CN109574458A - 一种含油污泥的处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于化学热洗法的工艺原理,对含油污泥进行全流程彻底的处理方法及装置,处理方法主要包括以下步骤:1)除杂,添加药剂及水,混合后进行破乳;2)经初步回收油相后,得到混合溶液;3)通过超声及臭氧氧化深度处理后,回收混合溶液中的残余油相;4)将所得混合溶液浓缩、脱水,处理完成。本发明中的高效连续的含油污泥处理方法及装置,实现了含油污泥中油、水、泥的三相分离,经过处理后的污泥含油率能够降低到2%以下,满足国家排放标准;并且能够回收含油污泥中绝大多数的油相组分,回收率高达98%以上;分离出来的水相完全循环利用,有效利用了废水中残留的药剂及热量,减小了后续水处理的负荷,达到了节能减排,绿色经济的处理效果。

Description

一种含油污泥的处理方法及装置
技术领域
本发明涉及固废处理领域,尤其涉及一种含油污泥的处理方法及装置。
背景技术
当今社会,能源与环境问题日益突出,而油田环境污染则是这两大问题的焦点。其中,含油污泥由于产量大,成分复杂,处理难度高成为油田环境污染的重点和难点。
含油污泥是指石油在开采,炼制,生产加工和运输过程中,由于混入了泥土和其他各类化合物而导致其中石油组分不能被有效利用而形成的一类组成复杂且污染环境的危险废物。其主要组成为水分,粘土颗粒,化学药剂,有机质,微生物及其代谢产物和矿物油等,其中含水率为10-50%,含油率为10-40%,含渣率为10-30%。
含油污泥的产生途径主要有三个方面:(1)原油开采产生含油污泥,此部分含油污泥主要来源于地面处理系统,采油污水处理过程中产生的含油污泥,以及污水净化过程中投加净水剂所产生的絮体、设备腐蚀泥垢以及微生物等。(2)油田集输过程中产生含油污泥,此部分含油污泥主要来源于接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥、炼厂含油水处理设施等。(3)炼油厂污水处理场产生含油污泥,此部分油泥主要来源于隔油池底泥、浮选池浮渣、原油罐底泥等。
含油污泥不仅体积庞大,且会占用大量耕地,而且对周围土壤,水体和空气都将造成污染。若不加处理直接排放,一方面严重污染当地环境,危害人类健康,另一方面造成资源的大量浪费,实现含油污泥的无害化和资源化是当前处理的首要目标。
目前常见的处理方法包括焚烧法,溶剂萃取法,生物法,焦化法,含油污泥调质,及含油污泥综合利用等。这些处理方法均存在一定弊端,如焚烧法,不仅浪费能源,还将污染物由固体污染转变为大气污染;萃取法需要大量的萃取剂,成本较高,且萃取剂难以完全回收;生物法处理周期长,且难以达标。其他各类方法均存在处理成本,处理时间和处理效果上的缺陷。
化学热洗法由于具有处理条件温和,处理效率高,处理速度快等优势近年来得到大量的推广和应用。化学热洗法是通过加入一定的化学药剂和含油污泥进行充分混合,并将其升高到一定温度进一步降粘,以实现分离和回收含油污泥中油分的一种化学物理相结合的处理方法。
然而,在现有含油污泥的化学热洗法处理工艺中,主要存在以下问题:
1)工艺流程短,且处理周期长;
2)处理过程产生大量不能回用的废水,化学药剂回用率低;
3)所需能耗高,污泥处理不达标。
因此,亟需提出一种对含油污泥处理彻底,有效回用废水及其所含化学药剂的高效连续处理方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种基于化学热洗法的工艺原理,对含油污泥进行全流程彻底的处理方法,该方法连续高效,可完全回用在处理过程中的水分,极大降低了处理过程中化学药剂的消耗;本发明还提供了一种采用上述方法的含油污泥处理装置。
为实现上述目的,本发明技术方案如下:
一种含油污泥的处理方法,主要包括以下步骤:
1)除杂,添加药剂及水,混合后进行破乳;
