CN105668961B - 污泥处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种污泥处理装置及方法，该污泥处理装置包括含油污泥浓缩罐(1)、第一切割机(3)、切碎过滤器(5)、精确加热器(9)、加药装置(10)、超声振荡反应器(11)、热水清洗反应器(13)、气体振荡固液分离槽(14)、油水分离罐(23)、活性污泥浓缩罐(2)、第二切割机(17)、污泥混合调质器(16)、污泥低温热脱水干化一体机(21)。该污泥处理装置将油分从含油污泥中分离出来，避免油分对污泥热干化的影响，解决了污泥资源化、减量化的问题，降低污泥的数量和重量，并降低了运输成本和处置费用。

Description

污泥处理装置及方法

技术领域

本公开涉及用于石油化工行业的污泥处理技术，特别涉及一种污泥处理装置及方法。

背景技术

根据规划，石油化工行业的废物处理原则是区域设置集中的固体废物处理中心，不建议企业自行建造焚烧设施和危险性废物填埋设施。石油化工企业重点解决污泥资源化、减量化的问题，重点做好污泥干化，降低污泥的数量和重量，降低运输成本和处置费用，污泥的无害化处理由集中的危险性废物中心处理。因此，污泥干化处理是石油化工企业面临的急需解决的问题，而且由于含油污泥影响污泥的热干化，故含油污泥的除油处理是重中之重。

石油化工污泥主要来自污水处理场污泥。目前通常的处理方法是将含油污泥进行脱水处理后再进入焦化装置处理，活性污泥经过干化处理后进入CFB锅炉焚烧处理；含油污泥、活性污泥经过混合脱水处理后外运委托处理。但是，随着国家环保标准的提高，这些方法的使用都受到限制，或者导致沉重而昂贵的处理费用。特别是对于含油污泥，目前，设有焦化装置的企业采取将含油污泥送入焦化装置进行焚烧处理的办法，没有焦化装置的企业，多数将其与活性污泥混合进行脱水后外运。但是含油污泥一旦混入活性污泥，其中的油分将给污泥脱水、干化装置的正常运行造成影响。污泥脱水、干化做的不好，外运的污泥量就大，费用也更高。

发明内容

本公开的目的是提供一种污泥处理装置及方法，其能够避免含油污泥混入活性污泥中，影响污泥的脱水、干化处理。

本公开的一方面提供一种污泥处理装置，包括含油污泥浓缩罐、第一切割机、切碎过滤器、精确加热器、加药装置、超声振荡反应器、热水清洗反应器、气体振荡固液分离槽、油水分离罐、活性污泥浓缩罐、第二切割机、污泥混合调质器、污泥低温热脱水干化一体机；

其中，所述含油污泥浓缩罐用于存储及浓缩含油污泥，所述含油污泥浓缩罐的出口依次连接所述第一切割机、所述切碎过滤器、所述精确加热器、所述超声振荡反应器、所述热水清洗反应器和所述气体振荡固液分离槽，所述气体振荡固液分离槽的污泥出口连接至所述污泥混合调质器，所述气体振荡固液分离槽的含油水出口连接至所述油水分离罐；

