板框厢式隔膜压滤机
引言
扬子石油化工有限责任公司水厂(以下简称水厂)净二装置担负着处理化工厂精对苯二甲酸(PTA)、醋酸、乙醛3套装置所排放的废水任务．设计处理能力为500m³/h。废水处理系统采用厌氧一A/0工艺。废水经该套生化装置处理后．产生的剩余污泥量约250kt/a．含水率为99．6。絮凝剂选用PAM。由于PTA污水剩余污泥难絮凝沉降特性．污泥在浓缩池(平流式)浓缩效果差．致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一。
以下针对该污泥特点，在分析、研究的基础上提出投加粉煤灰来改善污泥性质．提高污泥的絮凝沉降性能和在带式压滤机上的助滤效果。通过试验确定粉煤灰、絮凝剂的最佳投配比．并对现有污泥系统进行改造．改造后生产运行效果良好，为PTA污水剩余污泥的处理探索一条新途径。
试验部分
1.1污泥性质污泥取自水厂净二装置A/0岗位污泥池。污泥颗粒细小．有异味，质量浓度为3．5g/L左右．pH值在7．5左右，污泥排放量约3O/h。
1.2试验方案采用有机高分子絮凝剂PAM和粉煤灰(取自扬子石油化工有限责任公司粉煤灰堆场)对污泥进行絮凝沉降试验，寻找PAM、粉煤灰在不同投放量下对污泥絮凝沉降效果的影响。
2试验方法取一定量污泥，加入一定量的PAM和粉煤灰．在转速为20r/min下搅拌60S．取泥水混合液500mL放入500mL量筒内静置．记录不同时间下的污泥沉降比。
试验结果与分析
1.pH值对絮凝效果的影响pH值是影响絮凝效果的重要控制参数。单独投加PAM时，不同pH值下污泥的沉降效果。PAM的质量分数为0.1。PAM投加量为12mg．沉降时间为30min。试验中发现，当pH值在4.0，5.0，6.0时．废水中有小气泡产生．造成污泥部分上浮；pH值在7.0，8.0，9.0，10.0时．污泥30min沉降比稳定在78左右。由于水厂净二装置污泥pH值一般在7．5～8．5，所以实际操作过程中pH值的变化对污泥的絮凝沉降性能影响不大。
2.PAM用量对絮凝效果的影响在pH值7．56，室温10～25℃，污泥浓度3．64g/L时，对沉降过程中的污泥量进行测量。在不加PAM的空白试验中，静止60min后，污泥几乎不沉降；当PAM用量较少时，污泥的絮凝沉降效果不明显，当PAM的用量达到12mL时，明显好于PAM用量为10mL时污泥的絮凝沉降效果；当PAM用量大于12mL时，污泥的絮凝沉降效果变化不大。由此可知，在只加PAM的情况下。PAM剂的用量为12mL时，污泥的絮凝沉降效果较好。
3.PAM与粉煤灰的用量对絮凝效果的影响在PAM用量分别为10(对应于10mL)，12(对应于12mL)，14mg(对应于14mL)的情况下，不同用量粉煤灰对污泥絮凝沉降效果的影响进行了试验。在PAM用量一定的情况下，随着粉煤灰用量的增大，污泥的絮凝沉降效果越好，其中在PAM用量为12，14mg时，污泥的絮凝沉降效果较好。综合考虑运行成本，认为当PAM用量为12mg，粉煤灰用量为1．5g(粉煤灰与污泥的质量比为1：2)时．具有较好的絮凝效果和运行经济性。
4.二次絮凝试验取污泥800mL放人1000mL试验杯内，加入12mgPAM和1．5g粉煤灰，在转速为20r/min下搅拌60S，取泥水混合液500mL放入500mL量筒内静置60min，去除上清夜后，对剩下的污泥进行二次絮凝试验。投加粉煤灰后．污泥经二次絮凝以后，结构紧密，含水率低，质量浓度为40g/L左右，比原来提高了10倍。且污泥中含有粉煤灰，能起到一定的助滤效果．不易在压滤机滤布孔中渗透。
5.其他因素对污泥絮凝效果的影响
(1)搅拌速度和搅拌时间：搅拌速度小于20r/min，搅拌时间在3O～60S情况下，污泥、PAM和粉煤灰能混合均匀，有利于污泥絮体和矾花的形成；若搅拌速度大于40r/min，搅拌时间大于120s，则破坏污泥絮体和矾花，不利于污泥的絮凝沉淀。
(2)PAM、粉煤灰的投加顺序：一般先加PAM再加粉煤灰，絮凝效果较好。
(3)PAM的性质、配制时间：PAM应在配置后72h内用完，且PAM配置8～10h后絮凝效果较好；PAM阳离子絮凝沉降效果优于阴离子。
生产实际运用
1.改造后污泥处理工艺流程根据试验分析。提出了污泥处理改进工艺流程。来自水厂净二装置A/O污泥池的剩余污泥在静态混合器内与一定浓度的粉煤灰溶液、PAM溶液进行混合(一次絮凝)，再进入浓缩池进行重力沉降。控制污泥流量在30m³/h，污泥在浓缩池内的停留时间为20h。浓缩池底部的污泥通过污泥泵打到污泥贮槽暂时储存，再用螺杆泵输送至带式压滤机混合器与PAM二次絮凝后，经压滤机挤压成泥饼，袋装后外运至扬子石油化工有限责任公司污泥堆场。
效益分析
环境效益
利用粉煤灰改善PTA生化污泥的絮凝沉降性能，解决PTA生化污泥的脱水问题，减少剩余污泥在装置生化系统中的恶性循环，减少了大量剩余污泥在调节池、浓缩池、污泥贮槽上浮、腐臭对环境的影响。
社会效益
利用热电厂废弃的粉煤灰作为助凝剂，把粉煤灰综合利用起来，废物利用，以废治废，具有较好的社会效益。脱水后的泥饼送至扬子石油化工有限责任公司污泥堆场填埋。
经济效益
(1)水厂净二装置生化处理系统年产干污泥1000t，折合成含水率99．6的剩余污泥量约250kt/a。改造之前剩余污泥全部由OAO污泥池返回系统重新处理，年增加装置运行费用约为90万元。浓缩池上清液约150kt/a，作为配置培养盐的工业用水，按每吨工业水的价格0.52元计算，则年节约工业水费用7．8万元。
(2)装置现采用的PAM阳离子，粉煤灰作为助凝剂使用，未投加粉煤灰前PAM阳离子用量为3～5kg/d，投加粉煤灰后采用二次絮凝PAM用量仍为3～5kg/d。
结论
(1)粉煤灰是一种呈玻璃态实心或空心的球状微颗粒，比表面积极大，其成分主要是活性氧化硅或氧化铝，有一定的吸附作用。投加粉煤灰后，污泥30min沉降比由原来的98下降到40，浓缩后的污泥质量浓度由原来的5g/L提高到25g/L，上清液COD(化学需氧量)的值在200mg/L左右，泥饼含水率不大于85％，产泥量为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，并在生产实践中成功运用，解决了PTA污水剩余污泥处理难题。同时，年可节约装置费用约100万元，具有良好的经济效益和环境效益，为装置下一步的达标排放扩容改造奠定良好的基础。
