徐斌

（中國石化九江分公司，江西九江 332004）

煉油廠在石油加工及污水處理過程中產(chǎn)生大量的含油污泥[1]，主要來自污水調(diào)節(jié)罐、隔油池、浮選池及生化池等[2]，這些含油污泥一般含有烴類化合物、苯系物、酚類化合物、蒽類化合物等，并散發(fā)惡臭氣味[3]，因其乳化充分，黏度較大，屬于較穩(wěn)定的多相體系，處理難度非常大[4]。近年來，隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格，油泥已被列入《國家危險廢物名錄》，對含油污泥的處置提出了更高要求。

某煉油廠新建一套三泥處理裝置，采用“酸化破乳除油＋雙向剪切楔形扇面葉片式污泥干化技術(shù)”，運(yùn)行效果良好，可為煉油企業(yè)油泥處理提供工程借鑒。

1 裝置概況

某煉油廠污水處理場設(shè)計處理能力1 000 m3/h，污泥分為含油污泥（罐底油泥、浮渣）和剩余活性污泥，含油污泥的設(shè)計處理規(guī)模為3.33 t/h，剩余活性污泥的設(shè)計處理規(guī)模為1.73 t/h，合計共5.06 t/h。污泥分別經(jīng)過儲存、濃縮處理，含水率降至98%以內(nèi)，經(jīng)離心脫水處理后的污泥含水率達(dá)到85%，污泥量為0.675 t/h，送入污泥干化設(shè)施進(jìn)一步處理，干化機(jī)設(shè)計處理規(guī)模為0.675 t/h，最大處理規(guī)模為1.0 t/h。污泥經(jīng)干化處理后，設(shè)計含水率下降至25%～40%（平均30%）。

2 技術(shù)原理及特點(diǎn)

2.1 技術(shù)原理

含油污泥在pH 值為1 ～3 的條件下具有較好的破乳除油效果[5]，采用油泥酸化破乳除油技術(shù)，以98%的濃硫酸作為破乳劑，對油泥中的污油進(jìn)行破乳分離后，油泥分離器底部的泥、水混合物排入后續(xù)的調(diào)理器中，向調(diào)理器中投加燒堿，利用油泥分離液中高價金屬離子反應(yīng)時產(chǎn)生的混凝作用，對污泥進(jìn)行混凝調(diào)理，再經(jīng)重力濃縮、離心脫水，送入“雙向剪切楔形扇面葉片式污泥干燥機(jī)”干化處理。該干燥機(jī)是一種間接加熱低速攪拌型干燥機(jī)，設(shè)備內(nèi)部有兩根空心轉(zhuǎn)動軸，空心軸上密集并聯(lián)排列著楔形扇面中空葉片，軸體相對轉(zhuǎn)動，利用角速度相同而線速度不同的原理巧妙地達(dá)到了軸體上污泥的自清理作用，最大限度地防止了污泥干化過程中的“抱軸”現(xiàn)象，以最快速度使得污泥在干化過程中迅速沖過“膠粘化相區(qū)域”。同時巧妙的結(jié)構(gòu)使得污泥在干化過程中達(dá)到了雙向剪切狀態(tài)，夾套式殼體結(jié)構(gòu)使得污泥在機(jī)器內(nèi)部各個界面均勻受熱，軸體轉(zhuǎn)動，污泥在設(shè)備內(nèi)不斷翻騰，受熱面不斷翻新，從而大大提高了設(shè)備的蒸發(fā)效率，達(dá)到污泥干化目的。

2.2 工藝流程

含油污泥經(jīng)過油泥濃縮罐濃縮脫水后，進(jìn)入油泥分離器破乳除油，除油后的油泥進(jìn)入污泥調(diào)理器調(diào)整pH 值至中性，然后進(jìn)入泥水分離器；剩余活性污泥經(jīng)過污泥濃縮罐濃縮脫水后直接進(jìn)入泥水分離器。經(jīng)泥水分離器濃縮后的三泥通過給料泵送入離心脫水機(jī)，離心脫水處理后的污泥在重力作用下排入污泥罐中暫存，然后用泵將脫水后的三泥送入污泥干燥機(jī)進(jìn)行干化，干化污泥儲存于干泥倉，用車轉(zhuǎn)運(yùn)外委處置。

污泥干燥機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的尾氣經(jīng)洗氣塔洗滌，利用軸流式風(fēng)機(jī)抽至污水處理場尾氣處理設(shè)施處理。污泥濃縮脫水、離心脫水及洗氣塔洗氣水均經(jīng)收集后送至污水處理裝置處理。工藝流程見圖1。

2.3 技術(shù)特點(diǎn)

