铁路机务系统含油污泥处理相关技术分析

2012-02-15李东权

铁路节能环保与安全卫生 2012年5期

李东权

(广州铁路疾病预防控制中心，广东广州 510010)

1 含油污泥产生的原因和危害

在我国各地的大、中、小城市和城镇，分布着数量众多的铁路机务、车辆检修基地，检修产生的主要污染物为石油类，主要通过跑、冒、滴、漏渗透到基地的土壤当中而造成对土地的污染，污水处理后产生的含油污泥数量也相当可观。含油污泥大多数情况都是直接暴露干化，占用了大量的土地资源［1，2］。污泥中不但含有石油类，还包括铜、铬、汞等大量的重金属有害物质，以及多氯联苯、二恶英和对环境具有一定放射性危害的物质。因此，若不加以处理直接排放，不仅对土壤，还会对周围的水质、空气造成不同程度的污染。随着铁路系统的发展，情况会越来越严重。如果不能科学有效地对铁路机务含油污泥进行处理，就会留下许多环境污染隐患。

2 含油污泥几种主要处理方式

目前，全球每年工业产生富油污泥多达几十亿t，我国每年也有1亿t，其中铁路系统含油污泥约7万t/a(年处置费用高达3 500万人民币)［3］。就相关处理技术而言，国外技术己较成熟。我国含油污泥的处理也倍受关注，其相关处理方法归纳起来可确定有减量化处理、稳定化处理和资源化处理三个方向。

2.1 含油污泥的减量化处理技术

2.1.1 有机高分子絮凝剂处理技术

从化学的角度，含油污泥是一种稳定性较高的胶体，脱水难度大。普通絮凝剂的降解单体通常含有神经毒素等有毒物质，容易对环境造成二次污染。而由活性污泥中的微生物所分泌的有机高分子絮凝剂是不容易被降解的，而且它能高效地破坏含油污泥的胶体稳定性，从而增强其脱水性能，一般可使含油污泥的含水率降低90%［4］。但由于此种处理方法的成本相对较高，几乎还没有采用到铁路机务含油污泥的处理当中。如能开发出成本较低的新有机高分子絮凝剂，可为铁路机务含油污泥的处理提供新的技术，这或许是今后可能发展的重点方向。

2.1.2 超声波处理技术

超声波处理技术是通过超声波的辐射产生“空化”、“活化”和“发热”等效应，从而增强含油污泥的脱水能力。其脱水的效果受超声波辐射的强度、时间和温度等因素的影响。根据含油污泥的类型和需要达到的除油效果，可以选择适当的超声波辐射强度和时间以实现最佳的脱水效果。一旦强度和时间过大或过长，污泥的粘度反而可能增加，脱水性能也会相应降低。只要能科学合理地把握尺度，作为新型的含油污泥处理技术——超声波处理技术在未来也可以得到广泛的运用。

2.1.3 焚烧处理技术

含油污泥的焚烧处理技术一般需先将污泥做脱水预处理。通过在浓缩罐中加温、搅拌、沉降，在絮凝剂的作用下进行分层切水，再经过一系列干燥的工艺把污泥制成泥饼，最后将泥饼在焚烧炉通过高温焚烧一段时间即可完成。其优点是通过焚烧，污泥中的很多有害物质在高温条件下得以分解去除，缺点是燃烧处理的费用比较高。研究发现:利用废弃的塑料与含油污泥混合焚烧，在很大程度上可以提高焚烧的效率、节约成本［5］。但无论是否混合燃烧，都会产生大量的有害气体，排放到空气当中会造成环境的二次污染。因此，该方法仅比较适合小规模的污泥处理，不建议广泛采用。

2.2 含油污泥的稳定化处理技术

2.2.1 固化处理技术

含油污泥的固化处理技术是将含油污泥包裹在某些化学惰性较高的固化基质当中，然后再进行填埋的一种处理办法，这是一种目前为止经常采用的污泥处理技术。其中，水泥固化剂的应用较广泛。实践证明，通过提高固化基质的质量和优化固化基质与含油污泥的配比，可以使固化后的浸出液减少有毒物质和含油量，所以应当采用高标准的固化基质，以满足固化填埋的要求［6］。此方法的优点是可以朝开发新型固化剂的方向发展，以实现固化处理后可以用于建筑材料等多方面领域，缺点是如果采取直接填埋的方式，还是浪费土地资源。

2.2.2 生物处理技术

生物处理技术是指在含油污泥中采取一些微生物助长方式或者直接投放高效微生物菌剂，最终使石油烃类被同化降解为无害的无机物(CO2和H2O)的过程。在生物处理的过程中，影响石油烃类降解的主要因素有:污染物的化学生物特性、可适合微生物生长的环境特性和微生物自身的生物特性等［7］。针对不同污染物质，不同的微生物对其降解的效果不一样，而含油污泥是一个含多种污染物质的综合体，所以对其生物降解的过程应采取多种微生物配伍来共同作用［8］。生物处理技术的最终产物多是二氧化碳和水等无机物，不会造成二次污染，而且其费用低廉，处理的效果也比较理想。培育适合含油污泥处理的菌株来进行生物处理，应该是今后铁路含油污泥处理技术的主要发展方向。

2.3 含油污泥的资源化处理技术

2.3.1 溶剂萃取技术

溶剂萃取技术是指在含油污泥中加入萃取溶剂，通过充分的混合搅拌，使溶剂与污泥中的油类发生萃取反应，从而达到将油类从污泥中分离出来的目的，而且油类萃取剂通过蒸馏还可以分离回收并循环使用，回收的油类可以再生利用。单纯的萃取工艺的油类回收率并不是很高，如果与其他技术联合使用，回收率可以在一定程度上得以提高［9］。实践表明，通常是要经过多次的萃取过程，其污泥的油分分离效果才比较理想，而且在多次的循环萃取过程中，萃取溶剂不能保证百分百的回收，增加了成本。所以此技术要想得以发展，其关键是找到一种性价比高的萃取溶剂。

2.3.2 热解处理技术

热解处理技术是指在缺氧加热的情况下，将含油污泥中的重质油类分解成带挥发性的低碳烃类燃料、液态燃料和固体碳等。热解反应与加热的速度、温度、时间和原料的组成有关系。其回收的气体主要是甲烷、二氧化碳、乙烷和氢气等，液态回收物主要是柴油馏分，可以直接用作燃料，固态回收物主要可以作为建筑材料。因此，此技术具有较好的直接经济效益和社会效益，值得推广，并对其配套设备的工艺技术进行深入研究。

2.3.3 焦化处理技术

焦化法处理技术是指对含油污泥中的重质油进行深度热处理，即重质油的高温热裂解和热缩合。但该技术主要的缺点就是对设备的温度耐受度要求很高，而且处理本身耗能较高，仅对含油量高于50%的含油污泥比较适用。

2.3.4 化学热洗处理技术

化学热洗处理技术是利用热碱水溶液反复洗涤含油污泥，再经加热、搅拌、静置后，通过气浮达到固液分离目的。到一定程度后，再采取填埋或焚烧发电处理。此技术在发达国家已广泛使用，而我国使用较少。