煉油廠“三泥”脫水試驗
技術(shù)支持
由于煉油污水中的“三泥”含有石油類、酚、COD、硫化物等污染物，對環(huán)境的危害極大。“三泥”的處理一直困擾著石化企業(yè)，通常的處理方法有焚燒、熱萃取、生物降解等。預處理脫水是“三泥”處理的前提，污泥脫水必不可少。以下介紹某煉油廠污泥脫水試驗。
1 “三泥”的特性
煉油廠污水處理場的污泥包括隔油池池底泥（油泥）、浮選池氣浮加藥產(chǎn)生的浮渣、生化系統(tǒng)排出的剩余污泥，通常稱為“三泥”。
油泥大部分為可自然沉降的油粒（相對密度大于1）；泥、渣、灰等沉淀性能較好的物質(zhì)組成；浮渣含有較多的油類和化學藥劑，并含有大量的氣泡；剩余污泥含有大量的生物絮團，可揮發(fā)固體含量占總固體含量約80%。
以某煉油廠污水場為例，油泥進入污泥罐存儲，浮渣在浮渣池中臨時存儲，有效容積約200m3；剩余活性污泥在污泥池中存儲，有效容積約600m3。由于存儲空間的限制，浮渣和剩余活性污泥在各自池中脫水后，轉(zhuǎn)輸?shù)轿勰喙拗?，與油泥混合在一起。其中剩余活性污泥遭受到石油類污染物沖擊后，就變成由水包油（O/W）、油包水（W/O）以及懸浮固體共同組成，屬于多相的膠體體系。污泥顆粒表面吸附同種電荷，相互之間排斥、充分乳化。因此，“三泥”中的油、水、固體物質(zhì)及菌藻混合在一起，形成非常穩(wěn)定的乳化體系，很難將其分離。
2 “三泥”脫水現(xiàn)狀
大多數(shù)企業(yè)根據(jù)“三泥”的性狀和特點分類處理，脫水采用的是機械脫水方式。而目前“三泥”機械脫水以帶式壓濾機、離心機為主。真空轉(zhuǎn)鼓過濾和板框過濾，由于黏度較大的油泥、浮渣、池底泥中的油分容易堵塞濾布眼，使水分不能濾出，基本被淘汰。
3 污泥脫水試驗
由于某煉油廠“三泥”的復雜性，脫水問題沒有得到有效的解決，給污水場正常生產(chǎn)運行和實現(xiàn)達標排放帶來很大壓力。在這種情況下，進行了污泥脫水試驗。
3.1 試驗裝置組成
本次污泥脫水試驗以某疊螺式污泥脫水機、污泥泵和絮凝混合槽為主體，采用全自動溶藥和加藥系統(tǒng)，投加藥劑為某廠家的陽離子型聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁。
3.2 疊螺式污泥脫水機原理
疊螺式污泥脫水機是國內(nèi)新興的脫水機械，其主體是由游動環(huán)、固定環(huán)、螺旋軸三部分組成，螺旋軸貫穿于游動環(huán)和固定環(huán)中，每兩片固定環(huán)中間是一片游動環(huán)，這樣層層相疊。污泥脫水機前段為濃縮部分，后段為脫水部分。當污泥通過脫水機主體的時候，濾液在重力作用下，通過固定環(huán)和游動環(huán)之間的濾縫進入濾液槽，固體則隨著螺旋軸的緩慢轉(zhuǎn)動不間斷地向前推進，輸送的同時帶動游動環(huán)做上下左右的切割運動，從而達到脫水的目的。螺旋軸的旋轉(zhuǎn)在推動污泥從濃縮段到脫水段的同時，也不斷帶動游動環(huán)清掃濾縫，防止堵塞。
3.3 試驗方法
以目前某污水場現(xiàn)有污泥為原料，主要是油泥、浮渣和剩余活性污泥，采用疊螺式污泥脫水機進行處理。每種原料穩(wěn)定運行1～2d，每天采平行樣三組，采樣點為進料泥、出料泥餅及濾液，每種原料采樣9個，4種原料（含混合污泥）總計樣品量36個，交由化驗室進行分析。分析項目見下表：
序號 | 采樣名稱 | 采樣點 | 分析項目 |
1 | 進料 | 進料口 | 含水率、含固率 |
2 | 出料 | 出泥斗 | 含水率、含固率 |
3 | 濾液 | 壓濾液 | 石油類含量、COD、SS |
3.4 試驗結(jié)果
3.4.1 對油泥的脫水效果
油泥的脫水效果見下表：
采樣點 | 進料 | 出料 | 滲濾液 | ||||
項目 | 含水率（%） | 含固率（%） | 含水率（%） | 含固率（%） | 石油類（mg/L） | COD（mg/L） | SS（mg/L） |
1 | 89.4 | 0.6 | 51.1 | 6.6 | 46.1 | 325 | 42 |
2 | 86.9 | 0.8 | 51.5 | 7.5 | 58 | 496 | 57 |
3 | 90.2 | 0.5 | 54.2 | 6.9 | 32.7 | 338 | 37 |