所述加药装置设置于所述精确加热器和超声振荡反应器之间，用于向所述精确加热器的出口管道投加破乳剂；

所述活性污泥浓缩罐用于存储及浓缩活性污泥，所述活性污泥浓缩罐的出口依次连接所述第二切割机、所述污泥混合调质器和所述污泥低温热脱水干化一体机。

优选地，所述油水分离罐的热水出口连接至所述含油污泥浓缩罐、切碎过滤器、超声振荡反应器、热水清洗反应器和气体振荡固液分离槽的至少其中之一。

优选地，所述污泥处理装置还包括排湿风机，用于将所述含油污泥浓缩罐、活性污泥浓缩罐和污泥低温热脱水干化一体机的至少其中之一产生的废气送入所述活性污泥浓缩罐。

优选地，所述切碎过滤器包括搅拌机、加热器和过滤网。

优选地，所述第一切割机和切碎过滤器之间设置有第一污泥提升泵。

优选地，所述气体振荡固液分离槽和污泥混合调质器之间设置有第二污泥提升泵。

优选地，所述第二切割机和污泥混合调质器之间设置有第三污泥提升泵。

优选地，所述污泥混合调质器和污泥低温热脱水干化一体机之间设置有第四污泥提升泵。

优选地，所述污泥处理装置还包括干化污泥料仓，用于存储所述污泥低温热脱水干化一体机产生的干化污泥。

本公开的另一方面提供一种利用上述污泥处理装置的污泥处理方法，包括并行的第一流程和第二流程；

其中所述第一流程包括以下步骤：

步骤S1：浓缩含油污泥；

步骤S2：切割经过浓缩的含油污泥，并对经过切割的含油污泥进行切碎、预加热和过滤；

步骤S3：对所述含油污泥进行加热；

步骤S4：投加破乳剂，对所述含油污泥进行破乳；

步骤S5：对所述含油污泥进行油、泥分离；

步骤S6：对所述含油污泥进行热水清洗，然后在所述含油污泥中投加絮凝剂；

步骤S7：对所述含油污泥进行固液分离，分离得到的污泥引入污泥混合调质器中，分离得到的含油水引入油水分离罐中；

步骤S8：在所述油水分离罐中，对所述含油水进行油、水分离；

所述第二流程包括以下步骤：

步骤S9：浓缩活性污泥；

步骤S10：切割经过浓缩的活性污泥，将经过切割的活性污泥引入所述污泥混合调质器中；

步骤S11：对所述污泥混合调质器中的污泥进行调质处理；

步骤12：对经过调质的污泥进行脱水和/或干化处理。

与现有技术相比，本公开的有益效果是将含油污泥中的油分中分离出来，避免油分对污泥脱水、干化处理产生影响。同时，分离出来的油分是一种资源，具有一定的经济价值。本公开解决了污泥资源化、减量化的问题，降低污泥的数量和重量，并降低了运输成本和处置费用。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1显示根据示例性实施例的污泥处理装置的示意图。

主要附图标记说明：

1-含油污泥浓缩罐，2-活性污泥浓缩罐，3-切割机，4-污泥提升泵，5-切碎过滤器，6-搅拌机，7-加热器，8-过滤网，9-精确加热器，10-加药装置，11-超声振荡反应器，12-搅拌机，13-热水清洗反应器，14-气体振荡固液分离槽，15-污泥提升泵，16-污泥混合调质器，17-切割机，18-污泥提升泵，19-搅拌机，20-污泥提升泵，21-污泥低温热脱水干化一体机，22-干化污泥料仓，23-油水分离罐，24-热水回流泵；25-排湿风机。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据示例性实施例的污泥处理装置包括含油污泥浓缩罐、第一切割机、切碎过滤器、精确加热器、加药装置、超声振荡反应器、热水清洗反应器、气体振荡固液分离槽、油水分离罐、活性污泥浓缩罐、第二切割机、污泥混合调质器、污泥低温热脱水干化一体机。

含油污泥浓缩罐用于存储及浓缩含油污泥，含油污泥浓缩罐的出口依次连接第一切割机、切碎过滤器、精确加热器、超声振荡反应器、热水清洗反应器、气体振荡固液分离槽，气体振荡固液分离槽的污泥出口连接至污泥混合调质器，气体振荡固液分离槽的含油水出口连接至油水分离罐。这些设备依次对含油污泥进行浓缩、切割、切碎、过滤、加热预处理、准确加热处理、超声振荡处理、热水清洗、油泥分离(也就是固液分离)。最后，分离得到的含油水进入油水分离罐进行油水分离，污泥进入污泥混合调质器进行调质，并进行后续的脱水、干化处理或脱水、低温热干化一体机处理。

