中国给水排水2023年城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十四届)邀请函
 
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制革污泥处理与资源化研究 --指出焚烧法处理制 革污泥是今后的一个重要研究方向,资源化是其最理想的处理方武

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制革污泥处理与资源化研究 --指出焚烧法处理制 革污泥是今后的一个重要研究方向,资源化是其最理想的处理方武


制革污泥处理与资源化研究’

李文兵’ 胡新根‘ 夏凤毅‘ 唐平2 赵有才2

(1.温州大学,浙江温州325027;2.同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092)

摘要 制革过程中会产生大量污泥,其中含有多种污染物,如氮、钾、磷等有机质尤其是铬等重金属,使该污泥对制革
环境周围的水环境和土壤环境产生严重的污染,因此制革污泥是一种危险废物。合理处理和利用好制革污泥是制革业
可持续发展的内在要求。详细介绍国内外制革污泥处理与资源化利用的方法,如填埋、焚烧等,并指出焚烧法处理制
革污泥是今后的一个重要研究方向,资源化是其最理想的处理方武。

关键词制革污泥处理焚烧二次污染资源化

0 引言
制革是将动物皮加工成具有使用价值皮革的过
程。从化学反应过程看,制革实质上是在以水为介质
的体系中,借助机械、化学、生物等手段,在保持皮胶
原纤维基本结构的前提下,对天然生物质材料进行的
多相非均质物理化学处理过程⋯。因此,在制革过程
中会产生大量的制革废水,而处理制革废水则会产生
大量活性污泥,因其过程工序复杂,所添加的各种化
学药剂繁多,故在这些絮状的活性污泥中含有大量水
分、丰富的有机物及N、P、K等营养元素,同时还含有
铬等重金属及病原菌等有毒有害物质旧1,污泥性质不
稳定,极易腐化,散发恶臭,并可能为危险的病原微生
物、寄生虫卵提供温床,如果任意排放不加处理,不仅
对环境造成污染,同时也是对资源的严重浪费¨1。
l制革污泥的处理
与一般处理污泥类似的是,制革污泥的处理也要
达到减量化、无害化、稳定化的目标。目前制革污泥
的处理方法主要有填埋、焚烧和海洋倾倒,这3项基
本上是消极的处理方法,既不能达到废物的资源化,
又污染环境。资源化的方法主要有农业利用,建材利
用等。欧盟是对环保要求非常高的地区,在很多三废
处理方面都走在世界的前列,图I是2003年的污泥
处理总趋势。从中可以看出,污泥焚烧是最重要的处
置方法。

1.1填埋
填埋是一种简单的处置方法,但也是一种粗放消
极的方法。我国用此法处理污泥的时候大多没有进
行无害化处理,污泥中所含有的有毒元素,并没有被
·浙江省科技厅重点项目(2007CZll54);温州市重点重大科技计划
项目($20058014、G20070018)。
蓁霍旧


