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石油化工企業(yè)在生產過程中產生的污泥主要包括隔油池底泥、浮選浮渣、剩余活性污泥，通常簡稱為“三泥”。這些污泥是由水、油及固體物質組成，并含有蒽、芘、酚類、苯系物、重金屬等有毒并有惡臭味的物質，混合在一起形成穩(wěn)定的乳化體系。由于其特殊的性質，處理成本較高而且技術難度較大，一直是國內外煉油行業(yè)的環(huán)保難題。早在1989年 有關規(guī)定就將含油污泥列為危險廢物，2016版《 危險廢物名錄》明確將煉油企業(yè)污水處理場產生的油泥列為HW08類危險廢物，雖然活性污泥未再被列入危險廢物名錄，但是在實際處置過程中，環(huán)保部門大多要求進行危險危廢鑒定，鑒定過程耗時耗力，大多企業(yè)為確保依法合規(guī)，還是將活性污泥按危險廢物處置。近年來，隨著我國環(huán)保法規(guī)的日趨嚴格和企業(yè)技術進步的強烈要求，相關法律如《 清潔生產促進法》和《固體廢物環(huán)境污染防治法》也要求必須對油泥進行無害化處理，三泥的減量化、無害化、穩(wěn)定化、資源化處理日益成為環(huán)保工作的焦點。

九江石化污水處理場每年產生含水率98%的剩余活性污泥量約14000t/a，含水率98%的含油污泥量約為28000t/a，總污泥量約為42000t/a。經過離心脫水后，產生含水率85%的污泥約5600t/a，按江西省污泥處置價格2800元/噸計算，每年污泥處置費用需1568萬元，給企業(yè)造成較大的經濟負擔，且需承擔第三方污泥處置過程中的環(huán)保風險。

為降低污泥處置的經濟負擔和環(huán)保風險，九江石化采用了油泥破乳脫油及干化處理技術對原有三泥處理設施進行了改造。

1 工藝流程及原理

1.1 工藝流程

該裝置由污泥濃縮、酸化破乳、污泥干化三部分組成。污水處理場產生的含油污泥到油泥調節(jié)罐沉降濃縮脫水后，進入油泥分離裝置，在油泥分離裝置中加入濃硫酸調節(jié)pH值在1～2.5，對油泥破乳除油。除油后的油泥進入污泥調理器調整pH值至中性，然后進入泥水分離器，與活性污泥一起進行污泥濃縮處理，處理后污泥含水率98%。濃縮后的污泥通過給料泵送入離心脫水給料罐，送入離心脫水機。經過離心脫水處理后的污泥在重力作用下排入污泥罐中暫存，然后通過干泥泵將脫水污泥送入“雙向剪切楔形扇面葉片式污泥干燥機”中進行干化處理。

干化過程中產生的水蒸氣采用排濕風機引入洗氣塔中進行冷凝和洗氣處理。排出氣體送入粉末活性炭生化處理池。裝置產生的污水送污水處理場處置，污油送到焦化裝置回煉。

1.2 工藝原理

1.2.1 污泥濃縮原理

攪拌刮泥裝置采用懸掛式中心傳動形式，工作橋橫跨池子，工作時整機載荷都作用在工作橋中心，污水經中心導流筒均勻流向池四周，隨著流速的降低，污泥沉淀于池底，通過刮臂帶動柵條旋轉起攪拌作用，加速活性污泥的下沉，從而達到濃縮的目的。底部刮泥系統(tǒng)將沉淀在池底的污泥刮集到中心泥坑中，靠靜水壓力將其從污泥管中排出。

1.2.2 油泥破乳原理

油泥主要由罐底油泥和浮渣組成，其中固體顆粒高度乳化，且含有較高的石油類物質，形成了水、泥和油的穩(wěn)定混合液，從而使得這種污泥有別于剩余活性污泥和其他污水處理系統(tǒng)所產生的污泥。這類污泥不宜采用傳統(tǒng)的污泥脫水方法處理，且油泥中所含的主要污染物是具有回收價值的石油類物質，至于油泥中所含的固體物質，則主要是氫氧化鋁和其他一些無機懸浮固體顆粒。

在破乳劑的作用下，可對油泥進行破乳分離和污油回收處理。經過對油泥中的污油進行破乳分離這一特殊的預處理后，油泥分離裝置底部的泥、水、混合物自動排入后續(xù)的調理器中，向調理器中投加燒堿，利用油泥分離液中高價金屬離子反應時產生的混凝作用，對污泥進行混凝調理。油泥分離裝置上部的污油自流至污油罐中暫存，當回收污油達到高液位時，用污油泵輸送至污油回收設施。

