提高轉(zhuǎn)筒式離心機處理煉油污水場污泥效果的對策探討
技術(shù)支持
煉油污水處理場在處理煉油污水時要產(chǎn)生油泥、浮渣、活性污泥等固體廢棄物。含油污泥主要來源于浮選產(chǎn)生的浮渣、回收的污油脫水產(chǎn)生的油泥、隔油池池底泥的排放等，是石化工業(yè)的主要污染源之一，煉油污水中含油污泥的油含量一般為4%～8%，含水率為60%～80%，其余的是固體物質(zhì)如泥、砂、微生物膠團(tuán)體、懸浮物和絮凝劑的聚合物等。一般中小型煉油廠年產(chǎn)污泥上萬噸。如果不進(jìn)行處理，直接排放，堆積到自然環(huán)境中，其中的有害物質(zhì)和石油烴類，會隨著雨水的沖刷嚴(yán)重污染土壤和環(huán)境。污泥長期露天堆放處理，很多低分子揮發(fā)性污染物會揮發(fā)到空氣中，對大氣產(chǎn)生污染，同時污泥在厭氧條件下會產(chǎn)生大量硫化氫，對周邊空氣環(huán)境造成影響，甚至對人員生命安全構(gòu)成威脅。
在處理含油污泥的過程中，用真空過濾機、板框壓濾機及傳統(tǒng)的靜置儲存方法進(jìn)行處理，分離效率低，分離效果差。烏魯木齊石化公司凈化水廠經(jīng)過多年的摸索實踐，發(fā)現(xiàn)利用轉(zhuǎn)筒式離心機進(jìn)行含油污泥的脫水處理是一種能耗少、效果顯著的方法。
1 轉(zhuǎn)筒式離心機的工藝流程
通常，含油污泥都要經(jīng)過初步的預(yù)沉降脫水，將大量黑水和污泥分離，減少離心機的處理負(fù)荷。經(jīng)預(yù)沉降脫水的污泥進(jìn)入離心機處理后，分離的清液（離心液）一般用泵打回污水處理系統(tǒng)再處理，干污泥晾曬后或填埋或焚燒。以烏魯木齊石化公司凈化水廠污泥脫水的工藝流程為例介紹如下：將含油污泥 到儲存池進(jìn)行初步沉降脫水，濃縮后的含油污泥由泵打入污泥濃縮罐進(jìn)一步沉降脫水，脫水后污泥由螺桿泵輸送至離心機再次脫水分離。液體（離心液）進(jìn)入集水池用泵打入污水處理系統(tǒng)處理，固體（離心機出料）運送至堆泥場，污泥干化后外運至廢渣坑。
2 存在的問題
2.1 H2S等有毒、惡臭氣體溢出
在含油污泥中，往往吸附、溶解了大量的H2S、三苯（苯、甲苯、二甲苯）有機硫等有毒和惡臭氣體。含油污泥在通過離心機處理時，在強大的離心力作用下，污泥的穩(wěn)定態(tài)被打破，吸附、溶解在污泥中的硫化氫等有毒、惡臭氣體被析出，空氣中有濃烈的惡臭味。據(jù)測定，離心機機房、離心機出料間內(nèi)H2S嚴(yán)重超標(biāo)，特別是離心機出料間內(nèi)H2S高達(dá)100mg/m3以上（安全指標(biāo)為＜10mg/m3）。這類氣體的排放，在很低的濃度下，就可以堆人體感官產(chǎn)生刺激和不適，長期呼吸這些有害氣體可導(dǎo)致很多疾病發(fā)生，直接危害人體健康。在這種環(huán)境下工作，對職工身體健康和生命安全帶來了威脅，同時由于惡臭味很重，即便戴上防毒面具有時也能感覺到惡臭味，使人感到不適，給調(diào)節(jié)操作帶來了困難。
2.2 絮凝劑選擇不合理使用
