三泥化學(xué)破乳脫水實(shí)驗(yàn)及其應(yīng)用
行業(yè)動態(tài)
1 “三泥”來源及處理現(xiàn)狀
1.1 “三泥”來源
“三泥”是含油污水處理過程中產(chǎn)生的油泥、浮渣和污泥的混合物，其主要來源之一為隔油池、均質(zhì)罐底沉積含水、泥沙、少量油及化學(xué)藥劑的底泥，其二為浮選池投加絮凝劑后經(jīng)氣浮工藝形成含水、少量油及雜質(zhì)的浮渣，其三為生化池因活性污泥工藝而產(chǎn)生含水、懸浮物的剩余活性污泥。由于“三泥”產(chǎn)生量大，性質(zhì)穩(wěn)定，且含有油、酚、COD、硫化物、有毒有害的化學(xué)有機(jī)物等污染物，不進(jìn)行處理會導(dǎo)致污泥累積無處堆放，污泥所含的有害物質(zhì)和石油類會隨雨水的沖刷對土壤和水體造成污染。
“三泥”一般是由水包油、油包水以及懸浮固體組成的穩(wěn)定乳狀液體系，還包括生產(chǎn)過程中所投加的大量水處理劑。由于三次采油技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用，原油中所含的聚合物溶液、表面活性劑等化學(xué)試劑導(dǎo)致“三泥”濃縮難度增加，造成“三泥”產(chǎn)量增加，其外運(yùn)處理需要耗費(fèi)較多人力、物力及財(cái)力，同時，“三泥”所含污油會造成資源的浪費(fèi)。
1.2 “三泥”處理現(xiàn)狀
烏魯木齊石化凈化水廠污水處理過程中產(chǎn)生的“三泥”根據(jù)其性狀和特點(diǎn)進(jìn)行分類處理，其工藝流程為沉淀濃縮、機(jī)械脫水、焚燒和送焦化處理。首先，通過重力沉降脫去“三泥”所含的間隙水，沉降時間一般為2h～48h。然后，通過離心機(jī)對“三泥”進(jìn)行機(jī)械脫水，為提高機(jī)械脫水效率，往往在機(jī)械脫水前進(jìn)行化學(xué)調(diào)節(jié)，加入高分子無機(jī)絮凝劑使污泥顆粒絮凝。處理后產(chǎn)生的泥餅和油泥分別送至電廠焚燒和焦化摻煉。
2 “三泥”處理存在問題
2.1 絮凝劑效果不理想
水廠采用有機(jī)高分子聚丙烯酰胺做絮凝劑效果一般，由于“三泥”中浮渣、油泥含油量較高，要求絮凝劑在提高污泥脫水率的同時，還要提高污泥除油率，從而提高污泥的處理效果。
2.2 油泥較難處理
其沉淀濃縮效果差，一般經(jīng)24h沉淀濃縮僅能夠脫出15%間隙水，脫水效率低。因油泥含油量高導(dǎo)致粘性大，無法通過離心機(jī)進(jìn)行機(jī)械脫水，一般經(jīng)沉淀濃縮脫水后拉至焦化進(jìn)行摻煉，而焦化摻煉量無法滿足油泥產(chǎn)生量。
2.3 離心機(jī)機(jī)械脫水效率低
凈化水廠采用D3LLC30CHP型離心機(jī)對“三泥”進(jìn)行機(jī)械脫水，裝置運(yùn)行日均產(chǎn)生油泥92.9m3、浮渣300.8m3、活性污泥280.0m3，而離心機(jī)脫水速率分別為0m3/d（離心機(jī)無法處理油泥）、77.2m3/d、125.2m3/d，無法滿足“三泥”的日產(chǎn)生量，造成污水處理裝置后路緊張，無法達(dá)到工藝運(yùn)行需求。
2.4 “三泥”外委處理成本高
由于“三泥”處理的局限性，凈化水廠采取部分“三泥”外委處置方式，因此產(chǎn)生的運(yùn)輸費(fèi)、外委處置費(fèi)導(dǎo)致水廠生產(chǎn)運(yùn)行成本增加。
2.5 干泥晾曬場所不足
經(jīng)離心機(jī)脫水后的污泥仍含有少量水分，需自然晾曬形成風(fēng)干污泥后進(jìn)行焚燒。凈化水廠干泥日平均產(chǎn)生量在300m3左右，如何在不提高水廠運(yùn)行成本的前提下解決污泥晾曬空間不足成為水廠“三泥”處置的難題。
3 “三泥”破乳脫水實(shí)驗(yàn)
3.1 實(shí)驗(yàn)材料
實(shí)驗(yàn)所使用的“三泥”來自于烏石化凈化水廠，根據(jù)油泥、浮渣和活性污泥特性，分別取自三泥處理裝置濃縮罐。
