含油污泥離心處理技術(shù)研究進(jìn)展
行業(yè)動(dòng)態(tài)
含油污泥，根據(jù)來源不同可分為罐底泥、浮渣泥、落地泥。這些污泥成分復(fù)雜，并伴隨惡臭和毒性，中國政府已意識到解決污泥問題的重要性，于“十二五”開局之初發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)污泥處理處置工作組織實(shí)施示范項(xiàng)目的通知》，要求各地有關(guān)部門高度重視污泥處理處置工作。根據(jù)政府規(guī)劃，“十二五”期間我國污泥處理處置設(shè)施建設(shè)投資將達(dá)347億元。本文介紹了含油污泥的離心處理法，以期為相關(guān)研究提供參考。
1 調(diào)質(zhì)-離心分離技術(shù)
調(diào)質(zhì)-離心處理含油污泥是向含油污泥中添加化學(xué)藥劑，并通過乳化、氧化作用以及物理破碎作用，把原油從含油污泥表面剝離下來。含油污泥的調(diào)質(zhì)-機(jī)械分離處理屬于傳統(tǒng)的含油污泥處理，國外在這一方面的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，開發(fā)了一系列新型高效的化學(xué)調(diào)制用高分子絮凝劑，根據(jù)污泥的性質(zhì)選擇不同的絮凝劑，在脫水時(shí)應(yīng)用各種添加劑來調(diào)節(jié)污泥，從而提高污泥脫水性能；在脫水設(shè)備上，淘汰了真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)，取而代之的是處理效率高的帶式壓濾機(jī)和離心機(jī)。
1.1 絮凝劑調(diào)質(zhì)-離心分離技術(shù)
張瑜瑾等采用化學(xué)法污泥系統(tǒng)脫穩(wěn)-機(jī)械分離法，結(jié)合固液離心分離技術(shù)，對含油污泥進(jìn)行絮凝處理。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用螺旋離心機(jī)處理后的污泥中含油0.3%，污泥可作為農(nóng)用污泥直接排放，其平均分離效率為98.38%。金一中等進(jìn)行了對含油污泥離心脫水的批量處理和連續(xù)處理的研究。實(shí)驗(yàn)表明，LWD-430臥式螺旋離心機(jī)當(dāng)離心速度在1200～1400r/min之間，處理量在1～3m3/h之間，差轉(zhuǎn)速為20r/min時(shí)，離心液體積和COD均達(dá)到較佳狀況。Iritani等也做了利用離心法分離油水混合物的研究，效果明顯。在這種技術(shù)中，通過對含油污泥進(jìn)行加溫、投加化學(xué)藥劑調(diào)質(zhì)等預(yù)處理，可有效降低含油污泥的黏性。投加有機(jī)高分子絮凝劑，可使高度分散的污泥顆粒、油珠或乳化油發(fā)生電中和、網(wǎng)聯(lián)架橋、使污泥顆粒間發(fā)生凝聚，從而改善其固液分離性能，加速固液分離。但是，由于離心機(jī)中的固體含量影響污泥處理效果，所以該方法的油泥處理量較低。楊洪波等研究了轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)對含油污泥的處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，H2S含量控制在3mg/m3以下，保證了人員的安全；陽離子聚丙烯酰胺（分子量＞115×106）絮凝效果較好。郝超磊等對柳一聯(lián)含油污泥處理工藝離心脫水部分進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，當(dāng)臥螺離心脫水機(jī)轉(zhuǎn)速為2500r/min，處理量為25～30m3/h時(shí)，對整個(gè)工藝來說會(huì)收到比較好的結(jié)果，此時(shí)含水率下降到75%～80%，體積減少10～20倍，含油率小于20%。劉喜輝等發(fā)現(xiàn)本鋼1700mm熱連軋油膜軸承機(jī)械漏油嚴(yán)重，含油污泥原工藝無法處理，并通過試驗(yàn)探索了離心處理含油污泥的可行性。