CN108503181A - 一种含油污泥无害化集成处理方法 - Google Patents

一种含油污泥无害化集成处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含油污泥无害化集成处理方法，包括(1)初级脱水；(2)生物沥浸改性；(3)深度脱水；(4)低温干化；(5)低温裂解；本发明经过以上工艺阶段对含油污泥进行处理后，分离出来的水全部回到污水处理系统中净化处理；污泥形成有机碳排出，作为新材料进行二次利用或燃烧处理；在此过程中产生的热量全部回到系统中进行回收利用，彻底实现了含油污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化。

Description

一种含油污泥无害化集成处理方法
技术领域
本发明涉及一种石油化工的含油污泥无害化集成处理系统及方法，尤其是针对石油化工行业污水处理过程中产生的含油浮渣、池底泥、罐底泥、生化污泥等减量化、资源化及无害化处理方法。
背景技术
石油化工行业因污水中含有较多的油份等有机物，因此通常在污水处理过程中会产生大量的污泥，主要包括罐底泥、隔油池底泥、含油浮渣、生化污泥等。目前，石化炼厂行业产生的污泥己被列入《国家危险废物目录》中的含油废物类(2008年国家环保部、国家发改委第一号令)，《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》也要求必须对含油污泥进行无害化处理。
在我国已经建成的污水处理厂中，具有污泥稳定处理设施的还不到1/4，污泥处理工艺和配套设备较为完善的还不到1/10。大部分污水处理厂都没有污泥处理的配套设施。
炼化企业在石油炼制和废水处理的过程中产生大量的含油污泥，这些含油污泥经机械脱水后，属于稳定的多相体系，乳化充分，黏度较大，给后处理系统带来了很大的困难，目前，含油污泥的处理常采用露天堆放或填埋的方式，但在含油污泥中，一般含有烃类化合物、苯系物、酚类化合物等，并伴有恶臭，若直接排放，会污染土壤、水体和植被，同时也是对石油资源的浪费。
发明内容
为克服上述技术问题，本发明提供了一种含油污泥无害化集成处理方法，包括以下步骤：
(1)初级脱水：
将污泥浓缩池中含水率97-98％的污泥经过泵提升进入叠螺污泥脱水机中，通过向污泥中投加占污泥总重量3-5％的絮凝剂，使污泥形成大颗粒絮团，在机械挤压的作用下，使污泥实现初级脱水，脱水后的污泥含水率为75-85％；
(2)生物沥浸改性：
经过初级脱水后的污泥，收集在污泥料仓中，然后经过定量螺旋输送机输送至生物沥浸改性设备中，通过向污泥中投加占总重量1-5％的生物沥浸改性剂，所述改性剂的组成如下：硅藻土30-35重量份，植醇8-15重量份，松香酸-N-酰基氨基酸类表面活性剂1-5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚1-5重量份；改性时间为1-5h；
(3)深度脱水：
改性后的污泥送入带式密相深度脱水系统中进行深度脱水，脱水后的泥饼含水率控制在55-60％，送入污泥料仓备用；
(4)低温干化：
深度脱水后的污泥经过定量螺旋输送机输送至低温干化系统中进行干化脱水，低温干化的温度控制在80-100℃，干化后的污泥含水率为10-30％；
(5)低温裂解：
干化后的污泥经过螺旋输送机定量输送至污泥低温裂解系统中进行低温裂解，低温裂解温度为300-600℃。
优选的，步骤(1)中絮凝剂的组成如下：碳酸钠20-36重量份，偏铝酸钠10-12重量份，生物絮凝剂5-10重量份，硫酸铝20-35重量份。
优选的，从叠螺污泥脱水机排出的水送到生化系统中继续处理，达标后排出。
优选的，生物絮凝剂为NOC-1絮凝剂。
优选的，植醇与松香酸-N-酰基氨基酸类表面活性剂的比例为(2-3)：1。
优选的，在低温干化系统前端设置有污泥布料器，污泥经过污泥布料器的破碎、挤压、成型，形成均匀的条状物分布在低温干化系统进料口。
优选的，步骤(4)中，低温干化系统采用热水供热，利用热泵将污泥中蒸发出来的水蒸气所携带的热量进行回收后，重新回到低温干化系统中对污泥进行干化脱水，热量回收后的水蒸气冷凝，形成常温的清水达标后直接排放。
优选的，步骤(5)中，将低温裂解过程产生的高温水蒸气通过换热器对干化污泥进行预热，再对热量进行回收，通入低温干化系统中的热水系统中，对热水进行供热，将蒸汽预热全部利用，最终型冷凝水后排入污水处理系统中进行净化处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、节能。利用污泥中有机物自身的能量，不断脱水、提高自身能量，回用于整个系统中，最大限度的节约能源，可以实现能源的自循环利用，无需补充外部能源。
