含油污泥復(fù)合調(diào)理方案分析
技術(shù)支持
隔油池、浮選池和曝氣池本身都在煉油污水處理的過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，但是在生產(chǎn)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的污染物。這些污泥由于成分非常復(fù)雜，又表現(xiàn)出較大的黏著度，從而使得沉降相對(duì)較為困難。污泥內(nèi)部還會(huì)伴有惡臭和有毒物質(zhì)。如果在使用的過(guò)程中直接和自然環(huán)境接觸，就會(huì)對(duì)大氣、水體和土壤造成較大的污染，進(jìn)而引發(fā)石油資源的浪費(fèi)。目前，隨著 環(huán)保法律法規(guī)的要求不斷地提升，如何有效地提升含油污泥的控制與污染，成了石油和石化行業(yè)人員都需要關(guān)注的問(wèn)題。因此，對(duì)含油污泥復(fù)合調(diào)理方案進(jìn)行分析變得越來(lái)越重要。
1 研究背景
石油工業(yè)的發(fā)展使得越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注石油污染問(wèn)題。目前，石油污染將會(huì)對(duì)環(huán)境和動(dòng)植物產(chǎn)生較大的危害。又因?yàn)槲勰嘀斜旧砗写罅康姆枷銦N物質(zhì)，所以可以使得人的肝腎功能逐步衰退，嚴(yán)重時(shí)甚至可以使人身體出現(xiàn)癌變。如果不幸這些物質(zhì)被排入土壤內(nèi)，甚至?xí)苯佑绊懲寥栏档暮粑鼱顟B(tài)，從而導(dǎo)致植物的根莖出現(xiàn)腐爛的現(xiàn)象。
雖然目前科學(xué)界對(duì)于處理石油污染的方法有較多的研究。包括微波法、超聲法和焚燒填埋法都在石油污染處理的過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。但是如果只是采用單一的處理方法則不能夠有好的治療效果，且使用這些方法的成本也普遍較高，在使用的過(guò)程中非常容易產(chǎn)生安全隱患。另外，每種處理方法都會(huì)有各自的劣勢(shì)：填埋法在使用的過(guò)程中容易滲漏，存在很大的安全隱患；生物處理法的使用周期較長(zhǎng)，且處理污染的量非常有限，總體而言，工藝還不夠完善。焚燒法將會(huì)耗費(fèi)巨大的能量，且在使用的過(guò)程中會(huì)污染空氣。
本文以揚(yáng)子石化污水廠消化的污泥作為研究的對(duì)象，并對(duì)含有的油污泥進(jìn)行水油分離，之后再分別采用包括臭氧、超聲波和其他方法進(jìn)行調(diào)理，之后再配合復(fù)合調(diào)理，并在之后研究污泥濾餅的含水率，希望能夠改善其脫水的性能。
2 實(shí)驗(yàn)材料和方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
本次污泥質(zhì)量的濃度為MLSS60g/L，SV超過(guò)了95%，VSS超過(guò)了60%，整個(gè)污泥的pH值被控制在7～8，含水率一度高達(dá)99%。
本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用粒徑介于0.5～1mm之間的松木屑和NaCl作為研究的試劑。并合并應(yīng)用分液漏斗、臭氧發(fā)生器、布氏漏斗、真空抽吸泵和其他器具更好地配合在一起。
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 全效污泥脫油處理
先取一定量的污泥，之后根據(jù)實(shí)際情況有效加入含水率為99.8%的污泥溶液，配合重量法來(lái)取得污泥中的油。污泥脫油處理為本次油污復(fù)合調(diào)理方法中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，只有脫去油脂，才能夠更好地在接下來(lái)的環(huán)節(jié)進(jìn)行處理。
2.2.2 超聲調(diào)理
先取得實(shí)驗(yàn)污泥100mL，之后再將其倒入燒杯中，再將污泥倒入超聲粉碎機(jī)內(nèi)部，全面處理，超聲污泥處理的時(shí)間有所不同。當(dāng)所有處理的過(guò)程完成之后，再測(cè)試污泥濾餅內(nèi)部的含水率。本次研究是為了更好地探究時(shí)間對(duì)上述指標(biāo)的影響，并尋找合理的超聲波調(diào)理參數(shù)。
2.2.3 臭氧氧化調(diào)理
臭氧氧化調(diào)理的實(shí)驗(yàn)步驟主要由以下幾個(gè)步驟組成：
（1）同樣取本次實(shí)驗(yàn)需要用的污泥100mL，之后倒入燒杯中。
（2）用保鮮膜將其密封之后再用磁力棒進(jìn)行攪拌，注意將攪拌速率控制在500～1000r/min，攪拌的時(shí)間控制在10min之內(nèi)，注意將攪拌的速度逐步加快。
（3）在攪拌完成的 時(shí)間立即開(kāi)啟臭氧發(fā)生器，之后再向燒杯中通入不同的臭氧量。
（4）用20%的KI溶液吸收尾氣。
（5）用碘量法測(cè)試燒杯中剩余臭氧的質(zhì)量比。等到所有的調(diào)理過(guò)程都結(jié)束之后，再測(cè)試污泥濾餅內(nèi)部的含水量。
本次實(shí)驗(yàn)是為了更好地研究臭氧的投放量對(duì)不同指標(biāo)的影響，并在之后研究較佳的臭氧投放量。
2.3 含水率的測(cè)量
