作为电镀废水处理后形成的“终态物”———电镀污泥,虽然它本身含有有害物质,这些污泥经过适当方式的处理后,原来的有害物质将转化为有用物质,可以把电镀污泥化害为利,变废为宝。
目前,有一定可行性的资源化途径主要有:将污泥中的部分重金属转化出来,从而加以利用。从经济角度来看,它是一项经济收益率低、不成规模效益,生产成本稍高,但它极具环境效益和社会效益的高投入、高成本的公益服务产业,因此政府有关部门应该对之加以鼓励和扶持。
对含有不同重金属的污泥分别利用,如含铬电镀污泥可通过铁析、水洗、脱水、粉碎等过程制成铁铬红,铁铬红再经过调漆、砂磨制成铁红底漆,用于黑色金属表面的打底防锈。针对电镀污泥的特性,也可以考虑对其进行综合利用,如:用作混凝土的骨料、制水泥、将其掺入粘土制砖等。
随着国家对固体废物排放的标准越来越严,电镀厂必须对其所产生的污泥进行无害化处理。由于电镀污泥中含有一些重金属,如直接填埋,不仅会造成严重的环境污染,同时也浪费了资源,若能很好的回收利用,从中提取有用元素,可以变废为宝。
实践表明,经传统的浓缩和脱水工艺处理后,污泥的含水率不可能达到60%以下,经济的机械脱水泥饼含水率为75%左右。如此高的水分,给电镀污泥的处理带来了很大的困难。电镀污泥中含有大量的水分,国内外应用、处理电镀污泥的方法:
热处理技术
电镀污泥的热处理主要是一个深度氧化和熔融的过程,通过热处理可以使电镀污泥中某些剧毒成分毒性降低,从而达到治理的目的。热处理最主要的是焚烧法,经焚烧预处理后,电镀污泥的体积和重量都能大幅度的减小,从而使污泥渣中的重金属含量提高,有利于进行回收利用,降低污泥对环境的危害。但由于这种方法能耗较高,对焚烧设备和条件有一定要求,一般的小电镀厂家难以承受巨额的处理费用,所以这种处理方法很难得到推广。
污泥铁氧体化处理
由于电镀污泥是电镀废水投加铁盐后调pH及投加絮凝剂后发生沉淀的产物,故电镀污泥中一般含有大量的铁离子,尤其在含Cr废水污泥中,采用适当的技术可使其变成复合铁氧体,电镀污泥中的铁离子以及其它多种金属离子被束缚在反尖晶石面型立方结构的四氧化三铁晶格格点上,其晶体结构稳定,达到了消除二次污染的目的。
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,但是必须积极开发能适应可持续发展的电镀污泥处理方法,这其中尤以电镀污泥资源化利用的进展最为迅速。
回顾百年来发展历程,污水处理对改善人居环境,推动人类文明进步做出了巨大贡献,特别是近10多年来进入高速发展时期。理想很丰满,现实很骨感。国内污水污泥的处置在执行过程中会遇到各种各样的问题,可谓路漫漫其修远兮。而国外发达国家很早就意识到污泥的处理处置是污水处理过程中必不可少的环节,从法律和政策上都对污泥处理处置的目标作了明确规定,并在执行上通过一系列政策予以保障,使得污泥处理处置的问题得到了比较好的解决。
国外污泥处理处置现状
美国有约16000座污水处理厂,服务2.3亿人口,日处理污水量1.5亿立方米,年产污泥量3500万t(以80%含水率计)。建有650座集中厌氧消化设施处理58%的污泥;700座好氧发酵稳定处理设施处理22%的污泥;污泥的最终处置方式分布为:60%农用、3%生态修复、17%填埋和20%焚烧。
欧盟国家的5万座污水处理厂年产污泥量4000万t(以80%含水率计),有50%以上的污泥进行了厌氧消化稳定处理,其中英国的污泥厌氧消化率达到66%。污泥的最终处置方式为:50%以上农用、20%填埋、20%焚烧,污泥填埋量持续减少,土地利用量逐渐增加,焚烧量维持不变。英国、丹麦、挪威、芬兰、卢森堡的土地利用均已超过60%。
英国规划2020年可再生能源要达到总能耗的15%,污水行业要求达到20%。据此制定了有机物质厌氧消化设施的建设规划:将回收近9000万t农牧业可降解废弃物,1500万t市政可降解固体,750万t污泥中的生物质能,所有生物质能进行发电(CHP)或热能综合利用。
