CN109608018A - 一种含油污泥资源化无害化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含油污泥资源化无害化处理方法,利用物理方法结合化学方法的方式来对含油污泥中的油分进行回收净化处理;首先对含油污泥进行稀释,然后向稀释的含油污泥中加入表面活性剂进行加热使乳状液破坏,破乳后再将其转移到离心机中进行离心,离心分离回收的燃油经过净化处理后得到净化燃油,净化后的燃油经过调制之后制备纯净燃油,同时将回收过程产生的废渣和废液进行回收处理,采用本发明的资源化、无害化处理方法不仅能够极大降低含油污泥的污染,还能够实现对含油污泥中燃油的回收循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种废弃物处理方法,特别涉及一种含油污泥资源化无害化处理方法。
背景技术
含油污泥就是混入了油的泥土,形成了一种极其难以处理的含油污泥,在各类容器、大罐和回收水池等地面设施的淤积过程中,需定期清理的污泥,这些过程都会产生大量的含油污泥;然而,含油污泥的物理化学性质十分复杂,使得含油污泥极难分离和处理,含油污泥按照《国家危险废物名录》属于危险废弃物,每年各类容器、储罐和回收水池的沉积污泥中油泥占40%。
基于含油污泥的来源与产生的多样性,导致其错综复杂的组分和化学性质,不仅含有稻草、沙砾、垢质和泥土等固体颗粒,还含有大量的石油类物质(硫化物、慈、苯系物、酚类等)以及生产过程中添加的絮凝剂等难降解的化学药剂,此外还有铜、砷、汞等重金属盐类存在于污泥的水分中,露天堆放或随意填埋都会对周边土壤造成不同程度的危害。
随着我国对环境保护和生态治理的要求日益严格以及资源的短缺,如何能够满足当前生产含油污泥的减量需求,同时兼顾含油污泥的资源化发展,并实现含有污泥的无害化处理目标,是处理含油污泥并综合利用的关键。
发明内容
通常情况下,在各类容器、储罐和回收水池中沉积的含油污泥中,泥沙的含量约50%,水的含量约为6%,油的含量约为35%,其它有机物和挥发性物质的含量约为9%,可见,含油污泥中燃油的含量较高,对其回收净化处理以后具有巨大的重复利用价值,还能够防止填埋或堆放处理造成的环境污染问题。
本发明的目的是为了解决背景技术而提出的一种含油污泥资源化无害化处理方法,利用物理方法结合化学方法的方式来对含油污泥中的油分进行回收净化处理;首先对含油污泥进行稀释,然后向稀释的含油污泥中加入表面活性剂进行加热使乳状液破坏,破乳后再将其转移到离心机中进行离心,离心分离回收的燃油经过净化处理后得到净化燃油,净化后的燃油经过调制之后制备纯净燃油,同时将回收过程产生的废渣和废液进行回收处理,采用本发明的资源化、无害化处理方法不仅能够极大降低含油污泥的污染,还能够实现对含油污泥中燃油的回收循环利用,具备良好应用前景。
本发明的含油污泥资源化无害化处理方法,包括如下步骤:
(1)对含油污泥进行加水搅拌稀释,然后向稀释后的含油污泥中加入破乳剂、破乳剂溶剂和破乳助剂进行破乳搅拌处理,最后对破乳处理后的含油进行离心分离处理,回收分离后的燃油和废渣、废液;
(2)向分离后的燃油中添加絮凝剂进行搅拌絮凝处理,然后进行离心分离,把燃油中颗粒杂质除掉;然后向燃油中加入硫酸进行酸洗处理,随后进行离心分离,除掉其中的沥青质;再向燃油中加入碱液进行碱洗处理,随后进行离心分离,除掉其中所含的酸性杂质;最后向燃油中加入吸附剂进行吸附处理,随后进行离心分离,除掉其中残存的胶质、沥青质,最终得到净化燃油,净化后的燃油经过调制处理后用于制备车用燃油;
(3)向废渣、废液中按照一定的比例加入药剂,并搅拌混合均匀,对废渣、废液进行无害化处理,然后将反应后的混合物进行压制成型处理,成型后在通风的条件下进行养护,再对养护后的渣块进行浸泡渗滤,最后对渗滤液的COD和pH进行测定。