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环境工程
2008年8月第26卷第4期
的将干化污泥与煤混合后送入锅炉燃烧,混合比例不
确定,对燃烧废气剩下的废灰,没有进一步的研究和
处理n引。此外,该法需要特殊的设备,选址困难,故
该法的推广也是备受限制。
1.3倾倒
海洋倾倒是传统的处理污泥的方法,最为简单也
最为祸害,它直接将富含铬等重金属和各种有毒有害
物质的制革污泥直接倒人海洋中,给生态环境造成了
重大危害。目前大多数国家已不再采用。
2制革污泥的资源化
制革污泥的资源化主要是农业利用和建材利用,
除此之外也有制燃油、黏结剂等。
2.1农业利用
农业利用主要是堆肥、制造有机复合肥和制动物
饲料等,在污泥农用中,降低制革污泥中的重金属含
量是非常重要的一个方面,因为重金属是重要的毒性
指标,在毒性为害极小的情况下,才可实现污泥的农
业利用。
(1)堆肥。制革污泥中含有大量的有机质和N、
P、K等植物需要的养分,能够起到农家肥的作用,并
且能改善土壤的结构。但是由于污泥中含有有害成
分,必须在利用前进行无害化处理,如好氧与厌氧消
化、堆肥化等,其中堆肥处理应用最为广泛。堆肥化
就是依靠自然界中的细菌真菌等微生物,人为地、可
控制地促进可被生物降解有机物向稳定的腐殖质转
化的生物学过程‘‘41。通过污泥堆肥,污泥中可生化
有机物得到进一步降解,污泥体积减少1/4;不断的通
风可使污泥的臭味降低;持续5—7 d、>55℃的堆体
内温度,可杀死一般致病菌和寄生虫卵,达到减容、无
害和资源化的目的¨纠。
(2)制造有机复合肥。利用制革污泥制造有机复
合肥的过程是将污泥800—1 000℃高温烘干,杀灭
病菌、虫卵,保存有机成分不受破坏且除去有害菌,接
人有益菌培养,消除污泥的臭味,增加污泥中的营养
元素,再添加N、P、K有效成分,增加污泥中的养分含
量,经造粒、低温烘干等工艺将污泥制成具有生物活
性、全营养、无公害的有机复合肥¨引。
(3)制动物饲料。制革污泥中含有大量有价值的
物质,粗蛋白含量28.7%一40.9%,灰分含量
26.4%一46.O%,纤维素含量26.6%一44.O%,脂肪
酸含量O%一3.7%。其中70%的粗蛋白以氨基酸形
式存在,包括蛋氨酸、胱氮酸、苏氨酸等,污泥蛋白中
含有几乎所有家畜饲料所需的氨基酸,且各种氨基酸
之间相对平衡,因此可以作为饲料蛋白加以利用¨5|。
(4)制革污泥消化制沼气。厌氧消化是利用厌氧
微生物的分解作用.使污泥中的有机物分解并趋于稳
定。厌氧消化一般是在密闭的消化槽内,在30℃下
贮停30 d,主要是通过兼性厌氧细菌和厌氧细菌的作
用使有机物分解,最终生成以甲烷为主的沼气¨6|。
厌氧消化处理能达到污泥减量的目的,且可以回收一
部分能源,也为后续处理减轻负担。但消化后污泥含
水率较高,仍需进一步脱水,近年污泥消化技术不断
提高,如机械浓缩和高浓度消化的有机结合、完全厌
氧二相消化法等¨引,使发酵时间有较大程度地缩短,
甲烷发生量和消化率提高,且投资费用较低。
2.2制革污泥作建筑材料
(1)制砖。台湾一个研究小组发现,污泥可压制
成普通的建筑用“生态砖”。这种污泥生态砖是在黏
土砖中混入10%污泥,并在900℃条件下烧制,可达
到最佳效果。即使是污泥比例占30%的生态砖,这
种/JnT过程仍可实现。这种方法不仅处理了污泥,还
在烧制过程将有毒重金属都封存在污泥中,也杀死了
所有有害细菌,而且这种砖完全没有异味。浙江大学
理学院环境与生物地球化学研究所翁焕新教授在通
过大量实验研究获得各种技术参数的基础上,利用污
泥资源具有热值较高和轻质地的特点,成功地开发出
了一种轻质砖。该轻质砖体的放射性指标符合《建设
材料放射卫生防护标准》要求,砖体主要指标达到普
通烧结砖的国家标准,具有高抗压强度、节省能耗
10%、质量比同体积的普通砖小,并节省黏土资源
10%,15%等优点。这样既实现废物利用,又减轻污
泥处理的负担,而且为污泥寻找了新用途。
(2)制水泥。水泥生产中利用的废物主要是高炉
水渣和粉煤灰,副产品为石膏、炉渣烟尘等。近年来
日本研究出利用污水处理产生的脱水污泥为原料制
造水泥技术。这种类型水泥的原材料中约60%为废
料,水泥的烧成温度为l 000—1 200℃,因而燃料耗
用量和CO,的排放量也较低。因而,以污泥为原料生
产的水泥叫做“生态水泥州嵋1。
(3)制轻质陶粒。污泥制轻质陶粒的方法按原料
不同分为两种:一是用生污泥或厌氧发酵污泥的焚烧
灰制粒后烧结。此种方法需单独建焚烧炉,而且污泥
中的有机成分得不到充分利用。二是直接用脱水污
泥制陶粒的新技术。目前国内已经研究生产出以污


