吉林油田含油污泥無害化處理技術(shù)應(yīng)用
行業(yè)動態(tài)
含油污泥具有油含量較高、黏度大、固體顆粒極細、呈膠狀結(jié)構(gòu)的親水性黏稠液體，同時，具有沉降性能差、脫水困難等特點，造成處理難度較大。因此，長期在污水處理構(gòu)筑物內(nèi)不斷沉積，不僅影響外輸原油質(zhì)量，還導(dǎo)致注水水質(zhì)和外排污水難以達標。同時，含油污泥中除含有大量的殘留油類，還含有苯系物、酚類等有毒、有害物質(zhì)。若不進行處理直接排放，不但占用大量耕地，而且對周圍土壤、水體、空氣都將造成污染。
2009年2月20日吉林省環(huán)境保護廳下發(fā)《吉林省2009年整治違法排污企業(yè)保障群眾健康環(huán)保專項行動 階段工作方案》；松原市環(huán)境保護局下發(fā)的《松原市環(huán)境保護局行政處罰告知書》，對直接向環(huán)境排放污染物的單位加大了處罰力度。
1 污泥無害化處理技術(shù)
1.1 處理技術(shù)選擇
根據(jù)目前國內(nèi)含油污泥處理技術(shù)的發(fā)展狀況，結(jié)合吉林油田實際，通過對超熱蒸汽噴射法、污泥濃縮法、自然干化法、機械脫水法、焚燒法、生物處理法、熱洗滌法等工藝技術(shù)的使用條件和產(chǎn)出物達到的標準等，經(jīng)優(yōu)化對比后，決定采用超熱蒸汽噴射技術(shù)，實現(xiàn)含油污泥無害化處理。
1.2 超熱蒸汽噴射原理
超熱蒸汽（≥500℃）以超高速從特制的噴嘴中噴出，與油泥顆粒進行垂向碰撞，油泥顆粒在超熱氣體熱能和高速所產(chǎn)生的動能作用下，顆粒內(nèi)的石油類和水等液體迅速從顆粒內(nèi)部滲出至顆粒表面，并迅速被蒸發(fā)，從而實現(xiàn)油等液體與固體的分離。蒸汽由管道輸至油氣回收單元經(jīng)冷卻后在重力作用下實現(xiàn)油水分離，油可直接回收，廢水經(jīng)處理后外排或回用，殘渣呈粉末狀。
1.3 工藝流程
含油污泥由提升泵提升至均質(zhì)罐中攪拌均勻，然后再由提升泵輸送到換熱器加熱或者直接輸入離心機，經(jīng)離心機脫水后的油泥再輸送至高溫處理槽，在高溫高速蒸汽噴射下被粉碎，同時，油分和水分被蒸發(fā)出來，被粉碎的細小顆粒連同蒸汽一起進入氣旋室，在旋分作用下實現(xiàn)蒸汽與固體顆粒的分離，固體顆粒直接進入回收槽，蒸汽進入油水分離槽經(jīng)冷卻后實現(xiàn)油水分離。
2 現(xiàn)場應(yīng)用情況
吉林油田扶余采油廠產(chǎn)污泥量約3000m3/a，其污泥成分：平均含水率為85.85%，平均含油率為10.04%，平均固體含量為4.11%。
2010年吉林油田在扶余采油廠新建1套撬裝污泥處理裝置，于6月投產(chǎn)試運行，2011年移至新木聯(lián)合站運行。裝置由7個撬塊組成：1#污泥調(diào)質(zhì)撬，有螺桿泵2臺、水力旋流器1臺、加藥裝置2套、污泥均混裝置2套、控制箱1座；2#污泥脫水撬，有螺桿泵3臺、反洗泵1臺、離心脫水裝置1套、加藥裝置3套、控制箱1座；3#污泥凈化撬，有原料輸送斗1座、螺旋輸送泵1臺、超熱蒸汽發(fā)生裝置1套、高溫處理槽1座、雙旋風(fēng)分離器1座、干渣輸送器1座、控制箱1座；4#冷卻水循環(huán)撬，有輸油泵1臺、冷凝器1臺、油水分離槽1套、熱交換器1座；5#、6#冷卻撬，冷卻塔9座；7#鍋爐撬，鍋爐1座。其中：1#、2#撬為污泥濃縮脫水系統(tǒng)，3#、4#撬為超熱蒸汽凈化系統(tǒng)，5#、6#、7#撬為輔助工藝系統(tǒng)。
整套裝置全自動控制，設(shè)備采用露天撬裝形式，設(shè)計生產(chǎn)周期為每年5～10月。
設(shè)計規(guī)模：超熱蒸汽噴射處理裝置處理量為0.5t/h。
2.1 污泥濃縮脫水系統(tǒng)
污泥經(jīng)一級提升泵進入1#撬體的水力旋流除砂裝置，篩分除去大顆粒雜質(zhì)，剩下粒徑小于1mm的污泥，經(jīng)二級泵提升、添加藥劑，輸送至均混攪拌裝置，進行濃度均質(zhì)化處理；將處理后的均質(zhì)污泥輸送至2#撬體換熱器，利用7#撬體中鍋爐產(chǎn)生蒸汽進行加熱，而后加藥，再進入離心機進行脫水處理，處理后的殘渣含水率小于70%。利用輸泥泵進入污泥凈化系統(tǒng)。
其流程：預(yù)處理后的油泥→水力旋流除砂裝置→污泥均混裝置（配置2套加藥裝置）→熱交換器（配置1套加藥裝置）→離心脫水裝置→污泥進入3#撬體（污水送至回收池）。
2.2 污泥超熱蒸汽噴射凈化系統(tǒng)
污泥超高溫蒸汽噴射凈化設(shè)備的主要功能是實現(xiàn)污泥的固液分離。由7#撬體中鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通過超熱蒸汽發(fā)生裝置，使其溫度上升至550℃，隨后進入3#撬體中的高溫處理槽，將2#撬體脫水后的污泥擊碎。高溫處理槽內(nèi)，300℃的油泥液體和固體經(jīng)過雙旋風(fēng)分離裝置進行固液分離，被分離出的固體將被徹底地干化并落入雙旋風(fēng)裝置中，螺旋輸送器將干渣輸出。被汽化的液體部分則被送至4#撬體中的冷凝器，在油水分離槽中進行噴淋冷凝。回收的油中含水率低于0.5%，處理后的固體殘渣中油含量小于0.3%，含水低于10%。