2、技术先进。采用目前特定的污泥生物沥浸改性剂进行改进，然后进行深度脱水，可以在不改变污泥的性质的情况下，将污泥中的水分大部分分离出来；采用污泥低温干化技术，利用热泵进行回收水蒸气中的热量，将能量回用干化系统中，另外污泥裂解过程中产生的高温蒸汽对低温干化进行能量补充，无需增加外部能源，就可以实现污泥的干化处理。此两种技术与目前市场上的同类技术相比，大幅提高了处理效率，降低污泥处置的运行成本，约可降低运行成本30-50％。
3、清洁。整个系统运行稳定低，采用密封结构，无空气污染；另外无需增加外部能源，减少了外部能源带来的环境二次污染问题。
4、减量化。污泥经过本发明处理后，实现；污泥零排放。
5、稳定化。通过此系统，可以将污泥中的苯酚等油类物质固定在污泥中，形成有机碳，实现污泥的稳定化。
6、无害化。污泥经过裂解处理后，将污泥中的有毒有害物质彻底分解，实现污泥的无害化；
7、资源化。污泥中的有机物全部转化为有机碳，可以作为燃料、活性炭原料等资源进行利用，将污泥变废为宝，创造经济效益。
8、技术关联紧密。采用特定絮凝剂和改性剂配合使用，利用改性剂改善絮凝剂带来的负面效果，使得各技术手段均能达到最大的发挥效果。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，一种含油污泥无害化集成处理方法，包括如下步骤：
(1)初级脱水：
将污泥浓缩池中含水率97-98％的污泥经过泵提升进入叠螺污泥脱水机中，通过向污泥中投加占污泥总重量3-5％的絮凝剂，絮凝剂的组成如下：碳酸钠25重量份，偏铝酸钠11重量份，NOC-1絮凝剂8重量份，硫酸铝30重量份。絮凝剂采用无机絮凝剂与微生物絮凝剂复合而成，其中微生物絮凝剂具有很强的絮凝活性，可用于膨化污泥的处理，使用方便，二次污染小。复合絮凝剂使污泥形成大颗粒絮团，在机械挤压的作用下，分离出大部分的游离水、吸附水，使污泥实现初级脱水，脱水后的污泥含水率为75-85％；
(2)生物沥浸改性：
经过初级脱水后的污泥，收集在污泥料仓中，然后经过定量螺旋输送机输送至生物沥浸改性设备中，通过向污泥中投加占总重量4％的生物沥浸改性剂，所述改性剂的组成如下：硅藻土33重量份，植醇9重量份，松香酸-N-酰基氨基酸类表面活性剂4.5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚3.5重量份；改性时间为1.5h。改性剂植醇具有疏水性质，松香酸-N-酰基氨基酸类表面活性剂和脂肪醇聚氧乙烯醚可以对污泥和硅藻土表面进行改性，同时松香酸-N-酰基氨基酸类表面活性剂还能对污泥中的微生物以及絮凝剂中的微生物进行降解、消化，兼具杀菌的功效。通过向污泥中投加生物沥浸改性剂，再机械搅拌作用下，污泥表面分子结构发生改变，由原有的吸水性变成疏水性，有助于将污泥中水分尽可能的排出。该改性材料不改变污泥的化学性质，所以分离出来的水分可以回到污水处理系统中继续净化处理。
(3)深度脱水：
改性后的污泥送入带式密相深度脱水系统中进行深度脱水，带式密相深度脱水系统可选用现有技术中已有的带式密相深度脱水系统，例如CN203890211U公开的一种带式密相深度脱水系统，具体为污泥给料装置及固化剂和促进剂添加装置分别与搅拌机相连，搅拌机与水化反应装置相连，水化反应装置与带式压滤脱水机相连；所述污泥给料装置由污泥料仓和污泥给料机组成；所述固化剂和促进剂添加装置由固化剂料仓，固化剂给料机，促进剂贮罐和计量泵组成，固化剂料仓和促进剂贮罐通过各自的计量泵与固化剂给料机相连所述带式压滤脱水机由滤带、辊压筒、滤带张紧系统、滤带调偏系统、滤带冲洗系统和滤带驱动系统构成(参见权利要求2)。脱水后的泥饼含水率控制在55-60％，送入污泥料仓备用。
(4)低温干化：
深度脱水后的泥饼，收集在污泥料仓中，然后经过定量螺旋输送机输送至低温干化系统中进行干化脱水，由于此时的污泥中含有大量的有机物，具有一定的粘性，所以在低温干化设备前端设置有污泥布料器，污泥经过布料器的破碎、挤压、成型，形成均匀的条状物分布在低温干化设备进料口的滤网表面，低温干化设备采用热水供热，利用热泵将污泥中蒸发出来的水蒸气所携带的热量进行回收后，重新回到低温干化系统中对污泥进行干化脱水，热量回收后的水蒸气冷凝，形成常温的清水达标后直接排放，低温干化的温度控制在90℃，干化后的污泥含水率约10-30％。此系统在运行过程中温度控制在较低范围内，并且采用密封结构，所以无废气排出，无二次污染。
