離心脫水機(jī)對(duì)油泥、浮渣工業(yè)處理的探討
技術(shù)支持
1 前言
在煉油污水的處理過(guò)程中，隔油、浮選裝置要產(chǎn)生一定量的油泥及浮渣。這些油泥及浮渣成分非常復(fù)雜，幾乎涉及到石化生產(chǎn)中所有有毒有害的原料、輔料、半成品及成品。因此這些油泥及浮渣對(duì)環(huán)境有潛在危害，污染土壤、水體、大氣，影響環(huán)境衛(wèi)生。我國(guó)目前石化行業(yè)在對(duì)污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的油泥及浮渣的處理，還沒(méi)有達(dá)到極佳化。為了降低這些污染物的含水率以減少污泥數(shù)量，有許多廠引進(jìn)國(guó)外離心過(guò)濾機(jī)及其系統(tǒng)，有的廠家采用國(guó)產(chǎn)離心過(guò)濾機(jī)，但大都運(yùn)行效果不甚理想。洛陽(yáng)分公司為搞好環(huán)境治理工程，在三泥治理方面投入了一定的人力、物力和技術(shù)，解決了一些技術(shù)難題，取得了較好效果，實(shí)現(xiàn)了離心脫水機(jī)對(duì)油泥及浮渣的有效處理，大大減少了油泥及浮渣量。
2 油泥及浮渣的性質(zhì)與產(chǎn)生量
2.1 油泥的產(chǎn)生量
油泥的產(chǎn)生量與加工原油的性質(zhì)、加工量、加工工藝、加工的深度等條件有關(guān)，洛陽(yáng)分公司煉油裝置目前原油加工量為4×106t/a，加工的原油有中原油、新疆原油、長(zhǎng)慶原油及部分進(jìn)口中東原油。污水處理裝置每年產(chǎn)生油泥約7000t，產(chǎn)生浮渣4000t。
2.2 油泥及浮渣的組成與性質(zhì)
（1）油泥的組成：泥沙、油及其它部分懸浮物雜物。油含量400mg/L左右；硫化物含量在100mg/L；COD含量在2萬(wàn)mg/L左右。
（2）油泥的性質(zhì)：比重：1.03～1.1；含水率99%～99.5%。
（3）浮渣的組成：油、絮凝劑及其它部分雜質(zhì)。油含量在350mg/L左右；COD達(dá)4～5萬(wàn)mg/L。
（4）浮渣的性質(zhì)：比重：0.97～0.99，含水率99.1%～99.9%。
3 水在油泥及浮渣中的存在形式及分離方法
按水分在泥中的存在形式可分為間隙水、毛細(xì)管結(jié)合水、表面吸附水和內(nèi)部水四種。存在泥顆粒間隙中的水稱(chēng)間隙水，約占污泥水分的70%左右。這部分水分可用濃縮法進(jìn)行泥、水分離；在污染顆粒間形成一些小的毛細(xì)管，這種毛細(xì)管有裂紋形和楔形兩種。其中充滿(mǎn)著水分，這部分水被稱(chēng)為毛細(xì)管結(jié)合水，約占污泥水分的20%左右。這部分水分需采用高速離心脫水機(jī)才能將水脫去；吸附在污泥顆粒表面的水稱(chēng)為表面吸附水，約占污泥水分的7%左右，這部分水需要加熱才能將水脫除；存在污泥顆粒內(nèi)部或微生物細(xì)胞內(nèi)的水稱(chēng)為內(nèi)部水，約占污泥水分的3%左右。這部分水需采用生物法破壞細(xì)胞膜或高溫加熱法、冷凍法才能將水去除。
4 油泥、浮渣處理的工藝流程及處理效果
4.1 油泥、浮渣的處理流程
大體包括脫水、濃縮、過(guò)濾、處理。
4.2 離心脫水機(jī)對(duì)油泥、浮渣處理的工藝流程
不管是石化行業(yè)污水處理系統(tǒng)的三泥處理裝置，還是其它行業(yè)的污泥處理裝置，對(duì)泥中所含的間隙水一般都采用重力脫水濃縮法進(jìn)行去除，并且去除率也較高。但對(duì)毛細(xì)管結(jié)合水的去除就比較困難，這就要根據(jù)泥性質(zhì)的不同而選用不同的過(guò)濾設(shè)備。對(duì)于油泥、浮渣的過(guò)濾一般都采用離心過(guò)濾設(shè)備，但效果都不甚理想，主要表現(xiàn)泥、水難分離，過(guò)濾后的水中懸浮物含量高。洛陽(yáng)石化分公司使用的離心過(guò)濾機(jī)型號(hào)為LWB400Ⅱ，其設(shè)計(jì)處理能力為5～8m3/h。油泥、浮渣的處理工藝是：油泥、浮渣用提升泵輸送到濃縮罐，首先向濃縮罐內(nèi)添加無(wú)機(jī)絮凝劑進(jìn)行濃縮脫水，然后添加聚丙烯酰胺，加入助濾劑石灰乳。泥靠自流進(jìn)入離心過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾。
4.3 離心脫水機(jī)調(diào)試時(shí)的工藝及運(yùn)行參數(shù)