加药装置设置于精确加热器和超声振荡反应器之间，用于向精确加热器出口管道投加破乳剂，对含油污泥进行破乳。

活性污泥浓缩罐用于存储及浓缩活性污泥，活性污泥浓缩罐的出口依次连接第二切割机、污泥混合调质器和污泥低温热脱水干化一体机。这些设备分别用于对活性污泥进行浓缩、切割、调质、脱水/干化处理或脱水/低温热干化一体机处理。最后经过干化处理的污泥可在干化污泥料仓中进行储存。

作为优选方案，油水分离罐的热水出口可连接至含油污泥浓缩罐、切碎过滤器、超声振荡反应器、热水清洗反应器和气体振荡固液分离槽的至少其中之一，这样分离出来的热水可以进入这些设备中，以此增大污泥的液固比，提高含油污泥的处理效率。

作为优选方案，污泥处理装置还包括排湿风机，用于将含油污泥浓缩罐和活性污泥浓缩罐进行污泥浓缩处理和除油处理产生的废气、污泥低温热脱水干化一体机进行污泥干化处理产生的废气送入活性污泥浓缩罐，进行洗气、冷却处理。

作为优选方案，切碎过滤器可包括搅拌机、加热器和过滤网，可对含油污泥进行搅拌、过滤和预加热。

作为优选方案，在第一切割机和切碎过滤器之间、气体振荡固液分离槽和污泥混合调质器之间、第二切割机和污泥混合调质器之间、以及污泥混合调质器和污泥低温热脱水干化一体机之间可以选择性地设置提升泵，以增大流体压力，促进流体的循环流动，还可将流体泵送到较高的水平高度。

在根据示例性实施例的污泥处理装置中，含油污泥通过切碎、过滤、加热预处理，再进行精确加热处理并投加药剂，之后再经过超声振荡处理，将污油从污泥上剥离下来；然后进行热水清洗，投加絮凝剂，再进入气体振荡固液分离槽进行油与泥的分离，也就是固液分离。固液分离出的液体含油水和污油，进行油水分离。污油回收利用，热污水排放或回流到前段以提高污泥的液固比。分离出的污泥与活性污泥混合进行干化处理。活性污泥通过浓缩处理，再经过切割机切割后，用泵提升进入污泥混合调质器，调质后进行脱水、干化处理或脱水、低温热干化一体机处理。

根据示例性实施例的污泥处理装置将油分从含油污泥中分离出来，可以避免油分对污泥热干化的影响，经过油分分离的污泥可以与活性污泥一起进行后续干化处理，从而解决了污泥资源化、减量化的问题，降低污泥的数量和重量，并降低了运输成本和处置费用。此外，分离出来的油分可以回收利用，提高了经济效益。

以下详细描述根据示例性实施例的污泥处理装置的工作过程，其包括并行的第一流程和第二流程，即第一流程和第二流程是同时进行的。

其中第一流程包括以下步骤：

S1：在含油污泥浓缩罐中浓缩含油污泥。

S2：切割机切割经过浓缩的含油污泥，然后在切碎过滤器中，循环切碎、预加热、过滤含油污泥。

S3：通过精确加热器对经过切碎、预加热、过滤的含油污泥进行精确加热。在使用时，可根据实际需求设置加热温度。加热器前后设置有温度计，热源管道设置有调节阀，可根据污泥量、进出污泥的温度参数，自动控制加热过程。

S4：通过加药装置向精确加热后的含油污泥投加破乳剂，对所述含油污泥进行破乳。破乳剂可采用自有复配药剂。

S5：通过超声振荡反应器对投加破乳剂后的含油污泥进行油、泥分离。经过油、泥分离之后，大部分的油已经从污泥上剥离下来。

S6：在热水清洗反应器中，热水清洗含油污泥，并在热水清洗反应器后端投加絮凝剂(例如聚丙烯酰胺等)，使得含油污泥转化为絮体混合物。

S7：通过气体振荡固液分离槽对絮体混合物进行固体和液体的分离，分离得到的污泥进入污泥混合调质器中，分离得到的含油水进入油水分离罐。

振荡气体可由压缩机压入回流热水中，进行释放产生气泡。气体振荡有助于油与污泥的分离，不需要额外增加搅拌装置。气体对污油的附着，也有助于油与污泥的分离。此外，静置的沉降也有助于水与泥的分离，在去除油的同时，能够降低污泥的含水率，降低污泥量。优选地，可在气体振荡固液分离槽内设置刮油刮泥机收油，防止底部泥沙的沉积。

