煉油廠“三泥”處理研究與設(shè)計(jì)
技術(shù)支持
石油煉制生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水大部分為含油污水，其含油指標(biāo)和COD值一般都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 污水排放標(biāo)準(zhǔn)，此部分污水必須經(jīng)處理達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）后方可排放。因此，各石油化工企業(yè)都設(shè)有污水處理場。污水處理流程一般采用物理法和生物法相結(jié)合的方法，經(jīng)調(diào)節(jié)池、隔油、兩級浮選、生化曝氣、過濾等工藝處理達(dá)標(biāo)后排放。但在其處理過程中產(chǎn)生的“三泥”，即油泥、浮渣、剩余污泥造成了二次污染。如果沒有合理的處理方法，只好打回調(diào)節(jié)池，隨著污水再進(jìn)入下一個(gè)流程處理，這樣“三泥”就一直留在系統(tǒng)里，形成了惡性循環(huán)；或者定期清理，送至固體廢物填埋場，但其含水率很高，需脫水后外運(yùn)。
本研究從環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，將“三泥”進(jìn)行預(yù)處理、混凝、離心脫水后形成泥餅，送焚燒爐焚燒，以CO2的形式排放，形成穩(wěn)定的、對環(huán)境無害的物質(zhì)，液相部分送回調(diào)節(jié)池。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 “三泥”的性質(zhì)
煉油廠污水處理場產(chǎn)生的“三泥”中，浮選池浮渣和濾罐反洗水所占的比例較大，約占“三泥”總質(zhì)量的91.8%。浮渣是固體懸浮物、乳化油及微氣泡的混合物，相對密度小于1。浮渣的粘度大、流動性差；池底混合泥由于經(jīng)過了厭氧發(fā)酵，使原來凝聚的絮體又發(fā)生解體，顆粒更細(xì)，若不作適當(dāng)處理則機(jī)械脫水十分困難。泥樣分析結(jié)果見表1。
表1：“三泥”的基本性質(zhì)
名稱 | w（含油）/% | w（含固）/% | 外觀 |
混合泥 | 31.9 | 2.1 | 大塊油泥團(tuán)、黑色，有臭味 |
浮渣池泥 | 19.0 | 3.0 | 分散泥團(tuán)、黑色，有臭味 |
浮渣機(jī)泥 | 14.0 | 1.5 | 分散泥團(tuán)、黑色，略有臭味 |
1.2 實(shí)驗(yàn)過程
實(shí)驗(yàn)用泥樣是某煉油廠污水處理場氣浮池底直接排出的氣浮機(jī)泥。從表1分析結(jié)果中看出，“三泥”的含油量和含固率都不相同，尤其是含水率，它對絮凝效果和絮體密度影響很大，為了確保離心脫水有效，需通過試驗(yàn)確定調(diào)質(zhì)方法，改變“三泥”的性質(zhì)，使其符合離心脫水的要求。實(shí)驗(yàn)采用的調(diào)質(zhì)方法是：加熱、調(diào)節(jié)pH值、絮凝。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加熱到50℃左右，再用硫酸（20%～25%）調(diào)節(jié)pH值至3～4，污泥流動性比單加熱更好。酸化反應(yīng)時(shí)間2min，然后用石灰液調(diào)節(jié)pH值至8～8.5，并生成硫酸鈣。
硫酸鈣的密度大，可增加污泥的密度，同時(shí)為絮凝創(chuàng)造合適的條件。然后再加入高分子絮凝劑和無機(jī)絮凝劑（堿式氯化鋁），浮渣的流動性、分層效果和脫水性質(zhì)能明顯改善。
1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
加熱和酸化處理可將“三泥”破乳，降低粘度，增加流動性；石灰中和可生成硫酸鈣，增大污泥的密度，提高沉降性能，同時(shí)創(chuàng)造合適的絮凝條件?！叭唷笔且环N帶電的分散物系，但浮渣的粒徑比較小，浮渣中含有較多乳化油時(shí)，它將轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N穩(wěn)定的油包水型乳化液，穩(wěn)定性很強(qiáng)，難以產(chǎn)生沉降，因此，必須用高分子絮凝劑進(jìn)行絮凝處理。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單純采用離心脫水機(jī)械對污泥進(jìn)行脫水，很難達(dá)到預(yù)定的處理效果，而且需處理的污泥量太大，必須先對污泥進(jìn)行破乳及濃縮等預(yù)處理，才能發(fā)揮離心脫水機(jī)械效能，達(dá)到預(yù)期效果。由于污泥的含油率變化較大，除用硫酸鈣提高密度外，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況添加無機(jī)混凝劑。