作为本发明更进一步的限定,步骤(1)中破乳剂溶剂为二甲苯;破乳剂制备方法为:在30~35℃的恒温下, 向水浴中的带有冷凝管的容器中依次加入环氧氯丙烷、二甲胺和乙二胺, 控制环氧氯丙烷:二甲胺:乙二胺的摩尔质量比为1.2:1.0:0.1,并缓慢升高至60~75℃, 恒温反应5~7h , 然后加入硫酸调节pH 为5时中止反应, 即到破乳剂。
作为本发明更进一步的限定,步骤(1)中破乳剂投加量200mg/L,二甲苯加量2000mg/L,并控制破乳时间为2.5h,破乳温度控制在85±5℃之间,离心分离时间25min且离心转速10000r/min,在此条件下,含油污泥中燃油的回收率为96%。
作为本发明更进一步的限定,步骤(2)搅拌絮凝处理中,絮凝剂选择浓度为质量浓度为15%的阳离子型聚丙烯酰胺溶液,投加量为燃油质量的2%,控制絮凝温度在60~65℃之间、搅拌转速600r/min,搅拌时间25min,离心分离时间10min且离心分离转速8500r/min,在此条件下,絮凝后燃油的杂质含量降低到0.24%,洁净度提高至55.50%。
作为本发明更进一步的限定,步骤(2)酸洗处理中,硫酸选择质量浓度为95%硫酸,硫酸加量为燃油质量的15%,控制酸洗温度在55~60℃之间,搅拌转速600r/min,搅拌时间15min,离心分离时间10min且离心分离转速9500r/min,在此条件下,酸洗后燃油的杂质含量降低至0.06%,洁净度增加至97.80%。
作为本发明更进一步的限定,步骤(2)碱洗处理中,碱液选择质量浓度10%的氢氧化钾溶液,碱液投加量为燃油质量的16%,控制碱洗温度在60~65℃之间,搅拌转速400r/min,搅拌时间20min,离心分离时间10min且离心分离转速9000r/min,在此条件下,碱洗后燃油的杂质降低至0.01%,洁净度增加至98.90%。
作为本发明更进一步的限定,步骤(2)吸附处理中,吸附剂选择膨润土和硅藻土的混合物,吸附剂中膨润土和硅藻土的质量比为60%:40%,吸附剂投加量为燃油质量的20%,控制吸附温度在70~75℃之间,搅拌吸附时间20min,搅拌转速600r/min,离心分离时间10min且离心分离转速9000r/min,在此条件下,吸附处理后燃油的回收率为92%,洁净度为99.90%。
作为本发明更进一步的限定,步骤(2)调制处理为:将净化燃油与市售燃油按照质量比为5:2的比例进行混合调制。
作为本发明更进一步的限定,步骤(3)药剂包括激活剂、促凝剂;成型剂包括水泥、粉煤灰、河沙和石灰;其中,激活剂为碱激活胶凝材料,制备方法为:将粘土、粉煤灰、钢渣和矿渣与碱性硅酸盐溶液混合,在100~120℃和pH值在10~11下成型固化生成的无机聚合物,投加量为燃油质量的3%;促凝剂为水合氯化铝、二甲胺表氯醇、阳离子聚丙烯酰胺中的一种或几种,投加量为燃油质量的3%;水泥和粉煤灰投加量为燃油质量的25%且水泥与粉煤灰的质量比为1.2:1,河沙投加量为燃油质量的6%,石灰投加量为燃油质量的2%
本发明的有益效果是:
本发明通过对含油污泥进行加热搅拌破乳并进行离心分离处理,然后对离心分离出的燃油进行絮凝、酸洗、碱洗、吸附处理能够有效将含油污泥中的燃油分离出来,并制备能够使用的燃油;同时,将回收过程产生的废渣和废液进行回收处理,实现对含油污泥的资源化、无害化处理,不仅能够极大降低含油污泥的污染,还能够实现对含油污泥中燃油的回收循环利用。
附图说明