2)经初步回收油相后,得到混合溶液;
3)通过超声及臭氧氧化深度处理后,回收混合溶液中的残余油相;
4)将所得混合溶液浓缩、脱水,处理完成。
进一步,步骤1)中,温度控制在50-80℃,所述药剂为酸,碱,氧化剂,催化剂,絮凝剂,和表面活性剂中的至少一种。
进一步,步骤2)中,温度控制在50-80℃,且在卧式搅拌条件下进行,搅拌转速控制在0-100r/min。
进一步,步骤3)中,在超声和臭氧的循环作用下对含油污泥进行处理,超声功率控制在10-20KW,臭氧流量控制在50-200g/h。
进一步,步骤4)中,通过絮凝、沉淀对混合溶液进行浓缩,且絮凝在搅拌条件下完成,搅拌转速控制在30-60r/min。
一种采用上述方法的含油污泥的处理装置,包括依次连接的预处理装置、缓冲装置、除油装置,沉淀装置及脱水装置;所述缓冲装置包括缓冲池及在缓冲池上安装的一级气浮装置;除油装置包括除油池、在除油池上安装的二级气浮装置、以及与除油池连接的对含油污泥深度除油的超声反应釜。
进一步,所述预处理装置包括热洗罐及设置在热洗罐顶部的进料斗,所述进料斗正下方连接有可旋转的格栅筐,格栅筐浸没于热洗罐内部的液体中;热洗罐内设置有加热盘管,贯穿热洗罐底部水平安装有预处理螺旋搅拌,热洗罐的底壁为与所述预处理螺旋搅拌相匹配的圆弧面;热洗罐内的物料通过螺杆泵送入高速搅拌器进行破乳,所述高速搅拌器为卧式搅拌器,高速搅拌器内水平安装有搅拌刀片。
进一步,所述缓冲池的顶部安装有回收油相的缓冲池刮油机,在缓冲池的侧壁顶部设置有缓冲池浮油槽,缓冲池刮油机将所述一级气浮装置产生的浮油刮入缓冲池浮油槽并收集至一级浮油罐中;缓冲池底部水平设置有若干个缓冲池螺旋搅拌,缓冲池的底壁为与缓冲池螺旋搅拌相匹配的圆弧面;缓冲池及一级浮油罐中均设置有加热盘管,一级浮油罐上安装有一级浮油罐搅拌器。
进一步,所述除油池的顶部安装有回收油相的除油池刮油机,在除油池的侧壁顶部设置有除油池浮油槽,除油池刮油机将所述二级气浮装置产生的浮油刮入除油池浮油槽并收集至二级浮油罐中;除油池底部水平设置有除油池螺旋搅拌,除油池的底壁为与除油池螺旋搅拌相匹配的圆弧面;除油池及二级浮油罐中均设置有加热盘管,二级浮油罐上安装有二级浮油罐搅拌器。
进一步,所述超声反应釜的内侧壁上间隔布设有若干个超声波振板,在超声反应釜下部设置有臭氧曝气板,用于将臭氧发生器所产的臭氧通入到超声反应釜内,同时对含油污泥进行超声及臭氧氧化。
进一步,所述处理装置还包括对含油污泥在处理过程中供配药剂的加药装置,所述加药装置由若干个药罐和储水池组成,药剂的配制在药罐中进行,储水池对在所述沉淀装置及脱水装置中回收的水分进行储存。
进一步,所述沉淀装置由絮凝罐和斜板沉淀池组成,所述除油池中处理合格的泥沙溶液经絮凝罐絮凝后溢流进入斜板沉淀池,初步浓缩后的泥沙沉淀在斜板沉淀池泥沙斗里,上清液输送入所述加药装置的储水池中。
进一步,所述脱水装置为脱水机,脱水机将所述斜板沉淀池泥沙斗里的泥沙溶液进一步脱水,并将脱出的水分送入所述加药装置的储水池中。
进一步,所述预处理装置、缓冲装置、除油装置、沉淀装置、脱水装置以及加药装置均设置有控制柜,不同装置的控制柜与所述处理装置的集成化控制电路电连接。
本发明通过提供一种高效连续的含油污泥处理方法及装置,实现了含油污泥中油、水、泥的三相分离,经过处理后的污泥含油率能够降低到2%以下,满足国家排放标准;分离出来的水相完全循环利用,有效利用了废水中残留的药剂及热量,减小了后续水处理的负荷,达到了节能减排,绿色经济的处理效果;通过本发明的处理装置,能够回收含油污泥中绝大多数的油相组分,回收率高达98%以上,经回收后的石油经管网可进入炼油厂进行重新利用,实现了固废处理减量化,无害化和资源化的技术目标。
附图说明
图1为本发明中的工艺流程图;
图2为本发明中预处理装置的结构示意图;
图3为本发明中缓冲装置的结构示意图;
图4为图3的俯视图;
图5为本发明中除油装置的结构示意图;
图6为图5的俯视图;
