CN104418473B - 一种含油污泥资源化处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含油污泥资源化处理工艺，包括如下内容：原料贮存污泥池中的含油污泥进入污泥混合槽中进行破乳处理，破乳后的含油污泥进入叠螺式污泥脱水机进行固液分离，得到滤液和泥饼，滤液进入气液混合罐与空气混合，混合物进入分离池中进行油、水、泥三相分离。本发明工艺可以将含油污泥的含水率从80%～98%降为50%左右，还可以回收含油污泥中的大部分原油，大大降低污泥后续处理的难度。本发明的工艺应用范围广，特别适用于应用于罐底油泥、浮渣和活性污泥的处理，以及石油开采和贮运企业产生的各种含油污泥的处理。

Description

一种含油污泥资源化处理工艺
技术领域
本发明涉及一种含油污泥资源化处理工艺，尤其涉及一种含油污泥的污泥脱水、原油回收处理工艺。
背景技术
在石油的开采、集输、炼制及含油污水处理过程中会产生大量含油的黑色固体、半固体废物，被称之为油泥，它的主要成分是原油、泥和水。油泥中固体颗粒尺寸可从不足微米到几英寸，大多数在l至100微米之间，油的组成取决于原油种类、炼油厂结构与操作条件，污泥的组成可能随时间变化而变化。据统计，中国年产油泥近300万吨，其中蕴含的原油资源约为60万吨左右。油泥中除含有大量的老化原油、蜡质、胶体物质外，含有大量苯系物、酚类、蒽、芘、多氯联苯和二恶英等有毒有害物质。此外油泥中还含有大量的病原菌、寄生虫，如不进行合理有效的处理，不仅会浪费石油资源，也会对环境造成严重污染。
目前处理含油污泥的技术多种多样，每种方法都有各自的优缺点和适用范围。如溶剂萃取法可回收油泥中大部分的石油资源，但同时存在流程长、工艺复杂、处理费用高等缺点；生物处理法无二次污染，但处理周期长；化学破乳法对乳化严重的油泥需另加破乳剂和加热，同样原油处理较困难；固液分离法对于含油高、污染严重的油泥的回收率低；焚烧法能减少污泥中有害物质对环境的污染，但流程复杂，成本和操作费用高，不能回收原油，且焚烧产生的SO2、CO及粉尘会对空气产生二次污染。随着环保法规的日益严格和完善，减量化、资源化和无害化处理油泥技术，将成为含油污泥处理技术发展的必然趋势。
CN102039301A公开了一种含油污泥资源化、无害化综合处理工艺。其中所用的破乳剂为碳酸钠、硫酸钠、十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯月桂基醚中两种或两种以上的混合物，油回收率可达75%～90%。该工艺过程较为复杂，油回收率还有待于提高。CN102092907A公开了一种含油污泥资源化处理的方法，首先通过电化学方法脱去污泥中富含乳化水，使污水达到回注要求，经本方法处理后含油污泥含水降至1%以下，在回收含油污泥中大量老化原油，经本方法处理后含油污泥所含老化污油降至1%以下，最后将含油污泥有机化处理，经微生物发酵等处理后含油污泥有机化，达到无害化排放，最后污油含量小于3%，但是该工艺操作复杂，成本高，不利于实际应用。CN102041038A公开了一种稠油老化油处理方法，该方法通过采用破乳剂结合离心的方法处理老化油，解决了油田稠油老化油破乳脱水的难题，但是该发明中使用的三相卧螺离心机的成本高，对污水中泡沫等比水轻的杂质的处理效果比较差，不利于含油量高的污泥处理。
发明内容
针对现有技术的不足， 本发明的目的在于提供一种经济、有效、适用范围广的含油污泥资源化处理工艺。该工艺不仅可以将含油污泥的含水率从80%～98%降为50%左右，还可以回收含油污泥中的大部分原油，大大降低污泥后续处理的难度。
本发明含油污泥资源化处理工艺，包括如下内容：原料贮存污泥池中的含油污泥进入污泥混合槽中，加入破乳剂，进行破乳处理，破乳后的含油污泥进入叠螺式污泥脱水机进行固液分离，得到滤液和泥饼，滤液进入气液混合罐与空气混合，混合物进入分离池中进行油、水、泥三相分离。
