CN109422439A - 一种高含硫气田污泥处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高含硫气田污泥处理工艺，包括下述步骤：A、将高含硫气田污泥经输入到污泥浓缩池内，通过重力沉降进行固液分离接着将原泥输入到絮凝搅拌箱，加入聚丙烯酰胺溶液进行反应，得到粒径大小在5～7mm污泥矾花；B、将污泥矾花从絮凝搅拌箱溢流进入到螺旋式压滤装置中进行压滤脱水，得到平均含水率为70%的泥饼；C、将泥饼分装后，送入高压压榨浓缩装置进行分级升压压榨脱水处理，经四次升压压榨后得到平均含水率为44.6～48.5%的泥饼。该工艺脱水率高，解决高含硫气田污泥危险固废产出量大、处理难度大，费用高的问题，达到优化资源配置，降低环保风险及生产运行成本的目的。

Description

一种高含硫气田污泥处理工艺

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，特别涉及一种高含硫气田污泥处理工艺。

背景技术

高含硫气田在生产过程中产生的水主要为投产初期返出酸液、气井地层水、管道凝析水以及在对集输管线进行防腐批处理过程中产生的残余物，具有粘度高、硫化物和悬浮物含量高等特点。高含硫气田水由于水质复杂，原水有毒介质H₂S含量高，导致水处理工艺较常规油气田更复杂；同时，由于污泥处理难度大，污泥固废市场处理费用高达7900元/吨，使污泥固废处理的环保压力、生产运行成本压力凸显。

目前，国内高含硫气田污水站普遍采用汽提→加药脱硫→混凝沉降→过滤→外输的方式对高含硫气田水进行处理，脱硫过程产生的含硫污泥经提升泵进入压滤机进行污泥压滤，主要采用叠螺式压滤、板框式压滤以及离心脱水等工艺技术，压滤后泥饼外运至具有相应资质的单位进行处理,该类污泥压滤技术虽然在不同程度上减少了污泥量，但整体压滤效率较低，存在以下方面问题：

1）压滤工艺方法多元化程度低，普遍为单一的叠螺式压滤工艺，压滤脱水后污泥含水率高达70%～75%；

2）对于高含硫气田污泥，采用板框式压滤工艺脱水效果稍好，压滤脱水后污泥含水率约65%。但由于污泥流动性较差，需事先对污泥加水稀释，且滤布极易堵塞设备。人力、物力成本以及产出滤液后续处理成本较高，综合运行效果较差。

3）离心脱水工艺能耗大，针对黏性污泥脱水效果差，且易在滤网内侧集聚形成致密层，增大分离阻力，降低脱水效果。

发明内容

本发明的目的在于为高含硫气田污水处理站提供用于污泥固废压滤减量的工艺方法。通过变频提升加药、叠螺机脱水预处理、压榨机深度压滤等一体化方法，将高含硫气田原含水污泥（含水率约98%）深度脱水并压成泥饼（含水率约47%），解决高含硫气田污泥危险固废产出量大、处理难度大，费用高的问题，达到优化资源配置，降低环保风险及生产运行成本的目的。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种高含硫气田污泥处理工艺，包括下述步骤：

A、将高含硫气田污泥经输入到污泥浓缩池内，通过重力沉降进行固液分离后得到含水率为97～99%的原泥，接着将原泥输入到絮凝搅拌箱，并按每升原泥加入50～100mg的浓度为1.5‰～2‰的聚丙烯酰胺溶液进行搅拌反应3～5s，得到粒径大小在5～7mm污泥矾花，所述原泥、聚丙烯酰胺溶液从絮凝搅拌箱的底部进入；

B、步骤A得到的污泥矾花从絮凝搅拌箱溢流进入到螺旋式压滤装置中的滤筒内，高含水率（约98%）污泥矾花在螺旋式压滤装置的螺旋轴旋片的推动力作用下，被推向高位出泥口。因为滤筒内螺旋轴旋片之间的螺距逐渐缩小，污泥矾花所受压力逐渐增大，自由态水从螺旋压滤装置活动板与固定板之间的间隙流出；泥饼经过充分脱水后，在螺旋轴的推动作用下从卸料口排出，含水率降低至70%；