图7为本发明中沉淀装置的结构示意图;
图8为图7的俯视图;
图9为本发明中加药装置的结构示意图。
图中:1预处理装置;2缓冲装置;3除油装置;4沉淀装置;5脱水装置;6加药装置;
11热洗罐;12进料斗;13格栅筐;14格栅筐电机;15预处理螺旋搅拌;16第一螺杆泵;17高速搅拌器;
21缓冲池;22缓冲池螺旋搅拌;23一级气浮装置;24缓冲池刮油机;25缓冲池浮油槽;26一级浮油罐;27一级浮油罐搅拌器;28第二螺杆泵;29缓冲池排料口;
31除油池;32除油池螺旋搅拌;33二级气浮装置;34除油池刮油机;35除油池浮油槽;36二级浮油罐;361二级浮油罐搅拌器;37第三螺杆泵;38超声反应釜;381超声波振板;382臭氧曝气板;383超声波发生器;384臭氧发生器;39除油池排料口;
41絮凝罐;411絮凝罐搅拌;412溢流管;42斜板沉淀池;43第四螺杆泵;44第五螺杆泵;
61配药搅拌;62配药罐;63储水池;64加药泵。
具体实施方式
为清楚地说明本发明的设计思想,下面结合示例对本发明进行说明。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例
如图1的示例中,本发明的一种含油污泥的处理方法,主要包括以下步骤:
1)除杂,添加药剂及水,搅拌混合后进行破乳;
2)在步骤1)所得混合溶液中卧式搅拌条件下,通过溶气气浮初步回收油相;
3)将步骤2)中得到的混合溶液经超声及臭氧氧化后再次回收残余油相,并通过絮凝、沉淀对污泥进行初步浓缩脱水;
4)回收步骤3)中得到的上清液,对污泥通过脱水机再次脱水后完成处理,回收脱水机产水,将两次脱出水分回用配药,实现循环使用。
具体来说,本发明中的具体工艺路线如下:
1)含油污泥进入预处理装置进行处理,去除含油污泥中的杂质,与药剂充分搅拌混合使其流态化并升温,升温后可有效降低混合溶液的粘度,使油相能够更加有效的从固体颗粒中脱离,最后通过高速搅拌器破乳。
2)破乳后的油泥混合溶液注入缓冲池内初步除油,在缓冲池进料口处设置进药口对混合溶液添加药剂,此阶段通过一级气浮装置去除含油污泥中60%以上的油分,缓冲池内液体表层的浮油通过缓冲池刮油机收集后流经缓冲池浮油槽进入一级浮油罐,缓冲池底部水平设置有若干个螺旋搅拌,使含油污泥通过加入的药剂在螺旋搅拌的作用下反复水洗,提高原油与固体颗粒的分离效果。这里需要说明的有,为了保证含油污泥在缓冲池中的处理效果,本发明中的缓冲池相对除油池的容积较大,如果贯穿缓冲池底仅设置一个螺旋搅拌,设备加工难度要求比较高,故设置多组螺旋搅拌,以满足混合搅拌的更加均匀,提高搅拌效果,没有死角。
3)除油装置对含油污泥进行达标处理,在除油池进料口处设置进药口对混合溶液添加药剂,此阶段主要通过二级气浮装置对缓冲处理之后的油泥进一步处理,另外,在超声和臭氧的辅助作用下,可快速批次的将含油污泥处理达标。除油池内液体表层的浮油通过除油池刮油机收集后流经除油池浮油槽进入二级浮油罐,除油池底部同样水平设置有螺旋搅拌,技术效果同缓冲装置不再赘述。含油污泥经处理之后,污泥含油率降低至2%以下。
4)浮油的净化处理,一级浮油罐和二级浮油罐中的浮油通过添加药剂,调节处理温度和再次进行溶气气浮进一步去除浮油中的杂质,产生的油泥再次泵入除油池进行处理。
5)沉淀装置浓缩脱水,除油装置处理合格后的泥沙混合溶液通过絮凝罐进行絮凝,并溢流进入斜板沉淀池澄清,上清液回用进入加药装置配药,其中泥沙沉淀进入絮凝罐和斜板沉淀池下方的泥沙斗内。
6)浓缩泥沙脱水,泥沙斗内的泥沙通过脱水机进一步降低含水率,将含水率控制在50-70%,脱水机脱出的水分进入加药装置回用配药。
本发明中的药剂包括酸,碱,氧化剂,催化剂,絮凝剂,和表面活性剂中的至少一种,各类化学药剂的添加量根据不同类型的含油污泥所需的最佳工艺条件而定。在预处理装置、缓冲池、除油池、一级浮油罐及二级浮油罐内部,均设置有对混合溶液或回收油相升温的加热盘管,使其温度控制在60-80℃,对含油污泥的热洗,能够更加有效促进油相从油泥上的分离,而对浮油的热洗,则降低回收油品中的杂质,提高油相的回收质量。
