含油污泥脫水-干化技術(shù)研究與應(yīng)用
行業(yè)動態(tài)
1 引言
含油污泥是指石油開采，存儲及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量的廢棄油泥，油泥是指含石油烴、水、無機物固體等的混合物，是一種高危污染物，我國已經(jīng)將油泥列入《國家危險廢物目錄》，含油污泥常伴有惡臭氣體產(chǎn)生，含油重金屬，及苯系類等有害物質(zhì)，若不及時處理，對環(huán)境有污染隱患。
目前，國內(nèi)外對含油污泥的處理方法主要有焚燒法、熱解析法、生物處理法、熱化學(xué)洗滌法、溶劑萃取法、固化處理法等，其中熱解與溶劑萃取法技術(shù)雖然回收率較高，但工藝復(fù)雜，技術(shù)不成熟，設(shè)備投資費用高。其中熱化學(xué)洗滌法污泥產(chǎn)量大，回收率較低。固化處理法是應(yīng)用較為普遍的技術(shù)，但存在以下缺點：固化劑加量大，固化時間長，存在環(huán)境風(fēng)險。同時，固化劑的穩(wěn)定性也有時效性。生物處理法周期長，占地面積大，易受氣候影響限制，對高含油污泥及含油生物毒性成分的污泥不適用。
本研究是針對浮渣油泥與氟化鈣油泥的混合泥作為研究對象，根據(jù)混合油泥特性，通過考察油泥混合比例，確定脫水比例。同時，以SXZJ-60型雙向自凈污泥漿葉干化系統(tǒng)為研究對象，通過對脫水后含油污泥進一步干化，大大降低了危廢污泥的產(chǎn)生量，減輕了進一步處置壓力。同時對干化過程中存在的問題進行了分析，提出了解決辦法。
2 工藝流程
混合油泥經(jīng)疊螺式脫水機初步脫水后，污泥含水率降至85%左右，然后經(jīng)帶式輸送機送至雙向自凈干化機。污泥干化過程中產(chǎn)生的廢氣和粉塵被引風(fēng)機抽出干化主機系統(tǒng)，其中粉塵經(jīng)過旋風(fēng)分離器時被收集，尾氣依次經(jīng)過噴淋塔、活性炭吸附罐，處理后達標(biāo)排放。雙向自凈干化機出泥含水率≤35%。
3 脫水時浮渣油泥與氟化鈣油泥混合比例的確定
3.1 試驗
（1）試驗樣品
試驗用的油泥為烷基苯廠浮渣油泥及氟化鈣油泥，泥樣呈黑色，并伴有氣味，油泥的含水率、含油率均較高，難以與水分離。
（2）試驗過程及方法
試驗過程主要是油泥絮凝，考察合適的絮凝劑，浮渣油泥與氟化鈣油泥混合比例。試驗步驟：將浮渣油泥、氟化鈣油泥分別充分搖勻，取100g。加入絮凝劑，其中加量以試驗為準，以120rpm快速攪拌2min，并以30rpm速率慢速攪拌1min，絮凝形成的固液兩相1mm×1mm濾網(wǎng)進行過濾，直至沒有水的濾出，其中絮凝效果的好壞根據(jù)過濾后的絮體大小、濾出液含固率進行綜合判斷。
3.2 小試試驗結(jié)果討論
（1）絮凝劑的篩選
依次選用陽離子PAM，陰離子PAM，非離子PAM三種絮凝劑，分別考察其脫水效果，其中絮凝劑加量為5mg/L，以120rpm快速攪拌2min，并以30rpm速率慢速攪拌1min，試驗結(jié)果如下：
| 絮凝劑種類 | 試驗現(xiàn)象 |
陽離子絮凝劑 | 絮體大，密度大，沉降速度快 |
陰離子絮凝劑 | 絮體小，沉降速度慢 |
非離子絮凝劑 | 絮體一般，沉降速度快 |
從上表可以看出：向油泥中加入陽離子絮凝劑，都有很好的分離效果，脫出水清澈。加入陰離子絮凝劑，泥水分離困難，水相中會出現(xiàn)細小顆粒，渾濁。非離子絮凝劑絮體大小一般，沉降速度快。
（2）絮凝劑的加量
陽離子絮凝劑投加量分別按2mg/L，5mg/L，8mg/L的不同比例加入到油泥中，考察其對絮凝效果影響以120rpm快速攪拌2min，并以30rpm速率慢速攪拌1min，試驗結(jié)果如下：
| 絮凝劑加量 | 試驗現(xiàn)象 |
2mg/L | 絮體小，沉降速度慢 |
5mg/L | 絮體大，沉降速度快 |
8mg/L | 絮體大，水粘性大，攪拌后容易松散 |
（3）浮渣油泥與氟化鈣油泥混合比例