（1）離心脫水機(jī)的運(yùn)行參數(shù)
處理負(fù)荷（m3/h）：5、6。
轉(zhuǎn)速（r/min）：2500、3000。
（2）工藝參數(shù)
絮凝劑的投加量為300mg/L；石灰乳的投加量為500mg/L；聚丙烯酰胺的投加量分別為80mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、250mg/L。
4.4 離心脫水機(jī)對(duì)油泥、浮渣的調(diào)試結(jié)果
在離心脫水機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000r/min、過(guò)濾前油泥、浮渣含水率為97%的條件下對(duì)浮渣的處理效果如下：
加藥量（mg/L） | 濾餅 | 濾后液 | ||||
含水率（%） | 油含量（mg/L） | 含水率（%） | 油含量（mg/L） | COD含量（mg/L） | ||
聚丙烯酰胺 | 80 | 86.3 | 92.3 | 98.7 | 98.3 | 1230 |
聚丙烯酰胺 | 100 | 86.9 | 100.8 | 98.6 | 98.2 | 1240 |
聚丙烯酰胺 | 150 | 85.6 | 105.9 | 98.9 | 96.7 | 1403 |
聚丙烯酰胺 | 200 | 83.6 | 107.5 | 99.2 | 103.4 | 1430 |
聚丙烯酰胺 | 250 | 84.3 | 102.5 | 99.8 | 99.7 | 1450 |
對(duì)油泥的處理效果如下：
加藥量（mg/L） | 濾餅 | 濾后液 | ||||
含水率（%） | 油含量（mg/L） | 含水率（%） | 油含量（mg/L） | COD含量（mg/L） | ||
聚丙烯酰胺 | 80 | 86.8 | 55.9 | 98.5 | 98.7 | 1260 |
聚丙烯酰胺 | 100 | 87.2 | 76.5 | 98.3 | 95.2 | 1241 |
聚丙烯酰胺 | 150 | 84.6 | 84.8 | 98.8 | 90.3 | 1409 |
聚丙烯酰胺 | 200 | 83.8 | 89.2 | 99.4 | 86.5 | 1425 |
聚丙烯酰胺 | 250 | 84.5 | 85.3 | 99.2 | 89.6 | 1561 |
從上面兩張表格可以看出，離心脫水機(jī)的運(yùn)行效果不夠理想，主要問(wèn)題是濾后液中懸浮物含量高，如果將濾后液輸送到污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，必將對(duì)其裝置造成嚴(yán)重影響。經(jīng)社會(huì)調(diào)研，各家所采用的離心設(shè)備，無(wú)論是進(jìn)口的，還是國(guó)產(chǎn)的，都存在著類(lèi)似情況，當(dāng)時(shí)有種說(shuō)法就是離心機(jī)不能有效分離油泥、浮渣中的水分。
5 影響離心脫水機(jī)運(yùn)行效果的因素
5.1 藥劑的影響
由于各煉油廠所加工原油的性質(zhì)不同，各廠的加工工藝不同，加工深度也不一樣，因此所產(chǎn)生的油泥、浮渣的成分、性質(zhì)各有特點(diǎn)，必須有針對(duì)性地選擇藥劑。為搞好這項(xiàng)工作，技術(shù)人員決定要首先對(duì)自己裝置所產(chǎn)生的油泥、浮渣的性質(zhì)進(jìn)行認(rèn)真分析，對(duì)三泥脫水藥劑進(jìn)行優(yōu)選。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)6個(gè)生產(chǎn)聚丙烯酰胺廠家的20多種產(chǎn)品的脫水效果評(píng)價(jià)，優(yōu)選出了兩種適合該廠油泥、浮渣性質(zhì)的藥劑品種。
5.2 聚丙烯酰胺投加點(diǎn)不合適
起初是把聚丙烯酰胺投加在濃縮罐內(nèi)，這樣罐內(nèi)的泥在藥劑作用下就相互凝聚，濃縮罐到離心脫水機(jī)的進(jìn)口處有30m的長(zhǎng)度，這些凝聚的泥在管道中流動(dòng)時(shí)，一方面會(huì)在管道中沉積造成堵塞，另一方面會(huì)造成藥劑鏈的斷裂，使泥的凝聚能力降低，在機(jī)器中不易進(jìn)行泥水分離。技術(shù)人員通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，決定將藥劑投加點(diǎn)設(shè)在離心脫水機(jī)入口前1.3m處。
5.3 在油泥、浮渣的處理過(guò)程中不需要加入絮凝劑及石灰乳