1.2.3 污泥干化原理

污泥脫水主要設備是臥螺離心機，其利用固液兩相的密度差，在離心力的作用下 ，加快固相顆粒的沉降速度來實現固液分離。具體分離過程為污泥和絮凝劑藥液經入口管道被送入轉鼓內混合腔，在此進行混合絮凝，由于轉子（螺旋和轉鼓）的高速旋轉和摩擦阻力，污泥在轉子內部被加速并形成一個圓柱液環(huán)層（液環(huán)區(qū)），在離心力的作用下，比重較大固體顆粒沉降到轉鼓內壁形成泥層（固環(huán)層），再利用螺旋和轉鼓的相對速度差把固相推向轉鼓錐端，推出液面之后泥渣得以脫水干燥，推向排渣口排出，上清液從轉鼓大端排出，實現固液分離。

污泥干化主要設備為傳熱型雙向剪切楔形扇面葉片式污泥專用干化機，其是一種間接加熱低速攪拌型干化機。設備內部有二根或者四根空心轉動軸，空心軸上密集并聯排列著扇面楔形中空葉片。軸體相對轉動，利用角速度相同而線速度不同的原理和結構巧妙地達到了軸體上污泥的自清理作用，極大限度地防止了污泥干化過程中的“抱軸”現象，以較快速度使得污泥在干化過程中迅速沖過“膠粘化相區(qū)域”。同時巧妙的結構使得污泥在干化過程中達到了雙向剪切狀態(tài)。采用夾套式殼體結構，使得污泥在機器內部各個界面均勻受熱，軸體轉動，污泥在設備內不斷翻騰，受熱面不斷翻新，大大提高了設備的蒸發(fā)效率，既達到了污泥干化的目的，又實現了整套裝置的低成本運行。

1.3 主要工藝參數

油泥分離裝置處理規(guī)模為6.53t/h，油泥含固率2%（w）、含油率2%(w），除油率大于90%。剩余污泥設計處理規(guī)模為0.53t/h，含水率88%。

污泥干燥機污泥處理能力為0.675t/h，處理能力為1t/h，污泥含水率85%，干化污泥含水率25%～40%（平均30%）。

2 裝置運行情況

2.1 裝置運行標定情況

三泥處理裝置建成投運后，經試運及調整，達到穩(wěn)定運行狀態(tài)，為檢驗裝置的運行狀況、能源消耗、運行效率等，并為進一步優(yōu)化工藝操作，降低裝置能耗物耗，實現裝置效益提供依據，2020年3月9日9:00-3月12日9:00對裝置開展72h連續(xù)運行標定。

標定期間主要操作參數見下表：

物料平衡見下表：

注：離心機進料包括破乳后油泥量及剩余污泥量

主要分析數據：

化工輔材消耗統(tǒng)計：

能源消耗統(tǒng)計：

從上面五表可以看出，標定期間裝置工藝參數均符合設計要求。處理含水率為98%以上的油泥、污泥共389t，經干化至含水率為15%內的污泥降低至10.5t，實現了污泥減量化。

裝置運行期間，油泥平均進料量為2.8t/h，原料油泥平均含油率為5.55%，破乳后油泥含油率為0.46%，污油平均回收率為91.67%，油泥處理的資源化效果顯著。

2.2 運行效益分析

油泥破乳運行費用見下表：

污泥干化運行費用見下表：

乳除油單元的運行費用為62.71元/t油泥，離心機和干燥機的運行成本為14.48元/t污泥。

標定期間，處理三泥389t，其中油泥201.6t，活性污泥187.4t，干化污泥產量10.5t，干化污泥含水率平均為13.33%，折算成含水率為85%的三泥處理費用約為209元/t。在該裝置投運前，三泥經離心機脫水，脫水后含水率為85%的污泥外委處置，處置費用約為2400元/t（2020年框架協議）。三泥處理裝置投運后，三泥處理費用約下降了2191元/t，實現了油泥減量化、低成本處理。

3 結論

對應用“油泥破乳脫油與干化處理集成技術”建成的三泥處理裝置標定，從標定結果可以得出以下結論：

（1）污油平均回收率為91.67%，油泥處理的資源化效果顯著。

（2）干化后的污泥僅為原污泥量的2.70%，減量97.39%，減量效果顯著。

（3）噸污泥處理費用下降了2191元，處置費用大幅下降。

（4）干化污泥相比原污泥，外委處置運輸環(huán)節(jié)環(huán)境風險大幅降低。

綜上所述，應用該技術實現了浮渣、油泥及剩余活性污泥的減量化、資源化處理，污泥處置費用大幅下降，為煉化企業(yè)的油泥處理探索出一條良好途徑。