引言

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。廢水處理系統采用厭氧一A/0工藝。廢水經該套生化裝置處理后．產生的剩余污泥量約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內造成二沉池出水帶泥，不僅影響排水水質而且增加生化處理成本和降低系統生化污泥的活性一。

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．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．并對現有污泥系統進行改造．改造后生產運行效果良好，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．在轉速為20r/min下攪拌60S．取泥水混合液500mL放入500mL量筒內靜置．記錄不同時間下的污泥沉降比。

試驗結果與分析

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。單獨投加PAM時，不同pH值下污泥的沉降效果。PAM的質量分數為0.1。PAM投加量為12mg．沉降時間為30min。試驗中發現，當pH值在4.0，5.0，6.0時．廢水中有小氣泡產生．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(粉煤灰與污泥的質量比為1：2)時．具有較好的絮凝效果和運行經濟性。

4.二次絮凝試驗取污泥800mL放人1000mL試驗杯內，加入12mgPAM和1．5g粉煤灰，在轉速為20r/min下攪拌60S，取泥水混合液500mL放入500mL量筒內靜置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．污泥經二次絮凝以后，結構緊密，含水率低，質量濃度為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．不易在壓濾機濾布孔中滲透。

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、配制時間：PAM應在配置后72h內用完，且PAM配置8～10h后絮凝效果較好；PAM陽離子絮凝沉降效果優于陰離子。

生產實際運用

1.改造后污泥處理工藝流程根據試驗分析。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混合器內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，經壓濾機擠壓成泥餅，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中的惡性循環，減少了大量剩余污泥在調節池、濃縮池、污泥貯槽上浮、腐臭對環境的影響。

社會效益

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。

經濟效益

(1)水廠凈二裝置生化處理系統年產干污泥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，作為配置培養鹽的工業用水，按每噸工業水的價格0.52元計算，則年節約工業水費用7．8萬元。

(2)裝置現采用的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。

結論

(1)粉煤灰是一種呈玻璃態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，年可節約裝置費用約100萬元，具有良好的經濟效益和環境效益，為裝置下一步的達標排放擴容改造奠定良好的基礎。