臥螺離心脫水機(jī)在煉油污泥處理中的應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
目前，市政污水處理廠處理的污泥為生化系統(tǒng)的剩余污泥，不含污油，大多采用帶式壓濾機(jī)，濾后污泥采用填埋處理。部分大中城市，市政污水場(chǎng)污泥產(chǎn)生量大，在帶式壓濾機(jī)脫水后，采用干化進(jìn)一步降低含水率后再處置。隨著環(huán)境污染治理力度的加大，對(duì)污水處理廠產(chǎn)生的污泥處置要求更加嚴(yán)格。因此，進(jìn)一步降低污泥含水率、降低污泥處置費(fèi)用是目前面臨的新課題。
慶陽(yáng)石化公司污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力300t/h，污泥的組成為油泥、浮渣和剩余活性污泥，污泥處理采用污泥濃縮脫水+離心機(jī)脫水的方法，主要脫水設(shè)備有離心脫水機(jī)兩臺(tái)，一臺(tái)為兩相，處理量為5m3/h；一臺(tái)為三相，處理量為10m3/h。在離心脫水過(guò)程中污泥含水率由99.8%降至60%～80%，減量效果良好，有效地降低了處置費(fèi)用。但還可采取優(yōu)化工藝參數(shù)、加強(qiáng)運(yùn)行管理等措施，進(jìn)一步降低含水率。
1 煉化企業(yè)污泥來(lái)源性質(zhì)及污泥量
1.1 含油污泥的來(lái)源及性質(zhì)如下：
| 污泥分類 | 罐底、池底油泥 | 一、二級(jí)氣浮浮渣 | 生化池剩余污泥 | |
污泥來(lái)源 | 調(diào)節(jié)罐排泥 | 隔油池排泥 | ||
污泥原液性質(zhì) | 密度 | 1.001g/cm3 | 0.99g/cm3 | 1.005g/cm3 |
含水率 | 99.44% | 99.48% | 99.81% | |
濃縮沉降時(shí)間 | 8h | 18h | 10h | |
濃縮污泥性質(zhì) | 密度 | 1.002g/cm3 | 0.995-1.001g/cm3 | 1.008-1.01g/cm3 |
含水率 | 97.58% | 96.82% | 98.19% | |
含油率 | 5745.5mg/l | 1531.75mg/l | 0 | |
特點(diǎn) | 含大量無(wú)機(jī)質(zhì)和污油，相對(duì)密度大于1，易于自然沉降 | 含大量無(wú)機(jī)質(zhì)和少量污油，含有大量氣泡，沉降性能差 | 含大量有機(jī)質(zhì)，含有病原菌和寄生蟲卵，易腐化發(fā)臭。含水主要為細(xì)胞內(nèi)含水，沉降性能好，含水率高 | |
處理方法 | 重力沉降濃縮，離心脫水，焚燒（外委） | 重力沉降濃縮，離心脫水，干化，焚燒 | 重力沉降濃縮，離心脫水 | |
去向 | 危廢：焚燒，外委 | 危廢：焚燒，外委 | 一般固廢：堆肥，填埋 | |
1.2 含油污泥量
污水廠設(shè)計(jì)處理水量7200m3/d，設(shè)計(jì)總進(jìn)口污水懸浮物200-300mg/l，污泥產(chǎn)生量65.5m3/d，設(shè)計(jì)脫水后，油泥浮渣污泥量（含水率80%）為1.98m3/d，剩余活性污泥污泥量（含水率80%）為0.39m3/d，每天產(chǎn)生的污泥總量（含水率80%）為2.37m3/d。
在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，隨著原油劣質(zhì)化，污水中懸浮物、石油類、COD遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)指標(biāo)，導(dǎo)致三泥產(chǎn)生量增至500m3/d，設(shè)計(jì)脫水后污泥量在10m3/d，兩相離心脫水機(jī)，處理量為5m3/h；三相離心機(jī)脫水機(jī)，處理量為10m3/d。