結(jié)果表明，在離心時(shí)間為3min，轉(zhuǎn)速3000r/min，已取得滿意效果。魏東對煉油廠浮渣泥和油泥處理方法進(jìn)行了研究，在調(diào)質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行離心分離。結(jié)果表明：含油污泥加入絮凝劑離心后脫水率可以達(dá)到80%～90%，并確定了絮凝劑為520型陽離子型聚丙烯酰胺和2000型非離子型聚丙烯酰胺以及較佳加藥量為250～300mg/L。李旭升等對獨(dú)山子石化公司原有石化污泥處理工藝進(jìn)行了改進(jìn)，對影響離心脫水效果的因素進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：較佳處理量為8.4～12.8m3/h，離心轉(zhuǎn)速為3330r/min，較佳聚丙烯酰胺加入量為3～8kg/t，較佳差速為16～25r/min。郭增民等發(fā)明了一種撬裝含油污泥脫水裝置，此發(fā)明在離心裝置前設(shè)置加藥箱。結(jié)果表明：在投加絮凝劑離心脫水后的污泥含水率小于80%。
1.2 油泥分散劑絮凝劑調(diào)質(zhì)-離心分離技術(shù)
余蘭蘭研究了調(diào)質(zhì)-機(jī)械分離技術(shù)處理含油污泥的效果，研究表明，復(fù)配調(diào)質(zhì)混凝較佳條件是：固液比為1:4，T=50℃，SP（破乳劑）量20mg/L，t（攪拌時(shí)間）=5min，明礬和CPAM分別為40mg/L和2mg/L。在較佳條件下，離心轉(zhuǎn)速2500r/min，t（離心時(shí)間）=20min時(shí)，大慶油田含油污泥的脫油率達(dá)到90%以上。劉光全等針對某煉廠難處理含油污泥進(jìn)行了離心實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，在2000r/min下離心分離20min，含油污泥的原油回收率達(dá)90%，油回收利用，水相重復(fù)使用或排入污水處理場，固相達(dá)標(biāo)或掩埋。完石光對錦西石化含油污泥進(jìn)行分析和研究，根據(jù)含油污泥黏度大、固液難分離的特點(diǎn)，通過對含油污泥進(jìn)行化學(xué)調(diào)質(zhì)，運(yùn)用臥螺式兩相離心機(jī)進(jìn)行離心分離。結(jié)果表明：泥渣溫度為70～75℃；進(jìn)料量為3～5m3/h；絮凝劑濃度為0.25%；絮凝劑量為350～450L/h；破乳劑量為100L/h；離心機(jī)差轉(zhuǎn)速為3～4r/min。王毓仁等做了絮凝劑篩選和添加助劑粉焦對含油污泥進(jìn)行調(diào)質(zhì)改性的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，當(dāng)含油污泥密度大于1.008g/cm3、含油小于3%時(shí)，加入20μg/g CPAM-2絮凝劑調(diào)質(zhì)，可以順利進(jìn)行離心脫水。當(dāng)密度略小于1g/cm3時(shí)，加入1.5%粉焦調(diào)質(zhì)，可以明顯改善離心脫水效果。于瑩運(yùn)用臥螺式兩相離心機(jī)對錦西石化含油污泥進(jìn)行離心分離，實(shí)驗(yàn)測得離心機(jī)的差轉(zhuǎn)速為3～5r/min，離心機(jī)處理量在3～5m3/h時(shí)，分離液的含油量為88.34%。劉志林等對錦西石化含油污泥進(jìn)行離心分離研究，結(jié)果表明，較佳工藝條件為：離心機(jī)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速3265～3266r/min，離心機(jī)差轉(zhuǎn)速3～4r/min，進(jìn)料量3～5m3/h，此時(shí)分離液含油可達(dá)88%。黃永港等利用調(diào)質(zhì)和離心分離技術(shù)處理油罐底含油污泥，結(jié)果表明，污泥中的碳?xì)浠衔锘厥章蔬_(dá)到94.5%，回收油可以達(dá)到回?zé)捯?，污水達(dá)到排放污水處理場要求，污泥量減至原來的12.2%。黃松等研發(fā)了一種針對油田含油污泥的綜合處理新工藝，結(jié)果表明：當(dāng)pH為7～12，加入破乳劑和絮凝劑后進(jìn)行離心，處理后的含油污泥含油量小于2%，含水量小于60%。Yu.S.Berdin等對含油污泥離心分離技術(shù)進(jìn)行了研究，在離心之前添加破乳劑和絮凝劑。結(jié)果表明：含油污泥脫油率可以達(dá)到90.6%。