本发明中一种采用上述方法的含油污泥的处理装置,包括依次连接的预处理装置1、缓冲装置2、除油装置3,沉淀装置4及脱水装置5;缓冲装置2包括缓冲池及在缓冲池上安装的一级气浮装置,除油装置包括除油池及在除油池上安装的二级气浮装置以及对污泥深度除油的超声反应釜,处理装置还包括对含油污泥在处理过程中供配药剂的加药装置6。
以下结合各工艺装置,对本发明中处理方法的详细工艺步骤进行说明:
1)含油污泥进入预处理装置1进行处理
参见图2,通过泵或者挖机将含油污泥从含油污泥堆放池中输送到含油污泥预处理装置,该预处理装置主要由热洗罐11,格栅筐13,预处理螺旋搅拌15和高速搅拌器17组成。其中热洗罐11的底面为与预处理螺旋搅拌15相匹配的圆弧面,竖直方向的截面呈U形。在热洗罐11的顶部设置有进料斗12,进料斗12的正下方连接有可旋转的格栅筐13,通过电机带动格栅筐13旋转可分离含油污泥中的杂质,格栅筐13浸没于热洗罐11内部的混合溶液中;在进料斗12内壁上有进药口,通过加药装置按照一定比例添加药剂和水,控制热洗罐11中油泥混合溶液的泥水比。在进料时,通过进药口排出的高速溶液将进料斗12内油泥冲刷进入斗下方的格栅筐13。格栅筐13通过旋转将油泥洗入热洗罐中,杂质(如塑料袋,手套,石块,铁屑等)则残留在格栅筐内,定期清理即可去除,从而保障后续设备的顺利运转。
贯穿热洗罐11底部水平安装有卧式的预处理螺旋搅拌15,用来对油泥和药剂进行充分混合反应,以使油泥流态化。螺旋搅拌可最大限度避免搅拌死角和节约能耗,且一大一小的正反螺旋可以使搅拌更充分。距离热洗罐内侧壁5-10cm设置有回形加热盘管,导热油炉中已加热的导热油通过导热油泵注入其中,在热交换作用下,使油泥混合溶液升温。通过第一螺杆泵16将热洗罐11中的溶液泵入卧式安装的高速搅拌器17进行破乳,高速搅拌器17内水平安装有若干组搅拌刀片,有效促进药剂与油泥的充分反应,使油水得到分离,从而达到破乳的技术目的,破乳后的混合溶液通过高速搅拌器17顶部的排料口注入缓冲池21中。
2)破乳后的油泥混合溶液注入缓冲装置2初步除油
参见图3,并结合图4,缓冲装置包含缓冲池21及在缓冲池内安装的一级气浮装置23,在缓冲池21的顶部安装有回收油相的缓冲池刮油机24,缓冲池21的侧壁顶部设置有缓冲池浮油槽25,通过缓冲池浮油槽25将浮油收集至一级浮油罐26中。其中缓冲池21的底部水平设置有三个卧式的且平行排布的缓冲池螺旋搅拌22,缓冲池21的底壁为与缓冲池螺旋搅拌22相匹配的圆弧面,具体来讲,缓冲池的主体为方形框体,底部为三个圆弧面前后拼接在一起的槽体,缓冲池21和一级浮油罐26通过缓冲池浮油槽25相连。在缓冲池21上部有三个进料口和三个进药口,均匀设置于三个螺旋搅拌轴的上方,使得物料和药剂能均匀的进入底部为圆弧的三个槽体内。本发明中缓冲池底部的宽槽设计,不仅是为了扩大扩大缓冲池的容积,还使得底部泥沙的搅拌更加充分,不存在死角和泥沙残留问题,节能降耗。
预处理过后的油泥混合溶液,通过缓冲池21槽体上部的进料口进入缓冲池21中,溶气泵抽取缓冲池21中上部的油泥混合溶液进行溶气,然后泵入到缓冲池下部释放溶气水,溶解于水中的微小气泡从底部上升分离出浮油,如此循环,实现对油泥混合溶液油分的分离。分离出的浮油漂浮于缓冲池21的上部,通过缓冲池刮油机24将其由缓冲池短边的一侧刮至对侧,并通过对侧的缓冲池浮油槽25排放至一级浮油罐26。且随着处理的进行,浮油的不断排出,化学药剂不断消耗,需通过进料口旁边的三个进药口由加药装置注入化学药剂,且药剂的添加能够更好的控制缓冲池内液面的高度,使刮油机能够更好的回收浮油。为了实现对缓冲池21内混合溶液和一级浮油罐26内浮油的加热,距离缓冲池内侧壁5-10cm装有回形加热盘管。