与市政剩余污泥相比,石油化工企业形成的生化剩余污泥性质复杂,浓缩困难,脱水和处理难度大,成为困惑炼化企业可持续发展的环保困局。化工剩余污泥常富含微生物抑制成份,传统的污泥消化工艺处理疗效不佳。化工生化剩余污泥中有机污染物的积累和分布并不稳定,有机污染物仍然处于一个动态变化的状态,因为吸附等作用造成污泥中的有机污染物成份复杂,难以处理。中国石化石油化工科学研究院(简称石科院)通过十几年的探求,开发出一种化工生化剩余污泥稳定化技术,并成功举办了工业臀鳍试验。该技术通过破坏生化剩余污泥的胶体结构,将有机物转移到气相中,实现污泥的减量化和稳定化,大幅度提升污泥沉降性能;将污泥中的大分子有机物分解成小分子有机物,提高其可生化性,为污泥的最终处置创造有利条件。笔者以中南某化工厂生化剩余污泥为原料,采用石科院自主研制的剩余污泥稳定化技术,开展工业臀鳍试验。
在反应室温为180℃、反应时间为2h的条件下,考察不同稳定剂药量对化工污泥MLVSS/MLSS的影响,重点检测浓缩池出口剩余污泥与气柜中反应后剩余污泥的MLVSS/MLSS,结果如图3所示。可以看出,反应前剩余污泥的MLVSS/MLSS稳定在70%左右,而反应后污泥的MLVSS/MLSS急剧增长。当稳定剂药量为0时,反应后污泥的MLVSS/MLSS在40%左右,这说明单纯的热处理可以破坏污泥结构,使污泥中的有机物浓度增加,将一部分不胺类的大分子有机物分解成可溶的小分子有机物,进而促使污泥MLVSS增加;当稳定剂药量/MLVSS=0.35时,反应后污泥的MLVSS/MLSS在30%左右,这说明稳定剂和热处理可协同增加污泥中的有机物浓度;当稳定剂药量/MLVSS继续增强到0.38~0.63时,反应后污泥的MLVSS/MLSS可降至25%左右,污泥中的有机物浓度被进一步增加;当稳定剂药量/MLVSS提升到0.70~0.95时,反应后污泥的MLVSS/MLSS降至20%左右。以上数据表明,使用稳定剂后,反应后污泥的MLVSS/MLSS可以从40%降至20%,稳定剂在增加污泥中有机物浓度上起关键作用。
在反应室温为180℃、反应时间为2h的条件下,考察稳定剂药量对污泥稳定化率的影响,结果如图4所示。可知,污泥稳定化率均值随稳定剂药量的降低而下降,在不加入稳定剂的条件下,污泥稳定化率可以达到41%,这说明仅通过低温,污泥中有40%左右的有机物可以直接被分解成溶于水的小分子有机物步入气相;当稳定剂药量/MLVSS从0增强到0.35时,污泥稳定化率均值从41%提升到51%,这说明投加稳定剂可以提升污泥稳定化率;当稳定剂/MLVSS从0.35提升到0.38时,污泥稳定化率均值从51%提升到63%;当稳定剂/MLVSS继续增强到0.63时,污泥稳定化率变化不大;当稳定剂/MLVSS继续增强到0.70时,污泥稳定化率提升到70%以上;当稳定剂/MLVSS从0.70提升到0.95时,污泥稳定化率变化不大,稳定在70%以上,最高可达到73%。以上说明,投加稳定剂后,反应后污泥稳定化率可以从41%提升至73%,稳定剂在提升污泥稳定化率上起关键作用。
最佳条件下生化污泥的处理疗效
在最佳处理条件下,即在稳定剂/MLVSS=0.70、反应室温为175℃、反应时间为2h的条件下,化工生化剩余污泥的稳定化率可达到66%以上,减量率达到98.9%以上,处理后泥饼含水率在60%以下;污泥脱水液pH呈中性,BOD5/COD在0.3以上,属于易生化处理的废水,且该股水量较少,可以直接送至废水厂进行处理。