含油污泥在自然狀態(tài)下是非常穩(wěn)定的。通過自然靜置沉降能分離出一部分清水，這部分清水一般占總體積的15%～40%，剩余的含油污泥呈穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，密度一般在0.97～1.05g/cm3之間。轉(zhuǎn)筒式離心機的處理原理是：混合物料中，如果存在比重不同的物質(zhì)，離心機高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，物料中幾種物質(zhì)所受到的離心力也不同，質(zhì)量大的污泥被甩到外側(cè)，比重小物質(zhì)留在中間，通過差速器產(chǎn)生的差速，使得內(nèi)置螺旋輸送機可以將被離心擠壓的污泥推向出料口，比重小的水或其他物質(zhì)從離心液出口溢流出去，固液得以分離。而自然狀態(tài)下的含油污泥比重接近1g/cm3，而且非常穩(wěn)定，類似于膠體物質(zhì)。如果直接用離心機處理，效果很差，往往無法實現(xiàn)固液分離。在含油污泥進(jìn)入離心機處理之前，投加一定量的絮凝劑，將含油污泥通過物理化學(xué)作用絮凝成大顆粒，這種絮凝固體含水率低、比重大，便于離心分離。含油污泥穩(wěn)定性強，對絮凝劑的選擇性也強。選用合適的絮凝劑對含油污泥處理效果的影響比較大，絮凝劑選擇不合理，含油污泥絮凝效果不好，離心機就無法發(fā)揮作用。
2.3 絮凝劑加注點選擇不正確
絮凝劑加注點距離心機的距離實際上就確定了絮凝劑和含油污泥混合反應(yīng)的時間，大部分絮凝劑對絮凝反應(yīng)效果都有時間要求。反應(yīng)時間短，絮凝沒有完成，絮凝固體不夠密實，比重和水差距不大，離心分離的效果不好；反應(yīng)時間長，絮凝好的固體顆粒在管線里被繼續(xù)輸送的過程中，會在壓力、摩擦力、液體湍流的作用下解體，液體中的懸浮顆粒又回到穩(wěn)定狀態(tài)，離心分離效果同樣不好。不正確的加注點選擇，造成分離效果的明顯降低。
2.4 間歇運行后開機震動大
離心機處理效率比較高，有時需要停運待料。但有時開機時震動很大會經(jīng)常出現(xiàn)剛開機時機體震動超標(biāo)，離心機連鎖停車。有時離心機勉強運行起來，幾分鐘后，震動會減輕。但有時又出現(xiàn)出料口堵塞現(xiàn)象，影響分離效果。
2.5 對高含固量污泥處理效果差
實踐證明，當(dāng)處理的污泥中含固量高時處理效果不好，這時離心液是黑色液體，這種黑色液體類似膠體溶液，比較穩(wěn)定，靜置沉降分離出來的清水很少。這種黑色液體打入水系統(tǒng)重新處理，會使大量污水都變成黑色，而隔油和浮選都不能有效處理這種黑水，往往對生化單元造成水質(zhì)沖擊。
3 分析與對策
3.1 H2S等有毒、惡臭氣體的收集排放
離心機機房、離心機出料間有大量有毒、惡臭氣體溢出的主要原因是，離心機運行震動較機泵要高的多，國產(chǎn)離心機一般在設(shè)計中沒有考慮機體出料口和出料線以及離心液出口和出液線的封閉。離心機運行時，從泥中析出的H2S和其他惡臭氣體從這些地方溢出。對出料口和出料線之間以及離心液出口和出液線之間用橡膠柔性接頭連接，即避免了離心機震動對其他設(shè)施的影響，又防止了惡臭氣體從接口溢出。
出料間污泥出口和運泥車不可能封閉，離心機出料口和離心液出口封閉后，H2S和其他惡臭氣體會大量從這些地方溢出。通過在出泥和出液線和離心機機體連接的位置增加排氣管，并將排氣管向上延伸到離心機房頂部以上2m的位置，形成煙囪效應(yīng)，大部分氣體被抽出排向大氣，避免了H2S等有毒、惡臭氣體在機房和推泥間的聚集。另外，在推泥間增加強制通風(fēng)機，對室內(nèi)空氣置換。
經(jīng)實際測定，采取以上措施后，操作空間的惡臭味大大減輕，H2S含量可控制在3mg/m3以下。
目前，很多污水處理裝置都配套了消除惡臭氣體的裝置，將收集的惡臭氣體輸送到惡臭氣體消除裝置，將從根本上解決離心機處理含油污泥過程中產(chǎn)生的有毒、惡臭氣體對環(huán)境污染和對人體的毒害。
3.2 絮凝劑的選擇