2 主要工藝原理及流程
2.1 工藝流程
污泥分為油泥、浮渣和剩余活性污泥。油泥、浮渣污泥含水率高達(dá)99%～99.5%，活性污泥含水率約99.7%。排泥過(guò)程間斷、不連續(xù)。油泥、浮渣重力流至油泥浮渣池，然后由油泥浮渣泵壓力輸送到污泥濃縮罐；來(lái)自生化池的剩余活性污泥進(jìn)入活性污泥池，再經(jīng)剩余污泥泵送入污泥濃縮罐，與油泥浮渣混合靜置16小時(shí)后，分層切水，經(jīng)濃縮后的污泥含水率約為97%～98%。濃縮后的污泥投加聚丙烯酰胺，機(jī)械攪拌混合反應(yīng)。投加量為干基量1%～3%。經(jīng)加藥調(diào)質(zhì)后的污泥，由污泥螺桿泵加壓進(jìn)入離心脫水機(jī)進(jìn)行脫水，脫水干化后外委處置。分離后的污水和污油進(jìn)入污水廠進(jìn)行處理。
2.2 離心脫水機(jī)工藝原理
離心脫水機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓、螺旋、差速系統(tǒng)、液位擋板、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。
離心機(jī)利用固液兩相的密度差在離心力作用下，以加快固相的沉降速度實(shí)現(xiàn)固液分離的目的。由三步相對(duì)獨(dú)立的步驟完成：
（1）固體的沉降。物體高速旋轉(zhuǎn)時(shí)受到離心加速度，不同密度的物體受到不同的離心力，且二者的差異隨著轉(zhuǎn)速的增大而增大，加快了沉降速度。
（2）固體的輸送。由與轉(zhuǎn)鼓相對(duì)運(yùn)動(dòng)的螺旋葉片推動(dòng)。
（3）固體的去濕。固體在出口前離開(kāi)液面，在離心力的作用下，固體間隙處的水被排出。
3 主要工藝及設(shè)備技術(shù)參數(shù)
3.1 脫水機(jī)進(jìn)料性質(zhì)
進(jìn)料含固量：2%～5%wt；進(jìn)料含油量：5%～30%wt；進(jìn)料溫度：20～60℃。
3.2 污泥脫水效果
脫水后泥餅含固率≥20%wt，分離液含固率（SS）≤0.20%wt，油相去除率：≥90%。
3.3 主要建構(gòu)筑物
| 名稱 | 數(shù)量 | 規(guī)格型號(hào)及主要參數(shù) |
油泥浮渣池 | 1 | L×B×H=3m×4m×2m，有效水深：1.7m，有效容積：20.4m3，砼 |
剩余活性污泥池 | 1 | L×B×H=9.3m×5.3m×3.5m，有效容積：22m3，砼 |
污泥濃縮罐 | 3 | 濃縮罐：φ3.2×6m，3具，材質(zhì)Q235B；有效水深：3.5m；污泥深：3m；有效容積：28m3；濃縮時(shí)間：10～20h；脫水前污泥含水率：99.5%，脫水后污泥含水率：98%；濃縮罐內(nèi)設(shè)置蒸汽伴熱管 |
污泥脫水提升池 | 1 | L×B×H=2m×4.4m×3.0m，有效容積：22m3，砼 |
污泥脫水間 | 1 | 平面20.7m×16.5m，砼 |
3.4 主要設(shè)備
| 名稱 | 數(shù)量 | 規(guī)格型號(hào)及主要參數(shù) |
三相離心脫水機(jī) | 1 | Q=10m3/h，電機(jī)功率：2.25kW，材質(zhì)：SUS304；污泥脫水后含水率：80% |
二相離心脫水機(jī) | 1 | Q=5m3/h，電機(jī)功率：2.25kW，材質(zhì)：SUS304；污泥脫水后含水率：80% |
離心脫水機(jī)進(jìn)料泵 | 3 | 2開(kāi)1備，Q=5m3/h，H=25m，N=1.1kW |
螺旋輸送機(jī) | 1 | 材質(zhì)：SUS304，Q=3m3/h，與離心機(jī)配套 |