一级浮油罐26为圆罐,下部有锥斗,顶部安装有一级浮油罐搅拌器27。在其内装有蛇形加热盘管,通过导热油泵将导热油炉中已升温至250-280℃的导热油注入盘管中进行加热,且在缓冲池和浮油罐外壁附有聚氨酯泡沫保温层。本发明中的导热油泵的流量为5-10m3/h,预处理装置,缓冲装置和除油装置各配置一台导热油泵,共用一台导热油炉。由于含油污泥中有一部分油分在经过预处理后较易分离,因此缓冲池的初级浮油阶段有大量的浮油在较短的时间内通过溶气气浮分离出来。处理一段时间后,浮油减少,启动第二螺杆泵28通过缓冲池底部分别与螺旋搅拌对应的三个缓冲池排料口29,将物料输送至除油装置中。在缓冲池中,通过一级气浮装置23能够去除含油污泥中大部分的油相,大大减少了后续除油池的除油负荷,提高了处理效率。
3)除油装置3对含油污泥进行达标处理
参见图5,并结合图6,除油装置包含除油池31及在除油池内31安装的二级气浮装置33,在除油池31的顶部安装有回收油相的除油池刮油机34,除油池31的侧壁顶部设置有除油池浮油槽35,通过除油池浮油槽35将浮油收集至二级浮油罐36中。除油池31底部水平设置有卧式的除油池螺旋搅拌32,除油池31的底壁为与除油池螺旋搅拌32相匹配的圆弧面,除油池31整体竖直方向的截面呈U形,除油池31和二级浮油罐36通过除油池浮油槽35相连。在除油池31上部均匀布设有两个进药口和两个进料口,第二螺杆泵28将缓冲池21中的油泥混合溶液通过两个进料口注入除油池31中,将加药装置6中的药剂由两个进药口注入。溶气泵抽取除油池中上部的溶液进行溶气,在除油池的底部将溶气水回注入除油池中,通过释放的大量微小气泡,进一步分离油泥中剩余的油分。由于预处理和缓冲池中都是连续进料,在卧式螺旋搅拌的作用下,缓冲池中溶液的处理时间长短不一,新进入的油泥会污染已处理较长时间的油泥而使油泥处理难以达标。要使含油污泥达标排放,将缓冲池中的溶液泵入除油池后开始批次处理,在处理周期内不再注入新的油泥,直至除油池中的油泥处理合格后,将其完全排出并再次将缓冲池中初步处理后的油泥注入除油池中。由于除油池中的油泥剩余的油分较难分离,而且要进一步将其处理达标,因此在除油装置3中安装有对含油污泥深度除油的超声反应釜38,超声反应釜38为圆柱形筒体,与除油池通过螺杆泵及管道连接。超声反应釜的上下端为椭圆封头,通过第三螺杆泵37从除油池底部抽取底泥,由上部进入超声反应釜38内,在超声反应釜下部设置有臭氧曝气板382,外部的臭氧发生器384由管道与臭氧曝气板382相连,并将臭氧均匀分散于反应釜内,超声波发生器383将超声波传递到反应釜中的超声波振板381上。在超声和臭氧同时的物化作用下,进一步将油泥颗粒表面残留的石油组分分离出来,然后通过第二螺杆泵28将超声反应釜38内油泥混合溶液抽出并回注入除油池31中。通过辅助超声和臭氧,可以有效的将泥沙中残留的油分通过物理化学作用分离出来。将超声波振板381均匀分散于超声反应釜38狭小的容器内,提高单位体积的超声能量密度,使得超声的空化作用更强烈。臭氧由反应釜底部由臭氧曝气板382注入,使臭氧能充分与油泥颗粒接触反应,反应釜的顶部安装排气阀,尾气通过排气阀排出进入尾气吸收装置,可提高臭氧的利用率,并防止臭氧泄露。本发明中的超声功率优选15KW,臭氧流量优选100g/h。
此外,类似步骤2),在除油池31和二级浮油罐33中需要不断添加化学药剂并且内部安装加热盘管,并在罐体外部附有聚氨酯泡沫保温层。待处理合格后,将除油池31中的油泥混合溶液通过第三螺杆泵37从除油池底部的除油池排料口39抽出,注入沉淀装置4中。并再次从缓冲池21中抽入油泥混合溶液进入除油池31。在步骤2)和步骤3)中均通过溶气气浮进行油水分离,不仅解决了常规曝气板用于气浮时易于堵塞的问题,而且溶气气浮产生的气泡较小,直径小于30μm,对油水分离更加有效。本发明中,溶气泵的流量控制在10-20m3/h,优选15m3/h,且溶气泵的材质为不锈钢材质,通过气浮处理,能够使油相更有效的从固相中脱离,提高含油污泥的处理效果。缓冲池刮油机及除油池刮油机均为链条刮油机,刮板的行进速度为2-3m/min。
