化學污泥

用化學法（如混凝法、化學沉澱法）處理廢水所產生的污泥稱為化學污泥。如混凝沉澱法去除污水中的磷，投加硫化物去除污水中的重金屬離子，酸鹼中和反應等過程產生的污泥等。

由化學沉澱產生的污泥輸送和污泥處置問題，一直是一大難題。在大多數化學沉澱操作中，均有大量污泥產生，常可達到處理水體積的0.5%。如何處理所產生的化學污泥的問題越來越突出，然而國內外對於污泥的研究主要集中在初沉池所產生的初沉污泥、生物處理所產生的污泥，人們對於化學污泥特性的認識還比較少，對於化學混凝法的產泥量、化學污泥的含水率、污泥的沉降性能、流動性能等問題了解不夠，還不能深入對化學絮凝強化一級處理過程中有時排泥不暢甚至污泥上浮的現象難以進行圓滿解釋。

基本介紹

• 中文名：化學污泥
• 外文名：chemical sludge
• 定義：用化學法處理污水所產生的污泥
• 套用：含鋁化學污泥

內容

化學污泥是用無機凝聚劑(混凝劑)處理水或廢水所產生的污泥，而污泥的合理處理和處置一直是世界各國重視的問題。一種有效的污泥處理方法，應當兼顧到環境生態效益、社會效益和經濟效益。污泥在脫水外運之前一定要進行濃縮以減少污泥含水率，縮小污泥的體積。由二級生物處理工藝後二沉池所產生的剩餘污泥有機物含量高，主要是死亡或老化的微生物體和被水流衝出二級生物處理構築物的活性良好的微生物體，還包括難生物降解的有機污染物和氮、磷等植物性營養元素，而其中水處理中所產生的污泥主要來源於混凝池中沉降所產生的化學污泥。總體上講，這些污泥中有機物含量很低，主要包括混凝劑、助凝劑及其難生物降解有機物、膠體和氮、磷等植物性營養元素等。

特性

物理化學性質

化學污泥的含水率很高，呈凝膠狀，質輕並且蓬鬆，如果不改變其物理性質，它將保持半流化狀態。其組成粒子為水中懸浮固體經物理聚集、化學凝聚、生化繁衍吸附或三者共存的方式，膠結凝聚而成。其結構鬆散，形狀不規律，比表面積與孔隙率較高，具有分形結構，外觀上具有類似絨毛的分支與網狀結構。污泥含水和脫水性與污泥物理結構密切相關。化學污泥顆粒的絮凝體，粒徑相對較少（<100μm），一般比較密實。化學污泥中有機物含量較低，流動性較差，污泥密度相對較大，污泥穩定不易腐化，但是隨著PH值的變化，可能出現重金屬離子的溶出。化學污泥顯弱酸性時，對污泥管道和後續處理設備具有腐蝕性。

成分

用化學強化以及處理工藝處理城市污水所產生的化學污泥，其成分除了包含原污水中大部分的膠態和懸浮態的污染物外，還含有一定量的絮凝劑成分，而且污泥的產量將明顯增大。產量可通過工藝計量學做初步估算，在初沉池投加化學藥劑，初沉池產泥量將增加50%~100%，如設後續生物處理，則全廠污泥增加60%~70%。在二沉池投藥，全廠污泥量將增加10%~25%。一般生化污泥的生成率約為40%，污泥含水率在98%以上；而強化絮凝污泥生成率為45%~50%，污泥含水率為92%~95%。雖然強化絮凝生成的污泥量略大於生化處理工藝，但污泥易於脫水，且不需要添加有機高分子絮凝劑，污泥可以直接填埋或加以綜合利用。

pH影響

化學污泥的沉降性能受pH的影響較大。以兩性化合物鋁鹽為例，在酸性和鹼性條件下，由鋁鹽產生的沉降物質會溶解，鋁離子或鋁酸根離子又會從膠體中離解出來。對化學污泥進行酸處理、鹼處理或投加高分子絮凝劑後，污泥的脫水性能也會發生變化。酸處理和投加高分子絮凝劑後污泥的脫水性能有所改善，其中投加高分子絮凝劑的效果更明顯；但鹼處理後會使污泥的脫水性能有所下降。

重金屬影響

化學污泥中重金屬離子的環境效應不可忽視。由於污水的性質不同，化學污泥中所投加的無機絮凝劑的不同（主要是鐵鹽和鋁鹽），污泥中重金屬離子的種類、含量也不同。以鋁鹽作絮凝劑所產生的化學污泥為例，鋁的含量非常高，如給水廠的污泥固體中含鋁率為15%~40%。化學污泥中大量鋁（含離子和絡合物）因轉移和積累會對環境造成很大影響，其生物效應主要體現在一下四個方面：

