污泥焚烧中二氧化硫检测新方法及污泥处理探讨

赵阳，焦健，李乐

(新乡市环境保护监测站，河南新乡453002)

污泥焚烧中二氧化硫检测新方法及污泥处理探讨

赵阳，焦健，李乐

(新乡市环境保护监测站，河南新乡453002)

对新乡市9个污水处理场污泥预处理后，用测硫仪分析污泥含硫量，并用经验公式根据年污水处理量，估算焚烧污泥方法年二氧化硫排放总量。结果显示:用测硫仪测定污泥含硫量，核算二氧化硫排放量，与现有方法相比，操作简便易行，结果不受采样条件、时间、环境、布点等因素影响，重现性好、完整、精密。同时发现部分污泥含硫量超过规定用煤中含硫量，建议用焚烧方法处置污泥，净化尾气。

污泥焚烧;二氧化硫;检测;方法

二氧化硫气体可严重损伤人类呼吸系统，引发疾病;溶水后形成酸雨腐蚀植被，对人类和环境造成极大损害。其主要来源于煤和石油的燃烧。人类在生产、生活活动中产生的污水，经城镇污水处理厂处理，形成污水污泥，其中含有大量寄生虫卵、病原菌、毒性重金属等污染物，并散发恶臭影响环境空气质量。污泥处理的方法主要有:填埋、土地堆肥利用、焚烧和综合利用等［1］，但均会对环境造成不同程度的二次污染［2］。目前，已有对污泥重金属［3］及飞灰重金属含量［4］的研究。污泥焚烧也会产生二氧化硫，《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484－2001)对焚烧固废产生的二氧化硫的浓度、检测有了规定，但所测浓度有阶段性。我们根据相关标准对样品进行处理并用仪器焚烧，准确分析了污泥中硫分含量，并根据经验公式计算外排总量，操作简便、经济、并能提高检测的准确性。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

5E－8S/AⅡ全自动测硫仪(长沙开元仪器有限公司)，超纯水仪classic UF(英国ELGA公司)，电子天平CP114先行者(奥豪斯仪器(上海)有限公司)。

煤物理化学成分分析标准物质GBW 11108h(国家煤炭质量监督检验中心、山东省冶金科学研究院)，GBW 11101p(煤科总院煤炭分析实验室，国家煤炭质量监督检验中心);溴化钾(分析纯;天津市科密欧化学试剂有限公司);碘化钾(分析纯，天津市福晨化学试剂厂);冰乙酸(分析纯，开封化学试剂总厂);三氧化钨(分析纯，天津市化学试剂四厂);硅胶(上海精龙化工有限公司);实验用水为经超纯水仪处理后的超纯水。

1.2 样品和方法

污泥样品前处理:将采集到的污泥在105℃烘至恒重，粉碎、研磨过100目筛，收集待分析。污泥中硫分分析过程参考《煤中全硫的测定方法》(GB/T 214－2007)。

1.3 实验数据及方法对比分析

《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918－2002)没有关于污泥硫化物排放总量及检测的方法标准，《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484－2001)对焚烧固废二氧化硫的外排浓度和分析方法有了规定，但操作性、准确性稍差，其检测方法采用《甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光度法》(《空气和废气监测分析方法》中国环境科学出版社)，此方法是在一定的时间段采集排放的二氧化硫，但焚烧时段不同二氧化硫的浓度也就不同。我们利用测硫仪对污泥样品进行测量，保证了二氧化硫采集的完整性，且仪器分析减少了多步手工分析的误差。表1为对9个污水处理厂的污泥进行处理并分析的结果。