图1是本发明提出的含油污泥资源化无害化处理方法的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例;基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,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”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通;对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例一
参见图1,一种含油污泥资源化无害化处理方法,包括如下步骤:
(1)对含油污泥进行加水搅拌稀释,然后向稀释后的含油污泥中加入破乳剂、破乳剂溶剂和破乳助剂进行破乳搅拌处理,最后对破乳处理后的含油进行离心分离处理,回收分离后的燃油和废渣、废液;
(2)向分离后的燃油中添加絮凝剂进行搅拌絮凝处理,然后进行离心分离,把燃油中颗粒杂质除掉;然后向燃油中加入硫酸进行酸洗处理,随后进行离心分离,除掉其中的沥青质;再向燃油中加入碱液进行碱洗处理,随后进行离心分离,除掉其中所含的酸性杂质;最后向燃油中加入吸附剂进行吸附处理,随后进行离心分离,除掉其中残存的胶质、沥青质,最终得到净化燃油,净化后的燃油经过调制处理后用于制备车用燃油;
(3)向废渣、废液中按照一定的比例加入药剂,并搅拌混合均匀,对废渣、废液进行无害化处理,然后将反应后的混合物进行压制成型处理,成型后在通风的条件下进行养护,再对养护后的渣块进行浸泡渗滤,最后对渗滤液的COD和pH进行测定。
向含油污泥中加入破乳剂,由于破乳剂的表面活性比乳状液界膜层上乳化剂等表面活性剂的活性高,破乳剂会吸附置换乳状液界面膜上的乳化剂等表面活性剂,然后使得界面膜的厚度变薄,强度和黏弹性降低,这样在重力或离心力等外力的作用下界膜层很容易破裂,并释放膜内的小水滴,使得小液滴之间合并聚结成大液滴,同时,由于油、水、砂之间存在--定的密度差异,在离心力等外力的作用下会最终下沉分离成油水砂三相,实现对乳状液破乳的目的;破乳助剂对破乳剂起的主要作用是溶解、稀释和分散,油溶性破乳剂、溶剂和油三者之间都存在一定的吸引力,而只有在油和破乳剂之间的引力比其它作用力大时,破乳剂才能很好的扩散到油中,这样才能够充分发挥破乳剂对乳状液的破乳性能。
选择步骤(1)中破乳剂溶剂为二甲苯;破乳剂制备方法为:在30~35℃的恒温下,向水浴中的带有冷凝管的容器中依次加入环氧氯丙烷、二甲胺和乙二胺, 控制环氧氯丙烷:二甲胺:乙二胺的摩尔质量比为1.2:1.0:0.1,并缓慢升高至60~75℃, 恒温反应5~7h, 然后加入硫酸调节pH 为5时中止反应, 即到破乳剂。
表1 破乳剂的出油效果
由表1可见, 当破乳剂投加量为200mg/L时,出油率>96%, 破乳效果相当好。
取三种不同稀释程度的含油污泥,在确定加入破乳剂200mg/L,二甲苯加量2000mg/L,破乳时间为3h、破乳温度为85℃和离心时间为25min的条件下,考察不同的离心转速对含油污泥中燃油回收率和除水率的影响,结果如下表2。
表2 不同离心转速下含油污泥中燃油的回收率和除水率
由表2可以看出,三种稀释程度不同的含油污泥,脱水率和燃油回收率都随着离心机转速的增加而逐渐地增加;含水率35%的稀释后的含油污泥的燃油回收率最高,而含水率50%的稀释后的含油污泥的除水率最高,离心转速对体系的除水率和燃油回收率的影响都很大。
当离心速度较低的时候,三种稀释液的除水率和燃油回收率都较低,而且脱出的燃油比较粘稠,脱出的燃油中含水量和含砂量都较高并且脱出水中油含量高;当离心转速高于8000r/min后除水率和燃油回收率都较大,并且脱出的燃油黏度较低,脱出的燃油中水含量和泥沙颗粒含量较低;当离心机转速大于9000r/min后,三种稀释液的除水率和燃油回收率增加量都较小。
因此,综合考虑除水率、燃油回收率和能耗问题,可以选择离心转速10000r/min。
