石化污泥（精选3篇）
石化污泥 篇1
9月20日, 吉林石化研究院“污水处理厂污泥减量技术小试研究”项目取得阶段性成果, 利用微生物菌剂处理污泥减量20%以上, 达到预期目标, 污泥处理实现绿色“减持”。
国内对化工废水处理产生的污泥通常采用直接填埋处理, 或进行化学处理后填埋。2010年3月开始, 吉林石化研究院环境保护研究所利用微生物菌剂对污水处理厂的进水进行处理, 用于剩余污泥减量的试验研究, 试验表明剩余活性污泥经微生物菌剂处理后可实现减量20%以上。这项技术是将微生物菌剂直接加入污水处理池中, 不对污泥进行处理, 不用新增设备, 不影响污水处理厂原有流程, 成本低, 宜于工业化, 应用前景广阔。
(开颜摘自http://news.cnpc.com.cn 2010-09-22)
天津石化污泥干化装置运行分析 篇2
1 处理过程
天津石化污泥干化装置采用意大利WOMM公司的薄层干化技术, 装置设计处理能力1万t/a, 最大1.2万t/a, 进料1.5 t/h, 蒸发水量1.2 t/h (最大) , 年操作时间为8 000 h。本装置由进料输送及储存系统、干化系统、产品输送及储存系统、工艺废气处理系统等几部分组成, 核心设备是采用薄层干化方式的卧式污泥干化机, 干化机机身由柱形加热外壳和尾盖构成, 内部配有可拆卸的桨叶搅拌器, 采用电机驱动。处理后的干化污泥含固率达70%~75%, 呈颗粒状, 具有一定的热值。
1.1 工艺流程简述
含水率85%的脱水后活性污泥, 先输送至地下活性污泥料仓, 再由螺旋给料机将湿污泥压入污泥输送泵送入干化系统。干燥后的污泥由干化机尾部排出至螺旋卸料机, 经冷却螺旋冷却后, 再经干泥斗提升机提升送入干泥料仓, 装车外运。处理工艺流程见图1。
1.1.1 干化过程中“三废”排放情况
1) 废水:从污泥中蒸发出来的水汽从干化机顶部排出, 进入洗涤塔中进行冷凝, 工艺废气在洗涤塔中与循环液接触冷凝, 气相中的水蒸气被冷凝下来, 冷凝液与循环液经洗涤循环泵提升进入冷却器换热冷却后, 大部分返回洗涤塔重复喷射。少部分排往污水场上清液水池。
2) 废气:经过洗涤塔后的不凝气体, 进入除雾器用废气风机引至污水场的催化燃烧装置脱臭处理后外排。
为避免臭气泄漏到环境中, 干化系统为微负压状态, 但微负压可能造成周边环境中的少量空气进入系统使氧含量增加, 因此本项目将采用补充氮气的方式形成一个惰性气体环境。料仓顶部设有臭气风机, 将料仓内的恶臭气体抽去送至位于污水厂内的催化燃烧脱臭系统。
3) 废渣:送至天津市有危险废物处置资质的单位进行处置。
1.2 干化装置
1.2.1 薄层干化原理
该装置的核心工艺为污泥干化, 污泥干化采用薄层干燥工艺。干化机涡轮由旋转轴和镀有耐磨材料的桨叶构成, 污泥进入干化机后, 涡轮转子将其高速离心到内壁上, 紧贴着圆柱形的内壁形成一个薄层, 靠蒸汽蒸发污泥中的水分, 从而, 实现污泥减量化。干燥机内的热交换主要是依靠污泥与圆柱形容器同轴的夹套中的蒸汽热传导实现的。薄层干化机示意见图2。
1.2.2 干化装置运行条件
1) 蒸汽采用0.8 MPa饱和蒸汽, 最高温度180℃, 最高用量2 500 kg/h;
2) 干化系统为微负压状态, 补充氮气形成一个惰性气体环境, 氮气为0.6 MPa低压氮气, 最大用量300 Nm3/h;
3) 采用半干法, 避免运送干泥产生大量扬尘。
2 装置运行分析
2.1 调试期间运行数据
该装置2011年10月建成投用, 2011年12月使用活性污泥开始运行调试, 调试数据见表1:
