一種含油污泥上清液復(fù)合處理工藝

韋健(徐州市規(guī)劃設(shè)計院， 江蘇 徐州 221008)

一種含油污泥上清液復(fù)合處理工藝

韋健(徐州市規(guī)劃設(shè)計院， 江蘇 徐州 221008)

介紹一種含油污泥上清液復(fù)合處理工藝，該工藝采用混凝、氣浮、芬頓氧化、逆流吸附處理等處理工藝，在進(jìn)水COD小于800mg/L時，可以達(dá)到理想排放結(jié)果。當(dāng)COD大于800mg/L，需加強(qiáng)破乳等預(yù)處理工藝后，將COD降解到800mg/L以下時接入該工藝仍可達(dá)到滿意效果。

油泥上清液;氣浮裝置;芬頓氧化;高級氧化;逆流吸附

含油污泥是含有一系列石油碳?xì)浠衔?、水、重金屬和固體顆粒組成的乳濁液。含油污泥的處理方法大致可以分為兩類，即對污泥中石油類的回收和對含油污泥的處置。

含油污泥收集儲罐當(dāng)中，儲罐中含油污泥通過重力作用實現(xiàn)油、水、泥三相分離。密度小于水的油類物質(zhì)上浮到表面，密度大于水的油類物質(zhì)沉積到儲罐底部，中間層為含油污泥的上清液。在含油污泥的上清液中，油類物質(zhì)含量低，不具備回收價值，因此需通過污水處理設(shè)備將上清液中的污染物處理達(dá)標(biāo)排放。

在上清液的處理方法中，有物理法、化學(xué)法、生物法等。考慮到含油污泥清液具有水量變化大、水質(zhì)波動大、生化性差的特點(diǎn)，對于生物法會產(chǎn)生很大的沖擊負(fù)荷。因此，本文介紹一種物理、化學(xué)、芬頓氧化復(fù)合工藝處理含油污泥上清液。

1 工藝選擇

國內(nèi)含油污水的處理大多采用傳統(tǒng)的老三套工藝。例如含油污水經(jīng)斜板隔油池后，污水中的浮油和粗分散油與水分離；之后出水進(jìn)入到氣浮池中，細(xì)分散油及乳化油在此去除，經(jīng)過氣浮后，85%～90% 的油在氣浮池被除去回收。最后氣浮出水進(jìn)入到生化處理系統(tǒng)進(jìn)一步去除有機(jī)物和氨氮。老三套工藝存在流程長，水力停留時間長，對進(jìn)水的沖擊負(fù)荷適應(yīng)能力差等問題[1]。

生化處理屬于二級處理，以去除不可沉降懸浮物和溶解性可生物降解有機(jī)物為主要目的，它的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機(jī)物分解和生物體合成，將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成二氧化碳和水，以及生物污泥；多余的生物污泥在沉淀池中經(jīng)固液分離，從凈化后的污水中除去。生化處理法受環(huán)境因素和營養(yǎng)物質(zhì)因素影響較大[2]。

吸附也是一種含油污水的處理方式?；钚蕴渴且环N優(yōu)良的吸附劑，它不僅對油有很好的吸附性能，而且同時有效地吸附污水中的其他有機(jī)物，但吸附容量有限(對油一般為30～80mg/ g)，且成本高、再生困難，故一般只用于含油污水的深度處理。利用吸附劑吸附水中的有機(jī)物，常用的吸附劑為活性炭。生物固體對各種有機(jī)物的吸附是有限的，而且吸附僅僅是實現(xiàn)了污染物的轉(zhuǎn)移而非去除，故吸附不是有機(jī)物去除的主要途徑[3]。

圖1 含油污泥上清液復(fù)合處理工藝流程圖

Fenton試劑法是一種采用過氧化氫為氧化劑、以亞鐵鹽為催化劑的均相催化氧化法，在酸性條件下，反應(yīng)中產(chǎn)生的OH·是一種氧化能力很強(qiáng)的自由基，具有較高的氧化還原電位，能迅速的氧化廢水中的污染物而無選擇性，可使廢水中的有機(jī)結(jié)構(gòu)發(fā)生碳鏈裂解，使難于生物降解的大分子有機(jī)物裂解為易于微生物降解的小分子有機(jī)物，或者完全礦化為CO2和H2O[4]。