4)浮油的净化处理
参见图3-6,一级浮油罐26和二级浮油罐36里的浮油含有较多杂质,须对其进一步净化处理。所需化学药剂通过进药口由加药装置注入,启动浮油罐上安装的立式搅拌,启动导热油泵通过加热盘管对浮油进行加热。在一级浮油罐26和二级浮油罐36内分别安装有一级浮油气浮装置(未做标识)及二级浮油气浮装置(未做标识),且一级浮油罐26底部及二级浮油罐36的底部分别设置有第一罗茨抽油泵(未做标识)及第二罗茨抽油泵(未做标识)。当搅拌时间和温度达到要求后,通过溶气泵抽取浮油罐中下部溶液进行溶气,并由浮油罐底部释放溶气水,由此,进一步分离浮油中的杂质,待合格后,通过罗茨抽油泵将上部合格石油注入储油罐中保存,再输送至炼油厂。一级浮油罐26及二级浮油罐36底部的残留溶液和泥沙通过第二螺杆泵28由浮油罐底部出料口抽出并注入除油池31中进一步处理。在该处理过程中,螺杆泵及抽油泵与浮油罐均通过管道连接,需要说明的有,两个浮油罐底部共用第二螺杆泵28,来完成对浮油罐底泥的输送,这是与含油污泥在缓冲处理后所含油相量与浮油罐底泥含油量处于相同水平相关联的,降低了设备投入成本。
5)沉淀装置4浓缩脱水
参见图7,并结合图8,沉淀装置由絮凝罐41和斜板沉淀池42两部分组成,除油池处理合格的泥水混合溶液通过第三螺杆泵注入絮凝池41中,通过进药口由加药装置6注入絮凝剂,启动絮凝罐41上方安装的絮凝罐搅拌411使药剂与泥水充分混合反应,搅拌转速优选50r/min,絮凝后的泥水通过上部的溢流管412进入斜板沉淀池42中。经过一定时间沉淀后,斜板沉淀池42上部的清水通过第四螺杆泵43注入到加药装置6中用于药剂的配制。絮凝罐41和斜板沉淀池42底部斗内的浓缩泥沙通过第五螺杆泵44排出,进入离心脱水装置5。
本发明中,将沉淀装置作为进入脱水装置前的浓缩,极大的提高了泥沙的脱水效率,可分离60%的水分,有效削减脱水装置的处理负荷。脱水装置为叠螺脱水机,操作简单,能耗小,可连续进料,且处理后泥饼含水率较低。
6)浓缩泥沙脱水
由于经斜板沉淀池浓缩后的泥沙依然有较高的水分含量,须进一步脱水干化。本发明中的脱水装置选用叠螺式脱水机,通过第五螺杆泵将浓缩泥沙不断注入脱水机内,在叠螺的作用下挤压脱水,脱出的水分通过第四螺杆泵注入加药装置用于药剂的配制,泥饼可达标排放。经过上述对含油污泥全流程处理之后,可将污泥含油量有效控制在2%以下,使含水率控制在50-70%。
这里需要说明的有,本发明中的螺旋搅拌最下端与容器底部的间距为1-3cm,优选3cm,且均为正反双螺旋,正螺旋的搅拌直径为U形容器下部半圆直径的60-80%,优选70%,反螺旋的搅拌直径为U形容器下部半圆直径的30-40%,优选35%。搅拌叶片的宽度为6-10cm,厚度为8-10mm,其转速为0-100r/min可调,在本发明中,搅拌叶片的宽度为8cm,厚度为8mm,设定转速为80r/min。正反双螺旋搅拌可使油泥与化学药剂进行充分混合,并能够保证物料在运输或混合过程中没有死角,能耗低,混合效率高,螺旋搅拌转速可以按需进行调节。需要指出,本发明中的预处理装置、缓冲装置、除油装置、沉淀装置、脱水装置以及加药装置均设置有控制柜,不同装置的控制柜与处理装置的集成化控制电连接。通过集成化电路的控制,且每套装置上均设有的独立控制单元,使得布线更为合理,操控更为简单方便,通过各单元控制柜控制设备,可实现整体处理系统的自动化运转。
本发明中的含油污泥详细处理过程包括:
