高效污泥脱水系统在石化领域的应用

高效污泥脱水系统在石化领域的应用

吉李彬1，王大川2

（1．陕西延长石油集团盐化工项目筹建处，陕西西安710065；2．陕西延长石油集团炼化公司，陕西延安727406）

摘要：对卧螺离心机脱水系统在延安炼油厂“三泥”脱水处理中的应用作了介绍，并且对该系统的运行情况、最佳投药量、技术特点等方面作了简单介绍，证明该脱水系统的运行效果较好，适于在炼化领域进行推广。
    关键词：污泥脱水；卧螺离心机；三泥；投药量
    污水处理产生的“三泥”主要包括隔油池（罐）底泥、浮选池浮渣以及生化池剩余活性污泥等。延安炼油厂现有两套污水处理装置，总的设计处理能力为500m3/h，每年产生固含量很低的“三泥”约3.6万吨，其中浮渣量约占65%，含水率很高，剩余活性污泥约占5%，主要为微生物的代谢产物，含水率也较高，油泥约占30%，乳化严重，粘度大，处理困难[1]。该厂原有一台国产离心脱水机，运行不稳定，脱水效果差，污泥脱水处理的压力大，费用高。“三泥”的减容减量、脱水处理成为困扰该厂继续发展壮大的瓶颈问题。2006年10月，该厂引进一台瑞士阿法拉伐G2-40卧螺离心机，处理能力10m3/h，经近几年的操作探索、技术改造，系统运行稳定，脱水后污泥含水率65%-70%，脱水效果良好。
    1·系统工艺流程
    系统采用“污泥沉降浓缩→絮凝破乳→离心脱水→脱水污泥输送→离心分离液外送”的工艺流程（图1.1）。

    系统根据脱水污泥的性质不同，采用可切换的两种流程进行脱水处理。
    （1）流程一（短流程）：由浮选池排出的浮渣和（或）隔油池排出的底泥、剩余活性污泥等，进入污泥浓缩罐进行重力沉降切水，达到离心机进泥要求，然后用离心机进泥泵送入离心机进行污泥脱水，在进入离心机之前，从聚丙烯酰胺自动配药机来的1#PAM（阳离子）溶液与污泥混合，浓缩后的污泥经螺旋输送机送往污泥储罐，等待装车。分离液进入分离液集水箱，由泵提升送到油水分离罐，油水分离罐上部污油溢流到污油池，下部的水返回污水处理系统。
    （2）流程二（长流程）：污油脱水罐底泥进入污泥浓缩罐进行重力沉降切水，达到离心机进泥要求，用泵按一定速率送入絮凝反应罐，同时，通过计量泵按一定比例将1#PAM（阴离子）溶液送入罐中，罐内设搅拌器，以保证混合均匀。反应后的混合液溢流进入另一反应罐，同时通过计量泵按一定比例将2#PAM（阳离子）溶液送入反应罐中，罐内同样设搅拌器搅拌。反应完成后的污泥溢流入污泥缓冲罐，用离心机进泥泵送入离心机。其后的处理流程与流程一相同。
    2·卧螺离心机操作原理
    如图1.2和图1.3，物料从空心的螺旋输送器中央的进料管直通到机器转鼓圆锥体和圆柱体的交汇部分。物料在进入转鼓后，其中的液体分布在转鼓中形成内层水环，并平稳地加速到全转速。固相在离心力的作用下被沉降在转鼓内壁。螺旋输送器连续地将固体从转鼓的圆柱体部分通过圆锥体部分输送到圆锥体端部。