本发明工艺中所述的破乳剂，以重量百分比计包括：烷基醇醚羧酸盐5wt%～20wt%，硅酸钠5wt%～33wt%，无机盐1wt%～5wt%，碱0.5wt%～5wt%，水 44wt%～88.5wt%。破乳剂的制备过程均在常温常压下进行。
其中，所述的烷基醇醚羧酸盐（AEC）的一般结构式为R-（OCH2CH2）nOCH2COONa，其中R为C12～C18的烷基，n=3～9；所述的硅酸钠来源于固体粉末状硅酸钠或硅酸钠溶液；所述的无机盐为氯化钠、氯化钾、硫酸钠或硫酸钾中的一种或多种；所述的碱来源于氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇钠或乙醇钾中的一种或多种。
本发明工艺中所述的破乳剂的制备方法，包括如下内容：将烷基醇醚羧酸盐、硅酸钠、无机盐、碱和水在常温常压下混合均匀即可。上述原料也可以在使用时分别加入到含油污泥中混合均匀。破乳剂在污泥混合槽中混合时间为30～40分钟，混合槽温度控制在50～70℃。
本发明工艺中所述的破乳剂还可以根据需要加入缓蚀剂，如氧化膜型缓蚀剂、沉积膜型缓蚀剂或吸附膜型缓蚀剂中的一种或几种，缓蚀剂的加入量根据实际需要，一般占油泥破乳剂重量的0.1%～1%。
本发明工艺中，溶药加药系统中通过加药泵将破乳剂投入到污泥混合槽进行破乳处理。
本发明工艺中，破乳处理后的含油污泥通过引流的方式进入叠螺式污泥脱水机，在脱水机中经过挤压后形成滤液和泥饼。
本发明工艺中，泥饼通过螺旋输送机运走，可以选择填埋、热萃取、热解、焚烧、堆肥或干化等工艺进行处理；滤液主要成分是水、油、剩余泥以及比水轻的杂质，滤液进入气液混合罐，利用混合罐底部的曝气装置引入空气形成微气泡，使微气泡与滤液充分混合，形成混合物，进入分离池。
本发明工艺中，气液混合罐中形成的混合物在分离池中分离过程如下：混合物在分离池中利用微气泡吸附和携带水中油和悬浮物上浮至液面形成浮渣，利用刮渣机回收利用，分离池中间层的污水送入污水处理厂进行后续处理，分离池底部的剩余污泥送回原料贮存污泥池进行处理。
本发明工艺中，所述的叠螺式污泥脱水机由污泥浓缩和污泥脱水两部分组成。在重力作用下，水从相对移动的叠片间隙中滤出，实现快速浓缩。经过浓缩的污泥随着脱水机中螺旋轴的转动不断往前移动，在压力的作用下，污泥中的水分受挤压排出，泥饼含固量不断升高，最终实现污泥的连续脱水。
本发明工艺中，所述的气液混合罐属于密封装置，盖板底部设有排气管，能排出气液混合过程中释放的有害气体，防止污染工作环境。
本发明工艺中，所述的分离池设有折板形导渣板装置；折板形导渣板是由前部斜板、前部直板、中部斜板、后部直板和后部斜板组成，其中中部直板和后部直板水平放置，前部斜板低于前部直板，中部斜板低于前部直板，后部直板低于中部斜板，后部斜板高于后部直板；刮渣板与前部斜板接触后，进入前部直板之上的浮渣可全部随着刮渣板移动经过中部斜板和后部直板后，从后部斜板溢出，进入回收罐中。
本发明所述的工艺过程是在自动控制装置控制下进行的。
本发明所述的工艺过程除污泥混合槽外均在常温常压下进行的。
本发明工艺特点如下：
1、本发明工艺中的破乳剂采用的烷基醇醚羧酸盐（AEC）是一种绿色环保表面活性剂，在疏水基和亲水基之间，嵌入一定加成数环氧乙烷，从而兼有阴离子和非离子表面活性剂中许多优良性能。烷基醇醚羧酸盐具有以下优点：无毒，对皮肤和眼睛的刺激性很小；性能稳定，受pH值和温度影响较小；具有很好的润湿性和渗透性；生物降解性能优异，降解率为98%，在自然环境中可完全降解为CO2和水。本发明中烷基醇醚羧酸盐和硅酸钠复配后，在碱性和无机盐存在的条件下，能够充分提高破乳剂的破乳效果，提高油品的回收率。破乳剂破乳效果好、油回收率高、生产成本低、绿色环保，且制备方法简便。
2、本发明工艺采用的叠螺式污泥脱水机，脱水效果好，成本低，维护方便，并且它具有自清洁功能，不会发生堵塞问题，只需少量水冲洗，无二次水污染，符合环保理念要求。
3、本发明工艺所述的分离池设有折板形导渣板装置，折板形导渣板与刮渣机上的刮渣板接触形成的刮渣区域面积大，采用这种折板形导渣板装置，不仅刮渣容易、彻底，而且浮渣主要停留在导渣板后部直板上，不易反流，确保出水的水质，也提高了污油的回收率。