由调试数据可以看出, 处理后干泥可以达到设计含固率的70%~75%, 可实现污泥减量化处置。
2.2 调试期间装置运行存在的问题
1) 在污泥干化开车初期, 氮气用量大, 氮气压力下降明显, 有时会降到1 bar左右, 干化机存在连锁停车危险, 需要加装缓冲罐。
2) 新鲜水压力不稳定, 可导致连锁停车的状况, 需要定期清理过滤器滤网。
3) 干化间内异味比较重, 通过改线, 洗涤塔外排水和洗涤塔溢流水直接进上清液水池, 减轻了废水泵负荷, 改善了干化间的环境。
4) 预压双螺旋和送泥泵之间的流量不匹配, 造成预压双螺旋从闸阀和轴外侧向外挤泥, 通过更改控制程序解决了此问题。
5) 冬季除雾器排泥浆至浓缩池管线易冻凝, 造成排浆泵憋压, 损坏机械密封, 更改排浆至上清液水池解决问题。
2.3 干化装置处置含油污泥试验
2.3.1 试验数据
炼化企业污水处理场隔油、浮选等过程中会产生大量含油污泥, 干化装置仅处理活性污泥不能达到要求。2012年1月至6月开始在活性污泥中掺入含油污泥的试验, 分别按照含油污泥与活性污泥1∶2、1∶1的比例进行掺混, 试验结果见表2:
2.3.2 掺混含油污泥的影响因素和控制方法
1) 含油污泥干化过程中会产生油气, 油气在氧气环境下存在爆炸危险。
控制方法:必须保证两个氧分析仪完好, 有效控制氧含量。保证氮气压力, 形成相对惰性环境, 保持微负压。
2) 由于油泥粘性大, 附着在桨叶上, 影响传热效果, 增加能耗。
控制方法:定期开观察孔, 检查污泥附着情况。保证新鲜水、氮气压力, 杜绝紧急停车, 防止结块。
3 结论
1) 使用污泥干化装置对活性污泥进行干化, 干化后污泥含固率可达到70%~75%, 呈半干化状态, 减量化效果明显。
2) 通过试验, 污泥干化装置可处理1∶1掺混比例的活性污泥和含油污泥, 装置运行稳定。
3) 天津石化每年大约可产生含油污泥4万余t, 目前的处理方式是大部分进炼油焦化装置进行回炼, 小部分去污泥干化装置进行处置。下一步为有效处置含油污泥, 公司准备新上含油污泥处理装置。
参考文献
[1]郭淑琴, 孙孝然.几种国外城市污水处理厂污泥干化技术及设备介绍[J].给水排水, 2004, 130 (16) :34-36.
[2]刘健生.污水处理厂污泥热干燥可行性分析[J].西南给排水, 2003, 25 (5) :9-10.
石化污泥 篇3
生物镜检具有操作简便快捷、无二次污染等优点。人们利用生物镜检,作为化学水质分析的辅助手段,能够及时发现生物污水处理构筑物的运行问题,及时采取措施以避免生产损失和确保稳定生产。由于污水处理场的进水水质不同,工艺流程不同,活性污泥微生物种群结构不同,只有通过长期观察,分析各种微生物对应的环境和水质条件,才能总结出本污水处理场活性污泥微生物对生化反应器运行状态和水质的指示规律。在此选用锦西石化污水处理场合建式完全混合曝气池和缺氧/好氧生化反应池为研究对象,总结了其活性污泥微生物对曝气池的运行条件和水质的指示规律,希望为其他污水处理场生物镜检工作提供借鉴。
1锦西石化污水处理场生化处理工艺概述
锦西石化污水处理场主要处理炼油化工废水和部分生活污水,设计处理能力为1 000 m3/h,实际处理量约550 m3/h。主要污水处理构筑物包括机械格栅、粗隔油池、均质除油罐、浮选池、合建式完全混合曝气池、缺氧/好氧生化反应池、生化沉淀池、混凝反应池、混凝沉淀池、监测池和动态砂滤等。