S8：在油水分离罐中对气体振荡固液分离槽分离出的含油水进行油、水分离处理。油水分离罐分离产生的热水可回流到污泥处理装置的含油污泥浓缩罐、切碎过滤器、超声振荡反应器、热水清洗反应器或气体振荡固液分离槽中，以此增大污泥的液固比，提高含油污泥的处理效率。

第二流程包括以下步骤：

S9：在活性污泥浓缩罐中浓缩活性污泥。

S10：通过切割机切割经过活性污泥浓缩罐浓缩的活性污泥。

S11：切割后的活性污泥进入污泥混合调质器中，在污泥混合调质器中对污泥进行调质处理。

S12：调质后的污泥进入污泥低温热脱水干化一体机，进行脱水、干化处理或脱水、低温热干化处理。

经过干化处理的污泥可储存在干化污泥料仓中。

在执行第一流程和第二流程的过程中，可通过排湿风机将污泥浓缩处理、含油污泥除油处理、污泥干化处理产生的废气送入活性污泥浓缩罐进行洗气、冷却处理，检测不合格时再进行生物除臭处理。

以下参考图1详细描述根据示例性实施例的污泥处理装置。

根据示例性实施例的污泥处理装置包括含油污泥浓缩罐1、活性污泥浓缩罐2、切割机3、污泥提升泵4、切碎过滤器5、精确加热器9、加药装置10、超声振荡反应器11、热水清洗反应器13、气体振荡固液分离槽14、污泥提升泵15、污泥混合调质器16、切割机17、污泥提升泵18、污泥提升泵20、污泥低温热脱水干化一体机21、干化污泥料仓22、油水分离罐23、热水回流泵24、排湿风机25。

含油污泥浓缩罐1用于存储及浓缩含油污泥，含油污泥浓缩罐1的出口依次连接切割机3、污泥提升泵4、切碎过滤器5、精确加热器9、超声振荡反应器11、热水清洗反应器13和气体振荡固液分离槽14，气体振荡固液分离槽14的污泥出口依次连接至第二污泥提升泵15、污泥混合调质器16，气体振荡固液分离槽14的含油水出口连接至油水分离罐23。油水分离罐23的热水出口经由热水回流泵24连接至热水清洗反应器13。加药装置10设置于精确加热器9和超声振荡反应器11之间，用于向精确加热器9的出口管道投加破乳剂。

活性污泥浓缩罐2用于存储及浓缩活性污泥，活性污泥浓缩罐的出口依次连接切割机17、污泥提升泵18、污泥混合调质器16、污泥提升泵20、污泥低温热脱水干化一体机21。污泥低温热脱水干化一体机21产出的干化污泥储存在干化污泥料仓22中。

排湿风机25可将污泥浓缩处理、含油污泥除油处理、污泥干化处理产生的废气送入活性污泥浓缩罐2。

根据示例性实施例的污泥处理装置的工作过程包括并行的第一流程和第二流程，其中第一流程包括以下步骤：

步骤ST1，利用含油污泥浓缩罐1浓缩含油污泥。

步骤ST2，通过切割机3切割含油污泥，用污泥提升泵4将切割后的含油污泥提升到切碎过滤器5，进行循环切碎、预加热、过滤，预加热过滤后的污泥进入下游工艺。切碎过滤器5包括搅拌机6、加热器7和过滤网8，切碎过程的控制参数如下：

