含油污泥是指在原油開(kāi)采、集輸、煉制等過(guò)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(chǎng))產(chǎn)生的含油污泥。含油污泥中含有大量的病原菌、寄生蟲(chóng)(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?chē)耐寥?、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(lèi),《國家清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》要求必須對含油污泥進(jìn)行無(wú)害化處理。
    石油化工行業(yè)的污水處理系統產(chǎn)生的污泥主要來(lái)自隔油池底泥、浮選池浮渣和剩余活性污泥,統稱(chēng)為“三泥”。長(cháng)期以來(lái),污水處理廠(chǎng)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、成分極其復雜,難于脫水,處理具有一定的難度[2,3]。為解決此問(wèn)題,研究者根據“三泥”的特性進(jìn)行了分別處理的研究工作。作者對剩余活性污泥進(jìn)行脫水處理,確定了復配絮凝劑及其投加量,考察了實(shí)驗參數對污泥脫水效果的影響,確定了佳處理條件,擬為實(shí)際應用提供技術(shù)支持。

    1實(shí)驗

    1˙1泥樣、試劑和儀器

    泥樣取自某污水處理廠(chǎng)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(wú)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(jìn)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(shí)間;再投加陽(yáng)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(chēng)重。先計算烘干前后泥餅的質(zhì)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(wú)機高分子絮凝劑的復合使用會(huì )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(shí)驗室現有的絮凝劑進(jìn)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(shí)間為30s、慢攪強度為70r˙min-1、慢攪時(shí)間為6min的條件下對復配絮凝劑進(jìn)行篩選,結果見(jiàn)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(shí)間為30s、慢攪強度為70r˙min-1、慢攪時(shí)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(jiàn)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(shí),泥餅含水率低;當投加量超過(guò)200mg˙L-1時(shí),泥餅含水率反而升高。這是因為:無(wú)機絮凝劑投加到污泥中,會(huì )發(fā)生一系列水解和聚合反應,生成大量的羥基絡(luò )合物,水中的膠粒能夠強烈吸附水解與聚合反應的各種產(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,進(jìn)而改善了過(guò)濾性能;但無(wú)機絮凝劑投加量過(guò)大時(shí),過(guò)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(guò)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(shí)間為30s、慢攪強度為70r˙min-1、慢攪時(shí)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(jiàn)圖2。

    由圖2可以看出,泥餅含水率起初隨著(zhù)CPAM投加量的增加愈來(lái)愈低;當CPAM投加量為25mg˙L-1時(shí),泥餅含水率低;當CPAM投加量超過(guò)25mg˙L-1時(shí),泥餅含水率反而升高。這是因為[6~8]:陽(yáng)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(zhù)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,當其用量過(guò)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。