本發(fā)明屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石化污泥的處理方法。

背景技術(shù)：
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石化污泥是處理石油化工廢水產(chǎn)生的剩余污泥，能吸附污水中85％以上的有毒有害物質(zhì)。該污泥中含有大量的有毒有害物質(zhì)，特別是多環(huán)芳烴的含量嚴(yán)重超標(biāo)，其不合理的處置必將給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。

目前含油污泥已被列入《國家危險廢物目錄》中的廢礦物油類，必須對含油污泥進(jìn)行無害化處理。國內(nèi)外處理含油污泥的方法一般有：焚燒法、熱洗滌法、溶劑萃取法、化學(xué)破乳法、固液分離法等。經(jīng)對相關(guān)專利檢索，其結(jié)果如下：專利號CN202953911U公布了一種含油污泥裂解處理熱能利用裝置，該方法能夠?qū)κ勰嘀械挠泻ξ勰噙M(jìn)行分解，但是存在著二次污染的風(fēng)險，且處理的成本較高；專利號CN 103663921A公布了一種石化污泥脫水方法及其脫水劑，該方法使用一種溶菌酶作為調(diào)理劑，破壞石化污泥的結(jié)構(gòu)進(jìn)而促進(jìn)污泥脫水，然而該種方法沒有從本質(zhì)上對污泥的干物質(zhì)進(jìn)行減量，而且對石化污泥中的有機(jī)污染物沒有降解作用；專利號CN102351389A公布了一種油泥處理工藝，該方法使用溶劑萃取的方法對石化污泥中的油、水、固進(jìn)行分離，但是該方法沒有真正實現(xiàn)污泥減量，且能耗高；專利號CN 103553702A公布了一種石油化工有機(jī)廢水生物處理剩余污泥資源化利用方法，該方法使用剩余污泥與其他的廢料混合生產(chǎn)濾料，該種方法不能從本質(zhì)上降低石化污泥中的有機(jī)污染物。綜上可知 由于投資、處理效果及操作成本等原因，大部分石化污泥處理的技術(shù)未能在國內(nèi)普及應(yīng)用。

厭氧消化具有可以有效地減少污泥體積、穩(wěn)定污泥的性質(zhì)、減少污泥惡臭、提高污泥的衛(wèi)生質(zhì)量、降低污泥中污染物含量等優(yōu)點。然而，目前研究發(fā)現(xiàn)石化污泥厭氧消化生化轉(zhuǎn)化效率較低、工藝復(fù)雜、且厭氧消化過程對石化污泥中的有機(jī)污染物不能有效的降解，經(jīng)過對污泥厭氧消化的相關(guān)專利進(jìn)行檢索，其結(jié)果如下：專利號CN 103508617公布了一種石化污泥減量化的方法及其處理裝置，報道將超聲與氧化性氣體聯(lián)合預(yù)處理污泥，然后對污泥進(jìn)行厭氧消化處理，該方法可以一定程度上實現(xiàn)污泥的減量化，但是存在著工藝復(fù)雜、投資和運行成本高、污染物降低幅度低等缺點；專利號CN1321078C用超聲波預(yù)處理，然后厭氧消化進(jìn)行減量化，該種方法對剩余污泥的處理減量可以達(dá)到25％，但石化污泥與普通的城市污泥明顯不同，且該種方法對污泥減量化程度略低，對石化污泥中高含量的多環(huán)芳烴類有機(jī)污染物也不能有效的去除。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種石化污泥的處理方法，該方法能夠同時提高石化污泥厭氧生物轉(zhuǎn)化及多環(huán)芳烴去除效率的方法。

一種石化污泥的處理方法，包含以下步驟：

(1)石化污泥的低溫水熱預(yù)處理：采用污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣對石化污泥進(jìn)行水熱預(yù)處理，預(yù)處理的溫度控制在60-80度，處理的時間為20-50分鐘，首先用格柵將污泥中的雜質(zhì)過濾，然后用隔膜泵將污泥泵入鋼制污泥水熱罐處理；

(2)復(fù)合電子受體的調(diào)配及添加：在步驟(1)中污泥的基礎(chǔ)上，添加10-50mg/L的硝酸鹽、三價鐵鹽與硫酸鹽混合電子受體劑；

(3)石化污泥的厭氧消化處理：在步驟(2)的基礎(chǔ)上，將調(diào)配好的固體濃度在2-10％的石化污泥通過螺桿泵泵入全混合的厭氧消化罐中，厭氧消化的溫度為35-40度，發(fā)酵過程中溫度保持恒定，厭氧發(fā)酵的周期為20-40天。