其流程：來自污泥濃縮脫水裝置的污泥→原料輸送斗→高溫處理裝置（配置蒸汽發(fā)生器、超熱蒸汽發(fā)生器）→雙旋風(fēng)分離裝置→固體干渣（油水等混合蒸汽進入冷凝器冷卻回收）。
2.3 自控系統(tǒng)
整套含油污泥處理裝置的自控系統(tǒng)由各處理單元可編程序控制器（PLC）、彩色觸摸屏、通訊電纜、污泥處理控制程序軟件及相關(guān)儀表和設(shè)備組成。
可編程序控制器（PLC）是各處理單元的核心，為模塊化結(jié)構(gòu)，實時采集各部分的溫度、壓力、流量等參數(shù)，通過變頻器調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，控制藥劑的投加、污泥的流量，以實現(xiàn)污泥的分選、調(diào)質(zhì)、脫水、凈化等處理。各處理單元的流程全屏顯示于彩色觸摸屏上，所有控制參數(shù)均可在觸摸屏上設(shè)置、修改，人機界面友好，直觀、簡潔，整個污泥處理過程可在觸摸屏上操作實現(xiàn)。
含油污泥處理裝置的自控系統(tǒng)具備故障報警及自動保護功能，可直接輸出電機啟停等控制信號。該系統(tǒng)支持遠程控制。整套處理裝置各參數(shù)的采集均采用屏蔽通訊電纜傳輸，提高了系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性。同時，具有三級密碼管理功能，防止非授權(quán)者非法操作，確保數(shù)據(jù)和機器安全運行。
污泥濃縮脫水系統(tǒng)控制柜內(nèi)置PLC可編程序控制器，實現(xiàn)對主電機、副電機、進泥泵、加藥泵等變頻器、螺旋輸送機和加藥裝置的控制，實現(xiàn)完全自動化的操作，設(shè)備運行的各種參數(shù)也是通過人機界面輸入的，并對污泥濃縮脫水系統(tǒng)內(nèi)部各種設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，當出現(xiàn)故障時進行相應(yīng)的報警，并顯示故障信息，易于操作，維護方便。
污泥超熱蒸汽噴射凈化系統(tǒng)由彩色觸摸屏、可編程序控制器、變頻器控制及前端儀表、設(shè)備組成。各種參量采集及反向控制均為有線方式，具有可靠性高、精度高等特點。通過變頻器、溫度傳感器、可編程序控制器組成的PID閉環(huán)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)監(jiān)控處理效果，保證污泥進料的平穩(wěn)、連續(xù)，進而保證處理效果。實時采集氣化物質(zhì)和固體殘渣進入旋風(fēng)分離室進口時的溫度，變頻控制污泥輸送泵的排量。
3 運行情況及處理效果
3.1 運行情況
撬裝污泥處理裝置在扶余采油廠于2010年5月24日投產(chǎn)運行至2010年9月19日，運行160h，共處理含水65%～95%含油污泥32t，產(chǎn)固體干渣3.2t，消耗天然氣量初期未計量，原料處理量2.5t/d，產(chǎn)渣量70kg/h。
在新木采油廠于2011年5月20日投產(chǎn)運行至2011年9月17日，運行259h，產(chǎn)渣量在15～480kg/d，共處理含水65%～95%含油污泥36t，產(chǎn)固體干渣2.6t。原料處理量4t/d，產(chǎn)渣量70kg/h。
根據(jù)2010年至2011年現(xiàn)場生產(chǎn)運行報表數(shù)據(jù)，由于設(shè)備部分功能、設(shè)施不完善，產(chǎn)出部分干渣含油超標，高達4.2%；燃氣單耗標準體積Vn為180.5～459m3/t。通過手動調(diào)試運行能耗可將控制在較低水平，產(chǎn)干渣量0.07t/h，但未達到0.5t/h的設(shè)計要求。
3.2 處理效果
處理后產(chǎn)出物指標：原油含水≤0.5%；殘渣含水≤10%；殘渣含油≤0.3%，符合GB 4284-84《農(nóng)用污泥中污染物控制標準》中有關(guān)規(guī)定。
3.3 運行成本
含油污泥脫水處理、超熱蒸汽噴射處理運行成本：電按0.51元/kW·h計，水按2.00元/m3計，燃氣按1.14元/m3計。經(jīng)核算后，處理含油污泥成本為295.63元/t（不含折舊費）。
4 結(jié)語
超熱蒸汽噴射技術(shù)應(yīng)用于吉林油田污泥處理工程，處理效果較好。但是，由于設(shè)備本身零部件質(zhì)量、控制系統(tǒng)穩(wěn)定性等存在一些問題，直接影響了處理效果，增加了處理成本。今后還需要對該設(shè)備做進一步調(diào)試、改造，使該技術(shù)在吉林油田得到進一步推廣應(yīng)用。