通過實驗，對含油污泥的處理，用無機的聚合鋁、聚合鋁鐵做絮凝劑效果都不理想，通過交流和考察以及絮凝劑篩選小試得知，使用陽離子聚丙烯酰胺做絮凝劑對含油污泥有較好的絮凝、處理效果。對分子量不同的聚丙烯酰胺進(jìn)行試驗，得出使用分子量＞1.5×106的陽離子聚丙烯酰胺效果較好。對幾種絮凝劑試驗結(jié)果見下表：
樣品名稱 | 沉淀顆粒大小 | 沉淀顆粒密實度 | 靜置沉淀情況 | 離心后液體比例（%） |
聚合鋁 | 無絮狀顆粒 | - | 無分層 | 少量混濁清液 |
聚合鋁鐵 | 無絮狀顆粒 | - | 無分層 | 少量混濁清液 |
陰離子聚丙烯酰胺 | 較小 | 松散 | 無分層 | 25%，較混濁 |
陽離子聚丙烯酰胺 （分子量1500000） | 大 | 較密實 | 無分層 | 50%，其中有10%的帶油混合物在上層 |
陽離子聚丙烯酰胺 （分子量4000000） | 大 | 較密實 | 無分層 | 55%，其中有10%的帶油混合物在上層 |
備注：絮凝劑按200g/t污泥投加，攪拌時間都為3min，靜置時間都為15min。
從上表可以看出，分子量＞150×104的陽離子聚丙烯酰胺可以產(chǎn)生較好的絮凝效果，但往往分子量越大，價格越高，因此使用時要注意經(jīng)濟效益比較。陽離子聚丙烯酰胺在投加前需要充分?jǐn)嚢杌旌?，并在攪拌狀態(tài)下放置4h以上，才能發(fā)揮較好的絮凝效果。聚丙烯酰胺溶解性差，配藥時容易結(jié)塊，要求溶藥設(shè)備有較強的混合攪拌作用。
3.3 絮凝劑加注點位置的確定
不同的絮凝劑絮凝反應(yīng)時間有一定的區(qū)別，不同地方的物料性質(zhì)差距也較大，同時不同的工況，不同的混合手段都會給加注點的位置造成影響，一般應(yīng)該先了解清楚絮凝劑的特性，然后在實驗室進(jìn)行反應(yīng)時間的初步確定，有條件的可以進(jìn)行實際實驗。通過實驗室小試，陽離子聚丙烯酰胺絮凝速度較快，加注點不能距離心機進(jìn)口太遠(yuǎn)。在距離心機進(jìn)口0.5m、2m、10m三個位置設(shè)加藥口投加聚丙烯酰胺，通過對比試驗確定，使用距離心機進(jìn)口2m的加藥口的效果較好。
3.4 間歇運行開機震動的分析解決
通過對離心機運行觀察和解體檢查發(fā)現(xiàn)，振動大的主要原因是離心機轉(zhuǎn)筒內(nèi)存在附著的污泥，造成開機時轉(zhuǎn)筒失去動平衡。造成的原因是停機前水沖洗不徹底，離心機轉(zhuǎn)筒中有些粘度較大的泥沒有被洗出來。通過試驗，將停機前的水沖洗時間從15min延長到25min～30min。在開機時當(dāng)離心機空載運行平穩(wěn)后， 清水運行，平穩(wěn)后再進(jìn)污泥，這樣會提高離心機運行的穩(wěn)定性。
3.5 高含固量污泥處理
通過實際運行試驗，離心機處理高含固量污泥，需通過重復(fù)二次處理的辦法解決。 次處理出料處能出大量泥，離心液為黑色水。將這些類似膠體溶液的黑色液體收集后再經(jīng)過離心機處理，可以產(chǎn)生大量清水，清水可以用泵打到污水系統(tǒng)處理。 次處理加藥量應(yīng)控制在300g/t污泥左右，二次處理加藥量應(yīng)控制在200g/t污泥左右。
4 結(jié)語
在解決了運行中存在的問題后，利用轉(zhuǎn)筒式離心機對粘度較大的含油污泥進(jìn)行脫水處理效果較好，經(jīng)過離心機分離后，離心出料在堆泥場堆放一段時間后，在空氣、陽光的作用下由黑色粘稠狀變?yōu)辄S色粉末狀。給運送儲存節(jié)約了大量的人力、物力、財力。是一種高效、便捷、低能耗的處理含油污泥的有效手段。