當(dāng)石化污泥的濃度大于5％時，硝酸鹽、三價鐵鹽與硫酸鹽的比例按照質(zhì)量比為1:2:1，總的添加量為30-50mg/L；當(dāng)石化污泥的濃度低于5％時，硝酸鹽、三價鐵鹽與硫酸鹽的比例按照質(zhì)量比為2:2:1，總的添加量為10-30mg/L。

污泥厭氧消化后產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過脫水脫硫后作為污泥低溫水熱預(yù)處理的熱源。

步驟(1)中預(yù)處理的溫度控制在60-80度，處理的時間為20-50分鐘。

步驟(2)中硝酸鹽、三價鐵鹽與硫酸鹽混合電子受體劑的添加量為10-50mg/L。

本發(fā)明以石化污泥為處理對象，首先采低溫水熱預(yù)處理技術(shù)，使石化污泥細(xì)胞破壁，胞外多聚物釋放，污泥的可生化性得到提高。然后通過添加少量濃度的硝酸鹽、三價鐵鹽、硫酸鹽混合電子受體劑，并根據(jù)污泥的特性調(diào)整電子受體中各組分的比例，添加至預(yù)處理后的污泥中。最后將調(diào)配好的石化污泥通過螺桿泵泵入全混合的厭氧消化罐中，厭氧消化的溫度為35-40度，發(fā)酵過程中溫度保持恒定，厭氧發(fā)酵的周期為20-40天。厭氧消化過程中產(chǎn)氣的沼氣進(jìn)行脫水脫硫后儲存。

本發(fā)明涉及一種提高石化污泥厭氧生物轉(zhuǎn)化效率及多環(huán)芳烴去除的方法，主要發(fā)明的核心流程主要包括石化污泥的低溫預(yù)處理-復(fù)合電子受體的選擇-高效厭氧消化工藝等步驟，具體工藝流程如附圖1 所示，主要由以下幾部分組成：

1.石化污泥底泥的低溫水熱預(yù)處理

傳統(tǒng)的污泥的水熱預(yù)處理的溫度高達(dá)170度左右，處理過程中的能耗較高，且有安全隱患。本發(fā)明采用污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣對石化污泥進(jìn)行水熱預(yù)處理，預(yù)處理的溫度控制在60-80度，處理的時間為20-50分鐘，無需特殊的高溫高壓的設(shè)備，水熱處理的設(shè)備為普通的鋼制緩存罐。通過該種方法的處理使污泥在一定程度上破壁，且其中的有機(jī)物得到釋放，污泥的可生化性得到提高。

2.復(fù)合電子受體的調(diào)配及添加

針對石化污泥水熱預(yù)處理后的特點，為進(jìn)一步提高石化污泥厭氧生物轉(zhuǎn)化的效率及污染物去除的效率，本發(fā)明在步驟1中污泥的基礎(chǔ)上，通過添加少量濃度的硝酸鹽、三價鐵鹽與硫酸鹽混合電子受體劑，電子受體劑的總濃度控制在10-50mg/L。電子受體的調(diào)配過程根據(jù)污泥的濃度、脫水性能等因素來調(diào)整電子受體中各組分的比例，將調(diào)配好的電子受體按照相應(yīng)的比例添加到1處理后的污泥溶液中。

3.石化污泥的厭氧消化處理

在步驟2的基礎(chǔ)上，將調(diào)配好的石化污泥通過螺桿泵泵入全混合的厭氧消化罐中，厭氧消化的溫度為35-40度，發(fā)酵過程中溫度保持恒定，采用沼氣鍋爐對厭氧發(fā)酵罐進(jìn)行保溫，厭氧發(fā)酵的周期為20-40天。厭氧消化過程中產(chǎn)氣的沼氣進(jìn)行脫水脫硫后儲存。該過程對石化污泥中的多環(huán)芳烴的含量降低50％以上，總揮發(fā)性固體減量化達(dá)到50％以上，污泥的脫水性能提高2倍。

石化污泥含水率高、粘度高、脫水難度大，且含有高濃度的多環(huán)芳烴等有毒有害物質(zhì)，這些限制因素嚴(yán)重影響了石化污泥的減量化、無害化及資源化利用。本發(fā)明首先采用低溫水熱預(yù)處理，然后添加復(fù) 合電子受體劑，最后采用厭氧消化的方法實現(xiàn)石化污泥高效生物轉(zhuǎn)化及多環(huán)芳烴的高效去除，進(jìn)而實現(xiàn)石化污泥的無害化、減量鑒于石化污泥的特性及現(xiàn)有石化污泥處理處置存在的問題。