污泥斗 | 1 | 材質(zhì)：SUS304，規(guī)格：10m3，2.0m×2.5m |
污泥脫水提升泵 | 2 | Q=5m3/h，H=20m，N=2.2kW，1用1備 |
油泥浮渣泵 | 2 | Q=5m3/h，H=20m，N=2.2kW，1用1備 |
剩余污泥泵 | 2 | Q=8m3/h，H=20m，N=4kW，1用1備 |
加藥設(shè)備 | 2 | 200GFZP（全自動(dòng)型），供粉量200ml/min，料斗容積40L，材質(zhì)：SUS304，配液槽容積1.3m3，材質(zhì)：SUS304 |
污泥脫水機(jī)反洗泵 | 2 | Q=30m3/h，H=38m，N=5.5kW |
4 與板框式污泥脫水機(jī)相比的優(yōu)缺點(diǎn)
4.1 板框（濾帶）式污泥該工藝的主要缺點(diǎn)：
（1）板框（濾帶）式壓濾機(jī)工作效率低，不能連續(xù)運(yùn)行。
（2）板框（濾帶）式壓濾機(jī)不能進(jìn)行油、水、泥三相分離，處理后的污泥含水率高，濾后水色度、懸浮物高且難以處理，嚴(yán)重影響污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
（3）不適用于含油污泥，濾布易被污油堵塞，僅適用于市政污泥處理。
（4）板框式壓濾機(jī)是敞開(kāi)式操作，占地面積大；設(shè)備運(yùn)行時(shí)，各種有毒有害氣體彌漫操作間，嚴(yán)重影響操作人員身體健康。
（5）濾布需定期清理，工作強(qiáng)度大，操作環(huán)境差。
4.2 離心脫水機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
（1）技術(shù)成熟可靠，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)化操作，工作效率高。
（2）可進(jìn)行油、水、泥三相分離，處理后污泥含水率低，可由97%降至60%～80%，分離后污泥含油、含水低，濾后水含固量低；處理后的產(chǎn)物可實(shí)現(xiàn)再利用和處理。
（3）用途廣泛，適用于市政、煉廠等各種污泥的處理。
（4）污泥離心壓濾機(jī)為全封閉式操作，占地面積小，改善了工作環(huán)境。
（5）離心機(jī)清洗采用清水反沖洗操作，工作強(qiáng)度小。
5 運(yùn)行效果
5.1 處理水量
污水處理量：180～200m3/h。
5.2 處理效果
經(jīng)取樣監(jiān)測(cè)，脫水機(jī)進(jìn)料污泥含水率99.5%，脫水后污泥含水率達(dá)到80%～85%，分離液懸浮物濃度（SS）≤300～800mg/L。從數(shù)據(jù)分析，因多種因素造成離心脫水機(jī)未達(dá)到較佳運(yùn)行工況，脫水后的污泥含固率未達(dá)到較佳值（20%～30%），分離液含固率較高。
6 存在問(wèn)題及解決方法
6.1 存在問(wèn)題
目前，在使用離心脫水機(jī)過(guò)程中，還存在以下問(wèn)題：由于三泥配比、進(jìn)料性質(zhì)不穩(wěn)定；因原油劣質(zhì)化造成系統(tǒng)污泥產(chǎn)生量遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值，重力沉降濃縮時(shí)間不夠、操作不規(guī)范等因素造成脫水后污泥含水率高達(dá)80%～85%，且不穩(wěn)定；濾后水含固率高，影響污水廠污水處理效果。脫水后污泥外委處置污泥費(fèi)用高（2800元/噸），因此降低脫水后污泥含水率，進(jìn)而降低污泥處置費(fèi)用是當(dāng)務(wù)之急。
6.2 分析原因
