1、1水泥窑共处置印染污泥时废气排放情况的研究摘要：印染污泥处置日益成为环境问题，目前利用水泥窑共处置工业固废已经成为有效处置固废的方法之一，通过相关试验，研究水泥窑共处置印染污泥时的废气排放情况。 关键词：水泥窑 印染污泥 废气 排放 中图分类号： U491.9+2 文献标识码： A 文章编号： 0 引言 印染行业是工业废水的排放大户，也是有害、难处理的工业废水之一，其特点是水量大、水质复杂、有机物浓度高、难降解生物质多、色度深。印染废水经处理后的印染污泥，通常含有大量有机废物，如果直接填埋，会对生态环境造成严重污染1-2。 水泥工业作为我国基础性原材料工业的支柱之一，在国民经济可持续发展中具有
2、举足轻重的地位。水泥产量的高速增长，有力地支撑了我国经济的快速发展，但同时受到资源、能源与环境因素的制约。利用固体废物水泥窑共处置技术，既减小了固体废物引起的环境负荷，又实现了固体废物的资源化，为水泥生产提供了能源与资源。随着生产工艺与技术的不断改进与环境保护法规的不断完善，该项技术在固体废物处理中得到了广泛的应用。 1 印染污泥的危害 从污泥潜在的“危害性”来看，污泥如不有效进行处置，存在以下2方面危害。 (1)病原体污染 由于污泥中含有大量有机物，易分解腐烂，带来强烈的恶臭味，伴随带来的大量病原体(病原微生物和寄生虫) 。污泥如任意堆放，就会污染水体与土壤，导致食物链感染，最终给人体健康带
3、来危害。 (2)过量盐份污染 污泥中由于存在着相当分额的无机物(如食盐或元明粉、无机絮凝剂等) ，含盐量较高，如不适当地投放到土壤中，会导致土壤的电导率增加，破坏植物养分平衡，抑制植物养分的吸收，甚至会对植物根系直接带来伤害。 (3)过量的氮磷污染 当土壤中有机物的氮磷分解速度大于植物吸收速度时，剩余部分氮磷就会流入水体，造成水体的富营养化，进入地下从而引起地下水的污染。 (4)有机高聚物污染 印染污泥中还含有不易降解、毒性残留期长、对人体危害大的有机高聚物(如:多环芳烃、邻苯二甲酯、氯化有机载体、邻苯二甲酸盐、多氯联苯、氯化苯和甲苯、氯化苯酚、邻苯基苯酚等) ，这些有毒有害物质如进入水体与土
4、壤中会严重污染环境。 (5)重金属污染 在污水处理过程中，有 70%90% 的重金属元素( 如铬、铜) 通过吸附或沉淀而转移到污泥中。因为污泥施用于土壤后，重金属将积累于地3表层，还会通过鱼、虾等食物链，重新回到“餐桌”上。另外由于重金属一般具有溶解度小、性质稳定、难以去除的特点，故潜在毒性易在作物和动物以及人体中积累，极大危害人身健康。 (6)含水率高( 一般在 75%90%)，且含有有毒化学物质等。 (7)污泥中的有机物被微生物分解后会释放出有害气体，会加重大气污染。由于印染污泥的上述特性，决定了处理处置和综合利用具有较大的难度，处理成本高而收益微薄也成为污泥处理市场化、产业化的障碍，种种
5、原因致使污泥处理严重滞后，至今未能全面启动。污水污泥缺乏有效的处理，随意外运或简单填埋堆放，都将使污水处理所削减的污染因子通过污泥而回归环境，且引发二次污染，直接危及生态环境和人体健康，成为新的社会问题和环境问题。 2 研究内容 1.1 实验装备 本次实验选取一家水泥生产企业，该企业现有新型干法水泥生产线，主要依托设备为回转窑，物料回转窑内煅烧过程是生料从窑的冷端喂入，由于窑有一定的倾斜度，且不断回转，因此使生料连续向热端移动。燃料从热端喷入，在空气助燃下燃烧放热并产生高温烟气，热气在风机的驱动下，自热端向冷端流动，而物料和烟气在逆向移动的过程中进行热量交换，使生料烧成熟料。 1.2 实验材料
6、 本次实验采用整个印染行业中所占比重最大的棉印染和化纤（涤纶）印染废水处理产生的污泥，作为水泥熟料生产过程中的原料之一，其成4份分析如下： 表 1 污泥成分检测分析结果（棉印染企业） 表 2 污泥成分检测分析结果（化纤印染企业） 1.3 实验方案 水泥熟料生产的原料主要为：钙质原料（如石灰石） 、硅质原料（如砂岩、硅石） 、铝质原料（如粉煤灰、铝矾土）及铁质原料（如铁矿石、硫酸渣、铜渣） ，燃料为煤、煤矸石等。其中印染污泥（含水率 80左右）主要用于替代燃料，本次实验通过不同印染污泥的不同掺烧比例进行分析（该比例为占回转窑全部投料的比例，其中煤占全部投料比例为1015左右，印染污泥主要替代煤）
7、 。 表 3 污泥掺烧比例 1.4 实验结果及分析 不同掺烧比例情况下，水泥成份分析结果见表 4表 5，水泥强度分析结果见表 6表 7。 考虑到水泥窑废气污染物主要产生于窑头和窑尾位置，本次实验按5照不同掺烧比例，对水泥回转窑排气筒出口废气进行了取样监测，主要废气污染物为烟尘、SO2 和 NOX，监测结果如下： 表 4 水泥回转窑窑头废气污染物监测结果（棉印染污泥） 表 5 水泥回转窑窑头废气污染物监测结果（化纤印染污泥） 表 6 水泥回转窑窑尾废气污染物监测结果（棉印染污泥） 表 7 水泥回转窑窑尾废气污染物监测结果（化纤污泥） 从监测结果来看，烟尘排放浓度及排放速率有一定波动，但不能说明印
8、染污泥掺烧比例越大粉尘排放量就越大，SO2 和 NOX 排放浓度及排放速率比较稳定，在本次实验选取的掺烧比例情况下，对废气污染物的影响不大。 回转窑窑尾排放的 SO2 是由于煤粉在窑内燃烧产生的，常规使用的煤粉含硫率大约为 0.51左右，而印染污泥的含硫率为 2.68，高于煤粉的含硫率，但由于水泥烧成过程有吸硫作用，燃料燃烧所产生的大部分 SO2 被物料中的氧化钙和碱性氧化物吸收形成硫酸钙及亚硫酸钙6等中间物质，并且本次实验印染污泥的掺烧比例控制在 2以下，经过吸硫作用后排放的废气污染物 SO2 浓度基本不发生变化。 但需要注意的是印染过程中有硫化染料，主要有牛仔布染色时使用的硫化黑染料，根据
9、目前杭州地区印染企业的调查，主要从事棉以及化纤布染色，基本不用到硫化染料。 NOx 主要产生于窑内高温煅烧过程，NOx 在窑尾废气中含量多少与燃料含氮量、窑内温度，通风量关系密切，不同的温度带发生不同的化学反应，另外在燃烧时空气中的氮也会转化为 NOX。煤中的含氮量为0.521.413，试烧的印染污泥含氮量为 1.30，因此对废气中 NOX浓度基本不产生影响。 参考文献 1肖瑞德, 阮复昌.印染废水的混凝脱色实验研究.化学反应工程与工艺, 2002,18(3):254-259 2郑冀鲁,范娟,阮复昌.印染废水混凝脱色技术的分支结构基础.环境污染与防治,2002,24(1):23-25 3 吴代赦,中国煤中氮的含量及分布.1672-9250(2006)01-0001-06