有益效果

本發(fā)明與傳統(tǒng)的技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

1、工藝流程簡單，在對石化污泥高效厭氧生物轉(zhuǎn)化制備沼氣的同時有效的去除率污泥中的多環(huán)芳烴，運行成本低廉。

2、針對傳統(tǒng)石化污泥處理成本高、安全性差的特點，本發(fā)明污泥預(yù)處理在低溫60-80度條件下處理20-50分鐘，污泥的可生化性得到大幅提高，無需特殊的高溫高壓的設(shè)備，水熱處理的設(shè)備為普通的鋼制緩存罐。

3、為進(jìn)一步提高石化污泥厭氧生物轉(zhuǎn)化的效率及污染物去除的效率，本發(fā)明通過添加低濃度的硝酸鹽、三價鐵鹽與硫酸鹽混合電子受體劑，能夠大幅度的提高污泥的厭氧生物轉(zhuǎn)化效率，多環(huán)芳烴的去除效率較傳統(tǒng)技術(shù)提高50％以上。

4、通過低溫水熱處理耦合電子受體調(diào)配技術(shù)，石化污泥的厭氧生物轉(zhuǎn)化效率提高了60％，產(chǎn)氣效率提高了1倍，污泥的脫水性能提高了2倍。

5、污泥處理過程中無臭味產(chǎn)生，且能夠殺滅石化污泥中的病原微生物。

6、本發(fā)明在使污泥實現(xiàn)“清潔”的同時，產(chǎn)生了沼氣，同時污泥總量大幅度減量。

附圖說明

圖1石化污泥高效厭氧生物轉(zhuǎn)化及多環(huán)芳烴去除工藝流程圖

具體實施方式

下面敘述本發(fā)明的實施例。

實施例1淮安某石化污泥低溫水熱預(yù)處理

根據(jù)本發(fā)明所提供的工藝，對淮安某石化污泥進(jìn)行低溫水熱預(yù)處理，預(yù)處理的溫度為80度，處理的時間為20分鐘，水熱處理的設(shè)備為普通的鋼制緩存罐。污泥經(jīng)過水熱處理后，污泥中水溶性有機(jī)物有100mg/L提高到859mg/L，經(jīng)過化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)污泥的胞外多聚物在水熱預(yù)處理大量釋放到液體中，且主要為多糖和蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的測定采用改進(jìn)型的Lowry法，以牛血清蛋白作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，多糖的測定采用蒽酮比色法，以蔗糖作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。經(jīng)過水熱處理后多糖的含量為77.97mg/g，總蛋白質(zhì)為15.359mg/g，而空白組僅為1.485mg/g和2.705mg/g，污泥的可生化性得到了提高。同時，低溫水熱預(yù)處理后發(fā)現(xiàn)污泥中的病原微生物得到了一定程度的殺滅。

針對淮安某石化污泥的復(fù)合電子受體的調(diào)配及添加：在低溫水熱預(yù)處理后污泥的基礎(chǔ)上，添加少量濃度的硝酸鹽、三價鐵鹽與硫酸鹽，質(zhì)量比例分別為2:2:1，按照該比例調(diào)配后按照10mg/L的濃度添加到預(yù)處理后的污泥當(dāng)中，然后混合攪拌均勻。

中溫厭氧發(fā)酵：將調(diào)配好的石化污泥通過螺桿泵泵入全混合的厭氧消化罐中，厭氧發(fā)酵罐的體積為1000L，溫度為40度，發(fā)酵過程中溫度保持恒定，厭氧發(fā)酵的周期為20天。厭氧消化過程中對污泥的相關(guān)理化性質(zhì)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)厭氧消化過程中污泥中的多環(huán)芳烴的含量大幅度降低，發(fā)酵結(jié)束后多環(huán)芳烴降解率達(dá)到56％以上，總揮發(fā)性固體減量化達(dá)54％以上，污泥的脫水性能提高了2.5倍，多環(huán)芳烴的含量采用液相色譜法測定，總揮發(fā)性固體含量采用550℃下灼燒測定，污泥脫水性能采用毛細(xì)吸水時間測定儀測定。

沼氣脫水脫硫及存貯：污泥厭氧消化后產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過脫水脫硫后存貯雙模儲氣柜中，通過沼氣鍋爐用于反應(yīng)器的保溫，多余的沼氣用作其他用途。

實施例2揚子石化污泥厭氧消化無害化、減量化與資源化處理工程

根據(jù)本發(fā)明所提供的工藝，按照流程(見附圖1)對揚子水廠的石化污泥進(jìn)行處理。取約1噸含固率為3.5％的石化污泥，經(jīng)過測定多環(huán)芳烴的量嚴(yán)重超標(biāo)，具有臭味，脫水性能差。