從上表結(jié)果看，處理油泥時，進料含水率在86.9%～90.2%，經(jīng)污泥脫水機脫水后的泥餅含水率降為51.1%～54.2%，濾后液COD小于500mg/L，石油類含量小于60mg/L。
3.4.2 對活性污泥的脫水效果
活性污泥的脫水效果見下表：
采樣點 | 進料 | 出料 | 滲濾液 | ||||
項目 | 含水率（%） | 含固率（%） | 含水率（%） | 含固率（%） | 石油類（mg/L） | COD（mg/L） | SS（mg/L） |
1 | 97.5 | 0.5 | 78.9 | 12.6 | 27.5 | 269 | 32 |
2 | 96.0 | 0.7 | 79.0 | 12.1 | 25.0 | 400 | 57 |
3 | 95.5 | 0.9 | 78.0 | 13.6 | 20.0 | 308 | 31 |
處理活性污泥時，進料含水率在95.5%～97.5%，經(jīng)污泥脫水機脫水后的泥餅的含水率降為78%～79%，濾后液COD小于400mg/L。
3.4.3 對浮渣的脫水效果
浮渣的脫水效果見下表：
采樣點 | 進料 | 出料 | 滲濾液 | ||||
項目 | 含水率（%） | 含固率（%） | 含水率（%） | 含固率（%） | 石油類（mg/L） | COD（mg/L） | SS（mg/L） |
1 | 92.0 | 2.1 | 68 | 12.1 | 35 | 313 | 53 |
2 | 91.4 | 1.6 | 67.9 | 11.5 | 29 | 317 | 35 |
處理浮渣時，進料含水率在91.4%～92%，污泥脫水機脫水后的泥餅的含水率降為67.9%～68%，濾后液COD小于320mg/L。
3.4.4 對罐底泥的脫水效果
罐底污泥的脫水效果見下表：
采樣點 | 進料 | 出料 | 滲濾液 | ||||
項目 | 含水率（%） | 含固率（%） | 含水率（%） | 含固率（%） | 石油類（mg/L） | COD（mg/L） | SS（mg/L） |
1 | 89 | 1.8 | 54.5 | 7.7 | 30.2 | 395 | 58 |
2 | 86.7 | 1.9 | 55.9 | 7.2 | 48 | 412 | 46 |
3.4.5 對油泥和活性污泥的混合液的脫水效果
混合液的脫水效果見下表：
采樣點 | 進料 | 出料 | 滲濾液 | ||||
項目 | 含水率（%） | 含固率（%） | 含水率（%） | 含固率（%） | 石油類（mg/L） | COD（mg/L） | SS（mg/L） |
1 | 92 | 2.1 | 70 | 12.3 | 24 | 314 | 61 |
2 | 93 | 2 | 71.6 | 9.7 | 46 | 487 | 78 |
3.5 試驗結(jié)果
由于油泥濃度較高，疊螺式污泥脫水機在處理時，必須要稀釋，投加絮凝劑PAM 1mg/L，背壓板間距8mm，出料13.5kg/h。
在處理活性污泥時，為得到更好的絮凝效果，增加了助凝劑聚氯化鋁（PAC），投加絮凝劑PAM 1mg/L，背壓板間距32mm，出料25kg/h。
在處理浮渣時，投加絮凝劑PAM 1mg/L，背壓板間距8mm，出料25kg/h。
在處理油泥和活性污泥混合液時，投加絮凝劑PAM 1mg/L，背壓板間距6mm，出料30kg/h。
剩余活性污泥的泥餅平均含水率78%～79%，大于其它污泥的泥餅含水率。這主要是由于試驗用的剩余活性污泥直接從生化系統(tǒng)中被提取出來，其自身有很高的有機物含量。罐底泥和油泥泥餅含水率有突降點，這是因為其中含有泥砂顆粒的緣故。
采用疊螺式污泥脫水機處理各類污泥的脫水效果均達到預期指標，含水率均低于85%。
各種污泥經(jīng)疊螺式污泥脫水機脫水得到的濾液COD均小于500mg/L，石油類含量小于50mg/L，這種水質(zhì)排入污水場不會對污水場的水質(zhì)造成沖擊，滿足生產(chǎn)需要。
4 結(jié)論
煉油污水的“三泥”給環(huán)境帶來的污染是不可忽視的一個大問題，應提早做好技術(shù)儲備。煉油污泥的脫水處理技術(shù)多種多樣，每種方法都有各自的優(yōu)缺點和適用條件。如何實現(xiàn)設(shè)計標準化、操作自動化、設(shè)備簡單化，將是今后不斷實踐和摸索的方向。
