疊氏污泥脫水技術(shù)處理煉油廠“三泥”

盧俊剛， 吳 巍， 汪潘華， 回 軍， 趙景霞

（1 中國石油化工股份有限公司 荊門分公司，湖北 荊門480002； 2 中國石油化工股份有限公司 撫順石油化工研究院，遼寧 撫順 113001）

疊氏污泥脫水技術(shù)處理煉油廠“三泥”

盧俊剛1， 吳 巍2， 汪潘華1， 回 軍2， 趙景霞2

（1 中國石油化工股份有限公司 荊門分公司，湖北 荊門480002； 2 中國石油化工股份有限公司 撫順石油化工研究院，遼寧 撫順 113001）

分析了煉油廠“三泥”性質(zhì)和脫水預(yù)處理對策，介紹了疊氏污泥脫水機特點原理及處理煉油企業(yè)“三泥”的典型應(yīng)用實例。當處理罐底泥時，進料含水率在86.7%~90.2%時，經(jīng)疊氏污泥脫水機脫水后泥餅含水率降為54.2%~55.9%；當處理剩余活性污泥時，進料含水率在95.5%~97.5%時，經(jīng)疊氏污泥脫水機脫水后泥餅含水率降為78.0%~79.0%；當處理浮渣時，進料含水率在90.5%~92.0%時，經(jīng)疊氏污泥脫水機脫水后泥餅含水率降為67.9%~68.7%。所處理物料的脫水泥餅的含水率均低于80%，滿足污泥進一步處理前的脫水需求，與離心機相比節(jié)電在1/10以上。

疊氏污泥脫水機；三泥；脫水；預(yù)處理

隨著國家外排水水質(zhì)標準的提高以及加工原油品質(zhì)的劣質(zhì)化，水處理深度不斷提高，在污水處理實現(xiàn)達標排放的同時，部分污染物最終富集在油泥中。中國石油化工股份有限公司荊門分公司（簡稱中國石化荊門分公司）在污水處理過程產(chǎn)生油泥有罐底油泥、浮渣及剩余活性污泥，通稱為“三泥”。煉油企業(yè)的“三泥”的特點有，一是含水率高，體積龐大；二是污染物組成復(fù)雜，含有大量的石油類有機物質(zhì)、微生物、無機物以及其它有害物質(zhì)；三是處理難度大。如處理不當外排環(huán)境，會污染堆放地區(qū)的水體、土壤和大氣等周圍環(huán)境，將對動物、人類以及環(huán)境造成極大的危害。如今，固體廢物處理實施減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化已成為全球關(guān)注的課題[1]，“三泥”處理處置變得與污水處理同樣重要。

污水處理場產(chǎn)生的污泥含水率很高，首要的任務(wù)是脫水，降低污泥的含水率，減少污泥體積，為后續(xù)的無害化或資源化處理打好基礎(chǔ)[2]。中國石化荊門分公司與撫順石油化工研究院（簡稱撫研院）合作，采用思科尼恩公司生產(chǎn)的Sclean疊氏污泥脫水機對中國石化荊門分公司污水處理場產(chǎn)生的含油污泥進行脫水試驗，結(jié)果表明，Sclean疊氏污泥脫水機在處理罐底油泥、浮渣、剩余活性污泥時產(chǎn)生的泥餅含水率均小于 80%,與當下通用的離心機和帶式機脫水效果相當，但能耗減少1/10以上。

1 疊氏污泥脫水技術(shù)特點

污泥的含水率與污泥體積有直接關(guān)系，在污水處理時產(chǎn)生的新鮮污泥一般的含水率在98%以上，污泥脫水可降低污泥的含水率，減少污泥的體積，經(jīng)脫水后的污泥含水率一般可降至70%~80%。這時污泥體積減少90%以上，這為后續(xù)的無害化處理打下良好基礎(chǔ)。

污泥脫水設(shè)備很多，目前國內(nèi)常用的機械脫水機有真空過濾機、板框壓濾機、帶式壓濾機、離心機等。其中，離心機現(xiàn)已成為我國廣泛使用的脫水設(shè)備[3,4]。疊氏污泥脫水機是近幾年才出現(xiàn)在我國市場的新型脫水設(shè)備。它主要由污泥泵、計量槽、絮凝混合槽和脫水機主體三部分構(gòu)成。全部的脫水流程都可以由電控柜（或PLC）來實行全自動化程度運作，與投藥設(shè)備、污泥輸送設(shè)備以及進泥泵實現(xiàn)聯(lián)動，達到24 h無人運行。