其中合建式曝气池共有10间。每间合建式曝气池容积862 m3,单间设计负荷150 m3/h,实际停留时间12 h。每间曝气池的结构分为曝气区、沉淀区、污泥区和导流区四个功能区。污水从池底中部进入曝气区,与回流污泥混合后,经曝气充氧并提升,经过回流窗和导流区,再进入沉淀区,处理后的水由沉淀区周边的三角堰流入出水槽中,沉淀下来的污泥沿回流缝进入曝气区,剩余污泥则通过池底排泥管排出系统。
缺氧池/好氧池又称A/O生化反应池,如缺氧池和好氧池串联运行的前置反硝化运行模式。采用两组并联又可分别独立运行的“A/O”生化池组成,单组“A/O”生化池有效容积约54 200 m3。缺氧生化池(A)与好氧生化池(O)体积比约1∶3。污水首先进入缺氧生化池,然后进入好氧生化池进行碳化和硝化反应。硝化液回流到缺氧池进行反硝化。“A/O”池出水进入生化沉淀池,沉淀池池底的活性污泥经污泥回流泵回流至生化缺氧池或好氧池,剩余污泥和浮渣排出系统。合建式曝气池和A/O生化反应池的水质控制指标及操作条件如表1所示。
2生物镜检基本工作方法
2.1 采样方法
每24 h在固定采样点采集250 mL样品,并在2 h内对样品进行镜检,以保证样品的生物活性。
2.2 制片方法
将1 mL清水置于清洁干燥的表面皿上,用滴管将清水吸净,再逐滴滴出,直至滴完,记录滴数,计算每滴容量。重复三次。一般1 mL约20滴,每滴0.05 mL。
将活性污泥样品搅拌均匀,用标定过的滴管吸取一定量混合液,滴一滴于清洁载玻片中央,从液滴一侧缓缓盖上盖玻片,防止气泡产生。将制好的滴片放到显微镜载物台上,夹好,选择10倍物镜,调整焦距后开始镜检。
2.3 镜检方法
选择10倍物镜以“之”字形逐行扫视整张滴片,以“正”字法记录观察到的微型动物数量。用40倍物镜进行细致观察,对照图谱对微型动物进行鉴定,画图记录微型动物的主要特征,文字记录微型动物的行为特征。
将40倍物镜对准滴片中央任意三点,观察视野中丝状菌丰度。选择一个菌胶团(该菌胶团大小应与整张滴片中所有胶团平均大小相当,此类胶团被称为优势胶团),并将物镜固定在该视野处,开始记录该菌胶团上的丝状菌数量,同时适当调节细准焦螺旋,以便准确记录。最后取三点视野记录的丝状菌丰度的平均值记录。
将40倍物镜对准滴片中央任意三点,观察视野中游离细菌丰度:选择一个清亮无菌胶团的视野,观察游离细菌丰度。游离细菌在显微镜视野中呈清亮小点,有椭球形、球形、杆状和波状等不同形状,个别细菌能够微微游动,但其个体比鞭毛虫小得多,应注意区分。将物镜固定在该视野处,开始记录该视野中游离细菌的数量,同时适当调节细准焦螺旋,以便准确记录。最后取三点视野记录的游离细菌丰度的平均值记录。
3活性污泥微生物的指示作用
3.1 丝状菌数量与入水水质的对应关系
活性污泥中的丝状微生物包括丝状菌、丝状真菌、丝状藻类等,其中以丝状细菌细胞相连且形成丝状菌体最为常见。当丝状菌过度增殖时,丝状菌从菌胶团中伸展出来,形成“刺毛球”,阻碍菌胶团絮粒的凝聚,导致污泥沉降性能下降,出水悬浮物增加,甚至引起污泥膨胀。
锦西石化污水处理场合建式曝气池入水挥发酚含量>60 mg/L时,丝状菌清晰可见且长度较长,各运行曝气池丝状菌平均丰度>40根/优势胶团,且其丰度随入水挥发酚含量增大而增加。挥发酚冲击过后,丝状菌丰度下降缓慢。而丝状菌对COD、氨氮等污染物含量波动不敏感。(见图1)
3.2 游离细菌数量与入水水质的对应关系
活性污泥中的细菌是污水净化的主要承担者,其数量可占活性污泥总量的92%～95%左右。当曝气池运行条件正常时,大部分细菌分泌出多糖类荚膜聚集成团,形成菌胶团,抵御环境变化和原生动物的吞噬;但当曝气池运行状况异常,如入水水质冲击、污泥负荷升高或有毒物质过高时,菌胶团多样荚膜破坏,大量细菌从菌胶团上游离出来,成为游离细菌。而当环境条件适宜时,这些游离细菌又会附着在其它菌胶团上,或附着在丝状菌骨架上,形成新生的菌胶团。
