河南油田含油污泥處理技術(shù)研究
技術(shù)支持
國內(nèi)多數(shù)聯(lián)合站的污泥處理流程，都有污泥分離池、污泥濃縮裝置及機(jī)械脫水等設(shè)備。污泥分離池占地面積大，又需配套刮油刮泥機(jī)及地下泵房等設(shè)備，使工藝流程投資高、現(xiàn)場管理很不方便。同時(shí)，聯(lián)合站的含油污泥處理為間歇運(yùn)行，設(shè)備利用率低，實(shí)際應(yīng)用中還存在停留時(shí)間長和分離效率低等問題。由于現(xiàn)用的污泥濃縮劑成本偏高，在一定程度也影響了其在污泥處理中的應(yīng)用。
1 高效污泥濃縮劑的篩選
1.1 濃縮沉降實(shí)驗(yàn)
針對聯(lián)合站中污泥含水高、含油多的問題，我們選用了脫水或絮凝效果較好的絮凝劑、脫水劑和破乳劑及其它污泥處理劑，對含油污泥進(jìn)行了濃縮沉降實(shí)驗(yàn)（試樣為稠油聯(lián)合站污水池底部污泥，污泥量為70mL、溫度為50℃、污泥含水率為98%、靜沉）。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:使?jié)饪s絮體下沉的化學(xué)藥劑有TB-3和H-618，使污泥濃縮較快的是PAM和破乳劑P-201。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，對含油污泥只加單一的化學(xué)劑，存在加藥量大、濃縮污泥體積較大、作用時(shí)間較長等問題。為更好地使污泥濃縮沉降，需要進(jìn)一步作復(fù)配實(shí)驗(yàn)。
1.2 濃縮藥劑復(fù)配實(shí)驗(yàn)
將PAM、P-201、H-618和TB-3等4種藥劑進(jìn)行復(fù)配實(shí)驗(yàn)。濃縮體積是加藥后經(jīng)污泥脫水絮體濃縮沉降的體積數(shù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，PAM和H-618兩種藥劑復(fù)配對含油污泥有明顯的濃縮沉降作用，含油污泥由70mL濃縮至17mL，并測得絮體沉淀物含水約88%。隨著靜置時(shí)間的延長，其分離脫水量也在增加，即絮體濃縮體積愈來愈小，但到45min后就無大的變化。實(shí)驗(yàn)表明PAM和H-618混合使用的效果較好。
2 撬裝式含油污泥處理裝置的研制
2.1 高效污泥分離器現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)
高效污泥分離器（以下簡稱污泥分離器）是撬裝式含油污泥處理一體化裝置的關(guān)鍵設(shè)備。為有效處理污泥，首先必須濃縮污泥，把大部分水脫掉。為此，研制了一套污泥分離器模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
污泥分離器模擬實(shí)驗(yàn)裝置在河南油田井樓稠油聯(lián)合站進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)樣品取自污水池底部，污水池污泥主要來自沉降罐出口及過濾罐等設(shè)備的反沖洗水。
2.2 高效污泥分離器加藥濃縮實(shí)驗(yàn)
首 行了在污泥分離器中不加污泥濃縮劑的實(shí)驗(yàn)，污泥在分離器中的停留時(shí)間為45min。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:污泥分離器對含油有一定的分離作用，對污泥去除作用不大，去除率一般在10%～30%。由此可見，污泥分離器在不加污泥濃縮劑的情況下進(jìn)行分離污泥，實(shí)驗(yàn)效果不明顯。因此又進(jìn)行了添加污泥濃縮劑的污泥分離實(shí)驗(yàn)，濃縮劑加量為0.8%，停留時(shí)間為45min。
實(shí)驗(yàn)過程中，可以看到污泥已基本濃縮富集至分離器底部，并測得污泥含水為88%～90%，呈粥狀物。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:加藥后污泥分離器對分離含油作用相當(dāng)明顯，平均去除率達(dá)92%；對污泥去除作用明顯提高，平均去除率為87%。與不加藥的實(shí)驗(yàn)對比，加藥的污泥分離實(shí)驗(yàn)效果明顯得到提高。
2.3 優(yōu)化高效污泥分離器加藥量實(shí)驗(yàn)
為找到污泥分離器的較佳運(yùn)行參數(shù)，通過改變濃縮劑加藥量和停留時(shí)間，又進(jìn)行了污泥分離器的分離實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:污泥濃縮劑對污泥分離器的分離效果影響較大。當(dāng)濃縮劑加量小于0.8%時(shí)，污泥去除率低于80%，污泥分離器底部污泥含水也較高；當(dāng)濃縮劑加量大于0.8%時(shí)，污泥去除率高于80%；當(dāng)加藥量為1.0%時(shí)，污泥去除率可達(dá)92.3%，同時(shí)污泥分離器底部污泥含水也低于90%。因此，確定污泥濃縮劑較佳加量為0.8%。
