趙陽，焦健，李樂

(新鄉(xiāng)市環(huán)境保護監(jiān)測站，河南新鄉(xiāng)453002)

污泥焚燒中二氧化硫檢測新方法及污泥處理探討

趙陽，焦健，李樂

(新鄉(xiāng)市環(huán)境保護監(jiān)測站，河南新鄉(xiāng)453002)

對新鄉(xiāng)市9個污水處理場污泥預處理后，用測硫儀分析污泥含硫量，并用經(jīng)驗公式根據(jù)年污水處理量，估算焚燒污泥方法年二氧化硫排放總量。結果顯示:用測硫儀測定污泥含硫量，核算二氧化硫排放量，與現(xiàn)有方法相比，操作簡便易行，結果不受采樣條件、時間、環(huán)境、布點等因素影響，重現(xiàn)性好、完整、精密。同時發(fā)現(xiàn)部分污泥含硫量超過規(guī)定用煤中含硫量，建議用焚燒方法處置污泥，凈化尾氣。

污泥焚燒;二氧化硫;檢測;方法

二氧化硫氣體可嚴重損傷人類呼吸系統(tǒng)，引發(fā)疾病;溶水后形成酸雨腐蝕植被，對人類和環(huán)境造成極大損害。其主要來源于煤和石油的燃燒。人類在生產(chǎn)、生活活動中產(chǎn)生的污水，經(jīng)城鎮(zhèn)污水處理廠處理，形成污水污泥，其中含有大量寄生蟲卵、病原菌、毒性重金屬等污染物，并散發(fā)惡臭影響環(huán)境空氣質量。污泥處理的方法主要有:填埋、土地堆肥利用、焚燒和綜合利用等［1］，但均會對環(huán)境造成不同程度的二次污染［2］。目前，已有對污泥重金屬［3］及飛灰重金屬含量［4］的研究。污泥焚燒也會產(chǎn)生二氧化硫，《危險廢物焚燒污染控制標準》(GB18484－2001)對焚燒固廢產(chǎn)生的二氧化硫的濃度、檢測有了規(guī)定，但所測濃度有階段性。我們根據(jù)相關標準對樣品進行處理并用儀器焚燒，準確分析了污泥中硫分含量，并根據(jù)經(jīng)驗公式計算外排總量，操作簡便、經(jīng)濟、并能提高檢測的準確性。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

5E－8S/AⅡ全自動測硫儀(長沙開元儀器有限公司)，超純水儀classic UF(英國ELGA公司)，電子天平CP114先行者(奧豪斯儀器(上海)有限公司)。

煤物理化學成分分析標準物質GBW 11108h(國家煤炭質量監(jiān)督檢驗中心、山東省冶金科學研究院)，GBW 11101p(煤科總院煤炭分析實驗室，國家煤炭質量監(jiān)督檢驗中心);溴化鉀(分析純;天津市科密歐化學試劑有限公司);碘化鉀(分析純，天津市福晨化學試劑廠);冰乙酸(分析純，開封化學試劑總廠);三氧化鎢(分析純，天津市化學試劑四廠);硅膠(上海精龍化工有限公司);實驗用水為經(jīng)超純水儀處理后的超純水。

1.2 樣品和方法

污泥樣品前處理:將采集到的污泥在105℃烘至恒重，粉碎、研磨過100目篩，收集待分析。污泥中硫分分析過程參考《煤中全硫的測定方法》(GB/T 214－2007)。

1.3 實驗數(shù)據(jù)及方法對比分析

《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918－2002)沒有關于污泥硫化物排放總量及檢測的方法標準，《危險廢物焚燒污染控制標準》(GB18484－2001)對焚燒固廢二氧化硫的外排濃度和分析方法有了規(guī)定，但操作性、準確性稍差，其檢測方法采用《甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光度法》(《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》中國環(huán)境科學出版社)，此方法是在一定的時間段采集排放的二氧化硫，但焚燒時段不同二氧化硫的濃度也就不同。我們利用測硫儀對污泥樣品進行測量，保證了二氧化硫采集的完整性，且儀器分析減少了多步手工分析的誤差。表1為對9個污水處理廠的污泥進行處理并分析的結果。

表1 9個污水處理廠污泥含硫量

從表1中數(shù)據(jù)可以看出:國標分析結果的準確性和精密度良好，為樣品準確分析提供了保證;利用儀器測試結果重復性好，精密度較高，相對偏差控制在4%以內。

