疊螺式污泥脫水機(jī)在新疆油田污泥處理的應(yīng)用
行業(yè)動態(tài)
油田含油污泥一般是由油包水和水包油型乳狀液以及懸浮固體組成，油泥的顆粒細(xì)小，呈絮凝體狀；和水的密度差較小、含水率較高、持水力較強(qiáng)。另外，由于采出水處理系統(tǒng)中使用了大量的化學(xué)藥劑，導(dǎo)致含油污泥成分復(fù)雜，污泥乳化嚴(yán)重，難以沉降，對環(huán)境造成極大危害。隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格，含油污泥無害化、減量化、資源化成為必然的發(fā)展趨勢，而污泥脫水是污泥處置的前提。降低污泥的含水率可以降低后續(xù)污泥處理的設(shè)備負(fù)荷和處理難度，明顯較少后續(xù)處置費(fèi)用。奧蘭治的環(huán)保部門研究表明，污泥的含水率在78%以下時(shí)，每降低1個(gè)含水百分點(diǎn)，每噸污泥的后續(xù)處理費(fèi)用減少1美元以上，因此尋求一種低成本、低能耗、效率高的污泥脫水技術(shù)及設(shè)備非常重要。
新疆油田某采出水處理站污泥除上述特點(diǎn)外，還由于采出水具有油水密度差小、水溫低、油水粘度大分離困難、含一定量聚合物等特點(diǎn)，污泥性質(zhì)更為復(fù)雜，脫水難度很大。污水處理站每天產(chǎn)生大量含油污泥，若不進(jìn)行有效的減量化處理，將給生產(chǎn)運(yùn)行帶來很大壓力。
1 污泥特性分析
該污水處理站污泥特性分析結(jié)果如下表所示：
| 測定項(xiàng)目 | 1#污泥 | 2#污泥 | 3#污泥 |
含水（%） | 92.75 | 89.34 | 92.99 |
含油（%） | 3.44 | 4.41 | 4.03 |
固含量（%） | 3.81 | 6.52 | 2.98 |
比阻（s^2/g） | 0.73×109 | 0.79×109 | 0.69×109 |
注：比阻系數(shù)指在一定壓力下，在單位過濾介質(zhì)面積上單位重量的干污泥受到的阻力。
由上表可知：污泥具有含油量較高（3.44～4.14%）、比阻系數(shù)大（0.69×109～0.79×109s^2/g）等特點(diǎn)。一般認(rèn)為污泥比阻小于0.4×109s^2/g為易脫水污泥，而該采出水處理站排出污泥屬于難脫水污泥。
2 污泥脫水工藝比選
對三種常見污泥脫水工藝（板框式、離心式、疊螺式）進(jìn)行綜合對比，如下表所示：
| 分項(xiàng) | 出泥含水率 | 耗電 | 管理維護(hù) | 安全環(huán)保 |
板框式 | 高、脫后含水≥80% | 較高 | 操作復(fù)雜、管理難度大 | 油污較多，運(yùn)行過程中硫化氫和可燃?xì)怏w含量高、噪聲大 |
離心式 | 較低、脫后含水＜75% | 高 | 操作簡單、易管理 | 運(yùn)行過程中硫化氫和可燃?xì)怏w含量低、噪聲大 |
疊螺式 | 較低、脫后含水＜75% | 低 | 操作簡單、易管理 | 運(yùn)行過程中硫化氫和可燃?xì)怏w含量較低、噪聲小 |
除以上幾項(xiàng)綜合指標(biāo)對比外，板框壓濾機(jī)不能連續(xù)運(yùn)行、濾布被含油污泥附著堵死，壓濾效率低；離心式脫水機(jī)對高含油污泥分離效果差，能耗高，且噪音比較大，工作環(huán)境差。因此，對于具有特殊性質(zhì)如黏度大或者油性大的含油污泥脫水，上述2種脫水技術(shù)均難以有效解決，而疊螺式污泥脫水機(jī)占地面積小、系統(tǒng)構(gòu)成簡單、故障率低、檢修方便，設(shè)備運(yùn)行屬低轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)，噪音、震動小，危險(xiǎn)性低，相比之下更適用。
通過對比分析幾種污泥脫水工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，采用具有脫水后污泥含水率低，處理成本低，安全性高，管理維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)的疊螺污泥處理工藝，其原理主要有以下幾個(gè)方面：