主要實(shí)驗(yàn)的過(guò)程如下所示：每次都直接取100mL的污泥倒入漏斗中，并將真空壓力保持在0.06MPa，再經(jīng)過(guò)20min的抽濾之后，測(cè)試濾餅內(nèi)部的含水率。
整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置是由真空泵、吸濾瓶、真空調(diào)節(jié)閥、真空表、布氏漏斗和其他幾個(gè)主要的裝置構(gòu)成。吸濾瓶會(huì)將內(nèi)部的水分吸收，從而能夠更好地測(cè)試其中的含水率。
3 結(jié)果分析
3.1 污泥除油效果
通過(guò)讓25mL的石油醚在1000mL的含油污泥萃取3次，之后測(cè)試得到含油量為15080mg/L。研究組為此考察了石油醚萃取次數(shù)和除油濾之間的關(guān)系，之后得到如下的結(jié)果：
（1）在 次萃取之后，其除油濾為70%。抽濾處理之后，其污泥的含水率為87%。在萃取3次之后，其除油率為75%，污泥抽濾之后的含水率為85%。
本次實(shí)驗(yàn)1次萃油的除油率為70%，2次萃油的除油率為75%。一次萃油的濾餅含水率為87%，2次萃油濾餅的含水率為85%。2次除油所需要的時(shí)間為1次除油時(shí)間的2倍。但是第二次實(shí)驗(yàn)中所用的污泥的量只有前一次實(shí)驗(yàn)的一半。本次實(shí)驗(yàn)使用的污泥是在 次萃取除油之后，清除了剩下的污泥，之后再有效地進(jìn)行后續(xù)調(diào)理。
3.2 臭氧調(diào)理
在本次臭氧調(diào)理的過(guò)程中，可以向100mL的除油污泥中通入0.02g/g、0.04g/g、0.06g/g、0.08g/g、0.10g/g和不同數(shù)量的臭氧。
如果臭氧的投入量被控制在0.10g/g時(shí)，處理的效果較好，此時(shí)污泥抽濾后的含水率為82.4%。因此，加入臭氧的量多，污泥就會(huì)被有效地氧化，顆粒會(huì)因此變得越來(lái)越細(xì)，其對(duì)水分的吸附能力也會(huì)更高，從而使得整體反應(yīng)變得更加穩(wěn)定，使得其脫水性能也不好。定量的臭氧能夠有效地氧化細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，從而使得其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)更好地包裹水分，有機(jī)物內(nèi)部的成分被更好地釋放，污泥的脫水性能也會(huì)變得更好。但是當(dāng)臭氧通入量大于0.16g/g時(shí)，污泥內(nèi)部的細(xì)菌就會(huì)充滿(mǎn)整個(gè)泡沫，從而使得實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。
3.3 超聲波調(diào)理
在此次實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，先可以將超聲波的頻率控制在28kHz，并將超聲時(shí)間控制在0.5～4.0min。調(diào)理后，所有的污泥在經(jīng)過(guò)超聲波處理之后，含水率將會(huì)產(chǎn)生很大的變化。其作用時(shí)間被控制在2.0min之內(nèi)，濾餅內(nèi)部的含水率被控制在74.62%。2min之后污泥含水率則會(huì)持續(xù)上升，但上升的數(shù)值與40s時(shí)保持一致。由此可以看出，超聲波空化效應(yīng)的強(qiáng)弱本身和反應(yīng)的時(shí)間有很大的關(guān)系。反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，內(nèi)部細(xì)菌的結(jié)構(gòu)就會(huì)被有效地破壞。這樣之后，一方面會(huì)使得其中的結(jié)合水得以釋放，污泥內(nèi)部的脫水效果會(huì)變得更好。超聲波的空化作用則會(huì)使得污泥內(nèi)部始終處于高溫和高壓的條件下，從而使得污泥內(nèi)部的結(jié)構(gòu)被破壞。用一句話(huà)概括，如果超聲波本身太強(qiáng)，則會(huì)使得污泥的顆粒在短時(shí)間內(nèi)變小。如果過(guò)于細(xì)小的污泥懸浮在水中，那么濾餅中的含水率則會(huì)隨之升高。
3.4 生物質(zhì)調(diào)理
先對(duì)污泥進(jìn)行脫油處理，之后再向100mL的污泥中加入0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和其他不同質(zhì)量比例的松木屑，并將所有的物質(zhì)混合之后再放置30min，之后再進(jìn)行抽濾加工。濾餅的含水率隨著生物質(zhì)含量的變多而變得更低。當(dāng)添加量大于2.5%，濾餅的含水率將會(huì)不斷地減少。如果濾餅一直都處于一個(gè)較低的強(qiáng)度狀態(tài)下，則會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)抽裂的現(xiàn)象，影響污泥抽濾的效果。
4 結(jié)束語(yǔ)
傳統(tǒng)的處理方法已經(jīng)不能夠處理成分比較復(fù)雜的污泥。因此，必要時(shí)還是需要采用超聲波原理、臭氧調(diào)理和復(fù)合調(diào)理的效果相互結(jié)合，一般都能夠達(dá)到更好的效果。
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