C、将步骤B得到的泥饼运送至深度处理系统包装槽内，经滤布统一分装后，分层置放于高压压榨浓缩装置的压榨缸内进行分级升压压榨脱水处理，所述分级升压脱水是将压力依次升压至10MPa、15MPa、20MPa和 25MPa进行压榨脱水，每次升压后需稳压排水，稳压8～10min；经四次升压压榨后得到平均含水率为 ～ %（47%左右）的泥饼。通过分级升压，逐级稳压的方法达到深度压榨脱水的效果，有效地解决了污泥在被压榨过程中因体积变化而造成需频繁补压这一可操作性差的难题。

在步骤A中，所述高含硫气田污泥是高含硫气田的污水处理站进行高含硫气田污水处理过程中得到的污泥。高含硫气田污水经污水处理站处理后的污泥主要含硫磺及硫磺垢、硫醇、有机烃类、高分子絮凝剂、铝盐混凝剂、钻井液添加剂等成分。

在步骤A中，所述浓度为1.5‰～2‰的聚丙烯酰胺溶液为采用有效浓度为50%的聚丙烯酰胺溶液配置而成。

在步骤A中，所述原泥通过变频提升泵从污泥浓缩池提升至絮凝搅拌箱中。

在步骤C，所述滤布统一分装是分装成10Kg污泥每包的规格，压榨缸污泥量控制为500Kg。对压滤脱水处理后污泥的体积变化及现场试验分析，分装每包污泥控制在10Kg，单次压滤预处理泥量控制在500Kg（50包）时，高压压榨装置运行时间及脱水效率达到最优。高压压榨机通过液压系统对装置进行平稳升压并将压榨缸托起，压塞向下相对运动致使缸内空间缩小，达到深度脱水目的。

在本发明中，固液分离、压滤脱水、压榨脱水过程中产生的自由态水，经回流管线及提升泵高含硫气田的污水处理站进行处理。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明将高含硫气田的污水处理后得到的污泥按照：污泥浓缩池固液分离、加入一定量浓度为1.5‰～2‰的聚丙烯酰胺溶液进行絮凝、污泥矾花从絮凝搅拌箱溢流进入到泥螺旋式压滤装置中进行压滤脱水、泥饼分装后经高压压榨浓缩装置进行分级升压压榨脱水处理这一特定顺序及特定工艺参数的工艺进行处理，能得到平均含水率为44.6～48.5%的泥饼。含水率从98%降低至47%，总除水效率达96.23%，与现有的高含硫气田的污泥脱水方法相比（叠螺压滤、板框式压滤等常规工艺）相比，含水率降低约20%，污泥质量降低43.4%，极大降低了污泥量，保证了高含硫气井的平稳生产。对高含硫气田正常生产运行，降低污泥处理压力，高效开发资源具有重大意义。

本发明为了保证絮凝及螺旋压滤装置压滤过程的连续、高效的运行，通过长期研究发现，絮凝过程中产生的污泥矾花的粒径大小会影响溢流和螺旋压滤装置的运行，研究发现，污泥矾花粒径大于7mm，溢流收阻碍导致溢流不畅，影响处理效率，同时污泥矾花粒径大于7mm，进入螺旋压滤装置后会导致螺旋压滤装置活动板与固定板之间的间的滤缝堵塞严重，导致滤液渗透不慎，降低脱水效率，而如果污泥矾花小于5mm，则进入螺旋压滤装置后污泥矾花很大部分从螺旋压滤装置活动板与固定板之间的间的滤缝掉落出装置外而影响脱水进行；本发明按每升原泥加入50～100mg的浓度为1.5‰～2‰的聚丙烯酰胺溶液进行搅拌反应3～5s，能得到粒径大小在5～7mm污泥矾花，满足连续溢流的要求，保证螺旋压滤装置的压滤正常高效的运行，从而得到平均含水率为70%的泥饼。

本发明采用螺旋式压滤装置自动化程度高，具备自清洗功能，可持续无人运行；高压压榨脱水装置，占地面积小，处理效率高，便于根据预处理污泥速率调整并联设备台数。

2、目前，含硫污泥作为危险废弃物处置费用市场价约为7900元/吨，采用本发明工艺和方法对污泥进行处理，较目前普遍使用的工艺和方法可降低污泥质量43.4%。以四川盆地川东北地区日产气量1000万方的某气田为例，污水站采用常规污泥压滤方式，年产污泥约1500顿；采用本发明工艺和方法，可将污泥降低至850吨左右，直接节约气田污水处理生产运行成本约513.5万元。同时，极大减少了污泥吊装、运输的成本开销。