当加热温度较低时,三种稀释液的除水率和燃油回收率都较低,含油污泥的温度升高以后,乳状液的黏度降低,连续相油的流动性增强,油包水乳状液膜层的强度降低,同时,温度升高后,乳状液中分子热运动和固体颗粒之间的布朗运动加剧,这样就增加了小液滴之间碰撞聚并成大液滴的机会,也加速了固体颗粒物从界面膜上面脱落,最终,在重力或机械外力的作用下就很容易实现油、水、砂之间的分离,因此,较低的破乳温度不利于含油污泥的乳状液的破乳。
采用相同的单变量控制试验方法,对试验结果进行分析可以得出,三种稀释程度的含油污泥的除水率和燃油回收率都在随着破乳温度的升高而逐渐的增大,破乳温度对体系的影响比较大,当加热温度在大于80℃以后,三种稀释程度的乳状液的脱油率和脱水率都增加的十分微小,而且,加热温度越高,所需要的热能越大,消耗的燃料越多,成本越高;因此,考虑能耗成本和破乳的效果,选择控制破乳温度在85±5℃之间。
因此,选择步骤(1)中破乳剂投加量200mg/L,二甲苯加量2000mg/L,并控制破乳时间为2.5h,破乳温度控制在85±5℃之间,离心分离时间25min且离心转速10000r/min,在此条件下,含油污泥中燃油的回收率为96%。
实施例二
作为实施例一的进一步改进,步骤(2)搅拌絮凝处理中,絮凝剂选择浓度为质量浓度为15%的阳离子型聚丙烯酰胺溶液,投加量为燃油质量的2%,控制絮凝温度在60~65℃之间、搅拌转速600r/min,搅拌时间25min,离心分离时间10min且离心分离转速8500r/min,在此条件下,絮凝后燃油的杂质含量降低到0.24%,洁净度提高至55.50%。
取絮凝处理后的燃油,在60℃下预热5min,向燃油中加入燃油质量15%的不同浓度的硫酸,在600r/min下加热搅拌15min,然后再将酸洗处理后的燃油在10000rmin下离心分离10min,最后测定燃油的洁净度和回收率,得出不同硫酸浓度对燃油回收率的影响。
表3 不同硫酸浓度的燃油回收率
硫酸浓度/质量浓度% | 燃油回收率/% | 洁净度/% |
75 | 95 | 80 |
80 | 89 | 84 |
85 | 87 | 88 |
90 | 86 | 92 |
95 | 85 | 95 |
由表3结果可知,硫酸浓度对絮凝回收后的燃油酸洗处理有很大的影响,硫酸浓度越大,酸洗处理后燃油的洁净度越大,回收率却越低,燃油的洁净度越大,说明净化除杂的效果越好,也说明絮凝回收后的燃油中的杂质的去除率也越大,一定浓度范围内,硫酸的浓度越大,去除废燃油中杂质的能力越强,因此,综合考虑酸洗处理后燃油回收率和洁净度,选择硫酸浓度95%。
硫酸加量过低会减缓反应,并且使反应很不充分,而且会使絮凝回收后的燃油中的杂质成分不能完全被反应除掉;而硫酸加量过大则会增加酸洗成本,并且硫酸会氧化油品中的其它组分,而且过量的硫酸容易腐蚀酸洗设备,因此,硫酸的投加量需要进行控制。
采用相同的单变量控制试验方法,取絮凝处理后的燃油,在60℃下预热5min,向燃油中加入不同质量的质量浓度为95%的硫酸,在600r/min下加热搅拌15min,然后再将酸洗处理后的燃油在10000rmin下离心分离10min,最后测定燃油的洁净度和回收率,得出不同硫酸投加量对燃油回收率的影响,结果如下表4所示。
表4 不同硫酸投加量的燃油回收率
硫酸投加量/占燃油质量的百分比% | 燃油回收率/% | 洁净度/% |
5 | 96 | 86 |
10 | 92 | 93 |
15 | 90 | 97 |
20 | 88 | 93 |
25 | 89 | 91 |