4、本发明工艺对含油污泥的脱水效果好，能把含水率80%～98%的污泥脱水到含水率为50%左右，能最大限度地回收污油，分离池的出水水质高，大大降低了污泥和污水后续处理的难度。
5、本发明所述的工艺自动化程度高、操作简便、运行费用低，能有效地实现污泥资源化、无害化、减量化的处理要求，符合环保理念。
6、本发明的工艺应用范围广，能够适用于市政污水、食品、饮料、化工、皮革、焊材、造纸、印染、制药等行业的污泥处理，特别适用于应用于罐底油泥、浮渣和活性污泥的处理，以及石油开采和贮运企业产生的各种含油污泥的处理。
附图说明
图1是本发明的含油污泥资源化处理工艺流程示意图。
其中，1-原料贮存污泥池，2-污泥泵，3-污泥混合槽，4-加药泵，5-溶药加药系统，6-叠螺式污泥脱水机，7-滤液，8-气液混合罐，9-泥饼，10-污泥后处理装置，11-分离池，12-浮渣，13-污油回收罐，14-污水，15-污水处理厂，16-剩余污泥。
图2是本发明的含油污泥资源化处理工艺中分离池导渣板的结构示意图。
其中，1-前部斜板，2-前部直板，3-中部斜板，4-后部直板，5-后部斜板，6-分离池池体。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不因此限制本发明。其中所涉及的百分含量以重量为基准。本发明所述的工艺过程除污泥混合槽外均在常温常压下进行的。
本发明是通过如下工艺过程实现的：首先将原料贮存污泥池1中的污泥通过污泥泵2泵入污泥混合槽3中，均匀搅拌污泥。溶药加药系统5将液状破乳剂通过加药泵4投入到污泥混合槽3中进行污泥破乳处理。破乳处理后的污泥通过引流进入叠螺式污泥脱水机6。脱水机6设有污泥浓缩和污泥脱水两部分装置。在重力作用下，水从相对移动的叠片间隙中滤出，实现快速浓缩。经过浓缩的污泥随着螺旋轴的转动不断往前移动，在压力的作用下，污泥中的水分受挤压排出，污泥含固量不断升高，最终实现污泥的连续脱水。污泥中的水分在脱水机中受挤压排出后形成滤液7，污泥经过连续挤压脱水后形成泥饼9。脱水处理后形成的泥饼9通过螺旋输送机运走，可以选择填埋、热萃取、热解、焚烧、堆肥或干化等污泥后处理装置10对其进行后续处理。从脱水机6出来的滤液7的主要成分是水、油、剩余泥以及比水轻的杂质，将此混合液泵入气液混合罐8中。混合罐8中的曝气装置产生的微气泡与滤液7充分混合后，将气液混合物通入分离池11进行油、水、泥三相分离。气液混合物在分离池中利用微气泡吸附和携带水中油和悬浮物上浮至液面形成浮渣12。分离池11分离出的浮渣利用刮渣机回收至污油回收罐13，分离池中间层的污水14送入污水处理厂15进行后续处理，分离池底部的剩余污泥16送回原料贮存污泥池进行处理。
实施例1
以某炼厂罐底油泥为例说明本发明具体实施例。进料的含油污泥含量分析见表1，破乳剂各组分重量百分比为：十二烷基醇醚羧酸钠15wt%、硅酸钠20wt%、氯化钠2wt%、氢氧化钠1wt%、水 62wt%，破乳剂投加量为油泥重量的3%。破乳剂在污泥混合槽中混合时间为30分钟，混合槽温度控制在60℃左右。采用本发明工艺处理含油污泥，出料泥饼的含水率降为51.1%～54.9%，含油率为16.9%～22.3%，如表2所示。通过物料衡算，污泥经脱水处理后体积至少降低了10倍，大大降低了污泥后续处理的难度。滤液中的化学需氧量（COD）和悬浮物（SS）含量如表3所示，这降低了后期污水处理的难度。经过本发明工艺处理后，分离池顶部分离出的浮渣利用刮渣机回收利用，分离池中间层的污水送入污水处理厂进行后续处理，分离池底部的剩余污泥送回原料贮存污泥池进行处理。按照进料-1计算，最终油回收率为98.3%（油回收率=回收利用的油含量/进料油泥的油含量×100%）。
表1 含油污泥含量分析表。
表2 含油污泥脱水滤饼含量分析表。
表3 含油污泥脱水滤液含量分析表。
对比例1
所选油泥组成同实施例1的进料-1，所选处理工艺同实施例1，只是破乳剂不同。