    固液分离发生在转鼓的整个圆柱部分，在转鼓的大端有可更换/可调节的堰板，澄清的液相通过堰板在转鼓的大端溢出。固体通过离心力从转鼓小端的出口排出。
    3·系统运行情况
    3.1系统运行参数
    （1）污泥浓缩罐进泥量为36000m3/年，含水率99%，出泥量为14400 m3/年，出泥含水率97.5%。
    （2）离心机处理能力10m3/h，进泥含水率97.5%，脱水污泥含水率≤85%；分离液含固率＜0.3%。
    （3）离心机转鼓的转速为3100R/min，差速为3.5-4.5R/min，扭矩为0.8-1.3kNm。反应器搅拌机的转速范围是0-30 R/min。
    3.2系统运行效果
    水分在污泥中的存在形式有间隙水、毛细管结合水、表面吸附水和内部水四种。不管是石化行业污水处理系统的三泥处理装置，还是其它行业的污泥处理装置，对泥中所含的间隙水一般都可采用重力脱水浓缩法进行去除。但对毛细管结合水，就要根据泥性质的不同而选用不同的过滤设备[2]。针对延安炼油厂“三泥”性质，系统选用卧螺离心机进行脱水处理。
    系统调试以及运行优化过程中，调整离心脱水机的最优运行参数为转速为3100R/min，差速为3.5-4.5 R/min，扭矩为0.8-1.3 kNm。日常运行中，聚丙烯酰胺（浓度0.1%）的投加量对系统脱水效果影响较大。该厂在不断总结系统的最佳投药量，2006年至2010年运行的平均数据如表5.1及表5.2所示。

    由表5.1可看出，运行以来，系统用短流程对浮渣、隔油池底泥及剩余活性污泥进行脱水处理，加药量为120mg/L时，运行效果最好，它的滤后液含水率达99.99%，固含量是比较少，达到了泥、水分离的目的，并且滤后液COD的含量也不高，将滤后液输送到污水处理系统，不会造成冲击。由表5.2可看出，运行以来，系统用长流程对污油罐底泥进行脱水处理，加药量为150mg/L时，运行效果最好，无论是滤饼的含水率还是滤后液中悬浮物的含量都达到生产要求，并且滤后液COD的含量也不高，不会对污水处理造成冲击。
    4·系统技术特点
    （1）选用了新的处理工艺、新的絮凝药剂。该系统运用成熟、可靠、先进的污泥处理工艺，针对污油罐底泥与隔油池底泥、浮选池浮渣、剩余活性污泥等其他污泥乳化度的差异性，设计了两条单独的处理工艺流程，且巧妙地将二者结合为一体，整套工艺不仅切换灵活，而且节约了占地。同时，此系统采用了对含油污泥针对性较强的瑞典进口的PAM絮凝剂，具有投加浓度低、絮凝效果好、无需破乳预处理等优点，分离液澄清，分离效果良好。
    （2）选用了瑞士阿法拉伐卧螺离心脱水机，运用离心沉降原理实现固液分离。与国内传统的带式压滤脱水相比，由于没有滤网，不会引起堵塞，且适用各类污泥的浓缩和脱水，在脱水过程中当进料浓度变化时，转鼓和螺旋的差速和扭矩会自动跟踪调整，不设专人操作，絮凝剂的投加量也较少，同时，卧螺离心机占用空间小，安装调试简单，整机全密封操作，车间环境较好。
    5·结论
    （1）系统自2006年10月投运以来，运行稳定，效果良好，脱水后污泥含水率低于最初设计的85%，一直保持在65%-70%。延安炼油厂的污泥外运的数量大幅减少，不仅较大程度地降低了运输、后续干化、焚烧处置等环节的费用，而且确保了污水处理的达标排放或回用。
    （2）在调整确定了离心脱水机的最优运行参数后，系统用短流程对浮渣、隔油池底泥及剩余活性污泥进行脱水处理，最佳投药量为120mg/L时；系统用长流程对污油罐底泥进行脱水处理，最佳投药量为150mg/L时，运行效果最好。
    （3）该系统较好地解决了延安炼油厂继续发展壮大地环保瓶颈问题，具有良好的经济、环境、社会效益。现已在延长石油集团炼化公司推广应用，鉴于运行过程总结的经验，该系统在炼化领域具有应用前景。
参考文献
[1]原文博.LW400×1600-N2型离心机在炼油污泥治理中的应用[J].工业水处理,2008(3):69.
[2]于庄子.离心脱水机对油泥、浮渣工业处理的探讨[J].石油化工环境保护,2003,26(1):48.