(5)低温裂解：
干化后的污泥经过螺旋输送机定量输送至污泥低温裂解系统中进行无害化、资源化处理。由于污泥中含有大量的苯酚、病菌、虫卵等有毒有害物质，无法直接进行二次利用，本申请采用的低温裂解装置，正常运行温度400℃，污泥在无氧、密封环境中，病菌、虫卵等有毒有害物质迅速被杀死、分解，苯酚等有机物全部转化为有机碳排出，此有机碳具有较高的热值，可以直接作为燃料进行利用。由于污泥进入裂解系统前含有一定的水分，在裂解过程中形成高温水蒸气排出，同时带着大量的热量，为了降低裂解装置的能耗，将高温水蒸气通过换热器对干化污泥进行预热，回用一部分能量后，通入低温干化系统中的热水系统中，对热水进行供热，将蒸汽预热全部利用，最终型冷凝水后排入污水处理系统中进行净化处理。裂解装置中由污泥转化成的有机碳大部分回到裂解装置中进行焚烧供热，少量排出冷却至常温，作为新材料进行二次利用。
经测算，该工艺可降低运行成本50％。
对比例
一种含油污泥无害化集成处理方法，步骤(1)中选用常规絮凝剂，例如无机絮凝剂、有机絮凝剂等，不包括步骤(2)，其他步骤同实施例1。
经测算，该工艺运行成本较实施例1多出30％。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种含油污泥无害化集成处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)初级脱水：
将污泥浓缩池中含水率97-98％的污泥经过泵提升进入叠螺污泥脱水机中，通过向污泥中投加占污泥总重量3-5％的絮凝剂，使污泥形成大颗粒絮团，在机械挤压的作用下，使污泥实现初级脱水，脱水后的污泥含水率为75-85％；
(2)生物沥浸改性：
经过初级脱水后的污泥，收集在污泥料仓中，然后经过定量螺旋输送机输送至生物沥浸改性设备中，通过向污泥中投加占总重量1-5％的生物沥浸改性剂，所述改性剂的组成如下：硅藻土30-35重量份，植醇8-15重量份，松香酸-N-酰基氨基酸类表面活性剂1-5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚1-5重量份；改性时间为1-5h。
(3)深度脱水：
改性后的污泥送入带式密相深度脱水系统中进行深度脱水，脱水后的泥饼含水率控制在55-60％，送入污泥料仓备用；
(4)低温干化：
深度脱水后的污泥经过定量螺旋输送机输送至低温干化系统中进行干化脱水，低温干化的温度控制在80-100℃，干化后的污泥含水率为10-30％；
(5)低温裂解：
干化后的污泥经过螺旋输送机定量输送至污泥低温裂解系统中进行低温裂解，低温裂解温度为300-600℃。
2.根据权利要求1所述的一种含油污泥无害化集成处理方法，其特征在于：步骤(1)中絮凝剂的组成如下：碳酸钠20-36重量份，偏铝酸钠10-12重量份，生物絮凝剂5-10重量份，硫酸铝20-35重量份。
3.根据权利要求1所述的一种含油污泥无害化集成处理方法，其特征在于：从叠螺污泥脱水机排出的水送到生化系统中继续处理，达标后排出。
4.根据权利要求1所述的一种含油污泥无害化集成处理方法，其特征在于：生物絮凝剂为NOC-1絮凝剂。
5.根据权利要求1所述的一种含油污泥无害化集成处理方法，其特征在于：植醇与松香酸-N-酰基氨基酸类表面活性剂的比例为(2-3)：1。
6.根据权利要求1所述的一种含油污泥无害化集成处理方法，其特征在于：在低温干化系统前端设置有污泥布料器，污泥经过污泥布料器的破碎、挤压、成型，形成均匀的条状物分布在低温干化系统进料口。
7.根据权利要求1所述的一种含油污泥无害化集成处理方法，其特征在于：步骤(4)中，低温干化系统采用热水供热，利用热泵将污泥中蒸发出来的水蒸气所携带的热量进行回收后，重新回到低温干化系统中对污泥进行干化脱水，热量回收后的水蒸气冷凝，形成常温的清水达标后直接排放。
8.根据权利要求1所述的一种含油污泥无害化集成处理方法，其特征在于：步骤(5)中，将低温裂解过程产生的高温水蒸气通过换热器对干化污泥进行预热，再对热量进行回收，通入低温干化系统中的热水系统中，对热水进行供热，将蒸汽预热全部利用，最终型冷凝水后排入污水处理系统中进行净化处理。
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