1.3 比重劑絮凝劑調(diào)質(zhì)-離心分離技術(shù)
孫喜鵬等從工作原理工藝流程和運(yùn)行成本方面對疊螺脫水機(jī)與離心脫水機(jī)進(jìn)行了比較分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，疊螺脫水機(jī)適用于含油污泥主要成分是浮渣的脫水，可以實(shí)現(xiàn)低濃度污泥的脫水，螺旋軸轉(zhuǎn)速低，省電，噪音小，但不適用于含較大硬度顆粒，尤其是含大量砂石大的金屬類物質(zhì)的污泥脫水；離心脫水機(jī)適用范圍廣，但螺旋軸旋轉(zhuǎn)速度高，電耗大，噪聲大，振動(dòng)劇烈，運(yùn)行成本高。楊君研發(fā)了一種新型高效油水分離劑及處理污泥的方法，選用為磺酸鋁和氯化鈣為比重劑，選用聚丙烯酰胺為絮凝劑用離心脫水的方法對含油污泥進(jìn)行處理。結(jié)果表明：油的分離率可達(dá)75.01%（wt），處理后污泥含油率為9.71%（wt）。廖遠(yuǎn)威等對煉油廠三泥進(jìn)行了離心機(jī)脫水的工業(yè)試驗(yàn)，在離心之前投加了精制石灰粉（比重劑），PAC（絮凝劑）。結(jié)果表明：處理后泥渣含水率平均為68.5%。Zhou Likun等對調(diào)質(zhì)-離心法進(jìn)行了研究，他們在離心之前投加比重劑以增強(qiáng)離心效果，并對離心參數(shù)以及出水COD進(jìn)行了探究。結(jié)果表明：當(dāng)離心速度在1200～1400r/min之前時(shí)，出水COD滿足小于2000mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。
2 超聲波-調(diào)質(zhì)-離心分離技術(shù)
超聲波-調(diào)質(zhì)-離心分離技術(shù)就是在調(diào)質(zhì)-離心分離的基礎(chǔ)上輔助以超聲波破乳技術(shù)的一種新的含油污泥處理技術(shù)。
里群等研發(fā)了一種含油污泥處理方法和系統(tǒng)，此系統(tǒng)在泥渣處理器中采用超聲波技術(shù)。結(jié)果表明：在超聲波空化作用下，泥渣所含的油充分的從固體表面析出，并浮在物料的上層，從泥渣處理器排放的廢渣中，油的含量低于8%的重量比，通常低于4%的重量比。李繼風(fēng)發(fā)明了一種含油污泥處理裝置，該裝置在調(diào)質(zhì)離心設(shè)備前安裝了一個(gè)超聲波脫穩(wěn)池。結(jié)果表明：超聲波脫穩(wěn)的較佳溫度為50℃，處理后的污泥含油量小于2%，污泥含水率小于10%，處理后原油含水率小于30%。周利坤研發(fā)了一種油罐油泥清洗及處理系統(tǒng)，油泥處理設(shè)備包括攪拌機(jī)，超聲波破乳設(shè)備，離心機(jī)和超濾系統(tǒng)以及油泥儲(chǔ)放池，泥池，離心儲(chǔ)液槽，濃縮池和濾液池。結(jié)果表明：該系統(tǒng)能對含油污泥進(jìn)行有效處置。李繼風(fēng)對之前含油污泥處理裝置進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)明了一種含油污泥無害化處理裝置，采用超聲波脫穩(wěn)輔助離心分離技術(shù)。結(jié)果表明：處理后水中含油量小于1000mg/L，懸浮固體含量小于50mg/L，達(dá)到了含油污泥減量化，無害化，資源化的目的。王丹研究了調(diào)質(zhì)-機(jī)械分離的調(diào)質(zhì)劑對大慶油田含油污泥的分離效果，結(jié)果表明，SP（破乳劑）20mg/L、ALPO40mg/L、CPAM2mg/L，脫油率達(dá)到90.96%。