剩余污泥制备生物絮凝剂及其在油田采出水处理中的应用

摘要

经过“十二五”期间的努力，我国城镇污水处理覆盖率已达到85％以上，但是作为污水处理系统的主要副产物——剩余污泥的产量却在逐年增加，而且传统脱水工艺只能将污泥含水率降低到80%，大量的污泥被堆放填埋。污泥中的微生物的胞内胞外的主要成分为多糖或蛋白质等有机组成，具有一定的回收价值；一些胞内物质还具有一定的絮凝活性。目前，油田污水处理系统中化学混凝是常用工艺，而无机絮凝剂的使用会产生大量的化学污泥，如果处理不当容易导致更大的污染。如果能将城市污水厂的剩余污泥进行合理利用，从中提取的有效的絮凝物质应用到油田废水处理中，既可以达到剩余污泥的减量化、无害化、资源化，又可以减少油田环保系统的化学污泥产量。
　　本文将盘锦市第一污水处理厂脱水前的生化污泥作为原料，比较超声波法、碱解法以及冻融法下污泥水解液的絮凝活性及影响因素，通过对絮凝率及单位能耗下的CODcr溶出比较，确定了絮凝剂的制备方法。实验结果表明：超声波法、碱解法、冻融法均能从剩余污泥中提取生物絮凝剂。在超声法制备过程中，在功率密度1.5 W/mL、超声时间为20 min时所制备的生物絮凝剂活性最高，其絮凝率为97.25%。采用冻融法制备生物絮凝剂，主要影响因素为污泥溶液的浓度及冻融循环的次数；不同的冻融循环对生物絮凝剂的制备影响有限。采用碱解法所制备的絮凝剂对油田废水悬浮物的絮凝率可达97.89%；最终，通过对絮凝剂的絮凝率比选、制备能耗比选，得出碱解法制备的絮凝剂活性最高，且单位能耗条件下获得的絮凝剂更多；最终将水解温度80℃、水解时间60 min、pH值为12条件下的碱解产物定义为生物絮凝剂BF-1。
　　通过实验确定的参数制备生物絮凝剂 BF-1，并以辽河油田特一联合站除油沉降罐出水为研究对象，以水中悬浮物及二氧化硅为考察指标，通过单因素法与多因素正交实验法对影响絮凝效果的各因素进行分析，得出一组该絮凝剂在其废水处理中的应用参数。结果表明：BF-1对辽河油田特一联合站除油沉降罐出水具有较好的絮凝效果，对水中悬浮物及二氧化硅均有较高的去除率，去除率最高可达90%以上；其中pH值为影响悬浮物去除的主要影响因素；影响因素强弱为：pH值＞水力条件＞温度＞助凝剂PAM投加量＞絮凝剂投加量；通过实验分析得出生物絮凝剂 BF-1在辽河油田特一联合站除油沉降罐出水处理的最佳参数为：水力条件：第一阶段：搅拌速度150 r/min，搅拌时间30 s，第二阶段：搅拌速度30 r/min，搅拌时间300 s；pH值为12；温度为现场实际水温；絮凝剂投加量为1 mL/L；助凝剂PAM投加量为2 ppm。

目录

声明

1 国内外污泥处置研究进展

1.1 污泥概述

1.1.1 污泥的定义

1.1.2 污泥的产生与分类

1.1.3 剩余污泥的特点

1.2 污泥处理技术概述

1.2.1 污泥处置方法

1.2.2 污泥资源化技术

1.3 生物絮凝剂及其研究进展

1.3.1 絮凝剂定义及分类

1.3.2 研究现状

1.4 油田采油污水处理用絮凝剂的研究进展

1.4.1 油田污水处理概况

1.4.2 油田污水处理技术概述

1.4.3 油田污水处理絮凝剂研究进展

1.4.4 存在的问题

1.5 选题的依据目的

1.5.1 选题的依据

1.5.2 研究的目的

1.6 选题研究的内容及技术路线

2 剩余污泥制备生物絮凝剂

2.1 实验部分

2.1.1 实验材料

2.1.2 实验方法

2.1.3 分析方法

2.2 结果与讨论

2.2.1 超声波空化制备生物絮凝剂

2.2.2 碱解法制备生物絮凝剂实验

2.2.3 冻融法制备生物絮凝剂实验

2.3 不同制备方法的生物絮凝剂比选

2.3.1 絮凝率的比选

2.3.2 制备能耗比选

2.4 小结

3 生物絮凝剂BF-1在辽河油田废水处理中的应用

3.1 实验部分

3.1.1 实验材料

3.1.2 实验方法

3.1.3 分析方法

3.1.4 污水处理站工艺流程及水质

3.2 结果与讨论

3.2.1 水力条件对絮凝剂BF-1絮凝效果的影响

3.2.2 PH值对絮凝剂BF-1絮凝效果的影响

3.2.3 温度对絮凝剂BF-1絮凝效果的影响

3.2.4 絮凝剂投加量对絮凝效果的影响

3.2.5 助凝剂投加量对絮凝剂BF-1絮凝效果的影响

3.3 L16（45）正交实验

3.4 小结

4 结论与建议

4.1 结论

4.2 建议

参考文献

致谢