2.4 優(yōu)選污泥在高效污泥分離器停留時(shí)間實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)中，污泥濃縮劑加入量定為0.8%，改變污泥分離器的停留時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，污泥在污泥分離器的停留時(shí)間對分離作用影響較明顯。當(dāng)停留時(shí)間小于30min時(shí)，污泥去除率低于80%；當(dāng)停留時(shí)間大于30min時(shí)，污泥去除率高于80%，污泥分離器底部污泥含水也低于90%。如繼續(xù)延長污泥在分離器的停留時(shí)間，污泥去除率和底部污泥含水都變化不大，污泥在污泥分離器的較佳停留時(shí)間為30～45min。
3 撬裝式含油污泥處理裝置的研制
3.1 工藝流程簡介
在完成了污泥濃縮劑的篩選、污泥分離器的研制的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目組研制了一套撬裝式含油污泥處理裝置。
該裝置的設(shè)計(jì)處理規(guī)模為5m3/h，撬裝裝置占地為7m×2.5m，主要設(shè)備包括有自吸式排污泵、污泥分離器、集泥箱、污泥提升泵、離心分離機(jī)、加藥裝置、防爆配電柜等，可用于處理油田各種站內(nèi)污水污泥池底部的含油污泥。
3.2 撬裝式含油污泥處理裝置的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)
目前，河南油田稠油聯(lián)合站日處理污水約6000m3，其中老污水流程處理4000m3/d污水，新污水流程處理2000m3/d，其兩套流程中的沉降罐排污及過濾罐反沖洗水量約800m3/d。2004年6月至11月在該聯(lián)合站進(jìn)行了撬裝式含油污泥處理裝置的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，處理對象是稠油聯(lián)合站污水池底部的污泥。
自吸泵從污水池底部將污泥抽上來進(jìn)入污泥分離器，并加入濃縮劑PAM和H-618，加藥濃度為0.8%。污泥在濃縮劑的作用下，在污泥分離器中絮凝、濃縮、分離及沉降后，沉到污泥分離器底部從排泥口排到集泥裝置。分離器排出的污水回到污水池，通過對污泥分離器的出水表觀觀察，水質(zhì)已明顯變清。這說明加入濃縮劑后，絕大多數(shù)固態(tài)物質(zhì)都沉降到分離器底部。沉降至集泥裝置的濃縮污泥經(jīng)污泥提升泵進(jìn)入離心機(jī)進(jìn)行脫水，脫出的干化污泥已成條形。經(jīng)檢測，干化污泥平均含水為28.02%，離心機(jī)出水中已無明顯的絮體漂浮，水體較清。
4 干化污泥的焚燒實(shí)驗(yàn)研究
為了實(shí)現(xiàn)干化污泥的無害化處理，對取自離心機(jī)出口的干化污泥物性進(jìn)行了測試分析。可燃性分析是在空氣中進(jìn)行點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)，脫水后的干化污泥燃燒值平均在8374kJ以上，是標(biāo)準(zhǔn)煤熱值的約30%。在室內(nèi)又進(jìn)行了污泥與煤混合燃燒實(shí)驗(yàn)，確定了污泥與煤的混合比例為1:9。
在上述室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們在河南油田新莊9號注汽站的燃煤鍋爐進(jìn)行了工業(yè)規(guī)模的焚燒實(shí)驗(yàn)。將從稠油聯(lián)合站脫出的干化污泥與煤進(jìn)行混合，污泥比例約占10%，然后分批送至鍋爐中進(jìn)行燃燒。對加入油泥和不加油泥時(shí)的鍋爐煙氣及爐渣進(jìn)行檢測。
檢測數(shù)據(jù)表明，含油污泥與煤一起焚燒，鍋爐的煙氣及爐渣中有害物質(zhì)的含量均小于 規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。在焚燒的同時(shí)，鍋爐的溫度、壓力及所產(chǎn)生的蒸氣量與不加含油污泥時(shí)無明顯變化。
5 結(jié)論
經(jīng)過3年的實(shí)驗(yàn)研究，成功研制了（集濃縮、分離、沉降、脫水為一體）的撬裝式含油污泥處理裝置。經(jīng)過在稠油聯(lián)合站的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，各個(gè)單體設(shè)備運(yùn)行情況良好，整套裝置運(yùn)行平穩(wěn)，處理量可達(dá)到7m3/h，脫出的干化污泥平均含水率為28.02%。新篩選的濃縮劑（PAM+H-618）處理效果很好，對比以前使用的TB-3，其處理每噸污水的成本從20元降至4元。通過含油污泥焚燒實(shí)驗(yàn)，有效解決了含油污泥的出路問題，找到了一條含油污泥無害化處理的新方法。
