introductory

揚子石油化工有限責任公司水廠(以下簡稱水廠)凈二裝置擔負著處理化工廠精對苯二甲酸(PTA)、醋酸、乙醛3套裝置所排放的廢水任務．設計處理能力為500m3/h。廢水處理系統(tǒng)采用厭氧一A/0工藝。廢水經(jīng)該套生化裝置處理后．產(chǎn)生的剩余污泥量約250kt/a．含水率為99．6。絮凝劑選用PAM。由于PTA污水剩余污泥難絮凝沉降特性．污泥在濃縮池(平流式)濃縮效果差．致使大量的剩余污泥積聚在系統(tǒng)內(nèi)造成二沉池出水帶泥，不僅影響排水水質(zhì)而且增加生化處理成本和降低系統(tǒng)生化污泥的活性一。

以下針對該污泥特點，在分析、研究的基礎上提出投加粉煤灰來改善污泥性質(zhì)．提高污泥的絮凝沉降性能和在帶式壓濾機上的助濾效果。通過試驗確定粉煤灰、絮凝劑的最佳投配比．并對現(xiàn)有污泥系統(tǒng)進行改造．改造后生產(chǎn)運行效果良好，為PTA污水剩余污泥的處理探索一條新途徑。

試驗部分

1.1污泥性質(zhì)污泥取自水廠凈二裝置A/0崗位污泥池。污泥顆粒細小．有異味，質(zhì)量濃度為3．5g/L左右．pH值在7．5左右，污泥排放量約3O/h。

1.2試驗方案采用有機高分子絮凝劑PAM和粉煤灰(取自揚子石油化工有限責任公司粉煤灰堆場)對污泥進行絮凝沉降試驗，尋找PAM、粉煤灰在不同投放量下對污泥絮凝沉降效果的影響。

2試驗方法取一定量污泥，加入一定量的PAM和粉煤灰．在轉(zhuǎn)速為20r/min下攪拌60S．取泥水混合液500mL放入500mL量筒內(nèi)靜置．記錄不同時間下的污泥沉降比。

試驗結(jié)果與分析

1.pH值對絮凝效果的影響pH值是影響絮凝效果的重要控制參數(shù)。單獨投加PAM時，不同pH值下污泥的沉降效果。PAM的質(zhì)量分數(shù)為0.1。PAM投加量為12mg．沉降時間為30min。試驗中發(fā)現(xiàn)，當pH值在4.0，5.0，6.0時．廢水中有小氣泡產(chǎn)生．造成污泥部分上浮；pH值在7.0，8.0，9.0，10.0時．污泥30min沉降比穩(wěn)定在78左右。由于水廠凈二裝置污泥pH值一般在7．5～8．5，所以實際操作過程中pH值的變化對污泥的絮凝沉降性能影響不大。

2.PAM用量對絮凝效果的影響在pH值7．56，室溫10～25℃，污泥濃度3．64g/L時，對沉降過程中的污泥量進行測量。在不加PAM的空白試驗中，靜止60min后，污泥幾乎不沉降；當PAM用量較少時，污泥的絮凝沉降效果不明顯，當PAM的用量達到12mL時，明顯好于PAM用量為10mL時污泥的絮凝沉降效果；當PAM用量大于12mL時，污泥的絮凝沉降效果變化不大。由此可知，在只加PAM的情況下。PAM劑的用量為12mL時，污泥的絮凝沉降效果較好。

3.PAM與粉煤灰的用量對絮凝效果的影響在PAM用量分別為10(對應于10mL)，12(對應于12mL)，14mg(對應于14mL)的情況下，不同用量粉煤灰對污泥絮凝沉降效果的影響進行了試驗。在PAM用量一定的情況下，隨著粉煤灰用量的增大，污泥的絮凝沉降效果越好，其中在PAM用量為12，14mg時，污泥的絮凝沉降效果較好。綜合考慮運行成本，認為當PAM用量為12mg，粉煤灰用量為1．5g(粉煤灰與污泥的質(zhì)量比為1：2)時．具有較好的絮凝效果和運行經(jīng)濟性。