锦西石化污水处理场合建式曝气池水质冲击负荷较高,水质波动大,镜检时经常可见游离细菌。经过长期观察,发现游离细菌丰度与入水污染物含量存在如下关系:
当曝气池入水污染物COD含量>800 mg/L,或氨氮含量>70 mg/L,或酚含量>100 mg/L时,镜检时视野浑浊,出现大量游离细菌,各运行曝气池游离细菌平均丰度>100个/视野。游离细菌的数量随污染物含量上升而增加。(见图2)
3.3 微型动物对水质的指示作用
目前很多文献指出各种微型动物对生化反应器运行状况的指示作用,例如,在高负荷、曝气量相对不足时,小鞭毛虫占优势;运行环境良好,处理效果好时,大量出现漫游虫属、斜叶虫属、管叶虫属、钟虫属、累枝虫属、盖虫属、有肋纤虫属、独缩虫属及各种吸管虫类等或有壳变形虫,而过分曝气则出现大量的肉足虫类及轮虫类。
通过对锦西石化污水处理场镜检数据的长期采集分析,发现各类微型动物对不同污染物的适应能力不同,特定种类的微型动物在某一浓度的污染物中生长速率可达到最大,表现为随水质波动而数量激增;当超过此浓度范围时,此类微型动物都将受到生长抑制,甚至消失。找到各种微型动物数量与COD、氨氮、挥发酚、石油类等各种污染物含量的对应关系,对指导石化污水处理场工艺生产具有重要意义。
3.3.1 虫体形态的指示作用
钟虫虫体形态对水质的指示作用最为明显。曝气池入水污染物浓度低且水质稳定时,钟虫大小适中,通体透明,纤毛环迅速摆动,尾柄收缩频繁有力;当曝气池污水溶解氧含量变低或pH突变时,钟虫前端出现顶泡;当来水中有过多难分解或抑制物质时,或水温过低时,钟虫体内积累有未消化颗粒呈不活跃状态;当来水负荷突然增高,或来水而突然涌入大量有毒物质(如酚)时,出现畸形钟虫,虫体干瘪,不规则,虫体变小,或虫体后端长出次生纤毛环、钟虫尾柄脱落形成呈游泳状态生活的游泳体;如来水水质继续得不到改善,则虫体将形成包囊而死亡。
3.3.2 微型动物种群数量变化的指示作用
(1)变形虫数量变化的指示作用
锦西石化污水处理场合建式曝气池和A/O生化池活性污泥中常见的变形虫有简便虫属、马氏虫属等无壳裸变形虫和鳞壳虫属、表壳虫属、葫芦虫属等有壳变形虫。有壳类变形虫指示入水负荷较低和存在硝化作用,其与曝气池入水水质的关系仍在摸索中。下文所指变形虫均指无壳类变形虫。
经过长期观察发现,变形虫对石油类、氨氮类污染物的适应类强于其它微型动物,其与入水氨氮、挥发酚及COD等污染物含量波动的对应关系见图3所示。
当A/O生化池入水石油类污染物含量<25 mg/L,同时氨氮含量在10～35 mg/L时,变形虫生长受到促进,A/O生化池入口处变形虫数量将激增到>100只/0.05 mL。合建式曝气池出水石油类污染物含量<15 mg/L,同时氨氮含量在20～55 mg/L时,变形虫生长受到促进,各间运行曝气池变形虫平均数量将迅速增加到>100只/0.05 mL。
当入水污染物含量高于以上范围时,变形虫生长受到抑制;污染物含量越高,抑制作用越强;当入水污染物含量过高时,变形虫甚至消失。例如,A/O生化池入水石油类污染物含量<25 mg/L,或氨氮含量>35 mg/L时,A/O生化池变形虫开始受到抑制;当入水石油类含量>30 mg/L,或入水氨氮含量>85 mg/L时,变形虫生长受到强烈抑制;当入水氨氮含量>130 mg/L时,变形虫完全消失。同理,合建式曝气池出水石油类污染物含量>15 mg/L,或氨氮含量>55 mg/L时,变形虫生长开始受到抑制;当出水石油类含量>40 mg/L,或入水氨氮含量>80 mg/L时,变形虫生长受到强烈抑制;当入水氨氮含量>135 mg/L,或出水石油类>75 mg/L时,变形虫完全消失。
