煉油廠活性污泥脫水篩使用處理研究

  含油污泥是指在原油開采、集輸、煉制等過程中產生的大量含油固體廢物,一般分為油田含油污泥與石油化工行業(主要是煉油廠)產生的含油污泥。含油污泥中含有大量的病原菌、寄生蟲(卵)、重金屬、放射性元素及大量的苯、酚、蒽、苯并芘等難降解的有毒有害物質,若直接排放,會污染周圍的土壤、水體和空氣[1],對人體造成危害。含油污泥已被列入《國家危險廢棄物目錄》中的含油廢物類,《國家清潔生產促進法》要求必須對含油污泥進行無害化處理。
    石油化工行業的污水處理系統產生的污泥主要來自隔油池底泥、浮選池浮渣和剩余活性污泥,統稱為“三泥”。長期以來,污水處理廠將“三泥”進行混合,濃縮處理。污泥脫水篩由于“三泥”的性質差別較大、成分極其復雜,難于脫水,處理具有一定的難度[2,3]。為解決此問題,研究者根據“三泥”的特性進行了分別處理的研究工作。作者對剩余活性污泥進行脫水處理,確定了復配絮凝劑及其投加量,考察了實驗參數對污泥脫水效果的影響,確定了佳處理條件,擬為實際應用提供技術支持。

    1實驗

    1˙1泥樣、試劑和儀器

    泥樣取自某污水處理廠剩余活性污泥濃縮池中,呈黑色,有惡臭味,富含大量微小絮體,pH值為7˙16,含水率為99˙68%,不含油。

    無機絮凝劑(2000mg˙L-1),有機絮凝劑(1000mg˙L-1),鹽酸溶液(1mol˙L-1),氫氧化鈉溶液(1mol˙L-1)。

    1˙2方法

    (1)將盛有500mL污泥的燒杯放入旋轉掛片腐蝕試驗儀中,進行浴熱,使污泥的溫度升高到預先設置的數值。

    (2)在燒杯中投加聚合氯化鋁(PAC),快速攪拌一定時間;再投加陽離子聚丙烯酰胺(CPAM),慢速攪拌一定時間,之后,停止攪拌。

    (3)取出燒杯,將污泥置入浸潤好濾紙的布氏漏斗中,真空抽濾8min。

    (4)取少量的泥餅置于表面皿上,放入恒溫干燥箱中,在105℃烘干至恒重,冷卻,稱重。先計算烘干前后泥餅的質量,再計算泥餅的含水率。

    1˙3檢測方法

    泥餅含水率采用105℃干燥失重法測定。

    2結果與討論

    2˙1復配絮凝劑的篩選

    有機高分子絮凝劑和無機高分子絮凝劑的復合使用會強化“電中和”及“架橋”作用,從而大大降低絮凝劑的投加量,提高絮凝效能[4]。因此,利用實驗室現有的絮凝劑進行復配,并在操作溫度為35℃、污泥初始pH值為7˙16、快攪強度為150r˙min-1、快攪時間為30s、慢攪強度為70r˙min-1、慢攪時間為6min的條件下對復配絮凝劑進行篩選,結果見表1。

    由表1可以看出,6#的處理效果好,泥餅的含水率低,水清,絮體大而密實,沉速快。因此,選擇PAC+CPAM作為復配絮凝劑。

    2˙2復配絮凝劑投加量對剩余活性污泥脫水效果的影響

    2˙2˙1PAC投加量對剩余活性污泥脫水效果的影響在CPAM投加量為20mg˙L-1、操作溫度為35℃、污泥初始pH值為7˙16、快攪強度為150r˙min-1、快攪時間為30s、慢攪強度為70r˙min-1、慢攪時間為6min的條件下,考察PAC投加量對剩余活性污泥脫水效果的影響,結果見圖1。

    由圖1可以看出,泥餅含水率起初隨PAC投加量的增大而下降;當PAC投加量為200mg˙L-1時,泥餅含水率低;當投加量超過200mg˙L-1時,泥餅含水率反而升高。這是因為:無機絮凝劑投加到污泥中,會發生一系列水解和聚合反應,生成大量的羥基絡合物,水中的膠粒能夠強烈吸附水解與聚合反應的各種產物,被吸附的帶正電荷的多核絡離子能夠壓縮雙電層,并進行電中和作用,使污泥中膠粒的Zeta電位降低,從而使體系脫穩,進而改善了過濾性能;但無機絮凝劑投加量過大時,過多的正電荷可能使顆粒表面帶正電,使體系復穩,反而引起過濾性能的降低[5]。因此,PAC投加量以200mg˙L-1為宜。

    2˙2˙2CPAM投加量對剩余活性污泥脫水效果的影響

    在PAC投加量為200mg˙L-1、操作溫度為35℃、污泥初始pH值為7˙16、快攪強度為150r˙min-1、快攪時間為30s、慢攪強度為70r˙min-1、慢攪時間為6min的條件下,考察CPAM投加量對剩余活性污泥脫水效果的影響,結果見圖2。

    由圖2可以看出,泥餅含水率起初隨著CPAM投加量的增加愈來愈低;當CPAM投加量為25mg˙L-1時,泥餅含水率低;當CPAM投加量超過25mg˙L-1時,泥餅含水率反而升高。這是因為[6~8]:陽離子絮凝劑在處理污泥時,具有正電荷中和、污泥脫水篩吸附架橋的雙重作用,隨著投加量的增加,促使了電荷中和、吸附架橋作用的進行,有利于絮體的形成和沉降,因而改善了污泥的脫水效果。但絮凝劑還有分散作用,當其用量過大時,大量的聚合物吸附在懸浮顆粒上將其包裹,在表面形成空間保護層,阻止吸附架橋作用的形成,使已經形成的絮體重新分散,變成結構松散的絮體,絮體中所含的水分難以去除,導致污泥脫水效果降低。因此,CPAM投加量以25mg˙L-1為宜。