浮渣的產(chǎn)生過(guò)程中已經(jīng)含有相當(dāng)一部分的絮凝劑，浮渣中的陽(yáng)離子濃度已較高，若向浮渣中再加入絮凝劑，一方面造成浪費(fèi)，另一方面也使泥中的陽(yáng)離子濃度過(guò)剩，也不利于泥水的分離，因此對(duì)于浮渣的過(guò)濾應(yīng)采用非離子型藥劑較好。對(duì)于油泥的泥水分離，需選用電荷量較大的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，因?yàn)樗茌^好地使油泥中帶負(fù)電的油達(dá)到電中性而凝聚。
6 技術(shù)改進(jìn)后離心脫水機(jī)的運(yùn)行情況
6.1 離心脫水機(jī)對(duì)浮渣的處理效果
在離心脫水機(jī)轉(zhuǎn)速為3000r/min、浮渣進(jìn)料時(shí)含水率為97%、不同量的非離子濃度投加下，離心脫水機(jī)對(duì)浮渣的分離效果如下表所示：
加藥量（mg/L） | 濾餅 | 濾后液 | ||||
含水率（%） | 油含量（mg/L） | 含水率（%） | 油含量（mg/L） | COD含量（mg/L） | ||
非離子藥劑 | 80 | 82.4 | 98.3 | 99.87 | 104.2 | 654 |
非離子藥劑 | 100 | 81.1 | 100.2 | 99.89 | 99.7 | 724 |
非離子藥劑 | 150 | 80.6 | 99.8 | 99.95 | 98.4 | 863 |
非離子藥劑 | 200 | 76.8 | 103.7 | 99.99 | 97.6 | 871 |
非離子藥劑 | 250 | 80.7 | 98.5 | 99.96 | 100.2 | 938 |
由上表可知，在藥劑投加濃度為200mg/L，運(yùn)行效果較好，它的濾后液含水率達(dá)99.99%，它的固含量是比較少的，達(dá)到了泥、水分離的目的，并且濾后液COD的含量液不高，將濾后液輸送到污水處理系統(tǒng)，不會(huì)造成沖擊。
6.2 離心脫水機(jī)對(duì)油泥的處理效果
在離心脫水機(jī)轉(zhuǎn)速為3000rpm、油泥含水率為97%、不同量的聚丙烯酰胺投加下，離心機(jī)對(duì)油泥的分離效果如下表所示：
加藥量（mg/L） | 濾餅 | 濾后液 | ||||
含水率（%） | 油含量（mg/L） | 含水率（%） | 油含量（mg/L） | COD含量（mg/L） | ||
聚丙烯酰胺 | 80 | 85.7 | 156.8 | 99.87 | 196.2 | 734 |
聚丙烯酰胺 | 100 | 84.5 | 162.3 | 99.91 | 114.3 | 789 |
聚丙烯酰胺 | 150 | 82.6 | 205.4 | 99.96 | 105.2 | 869 |
聚丙烯酰胺 | 200 | 81.7 | 213.5 | 99.98 | 97.86 | 902 |
聚丙烯酰胺 | 250 | 84.2 | 223.4 | 99.91 | 94.7 | 987 |
由上表可知，當(dāng)聚丙烯酰胺的濃度投加到200ppm時(shí)，離心脫水機(jī)的運(yùn)行效果是不錯(cuò)的，無(wú)論是濾餅的含水率還是濾后液中懸浮物的含量都達(dá)到生產(chǎn)要求，并且濾后液COD的含量也不高，不會(huì)對(duì)污水處理造成沖擊。
7 結(jié)論
國(guó)產(chǎn)離心脫水機(jī)能有效地對(duì)煉油企業(yè)產(chǎn)生的油泥及浮渣進(jìn)行有效分離，它完全可以與國(guó)外離心機(jī)相媲美，但必須要做好以下工作：
（1）要對(duì)油泥及浮渣的性質(zhì)進(jìn)行分析，優(yōu)選脫水藥劑。
（2）脫水藥劑的投加點(diǎn)應(yīng)設(shè)在離心脫水機(jī)入口處較近的地方。
（3）藥劑的投加量以及原料的處理量計(jì)量要準(zhǔn)確，使處理效果較佳。
（4）離心脫水機(jī)的運(yùn)行參數(shù)要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)確定。
只要把好這幾個(gè)重要環(huán)節(jié)，離心脫水機(jī)就能有效地將油泥及浮渣中所含的毛細(xì)管結(jié)合水給予分離。使污泥的含水率大大降低，從而減少污泥的數(shù)量。同樣，進(jìn)口過(guò)濾機(jī)的正常運(yùn)行也必須做好這些工作。
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