本方法實驗過程簡單，只有烘干、粉碎及電解液配置等基本操作，實驗過程為最基本的操作技能，所用試劑毒性小。相比國標GB18484－2001，需先采集二氧化硫氣體，要購置采集裝置，配制吸收液，吸收液在配制時要用到劇毒的甲醛，會對實驗人員身體產(chǎn)生危害;吸收的使用液也有保質期，過期不能使用，且得經(jīng)過處理才能排放，否則污染環(huán)境;分析前要配置碘酸鉀、碘、亞硫酸鈉等多種試劑及顯色劑，要反復標定才能最后確定二氧化硫標準使用液濃度;分析時要配置標線，控制顯色溫度及時間等，最后進行比色并計算。操作繁瑣，過程復雜，需購買多種試劑，耗費財力。最重要的是檢測的結果只代表焚燒過程某一階段的二氧化硫的平均濃度，我們在用儀器分析時發(fā)現(xiàn)，儀器焚燒污泥時，二氧化硫在不同的時段內，產(chǎn)生的量不一樣，9個污泥焚燒得到的絕大部分二氧化硫在初期的20～50s內500℃已產(chǎn)生完畢，在接下來的200～300s 1150℃產(chǎn)生量少，但延續(xù)時間長;不像煤在焚燒整個過程中產(chǎn)生二氧化硫過程中量值較為均衡。可能是污泥中硫化物多以易揮發(fā)的有機物或易分解硫化物形式存在，導致樣品在初始階段受熱便大量逸出并燃燒。所以，采集氣體樣品的代表性及完整性較差，也影響到結果的準確性。而我們的方法能保證樣品的相對完整準確。

2 討論

表1的分析結果顯示，焚燒的污泥中硫含量分布在0.34%～1.06%，一些環(huán)保意識強的城市為了防止二氧化硫污染，推薦使用的低硫煤硫含量已經(jīng)降到0.6%，并禁止燃用含硫量＞0.8%的煤炭。本方法發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)行方法不能發(fā)現(xiàn)的問題，即焚燒的部分污泥硫含量已經(jīng)嚴重超標，對其焚燒等同于焚燒同等量的高硫煤，對環(huán)境造成污染，建議采取焚燒方法時，尾氣凈化后方可排放。表2中，根據(jù)經(jīng)驗公式估算得到了理論上焚燒9個污水處理場污泥的二氧化硫排放量。從這個數(shù)據(jù)可以看出，理論上焚燒污泥的二氧化硫年排放量約300t，這勢必要求我們對污泥的處理方法謹慎甄選。

表2 焚燒9個污水處理廠污泥的二氧化硫理論排放量

目前幾種常用的方法，填埋簡單易行，施于農田可變廢為肥，但須消耗珍貴的土地資源，污泥所含各種病原菌、重金屬及難降解劇毒有機物，若處理不徹底會更大程度地污染土壤危害人類。焚燒和綜合利用都要高溫加熱，產(chǎn)生二氧化硫直接排放將污染環(huán)境，但可采用亞硫酸鈉法、氧化鋅法等對燃燒廢氣吸收處理，廢物回收利用。同時，建議在污水處理工程中盡量不使用或少使用含硫試劑降低污泥含硫量減小污泥處理壓力。

3 結論

用測硫儀測定污泥含硫量，核算二氧化硫排放量，與現(xiàn)有方法相比，操作簡便易行，結果不受采樣條件、時間、環(huán)境、布點等因素影響，重現(xiàn)性好、完整、精密。本方法發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)行方法不能發(fā)現(xiàn)的問題，即焚燒的部分污泥硫含量已經(jīng)嚴重超出規(guī)定可燃煤中含硫量，對其焚燒等同于焚燒同等量的高硫煤，直接排放焚燒氣體會對環(huán)境造成污染。建議采取焚燒方法時，尾氣凈化后方可排放。

［1］余杰，田寧寧，王凱軍，等.中國城市污水處理廠污泥處理、處置問題探討分析［J］.環(huán)境工程學報，2007，1(1).

［2］劉海麗，杜元新.水處理污泥處理處置研究進展［J］.環(huán)境監(jiān)控與預警，2010，2(6).

［3］董仁杰.火焰原子吸收光譜法測定污泥中銅鋅鉛鎘鎳［J］.理化檢驗－化學分冊，2002，38(10).

［4］劉敬勇，孫水裕.火焰原子吸收光譜法在分析污泥焚燒飛灰中重金屬化學形態(tài)上的應用［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

趙陽(1981－)，男，工程師，理學碩士學位，研究方向:環(huán)境監(jiān)測。