通過傳統(tǒng)工藝的比較，采用物理隔油+氣浮+復(fù)合芬頓氧化復(fù)合工藝來處理含油污泥的上清液。

2 含油污泥上清液復(fù)合處理工藝

2.1 工藝流程

(1)工藝流程描述。外運(yùn)的油泥在油泥儲罐內(nèi)進(jìn)行三相分離，油泥上清液經(jīng)過隔油池、集水池后進(jìn)入到一級機(jī)械混凝裝置。一級機(jī)械混凝裝置中投加混凝劑和助凝劑，混凝后的污水進(jìn)入到一級溶氣氣浮裝置中；一級氣浮出水流入到一級中間水箱，中間水箱的污水通過提升泵送入到一級吸附器裝置里，在一級吸附裝置內(nèi)投加酸、硫酸亞鐵和雙氧水進(jìn)行氧化，一級吸附裝置的污水自流到二級機(jī)械混凝裝置內(nèi)，在二級機(jī)械混凝裝置內(nèi)投加堿和助凝劑，經(jīng)二級溶氣氣浮裝置后進(jìn)入二級中間水箱。二級中間水箱污水經(jīng)提升泵送入纖維球過濾器，纖維球過濾器出水流入到二級連續(xù)吸附器內(nèi)，吸附后出水排放。

虛線范圍內(nèi)的處理工藝屬于浮油收集和油泥處理，不在本文中描述。隔油池、集水池底部污泥、機(jī)械混凝槽、氣浮和中間水箱產(chǎn)生的底泥送入到油泥處理系統(tǒng)中。

(2)工藝條件控制。處理量3m3/h，進(jìn)水pH為7，在FENTON氧化時，調(diào)節(jié)反應(yīng)pH值為3，在芬頓反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)pH值為6。

2.2 處理單元功能及設(shè)計參數(shù)

(1)一、二級機(jī)械混凝裝置。由混合槽和絮凝槽共同組成。機(jī)械混凝裝置的作用是通過投加混凝劑與助凝劑，將污水中的小顆粒懸浮物及油類物質(zhì)絮凝，形成大顆粒、結(jié)實的絮體?；旌喜鄢叽纾?.5×0.5×1.0m，絮凝槽尺寸0.7×0.7×1.3m?；旌喜廴莘e0.25m3，停留時間3.75min。絮凝槽容積0.64m3，停留時間9.6min。攪拌器采用變頻電機(jī)，混合攪拌器輸出轉(zhuǎn)速90～110r/min，使得藥劑與污水快速充分混合，形成絮體后流入絮凝槽；絮凝槽攪拌器輸出轉(zhuǎn)速40～60r/min，絮凝槽內(nèi)攪拌器轉(zhuǎn)速不易過大，避免形成的絮體被打碎。

(2) 一、二級溶氣氣浮裝置。溶氣氣浮裝置主要去除污水中的懸浮物、微細(xì)浮油和部分乳化油。尺寸：4.0×1.0×2.8m；材質(zhì)：Q235；內(nèi)防腐：FRP；回流比30%～60%；停留時間約50～60min；表面負(fù)荷約1～2m/h。

(3) 一級、二級中間水箱。中間水箱承接上一處理單元出水，同時用提升泵將污水定量送至下一處理單元。有效容積2 m3，停留時間0.5h。

(4) 一、二級吸附裝置。一級吸附裝置為吸附和FENTON反應(yīng)的主體設(shè)備，在一級吸附裝置內(nèi)主要去除溶解態(tài)的COD及油類物質(zhì)。設(shè)備尺寸：Φ1.6×5.5m；主體材質(zhì)：Q235；內(nèi)防腐：FRP?；钚蕴刻钛b量6m3。污水在活性炭內(nèi)有效停留時間90min。