離心機在污泥脫水時采用的是高速運行，振動較大，需要專門為其建造相應(yīng)地基[5]，但疊氏污泥脫水機由于其在低轉(zhuǎn)速下運行，動力消耗低，設(shè)備振動小，只需安裝在水平地面，地腳螺絲固定即可，增加設(shè)備運行過程中的安全系數(shù)，且噪音低，大大改善了現(xiàn)場工人的操作環(huán)境，且具有維護簡單，操作成本低；設(shè)備成本低等特點[6]。

2 疊氏污泥脫水機工作原理

疊氏污泥脫水機的主體是由游動環(huán)、固定環(huán)、螺旋軸三部分組成，每兩片固定環(huán)中間是一片游動環(huán)，層層相疊，螺旋軸貫穿其中，詳見圖 1，游動環(huán)在轉(zhuǎn)動的過程中與固定環(huán)形成活動的縫隙，污泥通過脫水機主體的時候濾液在重力作用下由固定環(huán)和游動環(huán)之間的濾縫排出，進入濾液槽，絮凝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，清掃濾縫，不堵塞，脫水機末端與背壓板形成的空隙(可調(diào)節(jié))擠壓成泥餅，所得泥餅的含水率在 78%~85%之間，固體回收率達95%以上，螺旋軸轉(zhuǎn)速3~5 r/min，震動小，燥音低，可在低濃度條件下直接脫水。

疊氏污泥脫水系統(tǒng)工作時，原料污泥從底部進入箱內(nèi)由頂部溢流至相鄰中間箱內(nèi)，從其底部進入絮凝混合槽，混合槽上有齒輪減速機控制攪拌速度。疊氏螺桿脫水部分連有齒輪減速機控制螺桿轉(zhuǎn)動速度。攪拌器頻率及螺桿頻率電控柜內(nèi)有電子顯示器。螺桿脫水部分上部有定時噴淋裝置，由箱體側(cè)面電控閥控制。溶藥、投加、絮凝混合、輸送和脫水全過程見流程示意圖2。

圖1 Sclean疊氏污泥脫水機原理示意圖Fig.1 Sclean laminated spiral dewatering machine principle diagram

圖2 Sclean疊氏污泥脫水系統(tǒng)流程示意圖Fig.2 Sclean laminated spiral dewatering system flow diagram

3 疊氏污泥脫水機處理“三泥”

試驗采用疊氏污泥脫水機對中國石化荊門分公司污水處理場罐底油泥、浮渣和剩余活性污泥進行處理，試驗采用的化學(xué)試劑包括陽離子有機絮凝劑（PAM）、聚合氯化鋁（PAC）。每種原料穩(wěn)定運行后采平行樣三組。采樣點為進料泥、出料泥餅及濾液。分析參數(shù)為進料泥的含油率、含水率、含固率；出料泥餅的含油率、含水率、含固率；濾液的油含量、COD、SS。

對污水場產(chǎn)生的罐底油泥、浮渣和剩余活性污泥分別進行了疊氏機的脫水試驗。試驗參數(shù)及結(jié)果如下表1。

從表1結(jié)果看，處理罐底油泥時，進料含水率在86.7%~90.2%,含油率為9.2%~12.3%，經(jīng)疊氏機脫水后泥餅的含水率降為54.2%~55.9%，含油率為36.9%~38.9%。

處理活性污泥時，進料含水率在95.5%~97.5%,含油率為2.0%~3.6%，經(jīng)疊氏機脫水后泥餅的含水率降為78.0%~79.0%，含油率為8.4%~8.9%。

處理浮渣時，進料含水率在90.5%~92.0%,含油率為5.9%~7.6%，經(jīng)疊氏機脫水后泥餅的含水率降為67.9%~68.7%，含油率為19.8%~20.6%。

表1 “三泥”疊氏機污泥脫水試驗Table 1 laminated spiral dewatering test analysis form for pretreating the ‘Three Kinds of Sludge’