揚子水廠石化污泥低溫水熱預(yù)處理：預(yù)處理的溫度為60度，時間為50分鐘，水熱處理的設(shè)備為普通的鋼制緩存罐。污泥經(jīng)過水熱處理后，污泥中水溶性有機(jī)物有70mg/L提高到680mg/L(有機(jī)物含量采用TOC測定儀測定)，預(yù)處理后污泥的胞外多聚物大量釋放到液體中，主要為多糖和蛋白質(zhì)，經(jīng)過水熱處理后多糖的含量為66.26mg/g，總蛋白質(zhì)為14.25mg/g，而空白組僅為0.987mg/g和1.92mg/g，污泥的可生化性得到了提高。同時，低溫水熱預(yù)處理后發(fā)現(xiàn)污泥中的病原微生物得到了一定程度的殺滅。

針對揚子水廠石化污泥的復(fù)合電子受體的調(diào)配及添加：在低溫水熱預(yù)處理后污泥的基礎(chǔ)上，添加少量濃度的硝酸鹽、三價鐵鹽與硫酸鹽，質(zhì)量比例分別為2:2:1，按照該比例調(diào)配后按照30mg/L的濃度添加到預(yù)處理后的污泥當(dāng)中，然后混合攪拌均勻。

中溫厭氧發(fā)酵：將調(diào)配好的石化污泥通過螺桿泵泵入全混合的厭氧消化罐中，厭氧發(fā)酵罐的體積為75L，溫度為35度，發(fā)酵過程中溫度保持恒定，厭氧發(fā)酵的周期為30天。厭氧消化過程中對污泥的相關(guān)理化性質(zhì)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)厭氧消化過程中污泥中的多環(huán)芳烴的含量大幅度降低，發(fā)酵結(jié)束后多環(huán)芳烴降解率達(dá)到59％以上，總揮發(fā)性固體減量化達(dá)53％以上，污泥的脫水性能提高了2.3倍，多環(huán)芳烴 的含量采用液相色譜法測定，總揮發(fā)性固體含量采用550℃下灼燒測定，污泥脫水性能采用毛細(xì)吸水時間測定儀測定。

實施例3南京某石化水廠石化污泥厭氧消化無害化、減量化與資源化處理工程

根據(jù)本發(fā)明所提供的工藝，按照流程(見附圖1)對南京某石化水廠的石化污泥進(jìn)行處理，該石化水廠的石化廢水采用活性污泥法，污泥經(jīng)過沉淀池濃縮后含水約5.2％。取約10噸含固率為5.2％的石化污泥，經(jīng)過測定多環(huán)芳烴的量嚴(yán)重超標(biāo)，具有臭味，極難脫水。

南京某石化污泥低溫水熱預(yù)處理：預(yù)處理的溫度為70度，時間為30分鐘，水熱處理的設(shè)備為100L普通的鋼制緩存罐。污泥經(jīng)過水熱處理后，污泥中水溶性有機(jī)物大幅度提高，預(yù)處理后污泥的胞外多聚物大量釋放到液體中，主要為多糖和蛋白質(zhì)，污泥的可生化性得到了提高。

針對南京某石化污泥的復(fù)合電子受體的調(diào)配及添加：在低溫水熱預(yù)處理后污泥的基礎(chǔ)上，添加少量濃度的硝酸鹽、三價鐵鹽與硫酸鹽，質(zhì)量比例分別為1:2:1，按照該比例調(diào)配后按照40mg/L的濃度添加到預(yù)處理后的污泥當(dāng)中，然后混合攪拌均勻。

中溫厭氧發(fā)酵：將調(diào)配好的石化污泥通過螺桿泵泵入全混合的厭氧消化罐中，厭氧發(fā)酵罐的體積為1000L，溫度為38度，發(fā)酵過程中溫度保持恒定，厭氧發(fā)酵的周期為40天。厭氧消化過程中對污泥的相關(guān)理化性質(zhì)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)厭氧消化過程中污泥中的多環(huán)芳烴的含量大幅度降低，發(fā)酵結(jié)束后多環(huán)芳烴降解率達(dá)到56％以上，總揮發(fā)性固體減量化達(dá)54％以上，污泥的脫水性能提高了2.5倍，多環(huán)芳烴的含量采用液相色譜法測定，總揮發(fā)性固體含量采用550℃下灼燒測定，污泥脫水性能采用毛細(xì)吸水時間測定儀測定。

沼氣脫水脫硫及存貯：污泥厭氧消化后產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過脫水脫硫后存貯雙模儲氣柜中，通過沼氣鍋爐用于反應(yīng)器的保溫，多余的沼氣用作其他用途。