由表4的结果可知,硫酸投加量对燃油酸洗处理有很大的影响,硫酸投加量越大,燃油的回收率越低;当浓硫酸的投加量低于15%时,随着硫酸投加量的增加,酸洗后燃油的洁净度越大;硫酸投加量大于15%后,硫酸投加量越大,酸洗后燃油的洁净度开始降低,也即硫酸投加量越大,酸洗生成的渣质也越多,而且加酸过量会使得酸洗后燃油的颜色呈现淡红色,因此,选择浓硫酸投加量为15%。
因此,步骤(2)酸洗处理中,硫酸选择质量浓度为95%硫酸,硫酸加量为燃油质量的15%,控制酸洗温度在55~60℃之间,搅拌转速600r/min,搅拌时间15min,离心分离时间10min且离心分离转速9500r/min,在此条件下,酸洗后燃油的杂质含量降低至0.06%,洁净度增加至97.80%。
实施例三
作为实施例一和实施例二的进一步改进,絮凝回收经酸洗后的燃油中的固体颗粒杂质和胶质沥青质等有色有机杂质大部分都被去除,燃油在酸洗处理后含有酸洗过程中产生的硫酸以及其它有机酸,因此需要对酸洗后的燃油进行碱洗处理,以中和反应能够生成溶于碱液的硫酸盐和磺酸盐等,然后进行离心分离处理,这样就可以大幅降低酸洗后燃油中的酸度,并进一步改善燃油的颜色。
取絮凝回收经酸洗后的燃油,在60℃下预热5min,向该燃油中加入16%的不同浓度的氢氧化钾溶液,在400r/min下加热搅拌20min,然后再将碱洗处理后的燃油在10000r/min下离心10min,最后测定燃油的洁净度和酸度,考察不同氢氧化钾浓度对碱洗处理后的燃油质量的影响,如表5所示。
表5 不同氢氧化钾浓度的酸度和洁净度
氢氧化钾浓度/质量浓度% | 酸度 | 洁净度/% |
2 | 84 | 93 |
5 | 85 | 96 |
10 | 86 | 99 |
15 | 90 | 95 |
20 | 97 | 91 |
由表5的结果可知,氢氧化钾溶液浓度对燃油碱洗处理有很大的影响,氢氧化钾浓度越低,燃油在碱洗处理后,其酸度就越低,而燃油的洁净度先增加后减小;氢氧化钾浓度越低,净化后产生的氢氧化钾废液越多,后续处理越麻烦;而过高的氢氧化钾浓度都对燃油净化不好,由于氢氧化钾浓度过高会很容易导致燃油乳化而不易分离,能够有效降低燃油酸度和提高燃油的洁净度,因此,选择氢氧化钾质量浓度为15%。
取絮凝回收经酸洗后的燃油,在60℃下预热5min,向燃油中加入不同量的质量浓度15%的氢氧化钾溶液,在400r/min下加热搅拌20min,然后再将碱洗处理后的燃油在10000r/min下离心10min,最后测定燃油的洁净度和酸度,考察不同氢氧化钾溶液投加量对碱洗处理的影响,结果如下表6所示。
表6不同氢氧化钾溶液投加量下回收燃油的洁净度和酸度
氢氧化钾溶液投加量/占燃油质量的百分比% | 酸度 | 洁净度/% |
4 | 98 | 93 |
8 | 89 | 96 |
12 | 85 | 97 |
16 | 84 | 99 |
20 | 83 | 99 |
由表6的结果可知,碱洗处理过程中,氢氧化钾溶液的投加量对燃油的净化效果也有较大影响;氢氧化钾溶液投加量的增大,碱洗处理后燃油的洁净度逐渐增大,酸度逐渐减小;当氢氧化钾溶液投加量大于12%,随着投加量的增加,碱洗处理后燃油的洁净度和酸度几乎都没有变化;氢氧化钾溶液投加量过低时,不能够充分反应掉燃油中的酸洗杂质,以达到降低燃油酸度的目的,而氢氧化钾溶液投加量过大,则会使氢氧化钾溶液中多余未参加反应从而浪费碱液,增加碱洗处理成本,因此,综合考虑氢氧化钾溶液碱洗处理后的燃油的洁净度、酸度和成本,选择氢氧化钾溶液投加量为燃油质量的百分比16%。
因此,选择步骤(2)碱洗处理中,碱液选择质量浓度10%的氢氧化钾溶液,碱液投加量为燃油质量的16%,控制碱洗温度在60~65℃之间,搅拌转速400r/min,搅拌时间20min,离心分离时间10min且离心分离转速9000r/min,在此条件下,碱洗后燃油的杂质降低至0.01%,洁净度增加至98.90%。
实施例四