（1）濃縮：當(dāng)螺旋推動軸運(yùn)動時(shí)，設(shè)在推動軸外圍的多重固活疊片相對移動，在重力作用下，水從相對移動的疊片間隙中濾出，實(shí)現(xiàn)快速濃縮。
（2）脫水：經(jīng)過濃縮的污泥隨著螺旋軸的轉(zhuǎn)動不斷往前移動；沿泥餅排出方向，螺旋軸的螺距逐漸變小，環(huán)與環(huán)之間的間隙也逐漸變小，螺旋腔的體積不斷收縮；在出口處背壓板的作用下，內(nèi)壓逐漸增強(qiáng)，在螺旋推動軸一次連續(xù)運(yùn)動推動下，污泥中的水分受積壓排除，濾餅含固量不斷升高，實(shí)現(xiàn)污泥的連續(xù)脫水。
（3）自清洗：螺旋軸的旋轉(zhuǎn)，推動游動環(huán)不斷轉(zhuǎn)動，設(shè)備依靠固定環(huán)和游動環(huán)之間的移動實(shí)現(xiàn)連續(xù)的自清洗過程。
3 污泥脫水設(shè)施工藝說明
對采出水處理站排放含油污泥進(jìn)行物料分析表明污泥處理量為30m3/h，污泥來源由沉降罐、旋流反應(yīng)罐和其他水罐清罐底泥構(gòu)成，這些污泥首先進(jìn)入2座300m3污泥沉降池進(jìn)行初步沉降分離，污泥含水率由99%～99.5%降至98%，底部沉積污泥由螺桿污泥泵提升至疊螺式污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水處理。選用2套疊螺式污泥脫水機(jī)，單套處理量為15m3/h。
脫出水回流至站區(qū)污水回收池，進(jìn)入采出水處理系統(tǒng)一并處理回注。脫出干泥外運(yùn)至第三方有環(huán)保資質(zhì)的公司處置，設(shè)計(jì)干泥含水率75%以內(nèi)。
4 污泥脫水輔助藥劑篩選
疊螺式污泥脫水機(jī)對藥劑依賴程度較大，針對不同污泥需篩選合理的藥劑種類和投加濃度。為此專門開展了污泥脫水處理配套藥劑優(yōu)選，以保證較小的加藥量能起到較好的脫水效果。分別對分子量較大和較小的陽離子型聚丙、陰離子型聚丙三種藥劑開展了室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表所示：
| 藥劑 | 加藥量（mg/L） | 絮凝時(shí)間（s） | 污泥上清液濁度（NUT） | 現(xiàn)象 |
陽離子型聚丙（較大分子量） | 30 | 12 | 29.2 | 絮體生成速度慢，絮體小，松散 |
40 | 9 | 20.6 | 絮體生成速度較快，較大，緊密 | |
50 | 5 | 13.1 | 絮體生成速度較快，較大，緊密 | |
陽離子型聚丙（較小分子量） | 30 | 16 | 40.8 | 絮體生成速度慢，絮體小，松散 |
45 | 11 | 35.6 | 絮體生成速度慢，絮體小，松散 | |
60 | 7 | 27.9 | 絮體生成速度較快，較大，緊密 | |
陰離子型聚丙 | 30 | 12 | 32.5 | 絮體生成速度慢，絮體小，松散 |
40 | 10 | 25.4 | 絮體生成速度慢，絮體小，松散 | |
50 | 7 | 22.3 | 絮體生成速度較快，較大，緊密 |
從上表可知，分子量較大的陽離子型，聚丙烯酰胺類聚合物對污泥的調(diào)理性能較好，隨著污泥脫水劑加藥量的增加，污泥被有效絮凝，在50mg/L加藥量下，絮凝速度快，上清液濁度較低。
5 處理效果
污泥脫水設(shè)施投產(chǎn)并穩(wěn)定運(yùn)行后，取樣分析脫水效果，結(jié)果如下表所示：
| 樣品組 | 進(jìn)泥含油（mg/L） | 出泥含水（%） | 脫出水含油（mg/L） | 脫出水懸浮物（mg/L） |
1 | 37310 | 73.2 | 26064 | 372 |
2 | 35089 | 65.5 | 23224 | 320 |
運(yùn)行結(jié)果表明含油污泥經(jīng)疊螺式污泥脫水裝置處理后，脫出干泥呈碎片狀，出泥含水65.5%至73.2%，脫水效果較好，加藥濃度為50～60mg/L。