1.4 主要建、構(gòu)筑物及“三泥”處理設(shè)施的設(shè)計(jì)
本裝置設(shè)計(jì)的主要建、構(gòu)筑物見表2。
表2：主要建、構(gòu)筑物
序號 | 名稱/座 | 數(shù)量 | 長/m | 寬/m | 高/m | 備注 |
1 | 濃泥中間池 | 1 | 8.3 | 1.4 | 1.0 | 半地下式 |
2 | 操作間 | 1 | 7.8 | 3.0 | 3.6 | |
3 | 污泥泵房 | 1 | 7.0 | 6.0 | 4.0 | |
4 | 儲渣間 | 1 | 8.4 | 4.5 | 8.6 | 輕體房 |
本裝置設(shè)計(jì)的主要設(shè)備見表3。
表3：主要設(shè)備
序號 | 名稱 | 型號和規(guī)格 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 離心脫水機(jī) | DSNX4050 | 臺 | 1 | |
2 | 污泥供料泵 | SEEPEX 10-6 LBN | 臺 | 1 | |
3 | 絮凝劑投加泵 | SEEPEX 012-12 MDP | 臺 | 1 | |
4 | 絮凝劑投配單元 | TOMAL Polyrex 2.0 | 套 | 1 | |
5 | 綜合啟動控制盤 | 套 | 1 | 脫水部分 | |
6 | 無軸螺旋輸送器 | U260 | 臺 | 1 | |
7 | 污泥供料泵 | LW50-20-15 | 臺 | 2 | |
8 | 破乳槽 | 1.35m3 | 臺 | 1 | 防腐 |
9 | 計(jì)量泵 | JM200/0.1-4.0 | 臺 | 1 | 耐蝕 |
10 | 反應(yīng)器 | 20m3/h | 臺 | 1 | |
11 | 中和槽 | 2.9m3 | 臺 | 1 | 帶攪拌器 |
12 | 調(diào)質(zhì)劑槽 | 1.5m3 | 臺 | 1 | 帶攪拌器 |
13 | 絮凝劑槽 | 1.35m3 | 臺 | 1 | 帶攪拌器 |
14 | 沉降濃縮池 | 35m3 | 座 | 1 | 6級斜板式 |
15 | 耐酸泵 | 1H50-32-125 | 臺 | 1 | |
16 | 運(yùn)泥罐 | 5m3 | 臺 | 1 | |
17 | 酸罐 | 5m3 | 臺 | 1 | |
18 | 加熱系統(tǒng) | 套 | 1 | 帶自控 | |
19 | 焚燒爐 | 臺 | 1 |
1.5 “三泥”處理工藝流程
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定“三泥”處理工藝流程為：首先蔣污泥通過加熱、破乳、調(diào)pH、中和、絮凝等調(diào)質(zhì)處理，再送入沉降濃縮池。上清液返回隔油池，經(jīng)過濃縮的污泥再加入絮凝劑，進(jìn)入離心脫水機(jī)。分離出來的液相返回調(diào)節(jié)池，固相由螺旋輸送器送到焚燒爐焚燒。
“三泥”經(jīng)處理、離心脫水后液相返回調(diào)節(jié)池，產(chǎn)生的固相——污泥運(yùn)至焚燒爐。污泥中主要成分為泥砂、油泥等，其中，硫化物大部分是在水中以H2S的形式存在，在污水處理過程中已被處理，污泥中基本不含硫，因此，焚燒后不存在SO2等有機(jī)物，而主要以CO2等無機(jī)物的形式存在，對環(huán)境無不良影響。
2 結(jié)語
該“三泥”處理裝置建成后開車一次成功，投產(chǎn)2年以來，由于污泥量不是穩(wěn)定不變的，因此，該裝置一直間斷運(yùn)行，運(yùn)行效果良好。
需要注意的是：設(shè)計(jì)中添加絮凝劑是按實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)自動控制的，但實(shí)際運(yùn)行中，污泥的含水率不是一成不變的，如果按設(shè)計(jì)值，絮凝劑的添加量就不很經(jīng)濟(jì)，添加多了，提高運(yùn)行成本，造成浪費(fèi)；添加少了，不能形成泥餅。因此，絮凝劑的添加量問題需在實(shí)際運(yùn)行中，不斷摸索，按實(shí)際情況調(diào)整。
