[发明专利]一种PTA化工废水剩余污泥的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PTA化工废水剩余污泥的浓缩方法；尤其涉及一种气浮处理PTA及其它化工废水剩余污泥的方法。

背景领域

精对苯二甲酸(PTA)是一种重要的化工原料，广泛地用于各种合成纤维、涤纤维、增塑剂和涂料的生产等许多方面。其生产过程中排放出COD负荷高达5-15kg/m³。PTA污水中的主要污染物为对苯二甲酸、醋酸和苯甲酸等，该水COD浓度较高。

国内现已工业化的PTA污水处理装置有多套，主要包括以中石化为代表的厌氧好氧处理工艺和以中石油为代表的两端好氧处理工艺。某石化公司PTA废水处理系统经化装置处理后，产生的剩余污泥量约25×10⁴t/a，pH值为7.5-9.0，含水率为99.6％，污泥浓度较低。PTA化工废水剩余污泥浓缩池(平流式)重力沉降停留8-12小时后，仍无法絮凝沉降。原因有：第一，经过二沉池排除的剩余污泥，仍有较高的COD浓度，系统中的DO严重不足，低DO浓度是引起化工污水处理场污泥膨胀；第二，石化废水成分复杂，有机物浓度高，变化大，其中一些对微生物有毒害作用的物质如重金属Pb及有机氯，会使细胞中毒死亡，这也是污泥上浮的原因之一；另外，当进水含油脂量过高时，油脂会附聚在菌胶团表面，使细菌缺氧死亡，导致比重降低而上浮。由于无法有效泥水分层，至使大量的剩余污泥积聚在系统内造成二沉池出水带泥，不仅影响排水水质而且增加生化处理成本和降低系统生化污泥的活性。

常用的污泥浓缩方法可以分为三类：重力浓缩、离心浓缩和气浮浓缩。

(1)、重力浓缩：利用重力作用的自然沉降分离方式，不需要外加能量，是一种最节能的污泥浓缩方法。重力浓缩只是一种沉降分离工艺，它是通过在沉淀中形成高浓度污泥层达到浓缩污泥的目的，是目前污泥浓缩方法的主体。单独的重力浓缩是在独立的重力浓缩池中完成，工艺简单有效，但停留时间较长时可能产生臭味，而且并非适用于所有的污泥；如果应用于生物除磷剩余污泥浓缩时，会出现磷的大量释放，其上清液需要采用化学法进行除磷处理。是目前常用的污泥浓缩方法，但占地面积大，对沉降性能差的污泥浓缩效果不好，容易发生污泥上浮和腐化等，比较适合于密度大的污泥，如初沉污泥、化学污泥和生物膜污泥等，对密度接近于1的轻污泥浓缩效果不佳。

(2)、离心浓缩：比重力浓缩效率高，用时短，但较适用于混合污泥，且运行费用较高。离心浓缩法的原理是利用污泥中固、液比重不同而具有的不同的离心力进行浓缩。连续工作，HRT仅为3min，出泥含固率可达4％以上。

(3)、气浮浓缩

A气浮法：常用的有溶气气浮法、诱导气浮法。对于浓缩密度接近于水的、疏水的污泥效果尤为显著；气浮池停留时间较短，容积较小。近年来，崔志广等研究了城市污水剩余污泥气浮浓缩中捕收剂的种类和用量、与PAM配合使用以及pH等因素的影响，其中捕收剂SESN用量为37.5mg/L，气浮5min时，污泥的含水率从平均99.44％降至96.8％；捕收剂SEAN的用量为18.75mg/L，气浮5min可使污泥含水率从99.4％降至96.4％，体积为浓缩前的1/5；而在一系列脂肪酸捕收剂中ZFS12用量为75mg/L时效果最佳。。但该法仅仅对污泥进行了减容，对于化工废水剩余污泥中存在的大量有毒有害的有机物无明显降解作用，存在二次污染，且连续操作能耗大。

B生物气浮法：1992年捷克的Dizinsk.s和瑞典的Dalhammarg等提出了一种新的剩余活性污泥浓缩方法——生物气浮法浓缩污泥工艺，即利用污泥本身的反硝化能力，通过投加硝酸钙，利用污泥反硝化作用产生的气体使污泥浮起进而达到浓缩的目的。生物气浮法浓缩污泥的气体是由污泥本身反硝化作用产生的，一旦气体量超过其在溶液中的饱和溶解度即以微气泡的形式释放出来，包裹在污泥絮体中，形成理想的夹气絮粒，只在污泥表层有微气泡粘附在污泥颗粒上，无需添加絮凝剂来加强污泥与气泡的粘附注能。并利用污泥溶液中、污泥吸附的及污泥水解的有机物作为反硝化碳源，污泥处理后下清液COD明显降低。但单独使用运行周期过长，且污泥减容效果偏低。有研究表明生物气浮的主要影响因素为：硝酸盐浓度，温度，污泥浓度，污泥来源，对于本发明处理的PTA化工废水剩余污泥的处理，主要考虑硝酸盐浓度的影响。