表1 9个污水处理厂污泥含硫量

从表1中数据可以看出:国标分析结果的准确性和精密度良好，为样品准确分析提供了保证;利用仪器测试结果重复性好，精密度较高，相对偏差控制在4%以内。

本方法实验过程简单，只有烘干、粉碎及电解液配置等基本操作，实验过程为最基本的操作技能，所用试剂毒性小。相比国标GB18484－2001，需先采集二氧化硫气体，要购置采集装置，配制吸收液，吸收液在配制时要用到剧毒的甲醛，会对实验人员身体产生危害;吸收的使用液也有保质期，过期不能使用，且得经过处理才能排放，否则污染环境;分析前要配置碘酸钾、碘、亚硫酸钠等多种试剂及显色剂，要反复标定才能最后确定二氧化硫标准使用液浓度;分析时要配置标线，控制显色温度及时间等，最后进行比色并计算。操作繁琐，过程复杂，需购买多种试剂，耗费财力。最重要的是检测的结果只代表焚烧过程某一阶段的二氧化硫的平均浓度，我们在用仪器分析时发现，仪器焚烧污泥时，二氧化硫在不同的时段内，产生的量不一样，9个污泥焚烧得到的绝大部分二氧化硫在初期的20～50s内500℃已产生完毕，在接下来的200～300s 1150℃产生量少，但延续时间长;不像煤在焚烧整个过程中产生二氧化硫过程中量值较为均衡。可能是污泥中硫化物多以易挥发的有机物或易分解硫化物形式存在，导致样品在初始阶段受热便大量逸出并燃烧。所以，采集气体样品的代表性及完整性较差，也影响到结果的准确性。而我们的方法能保证样品的相对完整准确。

2 讨论

表1的分析结果显示，焚烧的污泥中硫含量分布在0.34%～1.06%，一些环保意识强的城市为了防止二氧化硫污染，推荐使用的低硫煤硫含量已经降到0.6%，并禁止燃用含硫量＞0.8%的煤炭。本方法发现了现行方法不能发现的问题，即焚烧的部分污泥硫含量已经严重超标，对其焚烧等同于焚烧同等量的高硫煤，对环境造成污染，建议采取焚烧方法时，尾气净化后方可排放。表2中，根据经验公式估算得到了理论上焚烧9个污水处理场污泥的二氧化硫排放量。从这个数据可以看出，理论上焚烧污泥的二氧化硫年排放量约300t，这势必要求我们对污泥的处理方法谨慎甄选。

表2 焚烧9个污水处理厂污泥的二氧化硫理论排放量

目前几种常用的方法，填埋简单易行，施于农田可变废为肥，但须消耗珍贵的土地资源，污泥所含各种病原菌、重金属及难降解剧毒有机物，若处理不彻底会更大程度地污染土壤危害人类。焚烧和综合利用都要高温加热，产生二氧化硫直接排放将污染环境，但可采用亚硫酸钠法、氧化锌法等对燃烧废气吸收处理，废物回收利用。同时，建议在污水处理工程中尽量不使用或少使用含硫试剂降低污泥含硫量减小污泥处理压力。

3 结论

用测硫仪测定污泥含硫量，核算二氧化硫排放量，与现有方法相比，操作简便易行，结果不受采样条件、时间、环境、布点等因素影响，重现性好、完整、精密。本方法发现了现行方法不能发现的问题，即焚烧的部分污泥硫含量已经严重超出规定可燃煤中含硫量，对其焚烧等同于焚烧同等量的高硫煤，直接排放焚烧气体会对环境造成污染。建议采取焚烧方法时，尾气净化后方可排放。

［1］余杰，田宁宁，王凯军，等.中国城市污水处理厂污泥处理、处置问题探讨分析［J］.环境工程学报，2007，1(1).

［2］刘海丽，杜元新.水处理污泥处理处置研究进展［J］.环境监控与预警，2010，2(6).

［3］董仁杰.火焰原子吸收光谱法测定污泥中铜锌铅镉镍［J］.理化检验－化学分册，2002，38(10).

［4］刘敬勇，孙水裕.火焰原子吸收光谱法在分析污泥焚烧飞灰中重金属化学形态上的应用［J］.冶金分析，2011，31(3).

A Discussion on A New Method of Detecting Sulfur Dioxide from Burning Sludge and Sludge Treatment

ZHAO Yang，JIAO Jian，LI Le
(Xinxiang Municipal Environmental Monitoring Center，Xinxiang Henan 453002 China)

The pre－treated sludge from the nine wastewater treatment plants in Xinxiang Municipality is detected to measure their sulfur content by using the sulfur measuring instrument.The annual discharge of sulfur dioxide is calculated for burning the sludge by using the experience formula based on the annual sewage treatment capacity.The result shows that the new method is simpler than the current available method，and its result is free of sampling conditions，time，environment and distribution，with good reproducibility，integrity and accuracy.We find that the sulfur content in some sludge is above the allowed amount in coal，therefore it is suggested to purify the exhaust gas when burning the sludge.

burning sludge;sulfur dioxide;detecting;method

X83

A

1673－9655(2012)03－0091－03

2011－12－01

赵阳(1981－)，男，工程师，理学硕士学位，研究方向:环境监测。