含油污泥通过挖机或者泵体(具体根据现场条件而定)送入预处理装置中热洗罐的进料斗,在进药口的药剂冲刷和重力作用下进入格栅筐,格栅筐电机带动格栅筐旋转,在热洗罐内化学药剂的水力冲刷下,格栅筐内油泥不断被洗入热洗罐内,启动安装于U形容器底部的预处理螺旋搅拌,将热洗罐内的油泥和化学药剂充分混合搅拌,启动导热油泵,通过回形加热盘管传递热量使油泥混合溶液升温,通过控制柜设定所需温度并控制导热油泵流量以调节温度升高快慢,当热洗罐内条件(反应时间,温度)达到预定要求后,启动第一螺杆泵将热洗罐内油泥混合溶液注入高速搅拌器进行破乳,并从其排料口排出破乳后的油泥混合溶液由进料口进入缓冲装置中的缓冲池。
缓冲池底部的缓冲池螺旋搅拌将进入的油泥不断搅拌混合,防止沉积,一级气浮装置中的溶气泵吸取缓冲池中上部的混合溶液进行溶气,并由缓冲池底部的排料口进入释放溶气水,对油泥混合溶液进行气浮,上层的浮油由缓冲池刮油机将其刮出并由缓冲池浮油槽进入一级浮油罐,由浮油罐进药口注入化学药剂对浮油进行净化,启动一级浮油罐搅拌使药剂与浮油充分混合,溶气泵吸取一级浮油罐中下部的油水溶液进行溶气,并由一级浮油罐底部的排料口释放溶气水,对浮油再次气浮,产生的底泥由底部排料口通过第二螺杆泵排出进入除油池中。缓冲池在初步除油后的油泥混合溶液通过第二螺杆泵从缓冲池排料口抽出进入除油装置中的除油池内。一级浮油罐中净化后的浮油通过油泵抽出输送至储油池中临时存储,最终通过管网或者车载运输方式进入炼油厂利用。缓冲池和一级浮油罐内溶液的反应温度由控制柜控制并分别由回形加热盘管和蛇形加热盘管进行热量交换来调节。
经缓冲池初步处理后的油泥从除油池的进料口进入后,启动底部的除油池螺旋搅拌不断搅拌混合,防止沉积,通过二级气浮装置中的溶气泵吸取除油池中上部的混合溶液进行溶气,并由除油池底部的排料口进入释放溶气水,对油泥进行再次气浮除油。为了提高对油分的去除率,启动第三螺杆泵从除油池底部抽取油泥混合溶液由超声反应釜上部进入,在超声波振板和曝气板释放的臭氧的作用下,进一步分离油泥颗粒上残留的石油组分。通过第二螺杆泵从超声反应釜底部将处理后的油泥混合溶液注入除油池中,如此循环,使得油泥颗粒能充分进入超声反应釜进行反应,降低其石油含量。除油池上方的浮油通过除油池刮油机由除油池浮油槽刮入二级浮油罐,二级浮油罐中浮油的净化流程和一级浮油罐中一致。待除油池中油泥处理合格后,由第三螺杆泵从除油池排料口抽出,将其完全排放至沉淀装置中,然后通过第二螺杆泵从缓冲池中抽取油泥混合溶液进入除油池,完成含油污泥一个周期的循环处理。
第三螺杆泵将除油池中泥水混合液由进料口进入絮凝罐,由进药口注入絮凝剂,启动絮凝罐搅拌使药剂与泥水混合液充分混合,形成絮凝体,并通过溢流管流入斜板沉淀池中进行沉淀,静置一段时间后,斜板沉淀池的上清液通过第四螺杆泵抽出送入加药装置中的配药罐或储水池中。絮凝罐锥斗和斜板沉淀池泥斗内的泥沙由第五螺杆泵从底部的出泥口抽出送入脱水装置中的叠螺脱水机。
沉淀装置泥斗内的泥沙由脱水机进料口进入叠螺脱水机的叠螺体,受到螺旋轴旋片的推送而流向卸料口,由于螺旋轴旋片之间的螺距逐渐减小,因此污泥所受的压力不断增大,并在压差作用下开始脱水,脱出水分从定环和动环中间的过滤间隙流出,泥饼经过充分脱水后在螺旋轴的推进作用下从卸料口排出。脱出的水分通过集水槽汇集并由第四螺杆泵抽出送入加药装置中的配药罐或储水池中。
加药装置6用来配制和输送所需的各类化学药剂,所需的水分由加药泵64从储水池63中抽取或直接由第四螺杆泵43从沉淀装置4和脱水装置5供水回用,药剂由配药罐62的进药口进入,启动配药搅拌61使药剂与水充分混合,通过加药泵64将所需药剂输送至特定装置中。详见图9,本实施例中的加药装置包括8个药罐和2个储水池组成,药剂的配制在配药罐62中进行,储水池63对在沉淀装置及脱水装置中回收的水分进行储存。本发明经气浮除油、超声氧化后将油相最大限度的从污泥中脱离,这就保证了混合溶液经絮凝及脱水回收水分的清洁度,使水分能够完全的循环利用到含油污泥的处理过程中。