王志勇應(yīng)用氣浮超聲脫穩(wěn)與調(diào)質(zhì)離心分離結(jié)合工藝對落地油泥和罐底油泥進(jìn)行了處理。結(jié)果表明：在20～25min，50℃含油污泥超聲處理去除率較高，并確定了離心轉(zhuǎn)速為2200r/min，離心分離后泥中油含量≤2%，離心出口污水油含量不大于1000mg/L，懸浮固體含量不大于150mg/L。Zhou Likun對調(diào)質(zhì)-離心分離技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新，采用超聲波輻射破乳技術(shù)來處理含油污泥。結(jié)果表明：在進(jìn)行超聲波破乳時(shí)較佳溫度為60℃，聲強(qiáng)為1W·cm-2，時(shí)間4～5min；在進(jìn)行離心操作時(shí)，較佳轉(zhuǎn)速為3000r/min，離心時(shí)間為12min。
3 溶氣氣浮-調(diào)質(zhì)-離心分離技術(shù)
溶氣氣浮-離心分離技術(shù)就是在離心分離的基礎(chǔ)上輔助以溶氣氣浮分離技術(shù)的含油污泥處理技術(shù)。李華等針對在污泥脫水生產(chǎn)過程中帶式壓濾機(jī)不能處理油泥并且濾液懸浮物較高的問題，采用離心脫水機(jī)與溶氣氣浮機(jī)組合的工藝。結(jié)果表明，當(dāng)螺旋差轉(zhuǎn)速控制在3～5r/min，進(jìn)泥泵流量為25～30m3/h，PAM配比質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%，很好地平衡了污泥處理量與泥餅含水率，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化運(yùn)行。孫慶倫發(fā)明了一種含油污泥處理及利用裝置，此裝置利用溶氣罐對加藥后的含油污泥進(jìn)行溶氣浮選處理，再利用離心機(jī)進(jìn)行脫水處理。結(jié)果表明：應(yīng)用此裝置處理含油污泥可以達(dá)到含油污泥中油成分和固體回收利用的目的。周洪山等發(fā)明了一種落地油泥熱化學(xué)處理方法，結(jié)果表明：在70℃左右酸性破乳氣浮與離心分離作用下油泥中石油類浮選的目的。孫根行發(fā)明了一種兩步法資源化處理工藝，該工藝把氣浮分離與離心分離相結(jié)合。結(jié)果表明：該工藝能夠有效地實(shí)現(xiàn)含油污泥油水泥三相分離的目的。高津育研發(fā)了一種空化氣浮三相分離工藝與離心分離工藝相結(jié)合，無污染含油污泥凈化處理方法，結(jié)果表明：該方法能夠有效地解決含油污泥乳化程度高的難題。
4 調(diào)質(zhì)-離心-干化分離技術(shù)
調(diào)質(zhì)-離心-干化分離技術(shù)就是在離心分離的基礎(chǔ)上輔助以干化技術(shù)的一種含油污泥處理技術(shù)。王占生研發(fā)了一種含油污泥處理方法，經(jīng)離心脫水后的污泥輸送至蒸汽噴射污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行干化處理。結(jié)果表明：在較佳工藝條件下，含油污泥脫水率可以達(dá)到98.7%，脫油率可以達(dá)到95.5%。劉發(fā)強(qiáng)針對煉油廠污水處理過程中產(chǎn)生的含油污泥發(fā)明了一種含油污泥處理工藝，污泥在離心脫水后進(jìn)行干化處理，破壞含油污泥中水油固穩(wěn)定體系。結(jié)果表明：較佳干化溫度為110～210℃，壓力為50～80kPa（絕壓），處理后的焦塊含水率為1.2%。
5 結(jié)論
含油污泥的生物處理技術(shù)一般具有處理周期長，對工藝條件要求比較嚴(yán)格的特點(diǎn)，篩選能高效降解石油烴的微生物已成為制約此方法發(fā)展的瓶頸。離心處理技術(shù)是物化方法當(dāng)中比較重要的一種具有操作簡便，處理周期短的優(yōu)勢，并且在去油率方面也普遍高于生物反應(yīng)器法與生物強(qiáng)化法。重要的是，分離出來的油可以作為原油加以回收。