环境工程
2008年8月第26卷第4期33
泥为原料制成的陶粒和陶粒空心砖。这种轻型砖与
传统的黏土实心砖相比,具有轻质、高强度、保温隔
热、抗震等功能。用这种陶粒空心砖代替普通黏土烧
结实心砖,既可节约土地,又节约能源及钢材,降低环
境污染,提高了综合效益,变废为宝。
2.3其他利用
(1)污泥热处理制燃油。近年来,国内外发展了
污泥的热处理技术,这一方法是将污泥在热环境下进
行分解,从而制得一些有用物质,如可燃气体、油等。
污泥低温热解是利用污泥有机质在加热条件下的部
分热裂解过程,产生污泥衍生燃料的技术。经此过
程,污泥转化为燃烧特性优越的油、炭和可燃气。该
过程所需的能量由产生的燃料燃烧提供,剩余能量以
原料油的形式回收。此技术是一个能量自给有余的
过程,并可有效地控制重金属的排放,有可观的应用
前景⋯1
(2)污泥改性制吸附剂。由于污泥中有较多的
炭,在一定的高温下,以污泥为原料,通过化学法改性
活化处理可制得含炭吸附剂,含炭吸附剂处理有机废
水,COD去除率可达80%,是一种性能良好的有机废
水处理吸附凝聚剂。已有研究人员成功利用污泥制
备用于回收水表面溢油的吸附剂,并已申请专利。其
特征在于:利用污泥中水分,在300—350℃炭化温度
下,采用炭化、活化合二为一工艺制造的吸附剂,具有
亲油疏水性,悬浮率为100%,具有发达的大孔,去除
率可达99.6%,l g吸附剂可吸收14.2 g原油,按美国
(ASTM)标准,这种由污泥制备的吸附剂属于回收水
表面溢油最好的一种旧J。
(3)污泥作黏结剂。我国有数千家小型合成氨
厂,其中绝大多数采用黏结性较强的白泥或石灰做气
化型煤黏结剂,这类型煤被称为白泥型煤或石灰炭化
型煤。白泥型煤生产工艺简单,但气化反应性差。石
灰炭化型煤气化反应好,但成型工艺复杂,成本高。
为此,寻找一种黏结性高、成本低、型煤气化性好的黏
结剂一直是一个重要课题。制革污泥本身具有一定
热值,又有一定的黏结性。以它做黏结剂,可改善高
温下型煤的内部孔结构,提高型煤的气化反应性,提
高炭转化率,同时污泥的热值也得到了应用。
3结束语
制革业在我国现在正出于繁荣时期,但是制革业
的附属产物污泥若是处理不好,那将会对这个充满希
望的产业造成严重的阻碍作用。因此,进一步总结我
国现有的污泥处理经验,借鉴国外的先进技术,结合
我国国情采取正确的处理方法就显得尤为重要。焚
烧所具有的各种优点,使其成为今后制革污泥处理的
重要方法,而作为资源匮乏的发展中国家,将制革污
泥中的铬等重要物质回收,尽量采取焚烧的方法,使
其在减容减量和毒性等方面都降低到符合环保要求
的时候,采取农业利用、建材利用等资源化的方法是
今后努力研究的重要方向。
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作者通信处胡新根325027浙江温州市学院路校区276号温州
大学化学与材料工程学院
电话(0577)88373126
E-rmdl hxgwzu@126.eom


环境工程
2008年8月第26卷第4期
 
 
 
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