采用疊氏機處理各類污泥的出泥含水率均低于85%，脫水效果良好，均達到預(yù)期指標。

濾后液出水的COD和SS以及油含量均不會對污水場造成水質(zhì)沖擊。處理效果圖見圖3。

圖3 Sclean疊氏污泥脫水機處理“三泥”效果圖Fig.3 Drawings of Sclean laminated spiral dewatering for pretreating the ‘Three Kinds of sludge’

4 結(jié) 論

采用疊氏污泥脫水機處理中國石化荊門分公司各種含油污泥得出如下結(jié)論：

不論是處理罐底油泥、浮渣或者剩余活性污泥，經(jīng)該機處理后脫水泥餅的含水率均低于80%，與離心機處理效果相當。電耗只有離心機1/10。

疊氏污泥脫水機在脫水過程中產(chǎn)生的濾液較清澈，基本無跑泥現(xiàn)象，濾后液不會對污水廠造成水質(zhì)沖擊。

疊氏污泥脫水機運行轉(zhuǎn)數(shù)是3~5轉(zhuǎn)/分鐘，振動小，噪音低，能耗低，改善了現(xiàn)場的工作環(huán)境。

原料更換初期，需有一個絮凝劑濃度調(diào)試過程，此時需要人為經(jīng)驗觀察絮體形成狀況以調(diào)整絮凝劑濃度，出泥效果有一定影響，但經(jīng)穩(wěn)定運行后擠壓出的泥餅基本成型，有利于泥餅的后續(xù)運輸及處理。因此，疊氏污泥脫水技術(shù)將具有替代其他污泥脫水技術(shù)的潛力。

［1］ 張自杰. 廢水處理理論與設(shè)計[M]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2003.56-84.

［2］徐強.污泥處理處置技術(shù)及裝置[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.11-32.

［3］ 吉李彬,王大川.高效污泥脫水系統(tǒng)在石化領(lǐng)域的應(yīng)用[J].化學(xué)工程與裝備，2011,32(11):204-207.

［4］ Lee C H, Liu J C. Enhanced sludge dewatering by dual polyelectrolytes conditioning[J]. Water Research,.2000,34 (18):4430-4436.

［5］ 劉宏偉,趙旭濤,李常青.煉油廠剩余活性污泥脫水處理研究[J].化學(xué)與生物工程,2009,26(10):79-82.

［6］郝曉地,蔡正清,甘一萍. 剩余污泥預(yù)處理技術(shù)概覽[J].環(huán)境科學(xué)報,2011,31(1):1-12.

Pretreation of Three Kinds of Sludge From Refineries by Laminated Spiral Dewatering Technology

LU Jun-gang1，WU-Wei2，WANG Pan-hua1，HUI Jun2，ZHAO Jing-xia2
（1. SINOPEC Jingmen Branch, Hubei Jingmen 248000，China；
2. Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, Liaoning Fushun 113001，China）

Characteristics and pretreatment process of oily sludge from refineries were analyzed. Characteristics and principle of laminated spiral dewatering technology were introduced as well as application examples of laminated spiral dewatering technology. When pretreating sludge from oil tank by laminated spiral dewatering machine, moisture content of feedstock is 86.7%~90.2%, moisture content of the dewatered sludge can decrease to 54.2%~55.9%; When pretreating the excess sludge by laminated spiral dewatering machine, moisture content of feedstock is 95.5%~97.5%, moisture content of the dewatered sludge can decrease to 78.0%~79.0%; When pretreating the scum by laminated spiral dewatering machine , moisture content of feedstock is 90.5%~92.0%, moisture content of the dewatered sludge can decrease to 67.9%~68.7%.After the dewatering, moisture contents of all dewatered sludge are lower than 80%. The dewatering capability of laminated spiral dewatering technology can meet the demand of sludge pretreatment. Compared with centrifuges, It can save power by more than 10%.

Laminated spiral dewatering machine; Three kinds of sludge; Dewatering; Pretreatment

TE 992

A

1671-0460（2012）05-0524-03

2012-03-23

盧俊剛，男，湖北孝感人，工程師，2006年畢業(yè)于武漢工程大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，研究方向：從事石油化工環(huán)境保護治理工作。E-mail：lujg.jmsh@sinopec.com，電話：0724-2273166。

趙景霞（1956-），女，教授級高工程師，石油化工環(huán)境保護研究專業(yè)。E-mail：zhaojingixa.fshy@sinopec.com，電話：02456389244。