1、對水生生物的毒性效應。

2、對植物體的毒性效應。

3、對人體的毒性效應。

4、對生物處理過程中微生物的毒性效應。

含鋁化學污泥

酸鹼度的影響

出水的酸鹼度又是影響絮凝效果最重要的工藝參數。因為鋁系絮凝劑的使用環境是pH 4~10，從同一類水質的鋁使用效果的最佳pH上看，在7.5~6.3的範圍內，在此範圍之外的廢水酸鹼度都會影響處理效果。同時由於鋁是兩性物質，酸鹼度過高過低都會造成它的水解，迅速使鋁從絮體中或沉澱物中釋放出來，造成出水鋁殘留量猛增。由於印染廢水的pH一般都是強鹼性的，要想到達比較好的處理效果，不得不進行酸鹼度的調整；因此，他們的處理工藝都有調節池。但在調整酸鹼度的過程中都是人力加酸，缺乏計量裝置，這樣就只能憑主觀了，也就不可避免地造成出水鋁流失量升高的現象，這不僅會造成環境鋁的二次污染現象，同時也會造成化學污泥鋁含量的減少，對綜合利用極為不利。

綜合利用

作為絮凝劑的鋁鹽在使用過程中，殘留在污泥中的鋁不僅與鋁的使用量有關，而且也受出水鋁流失的影響。對於污泥中鋁含量不較低的污泥來說，雖然其失去了直接使用的價值，但是更應該注意其可能會造成的二次污染現象。對於含鋁濃度較高的污泥來說，尤其是超過鋁礦的豐度的化學污泥，更應該進行綜合利用。雖然不同行業類型污泥中鋁含量差異較大，但總體來看，從污水處理廠排放的化學污泥中鋁含量一般都比較高，因此對這些高濃度含鋁化學污泥進行回收不但可減小環境危害，且可以帶來經濟效益。

污泥沉降比

污泥沉降比一般用SVn表示，其中n代表的是沉降時間。污泥沉降30min後，一般可達到或接近最大密度，所以普遍以此時間作為作為該指標測定的標準時間。污泥沉降比SV30是一個很重要的指標，通過觀察沉降比可以發現污泥性狀的很多問題，上清液是否清澈，是否含有含有難沉懸浮絮體，絮體粒徑大小及緊湊程度等等。污泥沉降比大致反映了反應器中的污泥量，可用於控制污泥排放，它的變化還可以及時的反映污泥膨脹等異常情況。通過比較分析發現，化學污泥的沉降性能較好，比較容易沉澱析出，而好氧生化污泥沉降性能較差。

污泥處置

污水處理過程中產生的污泥含有大量的有機物和氮、磷等營養物質，如果不加以處理隨意排放，會造成水體富營養化現象；如果利用到農業生產上，污泥中的重金屬會污染土壤和作物；污泥中還含有致病菌、寄生蟲卵，處理不當可能引起疾病傳播。這些問題將造成環境的二次污染。

工業廢水處理過程中產生的污泥，尤其是化工、醫藥等行業的處理過程中混凝沉澱（氣浮）等物化工藝過程中產生的化學污泥，成分複雜，有毒有害物質多，如生產農藥的化工廠廢水污泥，往往含有毒性化合物；生產激素類藥物的醫藥公司廢水污泥，可能含有致畸致變致突變成分。如不妥善處置與嚴格控制，必然會對環境和人體健康產生嚴重的影響。

由於污泥高含水率以及疏鬆顆粒結構等物理性質和具有多變、極不穩定的化學特性使其處理過程耗費成本很大。一般污泥的處理分為兩步：污泥預處理和污泥處置。污泥預處理包括濃縮、穩定、調節、脫水、消毒，污泥處置則根據污泥的最終去向可分為污泥利用和無害化處理。污泥利用包括農用、制油、作為動物飼料、提取蛋白質、製作建築材料、改性為吸附劑等。污泥無害化處理有衛生填埋、投海、焚燒、濕式氧化等。我國的污泥處置技術大部分以農用、簡易填埋為主。

最終目標

污泥處理的最終目標在於達到減量化、穩定化、無害化和資源化。

減量化：由於污泥含水率很高，體積很大且呈流動性，需要將水從污泥中分離並去除，以降低污泥處理及其最終處置的費用。

穩定化：含有大量有機物的污泥，有一部分容易腐敗和產生惡臭，需要將其分解轉化，方便運輸和後續處理。

無害化：污泥中，尤其是初沉污泥中，含有大量病原菌、寄生蟲卵和病毒，需經過消毒處理達到衛生指標。

資源化：污泥是一種資源，其熱值在10000~15000kj/kg（乾泥）之間。另外污泥中的氮、磷、鉀等成分具有較高的肥效；在適當的條件和規模下應考慮綜合處置，對能源和物質加以利用。