作为实施例一、实施例二和实施例三的进一步改进,经过絮凝、酸洗和碱洗处理后,回收的燃油的洁净度有一定的提高,燃油中的酸性杂质得到了有效的去除,虽然洁净度虽然得到一定的提高,但是其颜色仍然较深,因此,需要对处理后的燃油做除杂脱色处理。
膨润土和硅藻土不仅能够有效的吸附回收的燃油中残存的胶质和沥青质等有色物质而且还能够吸附其中剩余的酸类物质和含硫含氮化合物等极性物质,这样可以明显的改善回收的燃油的颜色和气味,使回收燃油的灰分、残炭和硫含量等指标进一步得到大大的改善。
取经过絮凝、酸洗、碱洗处理后的燃油,在60℃下预热5min,向燃油中一次性加入不同量的膨润土和硅藻土混合物,在400r/min下加热搅拌20min,然后将吸附后的燃油在10000r/min下离心10min,最后测定燃油的洁净度和回收率,结果如下表7所示。
表7 不同膨润土和硅藻土混合物投加量下燃油的洁净度和回收率
膨润土和硅藻土混合物投加量/占燃油质量的百分比% | 回收率/% | 洁净度/% |
5 | 99 | 72 |
10 | 97 | 85 |
15 | 94 | 98 |
20 | 92 | 99 |
25 | 89 | 99 |
由表7的结果可知,随着膨润土和硅藻土混合物投加量的增大,吸附处理后燃油的洁净度逐渐增加,而回收率却逐渐减小;但是,当混合物投加量超过20%以后,吸附处理后燃油的洁净度变化微小,若再增加混合物会降低燃油的回收率;混合物的投加量对回收的燃油的除杂效果起着关键的作用,如果加量不足就不能充分地把燃油中的杂质吸附沉降下来,也就不能很好的达到对废燃油脱色和除臭的目的;因此,综合考虑燃油的洁净度和回收率,选择膨润土和硅藻土混合物投加量为燃油质量的20%。
表8 不同的膨润土和硅藻土混合比例下燃油的回收率
膨润土和硅藻土混合比例/质量比 | 回收率/% |
30%:70% | 86 |
40%:60% | 91 |
50%:50% | 94 |
60%:40% | 96 |
70%:30% | 95 |
由表8的结果可知,随着混合物中膨润土与硅藻土质量百分比的增大,吸附处理后燃油的回收率逐渐增加,然后逐渐减小,在膨润土与硅藻土质量百分比为60%:40%时,燃油的回收率达到最大值96%;因此,选择吸附剂中膨润土和硅藻土的质量比为60%:40%。
因此,选择步骤(2)吸附处理中,吸附剂选择膨润土和硅藻土的混合物,吸附剂中膨润土和硅藻土的质量比为60%:40%,吸附剂投加量为燃油质量的20%,控制吸附温度在70~75℃之间,搅拌吸附时间20min,搅拌转速600r/min,离心分离时间10min且离心分离转速9000r/min,在此条件下,吸附处理后燃油的回收率为92%,洁净度为99.90%。
步骤(2)调制处理为:将净化燃油与市售燃油按照质量比为5:2的比例进行混合调制。
实施例五
作为实施例一至四的进一步改进,含油污泥的回收处理过程在产生的废渣、废液混合物需要进行无害化处理,传统的处理方法是对产生的废渣和废液分别单独处理,工艺流程较长。
采用水泥、粉煤灰和石灰等对废渣、废液进行无害化处理,能够使得废渣废液与药剂反应后,在水泥和石灰的作用下反应生成氢氧化钙,而粉煤灰中的活性氧化铝和氧化硅等又会与氢氧化钙发生反应生成水化铝酸钙和水化硅酸钙;并且在碱性添加剂的作用下会生成固体沉淀,这些都有助于提高固化体的强度,生成的这些坚硬物质把废渣废液包裹以后,废渣废液中的有害污染物质就会牢牢的被固定在固化体中,又因为粉煤灰和水泥为球形空腔和蜂窝构造,具有多孔结构,其颗粒非常细小,具有很大的比表面积,比表面积大则有助于吸附废渣、废水中的有害物质。
激活剂选择为碱激活胶凝材料,制备方法为:将粘土、粉煤灰、钢渣和矿渣与碱性硅酸盐溶液混合,在100~120℃和pH值在10~11下成型固化生成的无机聚合物。