按照油泥重量的3%，通过溶药加药系统向污泥混合槽中加入聚醚型破乳剂SP169。经过实施例1的工艺处理后，分离池顶部分离出的浮渣利用刮渣机回收利用，分离池中间层的污水送入污水处理厂进行后续处理，分离池底部的剩余污泥送回原料贮存污泥池进行处理。最终油回收率为76.5%。
对比例2
所选油泥组成同实施例1的进料-1。
按照油泥重量的3%，溶药加药系统将破乳剂通过加药泵投入到储存油泥的污泥混合槽中进行油泥破乳处理。将破乳处理后的油泥泵入沉降罐中进行保温沉降8小时，将沉降后的油泥通入三相离心机中进行三相分离处理。最终油回收率为85%。

Claims (12)

1.一种含油污泥资源化处理工艺，其特征在于包括如下内容：含油污泥进入污泥混合槽中，加入破乳剂，进行破乳处理，破乳后的含油污泥进入叠螺式污泥脱水机进行固液分离，得到滤液和泥饼，滤液进入气液混合罐与空气混合，混合物进入分离池中进行油、水、泥三相分离；所述的破乳剂以重量百分比计，由以下组分组成：烷基醇醚羧酸盐5wt%～20wt%，硅酸钠20wt%～33wt%，无机盐1wt%～5wt%，碱0.5wt%～5wt%，水 44wt%～88.5wt%，各组分含量之和为100wt%。
2.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：破乳剂在污泥混合槽中混合时间为30～40分钟，混合槽温度控制在50～70℃。
3.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的烷基醇醚羧酸盐的结构式为R-（OCH2CH2）nOCH2COONa，其中R为C12～C18的烷基，n=3～9。
4.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的硅酸钠来源于固体粉末状硅酸钠或硅酸钠溶液。
5.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的无机盐为氯化钠、氯化钾、硫酸钠或硫酸钾中的一种或多种。
6.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇钠或乙醇钾中的一种或多种。
7.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的破乳剂的制备方法为：将烷基醇醚羧酸盐、硅酸钠、无机盐、碱和水混合均匀即可。
8.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：破乳处理后的含油污泥通过引流的方式进入叠螺式污泥脱水机，在脱水机中经过挤压后形成滤液和泥饼。
9.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：滤液进入气液混合罐，利用混合罐底部的曝气装置引入空气形成微气泡，使微气泡与滤液充分混合。
10.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：气液混合罐中形成的混合物进入到分离池中分离过程如下：混合物在分离池中利用微气泡吸附和携带水中油和悬浮物上浮至液面形成浮渣，利用刮渣机回收利用，分离池中间层的污水送入污水处理厂进行后续处理，分离池底部的剩余污泥送回原料贮存污泥池进行处理。
11.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的分离池设有折板形导渣板；折板形导渣板是由前部斜板、前部直板、中部斜板、后部直板和后部斜板组成，其中中部直板和后部直板水平放置，前部斜板低于前部直板，中部斜板低于前部直板，后部直板低于中部斜板，后部斜板高于后部直板。
12.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的气液混合罐为密封装置，盖板底部设有排气管。
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