1）采用價格較低的濃硫酸控制含油污泥的pH值為1～3，對含油污泥進(jìn)行破乳除油，破乳除油效果好，運(yùn)行成本低。

圖1 三泥處理裝置工藝流程

2）污泥干燥機(jī)采用低溫、低轉(zhuǎn)速方式，相對于其他熱干化機(jī)節(jié)約能源。

3）采用低壓飽和水蒸氣作為熱源，將干化處理過程的溫度控制在160℃以下的安全范圍內(nèi)。

4）采用低壓氮?dú)鈱Ω稍餀C(jī)進(jìn)行吹掃，控制干燥機(jī)內(nèi)部氧含量低于2.5%，確保裝置安全運(yùn)行，同時可順利排出污泥干化過程中所產(chǎn)生的水蒸氣。

5）污泥泵采用變頻調(diào)節(jié)，可根據(jù)出料含水率調(diào)整污泥進(jìn)料量，確保干化處理效果。

6）干燥機(jī)所排干泥經(jīng)冷卻螺旋降溫至45℃以下，輸送至干泥倉暫存，并在干泥倉設(shè)置氮封。

7）干燥機(jī)出料呈顆粒狀或小片狀固體物，采用鎖氣閥控制出料，可防止空氣進(jìn)入干化筒內(nèi)。

8）干化處理過程中所排出的氣體溫度在95～120℃之間，主要組成為水蒸氣，另有少量輕油氣。用風(fēng)機(jī)將干化排氣抽吸至洗氣塔中，使干化筒呈微負(fù)壓，阻止空氣從排濕管線上進(jìn)入干化筒內(nèi)。采用回用水對排出的氣體進(jìn)行洗氣和冷凝處理，洗氣水排至污水處理場處理。

3 裝置運(yùn)行情況及處理效果

3.1 主要運(yùn)行工藝參數(shù)及處理效果

裝置主要運(yùn)行工藝參數(shù)見表1。經(jīng)試運(yùn)及調(diào)整，該污泥干化系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，為摸索該系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)參數(shù)，對該系統(tǒng)全流程開展了72 h連續(xù)運(yùn)行標(biāo)定，具體標(biāo)定數(shù)據(jù)如表2～4所示。

由表2、3、4數(shù)據(jù)可知，該三泥處理裝置采用酸化破乳除油的方法在油泥分離器中分離出污油，實現(xiàn)了污油的有效回收。裝置標(biāo)定期間，油泥平均進(jìn)料量為2.8 t/h，原料油泥平均含油率為5.55%，污油平均回收率為91.67%，油泥處理的資源化效果顯著。

剩余活性污泥與預(yù)處理后的油泥一并進(jìn)入泥水分離器進(jìn)行處理，大量的游離水從泥水分離器頂部連續(xù)溢流出裝置，底部濃縮污泥進(jìn)一步脫水濃縮，含固率提高，使得進(jìn)入離心脫水處理的污泥量減少，離心脫水污泥含水率達(dá)到70%，較常規(guī)污泥處理方法80%～85%的含水率低出許多。干化污泥含水率基本保持在15%以下，減量化效果顯著。

表1 主要運(yùn)行工藝參數(shù)

污泥干燥機(jī)采用低壓飽和水蒸氣作為熱源，干化處理過程的最高溫度控制在160℃以下；同時通入低壓氮?dú)庖钥刂聘苫瘷C(jī)內(nèi)氧含量，保證干化機(jī)內(nèi)氧含量始終保持在1%以下，保證了干燥機(jī)安全運(yùn)行。

3.2 裝置運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及優(yōu)化措施

1）排濕尾氣風(fēng)量波動大

原因分析：在污泥干燥機(jī)開車初期，因設(shè)計原因，只在尾氣風(fēng)機(jī)出口最近的管線“爬坡”點(diǎn)設(shè)置了排凝點(diǎn)，而在尾氣進(jìn)入處理設(shè)施前還有“爬坡”點(diǎn)，尾氣中含有大量水蒸氣，經(jīng)長管線輸送，在管線中冷凝，形成水柱，導(dǎo)致排濕尾氣遇阻，風(fēng)量波動大。

表2 標(biāo)定期間主要操作參數(shù)

解決措施：在每個尾氣管線“爬坡”點(diǎn)處開口，設(shè)置排凝點(diǎn)，確保冷凝液順利排出。

表3 系統(tǒng)進(jìn)/出料量

表4 標(biāo)定期間分析檢測結(jié)果

2）低壓蒸汽系統(tǒng)帶液量大

原因分析：因污泥干燥機(jī)蒸汽使用點(diǎn)是全廠最末端，蒸汽在使用過程中將冷凝液帶至干燥機(jī)蒸汽入口，且不同時間點(diǎn)冷凝液情況不一樣，白天氣溫高時蒸汽冷凝液較少，但凌晨氣溫低時蒸汽冷凝液量大，從而影響污泥干化效果，使污泥干燥機(jī)無法達(dá)到最佳的處理量。

