含油污泥是指在原油開采、集輸、煉制等過程中產(chǎn)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(yè)(主要是煉油廠)產(chǎn)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(zhì),若直接排放,會(huì)污染周圍的土壤、水體和空氣[1],對(duì)人體造成危害。含油污泥已被列入《國家危險(xiǎn)廢棄物目錄》中的含油廢物類,《國家清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》要求必須對(duì)含油污泥進(jìn)行無害化處理。
    石油化工行業(yè)的污水處理系統(tǒng)產(chǎn)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(tǒng)稱為“三泥”。長期以來,污水處理廠將“三泥”進(jìn)行混合,濃縮處理。污泥脫水篩由于“三泥”的性質(zhì)差別較大、成分極其復(fù)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(jù)“三泥”的特性進(jìn)行了分別處理的研究工作。作者對(duì)剩余活性污泥進(jìn)行脫水處理,確定了復(fù)配絮凝劑及其投加量,考察了實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)污泥脫水效果的影響,確定了佳處理?xiàng)l件,擬為實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)支持。

    1實(shí)驗(yàn)

    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(jī)絮凝劑(2000mg˙L-1),有機(jī)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(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)儀中,進(jìn)行浴熱,使污泥的溫度升高到預(yù)先設(shè)置的數(shù)值。

    (2)在燒杯中投加聚合氯化鋁(PAC),快速攪拌一定時(shí)間;再投加陽離子聚丙烯酰胺(CPAM),慢速攪拌一定時(shí)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(jì)算烘干前后泥餅的質(zhì)量,再計(jì)算泥餅的含水率。

    1˙3檢測(cè)方法

    泥餅含水率采用105℃干燥失重法測(cè)定。

    2結(jié)果與討論

    2˙1復(fù)配絮凝劑的篩選

    有機(jī)高分子絮凝劑和無機(jī)高分子絮凝劑的復(fù)合使用會(huì)強(qiáng)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(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的絮凝劑進(jìn)行復(fù)配,并在操作溫度為35℃、污泥初始pH值為7˙16、快攪強(qiáng)度為150r˙min-1、快攪時(shí)間為30s、慢攪強(qiáng)度為70r˙min-1、慢攪時(shí)間為6min的條件下對(duì)復(fù)配絮凝劑進(jìn)行篩選,結(jié)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(shí),沉速快。因此,選擇PAC+CPAM作為復(fù)配絮凝劑。

    2˙2復(fù)配絮凝劑投加量對(duì)剩余活性污泥脫水效果的影響

    2˙2˙1PAC投加量對(duì)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(qiáng)度為150r˙min-1、快攪時(shí)間為30s、慢攪強(qiáng)度為70r˙min-1、慢攪時(shí)間為6min的條件下,考察PAC投加量對(duì)剩余活性污泥脫水效果的影響,結(jié)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(dāng)PAC投加量為200mg˙L-1時(shí),泥餅含水率低;當(dāng)投加量超過200mg˙L-1時(shí),泥餅含水率反而升高。這是因?yàn)?無機(jī)絮凝劑投加到污泥中,會(huì)發(fā)生一系列水解和聚合反應(yīng),生成大量的羥基絡(luò)合物,水中的膠粒能夠強(qiáng)烈吸附水解與聚合反應(yīng)的各種產(chǎn)物,被吸附的帶正電荷的多核絡(luò)離子能夠壓縮雙電層,并進(jìn)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(wěn),進(jìn)而改善了過濾性能;但無機(jī)絮凝劑投加量過大時(shí),過多的正電荷可能使顆粒表面帶正電,使體系復(fù)穩(wěn),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(duì)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(qiáng)度為150r˙min-1、快攪時(shí)間為30s、慢攪強(qiáng)度為70r˙min-1、慢攪時(shí)間為6min的條件下,考察CPAM投加量對(duì)剩余活性污泥脫水效果的影響,結(jié)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(dāng)CPAM投加量為25mg˙L-1時(shí),泥餅含水率低;當(dāng)CPAM投加量超過25mg˙L-1時(shí),泥餅含水率反而升高。這是因?yàn)閇6~8]:陽離子絮凝劑在處理污泥時(shí),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(jìn)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(dāng)其用量過大時(shí),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(hù)層,阻止吸附架橋作用的形成,使已經(jīng)形成的絮體重新分散,變成結(jié)構(gòu)松散的絮體,絮體中所含的水分難以去除,導(dǎo)致污泥脫水效果降低。因此,CPAM投加量以25mg˙L-1為宜。