采用陽離子絮凝劑，投加量按照5mg/L，單獨對氟化鈣油泥進行絮凝試驗，效果差，沒有絮凝效果，采用浮渣油泥與氟化鈣油泥摻合處理，逐步提高浮渣油泥與氟化鈣油泥的混合比例，當(dāng)達到5:1體積比后，絮凝效果顯著，出現(xiàn)大的礬花，滿足疊螺脫水要求。通過試驗后發(fā)現(xiàn)：在陽離子絮凝劑投加量為5mg/L的情況下，浮渣油泥與氟化鈣油泥的混合比例為5:1時，污泥絮凝效果良好，具備脫水壓濾條件。
4 干化過程中存在問題及對策
4.1 干化后污泥含水率確定
由于雙向自凈漿葉干化機初次在本裝置使用，沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可以借鑒。干化前污泥的含水率均在85%左右，污泥干化后含水率控制在什么范圍才是較佳狀態(tài)還是未知數(shù)。為了摸索經(jīng)驗，在污泥含水率均在85%的條件下，對干化機運行參數(shù)進行調(diào)整，具體分析數(shù)據(jù)和成品如下：
| 序號 | 變頻器轉(zhuǎn)速（Hz） | 進口溫度（℃） | 出口溫度（℃） | 進口含水率（%） | 出口含水率（%） | 進口含油率（%） | 出口含油率（%） |
1 | 12 | 135 | 98 | 84.2 | 0.7 | 2.16 | 13.62 |
2 | 15 | 135 | 98 | 84.4 | 3.1 | 2.08 | 13.49 |
3 | 15 | 115 | 86 | 84.1 | 7.2 | 2.12 | 13.62 |
4 | 18 | 115 | 82 | 84.4 | 10.2 | 2.21 | 12.67 |
5 | 18 | 105 | 78 | 84.3 | 15.1 | 2.18 | 11.17 |
6 | 21 | 105 | 72 | 84.2 | 2.07 | 2.11 | 9.18 |
由上表可以看出：干化后污泥含水率在5%以下時，污泥成粉末狀，現(xiàn)場干化環(huán)境粉塵較大，不利于環(huán)境保護。污泥含水率在5%～10%之間，污泥成顆粒狀，不僅屬于較好的理想狀態(tài)，也有利于進一步處置。污泥含水率超過10%以上，污泥成膠乳狀，水分脫除不徹底，增加了運行成本。綜上所述，通過控制干化機主機轉(zhuǎn)速和進口溫度，將干化后污泥含水率控制在5%～10%之間是比較合理的狀態(tài)。
4.2 運行過程中的其他問題
由于危廢污泥含有大量石油類，含有可燃性有機物。同時，污泥輸送口為半封閉，與空氣接觸，也就是說在污泥輸送入口處可能形成爆炸性油氣混合物，一旦遇到明火或機器本身機械摩擦產(chǎn)生的火花，極易發(fā)生爆炸危險。為了避免事故的發(fā)生，可在污泥輸送入口處增設(shè)氮封，保持入口處處于微正壓，阻止空氣進入干化機內(nèi)部，這樣就可以有效避免安全事故的發(fā)生。
另外，在干化機運行過程中由于污泥含有大量石油類，干化污泥輸送皮帶極易打滑和跑偏，為了避免皮帶打滑和跑偏，在皮帶兩側(cè)增設(shè)糾偏擋板，在皮帶上部增設(shè)壓緊羅盤，有效避免了上述問題。
5 經(jīng)濟效益和社會效益
危廢污泥經(jīng)雙向自凈漿葉干化機干化后，含水率由干化前的85%降至干化后的10%左右，危廢污泥總重量下降80%。按照目前危廢處置費4500元/噸計算，裝置內(nèi)共有1000噸危廢污泥，全部干化處理后經(jīng)濟效益顯著。另外，危廢污泥干化處理后，大大降低了危廢量，保護了環(huán)境，同時避免了運輸過程中的拋、灑，社會效益顯著。
6 結(jié)語
（1）陽離子絮凝劑投加量為5mg/L的情況下，浮渣油泥與氟化鈣油泥的混合比例為5:1時，污泥絮凝效果良好，具備脫水壓濾條件。
（2）干化后污泥含水率控制5%～10%之間，污泥成顆粒狀，不僅屬于較好的理想狀態(tài)，也有利于進一步處置和節(jié)約成本。
（3）通過在干化機出口和尾氣引風(fēng)機之間增加一臺固定管板式換熱器，不僅降低了尾氣排放溫度，同時尾氣的排放量也得到相應(yīng)減少。通過控制活性炭的更換周期和噴淋塔的溢流，在實現(xiàn)尾氣達標(biāo)排放的基礎(chǔ)上，降低了現(xiàn)場異味的產(chǎn)生。
（4）通過在污泥輸送入口處增設(shè)氮封裝置，可以有效避免安全事故的發(fā)生。