(5)纖維球過濾器。纖維球過濾器用于含油污水的精細(xì)過濾，過濾精度高。纖維球過濾器濾速2.6m/h，尺寸：Φ1.4×4.0m；材質(zhì)：Q235。

(6)加藥裝置。①混凝劑設(shè)備。溶藥箱：2個，PE材質(zhì)，容積1000L。攪拌器：2套，電機(jī)功率為0.55kw，轉(zhuǎn)速70轉(zhuǎn)/分。藥 劑：PAC、PAM。配 置 濃 度：10%～30%(PAC)，0.1%～0.2%(PAM)。投加能力：50L/H。②酸、堿投加設(shè)備。溶藥箱：2個，PE材質(zhì)，容積200L。攪拌器：2套，電機(jī)功率為0.55kW，轉(zhuǎn)速70轉(zhuǎn)/分。藥劑：酸+亞鐵、堿。配置濃度：10%(酸)+2%(亞鐵)，10%(堿)。投加能力：2L/H。③雙氧水投加設(shè)備。采用35%的雙氧水，投加能力：2L/H。

2.3 處理效果

圖2 進(jìn)出水COD值及COD去除效率

在進(jìn)水COD小于800mg/L，出水的COD值均小于50 mg/L，COD去除率均在90%以上；最高點(diǎn)進(jìn)水COD值為1175mg/L，出水COD值為295 mg/L，去除率下降為75%。

3 結(jié)論與建議

(1)此工藝系統(tǒng)特別適合于小流量的含油污泥上清液的處理，全工藝無生化處理裝置，可根據(jù)水量情況實現(xiàn)連續(xù)工作和間歇工作隨意切換，省去了污泥馴化、培養(yǎng)的階段。

(2)逆流吸附工藝在二級吸附裝置內(nèi)補(bǔ)充新炭，二級吸附裝置內(nèi)飽和炭補(bǔ)充到一級吸附裝置內(nèi)，由于兩級吸附裝置內(nèi)COD濃度不同，二級吸附裝置內(nèi)部飽和的活性炭在一級吸附裝置是未飽和狀態(tài)的，實現(xiàn)了活性炭的重復(fù)利用，提高了單位重量活性炭吸附COD的容量。

(3)將FENTON氧化與活性炭吸附融合在一起，將芬頓藥劑添加在一級活性炭吸附裝置內(nèi)部，在活性炭間隙中，有被吸附的COD，還有被吸附了投加的氧化試劑，吸附在活性炭間隙中的COD和氧化劑的濃度都高于在污水中的濃度，因此，大大提高了COD被氧化的速度，縮短了FENTON氧化的時間。

(4)工藝出水效果穩(wěn)定，隨著水質(zhì)的改變可以通過改變藥劑投加量，使得出水效果穩(wěn)定。

(5)芬頓試劑產(chǎn)生的污泥為Fe(OH)3，為比較重的絮體，建議將二級氣浮裝置改為沉淀裝置，會有更好的泥水分離效果。

(6)為保障工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在一級氣浮狀裝置后面增設(shè)一個二級氣浮裝置，同一級氣浮裝置串聯(lián)使用。

(7)活性炭：吸附劑不僅可以采用活性炭，也可以采用無煙煤等顆粒狀、與芬頓試劑不發(fā)生氧化反應(yīng)的吸附劑均可以。同時，吸附劑在污水中吸收了有機(jī)物質(zhì)，增加了吸附劑中的含碳量，提高了吸附劑的熱值，吸附后的吸附劑瀝水后可以作為燃料使用，比吸附前的吸附劑含有更高的熱量值。

[1]吳莉娜，陳家慶,等.石油化工污水處理技術(shù)研究.科學(xué)技術(shù)與工程[J]，2013.

[2]胡新潔.生化處理技術(shù)在含油污水處理中的應(yīng)用[J]，2011.

[3]曹秋娥.含油污水處理方法研究[J]，2010.

[4]李輝，鐵炭微電解-Fenton 氧化聯(lián)合處理染料廢水研究[D].2006.

A composite treatment process of supernatant of oil sludge

Wei Jian(Urban Planning and Design Institute of Xuzhou)

This paper presents a composite treatment process of supernatant of oil sludge. The process can be achieved by coagulation, fl otation, Fenton oxidation and countercurrent adsorption treatment. When the infl uent COD is less than 800mg /L, the ideal discharge result can be achieved . When the COD is more than 800mg /L, it is necessary to strengthen the pretreatment process such as demulsifi cation, the COD degradation to 800mg / L below access to the process can still achieve satisfactory results.

sludge supernatant; air fl otation; Fenton oxidation; advanced oxidation; countercurrent adsorption