变形虫对污水污染物挥发酚的适应力低于鞭毛虫,对COD的适应力与鞭毛虫相当。例如,当A/O生化池入水挥发酚含量<5 mg/L,同时入水COD含量<250 mg/L,且石油类和氨氮含量在变形虫生长范围内,A/O生化池入口处变形虫数量>100只/0.05 mL;当A/O生化池入水挥发酚含量>5 mg/L或COD>450mg/L时,变形虫生长就会受到抑制;当A/O生化池入水挥发酚含量>10 mg/L,或COD>600 mg/L时,变形虫生长就会受到强烈抑制,A/O生化池入口处变形虫数量将下降到<50只/0.05 mL;当A/O生化池入水挥发酚含量>25 mg/L,或入水COD含量>1 000 mg/L时,变形虫将完全消失。
(2)鞭毛虫数量变化的指示作用
通过对锦西石化分公司污水处理场合建式曝气池和A/O生化池的长期观察,发现其活性污泥中常见的波豆虫属和滴虫属等鞭毛虫纲原生动物的数量变化与曝气池入水氨氮、挥发酚及COD等污染物含量波动的对应关系见图4所示。
鞭毛虫对挥发酚的适应力高于其它原生动物,常在水质冲击后生长受到促进,出现数量迅速上升的现象。例如,A/O生化池入水挥发酚含量>30 mg/L后,当受到水质冲击入水挥发酚含量下降到<20 mg/L时,A/O生化池入水处鞭毛虫生长受到促进,数量开始上升,当入水挥发酚含量继续下降到<5 mg/L时,鞭毛虫数量将激增至>100只/0.05 mL。又如,合建式曝气池入水挥发酚含量>140 mg/L后受到冲击,入水挥发酚含量又下降到<50mg/L时,鞭毛虫生长受到促进,数量开始上升,当入水挥发酚含量继续下降到10～25 mg/L时,各间运行曝气池平均鞭毛虫数量将>100只/0.05 mL。
尽管鞭毛虫对挥发酚的适应力强于其他原生动物,但其耐受力也是有限的。尤其要注意挥发酚对原生动物的抑制作用特别强烈。当生化反应器入水污染物含量超过鞭毛虫的最适范围时,鞭毛虫生长也会受到抑制。例如,A/O生化池入水挥发酚含量>10 mg/L,或COD含量>600 mg/L,或氨氮含量>30 mg/L,石油类含量>20 mg/时,鞭毛虫数量开始下降,或维持在1～50只/0.05 mL;如果入水污染物含量继续上升,挥发酚含量>30 mg/L,或COD含量>1 000 mg/L,或氨氮含量>130 mg/L时,鞭毛虫将完全消失。
同理,合建式曝气池入水挥发酚含量>50 mg/L,或COD含量>400 mg/L,或氨氮含量>25 mg/L,出水石油类含量>2 mg/L时,鞭毛虫数量开始下降;如果入水污染物含量继续上升,挥发酚含量>85 mg/L,或COD含量>600 mg/L,或氨氮含量>45 mg/L,出水石油类含量>20 mg/L时,鞭毛虫生长会受到强烈抑制,数量下降到<50只/0.05 mL;当入水挥发酚含量>120 mg/L,或COD含量>1 000 mg/L,或氨氮含量>135 mg/L,出水石油类含量>75 mg/L时,鞭毛虫将完全消失。
(3)钟虫数量变化的指示作用
当曝气池活性污泥生物相优势种由鞭毛虫/变形虫向钟虫转变时,往往指示曝气池入水COD、氨氮、挥发酚等污染物浓度下降。钟虫出现时,指示水质情况较好,各污染物含量较低。经过长期观察锦西石化污水处理场合建式曝气池和A/O生化池钟虫生长繁殖特性,总结出无形变的健康固着生活个体数量与各污染物含量关系如图5所示。
