泥分离工程化技术真空过滤机：以过滤介质两面的压力 差作为推动力，使污泥中的水分强制 通过过滤介质，固体颗粒被截留在介 质上形成滤饼，从而达到脱水的目的。

17、设备特点：能够连续操作，运行平稳, 可自动控制，滤液澄清率高，单机处 理量大；附属设备较多，占地面积大, 滤布消耗多，更换清洗麻烦，工序复 杂,运行管理费用较高。真空过滤机主要用于初沉池污泥的脱 水4. 2污泥干化将脱水污泥的含水率进一步降低到 5065%以下（最低达10%）的操作叫干 化。人工滤层干化场干燥机流程包括自然干化法和机械干燥法两种。 自然干化法采用干化床或晒泥场，是一 种自然脱水设施。干化场的脱水作用包 括：上部蒸发、底部渗透、中部放泄。 机械干燥法则是采用污泥快速干燥机。、污泥分离工程化技术、污泥分离工程化技术、污泥分离工程化技术5污泥减量污泥脱水干化后，体积仍较大，为了便于利用与处理，可 利用湿式氧化法或焚烧等化学氧化方法将污泥固体物质转化 为更稳定的物质。污泥减量方法有两种：完全焚烧和湿式燃烧。污泥所含水分被完全蒸发、有机物质被完全焚烧，焚烧的 最终产物是C02、出0、等气休及焚烧灰称为完全焚烧。湿式燃烧一一不完全焚烧或称湿式氧化是经浓缩后的污泥 （含水率约96%）,在液态下加温加压、并压入压缩空气，使 有机物被氧化去除，从而改变污泥结构与成分，脱水性能大 大提高。湿式燃烧约有80%9