解決措施：在污泥干燥機(jī)入口蒸汽管線上增設(shè)疏水器，并在其出口蒸汽管線上增設(shè)冷凝液排放口，每天定期排放冷凝液，確保蒸汽溫度正常。

3）干燥機(jī)至洗氣塔入口尾氣管線堵塞

原因分析：在污泥干燥機(jī)運(yùn)行過程中，污泥中的水分因受熱蒸發(fā)，經(jīng)尾氣風(fēng)機(jī)排出。尾氣風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量越大，洗氣塔入口負(fù)壓越低，干燥機(jī)內(nèi)污泥顆粒越容易隨尾氣帶出，并在尾氣管線中沉積，導(dǎo)致尾氣管線堵塞。尾氣管線堵塞時，干燥機(jī)內(nèi)的水蒸氣無法順利外排，對干燥機(jī)的干化效果影響很大，并且容易造成干燥機(jī)出泥成塊，進(jìn)而影響機(jī)械部件的損壞。

解決措施：

1）調(diào)整尾氣風(fēng)機(jī)排氣風(fēng)量和入口負(fù)壓，將尾氣風(fēng)機(jī)排氣風(fēng)量控制在500～700 m3/h、尾氣風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓控制在-0.15～-0.1 kPa，防止尾氣風(fēng)機(jī)抽力過大，減少干燥機(jī)內(nèi)部污泥顆粒抽至尾氣管線。

2）在容易堵塞的管線上增加氮?dú)夥创祾吖芫€，每天定期吹掃，防止污泥顆粒在橫管段過快沉積。

3）用便攜式測溫儀對尾氣管線定點(diǎn)測溫，從而對尾氣管線內(nèi)沉積的污泥進(jìn)行定期清理。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

由表5可知，油泥破乳除油運(yùn)行費(fèi)用約為34.94元/t 油泥，污泥離心脫水運(yùn)行費(fèi)用約為29.6 元/t 污泥，干化運(yùn)行費(fèi)用約為99.83 元/t 污泥，故含水率為98%以上的油泥經(jīng)濃縮脫水、破乳除油、離心脫水，干化至含水率為13.33%所需的運(yùn)行總費(fèi)用為164.37 元/t 污泥（不含設(shè)備折舊及人工費(fèi)），按2 800元/t干化污泥外委處置，每噸含水率為98%的油泥干化至含水率為13.33%的運(yùn)行費(fèi)用及外委處置費(fèi)用共228.98元。

該三泥處理裝置投運(yùn)前，含水率為98%的三泥經(jīng)離心機(jī)脫水后含水率降為85%，并以2 800元/t外委處置，每噸含水率為98%的三泥離心脫水及外委處置費(fèi)用共402.93元（不含設(shè)備折舊及人工費(fèi)）。

故三泥處理裝置投運(yùn)后，含水率為98%的三泥處理費(fèi)用約下降173.95 元/t，實現(xiàn)了油泥減量化、低成本處理。

5 結(jié)論

1）采用油泥酸化破乳除油技術(shù)，在油泥分離器上部分離出污油，實現(xiàn)了污油的有效回收。裝置標(biāo)定期間，油泥平均進(jìn)料量為2.8 t/h，原料油泥平均含油率為5.55%，污油平均回收率為91.67%，回收污油量為0.1425 t/h，油泥處理的資源化效果顯著。

表5 三泥處理裝置全流程運(yùn)行費(fèi)用

2）油泥經(jīng)破乳除油、調(diào)理和濃縮處理后，再進(jìn)行離心脫水處理，可將脫水污泥含水率由傳統(tǒng)處理方法的80%～85%降至70%，經(jīng)干化后油泥含水率降至15%以內(nèi)，油泥減量化顯著。

3）該三泥處理裝置投運(yùn)后，含水率為98%的三泥處理費(fèi)用下降173.95元/t，按5.06 t/h三泥設(shè)計處理量計算，每年可節(jié)約近739萬元三泥處理費(fèi)用，實現(xiàn)了污泥低成本處理。

4）“酸化破乳除油＋雙向剪切楔形扇面葉片式污泥干化技術(shù)”先進(jìn)可靠、操作簡便，從污染的有效控制角度來說，是理想的污染治理技術(shù)，實現(xiàn)了油泥資源化、減量化及低成本處理，在油泥處理方面具有良好的應(yīng)用前景。