（1）目前離心機(jī)進(jìn)料管線上缺少流量監(jiān)測(cè)設(shè)備，污泥濃縮罐無(wú)攪拌機(jī)，三泥的配比、進(jìn)料量、含水率穩(wěn)定。
（2）離心機(jī)的進(jìn)料的較佳溫度控制在60～90℃，確保離心機(jī)進(jìn)料的物料可分離特性保持連續(xù)穩(wěn)定可靠。離心脫水機(jī)進(jìn)料無(wú)溫度控制措施，冬季受環(huán)境影響進(jìn)料溫度很低，影響離心機(jī)對(duì)物料的分離效果。
（3）離心機(jī)加藥系統(tǒng)存在缺陷。離心機(jī)分離效果受藥劑性能、加藥濃度、配比、加藥量等因素影響。目前該系統(tǒng)的配藥采用人工手動(dòng)加藥粉，藥劑濃度在量比上缺少有效的連續(xù)控制，加藥流量也沒(méi)能有效顯示和控制，針對(duì)物料特性藥劑沒(méi)有篩選報(bào)告和說(shuō)明，影響了離心機(jī)處理物料的效果。
（4）離心機(jī)操作運(yùn)行和維護(hù)保養(yǎng)及管理不夠完善，設(shè)備運(yùn)行效能不高。
（5）污泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)容積偏小。隨著污泥量的增加，污泥濃縮罐容積偏小，造成重力沉降時(shí)間不夠。浮渣泵、污泥脫水提升泵等流量偏小，制約著污泥處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
（6）運(yùn)行參數(shù)未能調(diào)整到較佳工況。
6.3 解決方法
（1）在離心機(jī)進(jìn)泥管線上加裝流量計(jì)以便對(duì)進(jìn)料量進(jìn)行監(jiān)控；在污泥濃縮罐增加攪拌機(jī)；調(diào)整進(jìn)料配比以保證進(jìn)料的連續(xù)均勻和穩(wěn)定。
（2）在離心機(jī)的進(jìn)料管線上加裝蒸汽加熱系統(tǒng)，控制進(jìn)料溫度在60-90℃，保證分離效果。
（3）完善加藥設(shè)施的計(jì)量和自動(dòng)控制系統(tǒng)；同時(shí)針對(duì)污泥性質(zhì)對(duì)藥劑進(jìn)行試驗(yàn)篩選，保證加藥的效果。
（4）對(duì)離心脫水機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，保證設(shè)備性能正常；加強(qiáng)運(yùn)行管理，保證脫水效果。
（5）重新核算污泥量，放大污泥系統(tǒng)設(shè)備，包括增加污泥濃縮罐、放大機(jī)泵流量和建構(gòu)筑物容積，保證污泥濃縮時(shí)間。
（6）調(diào)整污泥脫水機(jī)運(yùn)行參數(shù)到較佳工況。
（7）根據(jù)污水三泥的性質(zhì)，將生化剩余污泥同油泥和浮渣區(qū)分開(kāi)，分別進(jìn)行處置，提高油泥的處理效率，較大限度地降低污泥含水率和含油量，達(dá)到縮短污泥干化時(shí)間，有效降低干化后的污泥含水率，降低處理成本。
7 結(jié)論
污泥離心脫水機(jī)性能可靠、分離效果好，但在使用過(guò)程中，藥劑配比和進(jìn)料溫度的控制是關(guān)鍵?？赏ㄟ^(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)、強(qiáng)化運(yùn)行管理等措施，使其運(yùn)行達(dá)到較佳工況，進(jìn)一步降低污泥含水率，從而降低污泥處理成本。
煉化企業(yè)含油污泥、剩余污泥處理設(shè)計(jì)時(shí)，可將含油污泥、剩余污泥的脫水處理系統(tǒng)分開(kāi)設(shè)計(jì)，對(duì)脫水后的污泥分類處理，降低脫水后污泥的后續(xù)處理費(fèi)用。
含油污泥處理的減量化、無(wú)害化及資源化還需進(jìn)一步摸索和研究。