钟虫对污染物比较敏感,只在水质条件好,污染物含量低的水体中出现。当A/O生化池入水COD含量<300 mg/L,氨氮含量<30 mg/L,挥发酚含量<5 mg/L,石油类含量<10 mg/L时,A/O生化池入水处钟虫数量>20只/0.05 mL。
一旦入水COD含量>500 mg/L,或氨氮含量>50 mg/L,或挥发酚含量>16mg/L,或石油类含量>15 mg/L时,A/O生化池入水处钟虫数量就会下降到<10只/0.05 mL。当入水COD含量>1 000 mg/L,或氨氮含量>110 mg/L,或挥发酚含量>26 mg/L时,钟虫将完全消失。
钟虫适宜在溶解氧含量较高的水体中生存。高溶解氧含量将提高钟虫对污染物的适应力。合建式曝气池溶解氧含量常年在3.0～8.0 mg/L,当入水COD含量<550 mg/L,氨氮含量<45 mg/L,挥发酚含量<35 mg/L,且出水石油类含量<15 mg/L时,钟虫数量>100只/0.05 mL。当污染物含量上升时,钟虫生长会受到抑制。当入水COD含量>600 mg/L,或氨氮含量>50 mg/L,或挥发酚含量>45 mg/L,或出水石油类含量>35 mg/L时,各间运行曝气池平均钟虫数量<50只/0.05mL。当入水COD含量>860 mg/L,或氨氮含量>90 mg/L,或挥发酚含量>60 mg/L时,钟虫生长受到强烈抑制,各间运行曝气池平均钟虫数量<10只/0.05 mL。当入水COD含量>1 000 mg/L,或氨氮含量>105 mg/L,或挥发酚含量>116 mg/L时,钟虫将完全消失。
(4)轮虫数量变化的指示作用
轮虫为多细胞微生物,以单细胞原生动物或污泥碎屑为食,出现时说明污水中溶解氧充足,微生态平衡稳定,污泥有较强的抗冲击能力。但如长期曝气过量,污泥发生自氧化,污泥变碎,易造成轮虫恶性增殖,污泥污染物去除率下降,出水水质变差。因此当发现轮虫数量急剧增加时,应降低曝气量,并适量提高入水污染物浓度(见图6)。
4结语
利用活性污泥微生物相易受环境因素影响的特性,经过长期镜检观察,分析微生物对应的环境和水质条件,总结出微生物相对生化反应器运行状态和水质条件的对应关系。根据锦西石化分公司污水处理场生物镜检工作实例,归纳出以下规律:
(1)在该合建式完全混合曝气工艺中,丝状菌丰度可以用来指示入水挥发酚含量变化。当入水挥发酚含量>60 mg/L时,丝状菌清晰可见,其平均丰度>40根/优势胶团,且其丰度随入水挥发酚含量增大而增加。挥发酚冲击后,丝状菌丰度下降缓慢。
(2)在该合建式完全混合曝气工艺中,游离细菌丰度与入水COD、氨氮、挥发酚含量有关。当入水COD含量>800 mg/L,或氨氮含量>70 mg/L,或挥发酚含量>100 mg/L时,镜检时视野浑浊,出现大量游离细菌,游离细菌平均丰度>100个/视野。
(3)当生化处理反应器入水水质变差时,钟虫活动方式或虫体形态发生变化甚至死亡,个别微生物生殖方式变为有性繁殖;
(4)变形虫、鞭毛虫、钟虫等原生动物对COD、氨氮、挥发酚、石油类等污染物的适应能力各有不同。当污染物含量在其适应生长的范围内时,原生动物的生长受到促进,数量上升;当污染物含量超过原生动物适宜生长的范围时,原生动物的生长受到抑制,污染物含量越高,抑制作用越强;当污染物含量超过其生存范围时,原生动物完全消失。
(5)当轮虫出现时,说明曝气池入水污染物浓度较低,溶解氧含量较高。但轮虫数量急剧增多时,指示曝气过量,应及时调整。
参考文献
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