3、本发明工艺和方法具有环保性。随着环保形势趋于严峻，高含硫气田污水处理产生的污泥需严格跟踪并妥善处置，避免造成环境污染。采用本发明工艺和方法对含硫污泥进行减量处理，高效地将污泥危废降低至普通处理方式的一半，符合国家节能减排的相关政策；成品泥饼清洁干燥，改善了生产现场及处置场站的工作及生活环境，降低了成品泥饼转运过程的环保风险；各工艺环节产生的污染物均能妥善处理，无二次污染物产生现象。

4、本发明工艺和方法现场可操作性强。国内主要高含硫气田均建设有污水处理站，场站设计有常规污泥处理工艺。通过适当改造，可将现有污泥处理工艺转换为本工艺和方法的预处理系统，然后增加深度处理系统压榨装置及回流管线，即可实现本套工艺和方法的投用。

具体实施方式

实施例1

一种高含硫气田污泥处理工艺，包括下述步骤：

A、收集高含硫气田的污水处理站进行高含硫气田污水处理过程中得到的污泥，将收集到的高含硫气田污泥经输入到污泥浓缩池内，通过重力沉降进行固液分离后得到含水率为97%的原泥，接着将原泥输入到絮凝搅拌箱，并按每升原泥加入50mg的浓度为2‰的聚丙烯酰胺溶液进行搅拌反应3～5s，得到粒径大小在5～7mm污泥矾花，所述原泥、聚丙烯酰胺溶液从絮凝搅拌箱的底部进入；

B、步骤A得到的污泥矾花从絮凝搅拌箱溢流进入到螺旋式压滤装置中进行压滤脱水，得到平均含水率为70%的泥饼；

C、将步骤B得到的泥饼运送至深度处理系统包装槽内，经滤布统一分装后，分层置放于高压压榨浓缩装置的压榨缸内进行分级升压压榨脱水处理，所述分级升压脱水是将压力依次升压至10MPa、15MPa、20MPa和 25MPa进行压榨脱水，每次升压后需稳压排水，稳压8min；经四次升压压榨后得到平均含水率为48.4%的泥饼。

实施例2

一种高含硫气田污泥处理工艺，包括下述步骤：

A、收集高含硫气田的污水处理站进行高含硫气田污水处理过程中得到的污泥，将收集到的高含硫气田污泥经输入到污泥浓缩池内，通过重力沉降进行固液分离后得到含水率为98%的原泥，接着将原泥输入到絮凝搅拌箱，并按每升原泥加入80mg的浓度为1.8‰的聚丙烯酰胺溶液进行搅拌反应3～5s，得到粒径大小在5～7mm污泥矾花，所述原泥、聚丙烯酰胺溶液从絮凝搅拌箱的底部进入；

B、步骤A得到的污泥矾花从絮凝搅拌箱溢流进入到螺旋式压滤装置中进行压滤脱水，得到平均含水率为70%的泥饼；

C、将步骤B得到的泥饼运送至深度处理系统包装槽内，经滤布统一分装后，分层置放于高压压榨浓缩装置的压榨缸内进行分级升压压榨脱水处理，所述分级升压脱水是将压力依次升压至10MPa、15MPa、20MPa和 25MPa进行压榨脱水，每次升压后需稳压排水，稳压10min；经四次升压压榨后得到平均含水率为45.7%的泥饼。

实施例3

一种高含硫气田污泥处理工艺，包括下述步骤：

A、收集高含硫气田的污水处理站进行高含硫气田污水处理过程中得到的污泥，将收集到的高含硫气田污泥经输入到污泥浓缩池内，通过重力沉降进行固液分离后得到含水率为98%的原泥，接着将原泥输入到絮凝搅拌箱，并按每升原泥加入100mg的浓度为2‰的聚丙烯酰胺溶液进行搅拌反应3～5s，得到粒径大小在5～7mm污泥矾花，所述原泥、聚丙烯酰胺溶液从絮凝搅拌箱的底部进入；

B、步骤A得到的污泥矾花从絮凝搅拌箱溢流进入到螺旋式压滤装置中进行压滤脱水，得到平均含水率为70%的泥饼；

C、将步骤B得到的泥饼运送至深度处理系统包装槽内，经滤布统一分装后，分层置放于高压压榨浓缩装置的压榨缸内进行分级升压压榨脱水处理，所述分级升压脱水是将压力依次升压至10MPa、15MPa、20MPa和 25MPa进行压榨脱水，每次升压后需稳压排水，稳压8～10min；经四次升压压榨后得到平均含水率为 46.3%的泥饼。