行之有效的管理和监管体系
国外污泥处理处置在管理和执行层面上责任主体明确,管理层面责任主体有权威的专家委员会指导制定污泥处理处置规划、目标和技术路线,建设部门负责项目立项和审核,监管执法部门负责监管。污泥处理和处置执行层面责任主体为地方建设部门,污水处理厂或具有污泥最终处置资质的运营公司。
污水处理厂在规划时必须考虑污泥的稳定化、无害化处理,并提出污泥最终处置的方案,才能通过立项,批准建设。通过监管部门,对污泥的出厂质量及污泥最终去向进行严格跟踪监控,监控指标和污水排放标准一样具有同等的法律约束力。
在发达国家污泥处理处置的运营成本和投资成本和污水处理成本相当,为了使污泥处理和安全处置的有效执行,水费中有近50%是用于污泥处理处置。同时对污泥处理资源化利用采取了一系列政策上的优惠和资金上的补贴。
污泥处理资源化利用是发展趋势
近年来,围绕能源、资源短缺,全球气候变化等热点问题,国外发达国家已经不再将污泥视为废弃物,根据德国循环经济法,已从法律层面上把污泥定义为资源物而不是废弃物,通过技术开发和政策扶持鼓励和强化对污泥处理进行资源化利用。
从污泥中提取能源,是污泥资源化利用的重要内容,欧盟越来越重视新技术的开发和应用,近年来开发了如污泥超生波破解、污泥高温高压热水解、污泥与有机物协同消化制生物燃气、污泥热解碳化、污泥热解气化、污泥协同焚烧、污泥磷回收等新技术,提高污泥的高效资源化利用率,向污泥要资源和能源,实现了产能与减碳的循环经济目标。
随着环保和资源化利用技术的日益发展,发达国家已将污泥处理资源化利用列为重要目标,通过限制填埋等法规促进污泥处理的资源化利用。从2000年开始,欧洲已经对污泥处理填埋征收填埋税,要求减少直至完全禁止填埋。随着环保和资源化利用的呼声日益高涨,能源、资源紧缺,发达国家已通过类似于太阳能、风能等政府补贴的形式将污泥处理的能源化资源化利用列为主要发展方向。
众所周知,污泥资源化利用前提是必须要进行污泥脱水处理,将污泥压干成泥饼便于后期资源化利用。郑州鼎盛超高压污泥压干机,能够实现污水处理厂污泥、皮革污泥、制药污泥、电镀污泥、养殖污泥等处理。并且其中移动式超高压污泥压干机具有占地小,体积小,处理效率高,维护简单方便,全自动远程操控,节约人力成本,后期维护成本低。
煤炭是中国主要能源,在一次能源消费结构中占 76% 。煤炭又是非清洁能源,需进行分选加工以尽可能降低其中的矿物质和有害杂质含量。随着煤炭开采机械化程度的不断提高,中国选煤厂入选原煤中-015mm粒级煤泥的含量也逐年增多,给煤泥水处理增加了难度。
据估算,目前全国每年选煤用水量约为 62 亿 m3,选后煤泥水为夹带大量细小煤粉颗粒和其他杂质的悬浮液,若直接排放,将对水域产生巨大危害,而煤水的产物污泥中所含的包括残留化学药剂及与煤炭伴生的多种金属离子随水排出严重污染周边环境。煤泥水已成为煤炭工业的主要污染源之一,治理迫在眉睫。
洗煤污泥特点:煤泥的矿物组成较为复杂;煤泥的粒度及灰分对絮凝、沉降性质影响大;性质稳定,处理困难;处理涉及面广,投资大,难于管理。但是再难于处理也必须重视,因为煤泥危害大,洗煤污泥影响动植物的生长,也会污染环境。
煤矿污泥的处理是选煤厂生产可持续的重要环节,它不仅关系到选煤厂的正常生产,而且影响着煤厂节能、节水、充分回收煤炭资源、保护生态环境等经济效益和社会效益。
选煤厂污泥处理需要进行污泥脱水,降低污泥含水率,缩减其体积,形成含水率极低的干硬泥饼,有害物质随着水分流出,且泥饼无粘性、表面干燥,不再有臭味,能够使污泥稳定化。
经鼎盛污泥压干机处理后的污泥含水率能达到15%-50%不等,低含水率泥饼更容易资源化利用。按照国家相关规定,污泥含水率达到60%以下才能填埋;污泥形成硬性块状才能与其他物质混合送入分解炉进行燃烧,这种状态的污泥含水率大概需要50%左右。选煤厂污泥使用污泥脱水设备进行深度脱水,污泥处理减量化,实现“零排放”,进一步实现污泥资源化利用。