这里需要重点指出,本发明中高效连续自动化的含油污泥处理方法及装置,实现了含油污泥的油、水、泥三相的完全分离。处理后泥沙中的含油率能降低到2%以下,满足国家排放标准;处理过程中的水在处理装置中循环利用,不仅节约水资源,还能有效利用残留的化学药剂和热量,且能省却对废水的处理;本发明中的处理装置能够回收含油污泥中大量的石油组分,回收率达到98%以上,回收的石油经过管网可进入炼油厂重新炼化,实现国家对废物治理的减量化,无害化和资源化的目标。
最后,可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域普通技术人员而言,在不脱离本发明的原理和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种含油污泥的处理方法,其特征在于,主要包括以下步骤:
1)除杂,添加药剂及水,混合后进行破乳;
2)经初步回收油相后,得到混合溶液;
3)通过超声及臭氧氧化深度处理后,回收混合溶液中的残余油相;
4)将所得混合溶液浓缩、脱水,处理完成。
2.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤1)中,温度控制在50-80℃,所述药剂为酸,碱,氧化剂,催化剂,絮凝剂,和表面活性剂中的至少一种。
3.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤2)中,温度控制在50-80℃,且在卧式搅拌条件下进行,搅拌转速控制在0-100r/min。
4.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤3)中,在超声和臭氧的循环作用下对含油污泥进行处理,超声功率控制在10-20KW,臭氧流量控制在50-200g/h。
5.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤4)中,通过絮凝、沉淀对混合溶液进行浓缩,且絮凝在搅拌条件下完成,搅拌转速控制在30-60r/min。
6.一种采用权利要求1-5任一项所述处理方法的含油污泥处理装置,其特征在于,包括依次连接的预处理装置、缓冲装置、除油装置,沉淀装置及脱水装置;所述缓冲装置包括缓冲池及在缓冲池上安装的一级气浮装置;除油装置包括除油池、在除油池上安装的二级气浮装置、以及与除油池连接的对含油污泥深度除油的超声反应釜。
7.如权利要求6所述的处理装置,其特征在于,所述预处理装置包括热洗罐及设置在热洗罐顶部的进料斗,所述进料斗正下方连接有可旋转的格栅筐,格栅筐浸没于热洗罐内部的液体中;热洗罐内设置有加热盘管,贯穿热洗罐底部水平安装有预处理螺旋搅拌,热洗罐的底壁为与所述预处理螺旋搅拌相匹配的圆弧面;热洗罐内的物料通过螺杆泵送入高速搅拌器进行破乳,所述高速搅拌器为卧式搅拌器,高速搅拌器内水平安装有搅拌刀片。
8.如权利要求6所述的处理装置,其特征在于,所述缓冲池的顶部安装有回收油相的缓冲池刮油机,在缓冲池的侧壁顶部设置有缓冲池浮油槽,缓冲池刮油机将所述一级气浮装置产生的浮油刮入缓冲池浮油槽并收集至一级浮油罐中;缓冲池底部水平设置有若干个缓冲池螺旋搅拌,缓冲池的底壁为与缓冲池螺旋搅拌相匹配的圆弧面;缓冲池及一级浮油罐中均设置有加热盘管,一级浮油罐上安装有一级浮油罐搅拌器。
9.如权利要求6所述的处理装置,其特征在于,所述除油池的顶部安装有回收油相的除油池刮油机,在除油池的侧壁顶部设置有除油池浮油槽,除油池刮油机将所述二级气浮装置产生的浮油刮入除油池浮油槽并收集至二级浮油罐中;除油池底部水平设置有除油池螺旋搅拌,除油池的底壁为与除油池螺旋搅拌相匹配的圆弧面;除油池及二级浮油罐中均设置有加热盘管,二级浮油罐上安装有二级浮油罐搅拌器。
10.如权利要求6或9所述的处理装置,其特征在于,所述超声反应釜的内侧壁上间隔布设有若干个超声波振板,在超声反应釜下部设置有臭氧曝气板,用于将臭氧发生器所产的臭氧通入到超声反应釜内,同时对含油污泥进行超声及臭氧氧化。
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