疊螺式污泥脫水技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用

李玲

同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司，上海 200092

疊螺式污泥脫水技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用

李玲

同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司，上海 200092

疊螺式污泥脫水系統(tǒng)技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)效益，目前已在多家石油化工行業(yè)企業(yè)得到推廣應(yīng)用，鑒于運(yùn)行過(guò)程總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，該系統(tǒng)在石油化工領(lǐng)域具有非常良好的應(yīng)用前景。

疊螺式污泥機(jī)；石油化工

1 疊螺式污泥脫水機(jī)的起源與發(fā)展

螺旋過(guò)濾機(jī)又稱(chēng)螺旋擠壓脫水機(jī)，二十世紀(jì)六十年代首先出現(xiàn)于德國(guó)，隨后前蘇聯(lián)、瑞典、美國(guó)等國(guó)家也相繼制造該種過(guò)濾機(jī)，并最早應(yīng)用在榨油和魚(yú)肉磨碎后的碎肉壓榨脫水、魚(yú)、蝦廢料過(guò)濾中，近年來(lái)更是在污泥脫水以及其它工業(yè)流程脫水等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

隨著螺旋過(guò)濾技術(shù)的發(fā)展，為了避免出現(xiàn)堵塞的問(wèn)題，上世紀(jì)七十年代在德國(guó)等歐洲國(guó)家出現(xiàn)了一種相對(duì)新型的濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如柵條濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)、動(dòng)定環(huán)過(guò)濾結(jié)構(gòu)等。其中動(dòng)定環(huán)結(jié)構(gòu)濾網(wǎng)就是在螺旋軸上套滿(mǎn)多重環(huán)片，所套環(huán)片分兩種：固定環(huán)片和活動(dòng)環(huán)片。固定環(huán)與活動(dòng)環(huán)相互間隔，具有一定過(guò)濾間隙，通過(guò)活動(dòng)環(huán)與固定環(huán)環(huán)片間物料的摩擦，對(duì)物料擠出產(chǎn)生促進(jìn)作用大于阻礙作用的摩擦力，從而提高物料的過(guò)濾分離效果，避免了高黏度物料的堵塞現(xiàn)象。

例如德國(guó)的達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)、FAN公司及美國(guó)的LYCO公司生產(chǎn)的適用于漁業(yè)、農(nóng)場(chǎng)等領(lǐng)域的動(dòng)定環(huán)濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)螺旋過(guò)濾設(shè)備——疊螺式污泥脫水機(jī)雛形開(kāi)始推出，能很好地避免因堵塞產(chǎn)生的問(wèn)題，并因此在漁業(yè)、食品業(yè)發(fā)達(dá)的日本、韓國(guó)等國(guó)家開(kāi)始得到推廣。

近年來(lái)，疊螺式污泥脫水機(jī)在我國(guó)也得到了發(fā)展、創(chuàng)新和普及，由于疊螺式污泥脫水機(jī)易分離，不堵塞的特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用在包括石油化工領(lǐng)域在內(nèi)的眾多領(lǐng)域。

2 石油化工污泥特性及脫水現(xiàn)狀

2.1 石油化工污泥來(lái)源

石油化工領(lǐng)域中的污泥主要是指在石油開(kāi)采、運(yùn)輸、煉制及含油污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的含油固體廢物。原油開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的含油污泥主要來(lái)源于地面處理系統(tǒng)，采油污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的含油污泥；油田里面的接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥、輕烴加工廠、天然氣凈化裝置清除出來(lái)的油沙、油泥，鉆井、作業(yè)、管線穿孔而產(chǎn)生的落地原油也會(huì)產(chǎn)生含油污泥；污水處理產(chǎn)生的“三泥”主要包括隔油池（罐）底泥、浮選池浮渣以及生化池剩余活性污泥等。

2.2 石化污泥的特性

含油污泥體積龐大，若不加以處理直接排放，不但占用大量耕地，伴有惡臭氣體產(chǎn)生，而且對(duì)周?chē)寥馈⑺w、空氣都將造成污染。污泥中還含有大量的病原菌、寄生蟲(chóng)（卵）、銅、鋅、鉻、汞等重金屬，鹽類(lèi)以及多氯聯(lián)苯、二惡英、放射性核素等難降解的有毒有害物質(zhì)。其中油田含油污泥已被列為危險(xiǎn)固體廢棄物，納入危險(xiǎn)廢物進(jìn)行管理。

而石油化工污泥含油污泥種類(lèi)繁多、性質(zhì)復(fù)雜，且含油量較高、乳化嚴(yán)重，顆粒細(xì)、黏度大，因此傳統(tǒng)污泥脫水設(shè)備難以脫水處理。

2.3 石油化工污泥脫水現(xiàn)狀

石油化工領(lǐng)域污泥脫水一般采用板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)等設(shè)備[1]。但這些設(shè)備在石油化工領(lǐng)域分別有各自的不足之處：

板框壓濾機(jī)不能連續(xù)運(yùn)行、濾布被含油污泥附著堵死，壓濾效率低；帶式壓濾機(jī)易堵塞，清洗用水量極大，濾布難清理，壓濾效率低；離心式脫水機(jī)則分離效果差，能耗高，且噪音比較大，工作環(huán)境差。

因此，對(duì)于具有特殊性質(zhì)如黏度大或者油性大的含油污泥脫水，上述3種壓濾機(jī)均難以有效解決。

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越嚴(yán)格，含油污泥無(wú)害化、減量化、資源化處理技術(shù)正成為污泥處理技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。石油化工領(lǐng)域的含油污泥脫水亟待采用更為先進(jìn)設(shè)備技術(shù)解決。