1、切碎过滤器5的水力停留时间为10分钟～30分钟；采用管式加热器间接加热，热源为热水或蒸汽，加热温度40℃～80℃；

2、搅拌机6采用调频调速装置，具有搅拌和切割、破碎的功能，转速100转/分钟～250转/分钟；

3、切碎过滤器5内的过滤网8将大颗粒的含油污泥滞留在过滤器内继续进行切碎，符合颗粒度要求的含油污泥通过格网过滤进入后序工艺段。格网采用不锈钢耐磨材料，孔径1mm～25mm；

4、切碎过滤器5内部设有加热器7，对含油污泥进行预加热，温度40℃～80℃；

5、为避免含油污泥堵塞格网，设置同步的格网清洁刮板(刷)；

6、过滤后的污泥通过泥槽(管)收集输送，泥槽(管)设置0.5％～10％的坡度至出泥口，防止污泥的沉积。

步骤ST3，通过精确加热器9对经过切碎、过滤、预加热后的含油污泥进行精确加热。加热器9前后设置有温度计，热源管道设置有调节阀，可根据污泥量、进出污泥的温度参数，自动控制加热过程。

步骤ST4，通过加药装置10向精确加热后的含油污泥投加破乳剂，破乳剂可采用自有复配药剂配制。

步骤ST5，投加破乳剂后的含油污泥进入超声振荡反应器11，通过超声振荡反应器11对投加破乳剂后的含油污泥进行油、泥分离。超声振荡反应器11包括超声波发生装置、振动棒、搅拌机12，振动频率范围控制在20kHZ～40kHZ，超声振荡反应器11内的水力停留时间为5分钟～30分钟，搅拌机12可选用调频调速电机，根据需要设置搅拌转速为10转/分钟～250转/分钟。经过油、泥分离之后，大部分的油已经从污泥上剥离下来。

步骤ST6，在热水清洗反应器13中，热水清洗含油污泥，热水清洗反应器13内安装搅拌机进行搅拌，根据需要可以设置调频调速电机，搅拌转速10r/分钟～80r/分钟，水力停留时间5分钟～30分钟。在热水清洗反应器13的后端投加絮凝剂聚丙烯酰胺或其它药剂，使得含油污泥转化为絮体混合物。

ST7，形成的絮体混合物进入气体振荡固液分离槽14进行固液分离。气体振荡固液分离槽14内的水力停留时间15分钟～120分钟。分离得到的污泥通过污泥提升泵15提升到污泥混合调质器16中，分离得到的含油水进入油水分离罐23。

ST8，由气体振荡固液分离槽14分离出的含油水进入油水分离罐23内进行油、水分离处理。分离的污油可以进行收集储存，热水经由热水回流泵24回流到热水清洗反应器13中，以此增大污泥的液固比，提高含油污泥的处理效率。

第二流程包括以下步骤：

ST9，在活性污泥浓缩罐2中浓缩活性污泥。

ST10，通过切割机17切割经过活性污泥浓缩罐2浓缩的活性污泥，通过污泥提升泵18将切割后的活性污泥提升到污泥混合调质器16中；

ST11，污泥混合调质器16内设置搅拌机19，对活性污泥进行搅拌，并在活性污泥中投加石灰或高分子絮凝剂，以利于污泥脱水。

ST12，通过污泥提升泵20将调质后的污泥提升进入污泥低温热脱水干化一体机21进行脱水、干化处理。

ST13，将干化处理后污泥储存在干化污泥料仓22中，等待外运。

在执行上述第一流程和第二流程的过程中，通过排湿风机25将污泥浓缩处理、含油污泥除油处理、污泥干化处理产生的废气送入活性污泥浓缩罐2进行洗气、冷却处理，检测不合格时再进行生物除臭处理。

上述技术方案只是本发明的一种实施例，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施例所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (10)

1.一种污泥处理装置，包括含油污泥浓缩罐(1)、第一切割机(3)、切碎过滤器(5)、精确加热器(9)、加药装置(10)、超声振荡反应器(11)、热水清洗反应器(13)、气体振荡固液分离槽(14)、油水分离罐(23)、活性污泥浓缩罐(2)、第二切割机(17)、污泥混合调质器(16)、污泥低温热脱水干化一体机(21)；