無機(jī)絮凝劑：粉煤灰、次氯酸鈉（NaClO）、無水硫酸鈉、雙氧水（H2O2）均由凈化水廠化驗(yàn)室提供。
有機(jī)絮凝劑：聚丙烯酰胺（PAM）由新疆德蘭股份有限公司生產(chǎn)。
設(shè)備：可見分光光度計(jì)。
3.2 試驗(yàn)方法
化學(xué)需氧量：滴定法；氨氮含量：納式比色法。
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
3.3.1 油泥破乳脫水實(shí)驗(yàn)
以下實(shí)驗(yàn)樣品均取2000ml原液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對脫出清液的化學(xué)需氧量及氨氮含量進(jìn)行測試。
（1）絮凝劑的篩選
使用NaClO做絮凝劑實(shí)驗(yàn)過程中反應(yīng)速度較慢，油水界面分層不明顯，清液化學(xué)需氧量、氨氮含量偏高，而有機(jī)絮凝劑PAM+無水硫酸鈉復(fù)合絮凝劑脫出清液的測定結(jié)果同樣顯示氨氮含量高，均不利于清液的重新處理。而PAM+H2O2復(fù)配脫水效果好，且所得清液化學(xué)需氧量及氨氮含量較低，為較佳配方。
（2）PAM+H2O2用量實(shí)驗(yàn)
PAM+H2O2絮凝劑用量分別為0.006g、12ml時，清液化學(xué)需氧量及氨氮含量較為理想。
3.3.2 浮渣破乳脫水實(shí)驗(yàn)
以下實(shí)驗(yàn)樣品均取2000ml原液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對脫出清液的化學(xué)需氧量及氨氮含量進(jìn)行測試。浮渣中加入PAM后并無分層，而加入粉煤灰后，浮渣出現(xiàn)分層，并且脫出清液的CODcr、氨氮含量較理想。
3.3.3 活性污泥脫水實(shí)驗(yàn)
以下實(shí)驗(yàn)樣品均取1000ml原液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對脫出清液的化學(xué)需氧量及氨氮含量進(jìn)行測試。
（1）絮凝劑的篩選
3種絮凝劑的脫水效果基本無差別，單獨(dú)使用絮凝劑粉煤灰和PAM時，PAM所產(chǎn)生清液的CODcr、氨氮含量值較低，且脫水效率高，而PAM和粉煤灰復(fù)配的脫水效率并無提高，且CODcr、氨氮含量無明顯降低，故使用單一絮凝劑PAM的效果較佳，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性較高。
（2）PAM用量實(shí)驗(yàn)
PAM絮凝劑用量降低時，脫水率并無明顯降低，且清液CODcr、氨氮含量無明顯增加，因此降低PAM用量較為經(jīng)濟(jì)。
4 應(yīng)用
水廠于4月對浮渣、活性污泥采用上述實(shí)驗(yàn)所得較佳方案進(jìn)行配比加藥。4月實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)用期間，離心機(jī)處理浮渣為98.4m3/d，5、6月恢復(fù)正常加藥方式離心機(jī)處理浮渣為75.7m3/d，日均處理量低于試驗(yàn)期間。
4月實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)用期間，離心機(jī)處理活性污泥為149.4m3/d，5、6月恢復(fù)正常加藥方式離心機(jī)處理浮渣為116.2m3/d，日均處理量同樣低于試驗(yàn)期間。
5 結(jié)語
通過對“三泥”破乳脫水的實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用，以不影響清液水質(zhì)為前提，提高了凈化水廠“三泥”的脫水效率和日均處理量，在處理“三泥”的同時還能回收大量的污油，因此文中所采取處理“三泥”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。