3 以疊螺式污泥脫水機(jī)為核心的石化污泥脫水技術(shù)

3.1 疊螺式污泥脫水設(shè)備

疊螺式污泥脫水機(jī)的主體由多重固定環(huán)、游動(dòng)環(huán)和螺旋軸構(gòu)成過(guò)濾單元，機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定。

圖1 疊螺式污泥脫水機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖

脫水機(jī)本體主要是由過(guò)濾體和螺旋軸所構(gòu)成，過(guò)濾體又分濃縮和脫水兩部分。當(dāng)污泥進(jìn)入濾體后，利用固定環(huán)、游動(dòng)環(huán)的相對(duì)游動(dòng)，使濾液通過(guò)疊片間隙快速向外排出，迅速濃縮，污泥向脫水部推移，當(dāng)污泥進(jìn)入到脫水部時(shí)，在濾腔內(nèi)的空間不斷縮小，污泥內(nèi)壓不斷增強(qiáng)，再加上出泥處背壓板的背壓作用，使其達(dá)到脫水，干泥不斷排出機(jī)外。

疊螺式污泥脫水機(jī)采用動(dòng)定環(huán)取代濾布，在螺旋軸的旋轉(zhuǎn)作用下，活動(dòng)板相對(duì)于固定板不斷錯(cuò)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的自清洗過(guò)程，避免了傳統(tǒng)脫水機(jī)普遍存在的堵塞問(wèn)題。

此外，疊螺式污泥脫水機(jī)的動(dòng)定環(huán)結(jié)構(gòu)對(duì)過(guò)濾間隙流體速度的影響是隨物料的黏度變化的，物料黏度增大，動(dòng)定環(huán)結(jié)構(gòu)對(duì)流速的增加作用越顯著，脫水效果更為明顯。因此疊螺式污泥脫水機(jī)抗含油污泥能力強(qiáng)，易分離、不堵塞。而且無(wú)需外加水進(jìn)行高壓沖洗，清潔環(huán)保，無(wú)臭氣，無(wú)二次污染，且具有自清洗功能，特別適用于石油化工行業(yè)黏性污泥的壓濾脫水[2]。

圖2 運(yùn)行中的疊螺式污泥脫水機(jī)

3.2 石化行業(yè)專(zhuān)用疊螺式污泥脫水設(shè)備技術(shù)

針對(duì)石化行業(yè)含油污泥含油量較高、黏度大、顆粒細(xì)、難以脫水等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)部分企業(yè)自主創(chuàng)新研發(fā)了石化行業(yè)專(zhuān)用疊螺式污泥脫水機(jī)，同時(shí)推出了以TECHASE 疊螺式污泥脫水機(jī)作為核心設(shè)備的石油化工行業(yè)含油污泥脫水處理系統(tǒng)解決方案。并具有如下特點(diǎn)：

采用石化行業(yè)專(zhuān)用螺旋軸，適合石化行業(yè)黏性物料的推流特點(diǎn)；

增強(qiáng)性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，滿(mǎn)足含油泥渣較大的驅(qū)動(dòng)力要求；

動(dòng)定環(huán)采用更高防腐性能材料，適應(yīng)石化行業(yè)氯離子高的運(yùn)行環(huán)境；

設(shè)備整體達(dá)到EXIIBT4的防爆等級(jí)，滿(mǎn)足石化行業(yè)嚴(yán)格的防爆要求；

針對(duì)海上石油平臺(tái)設(shè)計(jì)的集裝箱式設(shè)備系統(tǒng)；

采用含油污泥專(zhuān)用絮凝加藥槽，克服石化污泥難絮凝，易沉降的特點(diǎn)；

采用專(zhuān)有的絮凝劑技術(shù)降低含油污泥比阻；

占地面積小，脫水效率高。

圖3 絮凝狀態(tài)下的含油污泥與脫水處理后的含油污泥

TECHASE 疊螺式污泥脫水技術(shù)目前已在齊魯石化、中海油海上平臺(tái)含油污泥脫水、大慶油田、淄博齊翔騰達(dá)等石化行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)得到了應(yīng)用。

4 小結(jié)

（1）實(shí)際運(yùn)行表明，疊螺式污泥脫水系統(tǒng)技術(shù)運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好，一般含油污泥脫水后含水率可達(dá)75%～80%，克服了帶式脫水機(jī)、板框式壓濾機(jī)易堵塞、離心機(jī)難以分離等缺點(diǎn)，最大限度地滿(mǎn)足了污泥無(wú)害化、減量化、資源化處理的要求。不僅能較大程度地降低了脫水、運(yùn)輸、后續(xù)干化、焚燒處置等環(huán)節(jié)的費(fèi)用，而且可確保污水處理的達(dá)標(biāo)排放或回用。

（2）疊螺式污泥脫水系統(tǒng)技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)效益，目前已在多家石油化工行業(yè)企業(yè)得到推廣應(yīng)用，鑒于運(yùn)行過(guò)程總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，該系統(tǒng)在石油化工領(lǐng)域具有非常良好的應(yīng)用前景。

[1]李文巖．螺壓脫水機(jī)與帶式壓濾機(jī)的比較[J]．工業(yè)用水與廢水，2007，38(4)：112～113．

[2]潘咸峰， 鄒宗海， 黃斌等．疊螺式污泥壓濾機(jī)在橡膠生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用[J]．工業(yè)用水與廢水，2011，42(1)：70～76．

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.016