其中，所述含油污泥浓缩罐(1)用于存储及浓缩含油污泥，所述含油污泥浓缩罐(1)的出口依次连接所述第一切割机(3)、所述切碎过滤器(5)、所述精确加热器(9)、所述超声振荡反应器(11)、所述热水清洗反应器(13)和所述气体振荡固液分离槽(14)，所述气体振荡固液分离槽(14)的污泥出口连接至所述污泥混合调质器(16)，所述气体振荡固液分离槽(14)的含油水出口连接至所述油水分离罐(23)；

所述加药装置(10)设置于所述精确加热器(9)和超声振荡反应器(11)之间，用于向所述精确加热器(9)的出口管道投加破乳剂；

所述活性污泥浓缩罐(2)用于存储及浓缩活性污泥，所述活性污泥浓缩罐(2)的出口依次连接所述第二切割机(17)、所述污泥混合调质器(16)和所述污泥低温热脱水干化一体机(21)。

2.根据权利要求1所述的污泥处理装置，其中所述油水分离罐(23)的热水出口连接至所述含油污泥浓缩罐(1)、切碎过滤器(5)、超声振荡反应器(11)、热水清洗反应器(13)和气体振荡固液分离槽(14)的至少其中之一。

3.根据权利要求1所述的污泥处理装置，还包括排湿风机(25)，用于将所述含油污泥浓缩罐(1)、活性污泥浓缩罐(2)和污泥低温热脱水干化一体机(21)的至少其中之一产生的废气送入所述活性污泥浓缩罐(2)。

4.根据权利要求1所述的污泥处理装置，其中所述切碎过滤器(5)包括搅拌机(6)、加热器(7)和过滤网(8)。

5.根据权利要求1所述的污泥处理装置，其中所述第一切割机(3)和切碎过滤器(5)之间设置有第一污泥提升泵(4)。

6.根据权利要求1所述的污泥处理装置，其中所述气体振荡固液分离槽(14)和污泥混合调质器(16)之间设置有第二污泥提升泵(15)。

7.根据权利要求1所述的污泥处理装置，其中所述第二切割机(17)和污泥混合调质器(16)之间设置有第三污泥提升泵(18)。

8.根据权利要求1所述的污泥处理装置，其中所述污泥混合调质器(16)和污泥低温热脱水干化一体机(21)之间设置有第四污泥提升泵(20)。

9.根据权利要求1所述的污泥处理装置，还包括干化污泥料仓(22)，用于存储所述污泥低温热脱水干化一体机(21)产生的干化污泥。

10.一种利用权利要求1-9中任一项所述的污泥处理装置的污泥处理方法，包括并行的第一流程和第二流程；

其中所述第一流程包括以下步骤：

步骤S1：浓缩含油污泥；

步骤S2：切割经过浓缩的含油污泥，并对经过切割的含油污泥进行切碎、预加热和过滤；

步骤S3：在指定温度下对所述含油污泥进行加热；

步骤S4：投加破乳剂，对所述含油污泥进行破乳；

步骤S5：对所述含油污泥进行油、泥分离；

步骤S6：对所述含油污泥进行热水清洗，然后在所述含油污泥中投加絮凝剂；

步骤S7：对所述含油污泥进行固液分离，分离得到的污泥引入污泥混合调质器中，分离得到的含油水引入油水分离罐中；

步骤S8：在所述油水分离罐中，对所述含油水进行油、水分离；

所述第二流程包括以下步骤：

步骤S9：浓缩活性污泥；

步骤S10：切割经过浓缩的活性污泥，将经过切割的活性污泥引入所述污泥混合调质器中；

步骤S11：对所述污泥混合调质器中的污泥进行调质处理；

步骤12：对经过调质的污泥进行脱水和/或干化处理。