4.二次絮凝試驗取污泥800mL放人1000mL試驗杯內(nèi)，加入12mgPAM和1．5g粉煤灰，在轉(zhuǎn)速為20r/min下攪拌60S，取泥水混合液500mL放入500mL量筒內(nèi)靜置60min，去除上清夜后，對剩下的污泥進行二次絮凝試驗。投加粉煤灰后．污泥經(jīng)二次絮凝以后，結(jié)構(gòu)緊密，含水率低，質(zhì)量濃度為40g/L左右，比原來提高了10倍。且污泥中含有粉煤灰，能起到一定的助濾效果．不易在Filter Press Cloth孔中滲透。

5.其他因素對污泥絮凝效果的影響

(1)攪拌速度和攪拌時間：攪拌速度小于20r/min，攪拌時間在3O～60S情況下，污泥、PAM和粉煤灰能混合均勻，有利于污泥絮體和礬花的形成；若攪拌速度大于40r/min，攪拌時間大于120s，則破壞污泥絮體和礬花，不利于污泥的絮凝沉淀。

(2)PAM、粉煤灰的投加順序：一般先加PAM再加粉煤灰，絮凝效果較好。

(3)PAM的性質(zhì)、配制時間：PAM應在配置后72h內(nèi)用完，且PAM配置8～10h后絮凝效果較好；PAM陽離子絮凝沉降效果優(yōu)于陰離子。

生產(chǎn)實際運用

1.改造后污泥處理工藝流程根據(jù)試驗分析。提出了污泥處理改進工藝流程。來自水廠凈二裝置A/O污泥池的剩余污泥在靜態(tài)混合器內(nèi)與一定濃度的粉煤灰溶液、PAM溶液進行混合(一次絮凝)，再進入濃縮池進行重力沉降。控制污泥流量在30m3/h，污泥在濃縮池內(nèi)的停留時間為20h。濃縮池底部的污泥通過污泥泵打到污泥貯槽暫時儲存，再用螺桿泵輸送至帶式壓濾機混合器與PAM二次絮凝后，經(jīng)filter press擠壓成泥餅，袋裝后外運至揚子石油化工有限責任公司污泥堆場。

效益分析

環(huán)境效益

利用粉煤灰改善PTA生化污泥的絮凝沉降性能，解決PTA生化污泥的脫水問題，減少剩余污泥在裝置生化系統(tǒng)中的惡性循環(huán)，減少了大量剩余污泥在調(diào)節(jié)池、濃縮池、污泥貯槽上浮、腐臭對環(huán)境的影響。

social benefit

利用熱電廠廢棄的粉煤灰作為助凝劑，把粉煤灰綜合利用起來，廢物利用，以廢治廢，具有較好的社會效益。脫水后的泥餅送至揚子石油化工有限責任公司污泥堆場填埋。

economic benefit

(1)水廠凈二裝置生化處理系統(tǒng)年產(chǎn)干污泥1000t，折合成含水率99．6的剩余污泥量約250kt/a。改造之前剩余污泥全部由OAO污泥池返回系統(tǒng)重新處理，年增加裝置運行費用約為90萬元。濃縮池上清液約150kt/a，作為配置培養(yǎng)鹽的工業(yè)用水，按每噸工業(yè)水的價格0.52元計算，則年節(jié)約工業(yè)水費用7．8萬元。

(2)裝置現(xiàn)采用的PAM陽離子，粉煤灰作為助凝劑使用，未投加粉煤灰前PAM陽離子用量為3～5kg/d，投加粉煤灰后采用二次絮凝PAM用量仍為3～5kg/d。

reach a verdict

(1)粉煤灰是一種呈玻璃態(tài)實心或空心的球狀微顆粒，比表面積極大，其成分主要是活性氧化硅或氧化鋁，有一定的吸附作用。投加粉煤灰后，污泥30min沉降比由原來的98下降到40，濃縮后的污泥質(zhì)量濃度由原來的5g/L提高到25g/L，上清液COD(化學需氧量)的值在200mg/L左右，泥餅含水率不大于85％，產(chǎn)泥量為500kg/h。

(2)投加粉煤灰能有效改善PTA生化污泥的絮凝沉降性能，并在生產(chǎn)實踐中成功運用，解決了PTA污水剩余污泥處理難題。同時，年可節(jié)約裝置費用約100萬元，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，為裝置下一步的達標排放擴容改造奠定良好的基礎。