次氯酸钠氧化破解石化工业污泥的工艺条件优化

第32卷第5期2014年9月石化技术与应用PetrochemicalTechnology＆ApplicationVol．32No．5Sep．2014环境工程(444～447)次氯酸钠氧化破解石化工业污泥的工艺条件优化王强1，刘发强2，刘光利2，王小雄2(1．兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃兰州730070;2．中国石油兰州化工研究中心，甘肃兰州730060)摘要:采用次氯酸钠(NaClO)试剂氧化破解石化污泥，考察了氧化条件对破解效果的影响。结果表明，在污泥初始pH值为7．68，反应温度为30℃，反应时间为40min，NaClO投加量(占污泥的质量浓度)为11．5g/L的优化条件下，污泥中溶解性化学需氧量(SCOD)，多聚糖的质量浓度分别从56．88，9．23mg/L增加至4143．79，750．77mg/L;悬浮固体(MLSS)，挥发性悬浮固体(MLVSS)质量浓度则由7657．00，5905．00mg/L减少至4716．00，2413．00mg/L，污泥减量38．4%。关键词:石化工业污泥;次氯酸钠(NaClO);氧化破解;多聚糖;溶解性化学需氧量(SCOD);悬浮固体(MLSS);污泥减量中图分类号:X74文献标识码:B文章编号:1009－0045(2014)05－0444－04我国工业废水的处理大多采用活性污泥法，该方法具有基建投资低、处理效果好的优点，但在运行过程中会产生大量的剩余污泥。剩余污泥通常含有相当量的有毒有害物质及未稳定化的有机物，如果不进行妥善的处理与处置，将会对环境造成直接或潜在的污染。在传统活性污泥法中，每降解1kg生化需氧量(BOD5)会产生大约15～100L的剩余污泥，用于处理或处置剩余污泥的费用约占污水处理总费用的25%～65%［1］。因此研究污泥减量化具有十分重要的意义。次氯酸钠(NaClO)消毒是目前广泛应用的一种杀菌技术，具有操作简单、成本低廉等优点［2］。NaClO杀菌作用主要是由其水解产生的次氯酸完成。次氯酸是一种强氧化剂，具有体积小、电荷中性的特点，对细胞壁有较强的吸附穿透力，可氧化细胞内含巯基的酶，并损害细胞膜，使蛋白质、ＲNA和DNA等物质释放出来，从而致使细菌死亡［3］。NaClO常用于消毒杀菌领域，将其用于氧化破解污泥方面还鲜有研究。污泥中的主要成分是微生物。通过NaClO氧化破解污泥中微生物的细胞壁、细胞膜，并破坏膜内脂蛋白和脂多糖，从而致使污泥中微生物细胞裂解，有机质释放出来，成为可被生物利用的基质，从而实现污泥减量的目的。本工作进行了NaClO氧化破解石化工业污泥的实验研究，考察了反应时间、反应温度、污泥初始pH值、NaClO投加量等工艺条件对破解效果的影响，旨在为工业应用提供基础数据。1实验部分①1．1原材料取某石化污水处理厂二次沉淀池的污泥自然沉降，倒掉一部分上清液后即得样品。其pH值为7．68，含悬浮固体(MLSS)、挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)、溶解性化学需氧量(SCOD)和多聚糖的质量浓度依次为7657．00，5905．00，56．88，9．23mg/L。1．2试剂与仪器NaClO(有效氯质量分数10%)、浓硫酸(H2SO4)、氢氧化钠(NaOH)、葡糖糖、苯酚(C6H5OH)、重铬酸钾(K2Cr2O7)、硫酸亚铁铵［Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O］、硫酸银(Ag2SO4)、硫酸汞(HgSO4)等，均为分析纯，市售品。①收稿日期:2014－05－13;修回日期:2014－06－18作者简介:王强(1988—)，男，河南驻马店人，硕士研究生。研究方向为污泥减量化。江苏省荣华仪器制造有限公司制造的HJ－6A型数显恒温多头磁力搅拌器，德国Sartorius科学仪器有限公司制造的PB－10型酸度计，德国伊姆尔公司制造的MPC1201E型隔膜真空泵，英国卡伯莱特公司制造的CWF－2408CP型程控马弗炉，尼康公司制造的T50I型正置显微镜，瑞士梅特勒公司制造的XP－205型电子天平，上海精密实验设备有限公司制造的DHG－9140A型电热恒温干燥箱，美国热电公司制造的Heliosalpha型紫外可见分光光度计，上海安亭离心机厂制造的TDL－5－A型低速台式大容量离心机，荷兰安米德有限公司制造的CIS－100型粒度粒形分析仪。1．3实验方法将200mL污泥样品置于500mL烧杯中，放在HJ－6A型数显恒温多头磁力搅拌器上，在一定温度下搅拌，然后加入适量的NaClO溶液，控制一定的反应温度和时间，待反应完成后自然冷却。1．4分析测试取100mL反应后的污泥置于离心机中，在5000r/min的条件下离心10m