实施例4

一种高含硫气田污泥处理工艺，包括下述步骤：

A、收集高含硫气田的污水处理站进行高含硫气田污水处理过程中得到的污泥，将收集到的高含硫气田污泥经输入到污泥浓缩池内，通过重力沉降进行固液分离后得到含水率为98%的原泥，接着将原泥输入到絮凝搅拌箱，并按每升原泥加入65mg的浓度为1.5‰的聚丙烯酰胺溶液进行搅拌反应3～5s，得到粒径大小在5～7mm污泥矾花，所述原泥、聚丙烯酰胺溶液从絮凝搅拌箱的底部进入；

B、步骤A得到的污泥矾花从絮凝搅拌箱溢流进入到螺旋式压滤装置中进行压滤脱水，得到平均含水率为70%的泥饼；

C、将步骤B得到的泥饼运送至深度处理系统包装槽内，经滤布统一分装后，分层置放于高压压榨浓缩装置的压榨缸内进行分级升压压榨脱水处理，所述分级升压脱水是将压力依次升压至10MPa、15MPa、20MPa和 25MPa进行压榨脱水，每次升压后需稳压排水，稳压9min；经四次升压压榨后得到平均含水率为47.1%的泥饼。

在上述实施例1-4中，

在步骤A中，所述聚丙烯酰胺溶液为采用有效浓度为50%的聚丙烯酰胺溶液配置而成，所述聚丙烯酰胺的分子量为1200万。

在步骤A中，所述原泥通过变频提升泵从污泥浓缩池提升至絮凝搅拌箱中。

在步骤C，所述滤布统一分装是分装成10Kg污泥每包的规格，压榨缸污泥量控制为500Kg。

另，在固液分离、压滤脱水、压榨脱水过程中产生的自由态水，经回流管线及提升泵高含硫气田的污水处理站进行处理。

本发明的污泥处理工艺同样适用于出本发明的高含硫气田污泥外的其他污泥的处理。

Claims (6)

1.一种高含硫气田污泥处理工艺，其特征在于：包括下述步骤：

A、将高含硫气田污泥经输入到污泥浓缩池内，通过重力沉降进行固液分离后得到含水率为97～99%的原泥，接着将原泥输入到絮凝搅拌箱，并按每升原泥加入50～100mg的浓度为1.5‰～2‰的聚丙烯酰胺溶液进行搅拌反应3～5s，得到粒径大小在5～7mm污泥矾花，所述原泥、聚丙烯酰胺溶液从絮凝搅拌箱的底部进入；

B、步骤A得到的污泥矾花从絮凝搅拌箱溢流进入到螺旋式压滤装置中进行压滤脱水，得到平均含水率为70%的泥饼；

C、将步骤B得到的泥饼运送至深度处理系统包装槽内，经滤布统一分装后，分层置放于高压压榨浓缩装置的压榨缸内进行分级升压压榨脱水处理，所述分级升压脱水是将压力依次升压至10MPa、15MPa、20MPa和 25MPa进行压榨脱水，每次升压后需稳压排水，稳压8～10min；经四次升压压榨后得到平均含水率为44.6～48.5%（47%左右）的泥饼。

2.根据权利要求1所述的一种高含硫气田污泥处理工艺，其特征在于：在步骤A中，所述高含硫气田污泥是高含硫气田的污水处理站进行高含硫气田污水处理过程中得到的污泥。

3.根据权利要求1所述的一种高含硫气田污泥处理工艺，其特征在于：在步骤A中，所述浓度为1.5‰～2‰的聚丙烯酰胺溶液为采用有效浓度为50%的聚丙烯酰胺溶液配置而成，所述聚丙烯酰胺的分子量为1200万。

4.根据权利要求1所述的一种高含硫气田污泥处理工艺，其特征在于：在步骤A中，所述原泥通过变频提升泵从污泥浓缩池提升至絮凝搅拌箱中。

5.根据权利要求1所述的一种高含硫气田污泥处理工艺，其特征在于：在步骤C，所述滤布统一分装是分装成10Kg污泥每包的规格，压榨缸污泥量控制为500Kg。

6.根据权利要求1所述的一种高含硫气田污泥处理工艺，其特征在于：固液分离、压滤脱水、压榨脱水过程中产生的自由态水，经回流管线及提升泵高含硫气田的污水处理站进行处理。