表9 不同激活剂下压制成型体的抗压强度和COD浓度
激活剂 | 养护24h的抗压强度(Mpa) | 浸泡渗滤液中COD浓度(mg/L) |
硅酸盐,Al<sub>2</sub>O·nSiO<sub>2</sub> | 18.3 | 85 |
铝硅酸盐,Fe<sub>2</sub>O·Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·(2~6)SiO<sub>2</sub> | 17.6 | 77 |
碱激活胶凝材料 | 20.2 | 55 |
由上表9的结果可知,选用本发明的碱激活胶凝材料对废渣、废液混合物进行无害化处理后,成型体的浸泡渗滤液中COD为55mg/L,符合《污水综合排放标准》(GB 8978-2017)中的一级标准。
因此,选择步骤(3)药剂包括激活剂、促凝剂;成型剂包括水泥、粉煤灰、河沙和石灰;其中,激活剂为碱激活胶凝材料,制备方法为:将粘土、粉煤灰、钢渣和矿渣与碱性硅酸盐溶液混合,在100~120℃下成型固化生成的无机聚合物,投加量为燃油质量的3%;促凝剂为水合氯化铝、二甲胺表氯醇、阳离子聚丙烯酰胺中的一种或几种,投加量为燃油质量的3%;水泥和粉煤灰投加量为燃油质量的25%且水泥与粉煤灰的质量比为1.2:1,河沙投加量为燃油质量的6%,石灰投加量为燃油质量的2%。
本发明的含油污泥资源化无害化处理方法利用物理方法结合化学方法的方式来对含油污泥中的油分进行回收净化处理;首先对含油污泥进行稀释,然后向稀释的含油污泥中加入表面活性剂进行加热使乳状液破坏,破乳后再将其转移到离心机中进行离心,离心分离回收的燃油经过净化处理后得到净化燃油,净化后的燃油经过调制之后制备纯净燃油,同时将回收过程产生的废渣和废液进行回收处理,采用本发明的资源化、无害化处理方法不仅能够极大降低含油污泥的污染,还能够实现对含油污泥中燃油的回收循环利用,具备良好应用前景。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种含油污泥资源化无害化处理方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)对含油污泥进行加水搅拌稀释,然后向稀释后的含油污泥中加入破乳剂、破乳剂溶剂和破乳助剂进行破乳搅拌处理,最后对破乳处理后的含油进行离心分离处理,回收分离后的燃油和废渣、废液;
(2)向分离后的燃油中添加絮凝剂进行搅拌絮凝处理,然后进行离心分离,把燃油中颗粒杂质除掉;然后向燃油中加入硫酸进行酸洗处理,随后进行离心分离,除掉其中的沥青质;再向燃油中加入碱液进行碱洗处理,随后进行离心分离,除掉其中所含的酸性杂质;最后向燃油中加入吸附剂进行吸附处理,随后进行离心分离,除掉其中残存的胶质、沥青质,最终得到净化燃油,净化后的燃油经过调制处理后用于制备车用燃油;
(3)向废渣、废液中按照一定的比例加入药剂和成型剂,并搅拌混合均匀,对废渣、废液进行无害化处理,然后将反应后的混合物进行压制成型处理,成型后在通风的条件下进行养护,再对养护后的渣块进行浸泡渗滤,最后对渗滤液的COD和pH进行测定。
2.根据权利要求1所述的一种含油污泥资源化无害化处理方法,其特征在于:所述步骤(1)中破乳剂溶剂为二甲苯;破乳剂制备方法为:在30~35℃的恒温下, 向水浴中的带有冷凝管的容器中依次加入环氧氯丙烷、二甲胺和乙二胺, 控制环氧氯丙烷:二甲胺:乙二胺的摩尔质量比为1.2:1.0:0.1,并缓慢升高至60~75℃, 恒温反应5~7h , 然后加入硫酸调节pH 为5时中止反应, 即到破乳剂。
3.根据权利要求2所述的一种含油污泥资源化无害化处理方法,其特征在于:所述步骤(1)中破乳剂投加量为200mg/L,二甲苯加量2000mg/L,并控制破乳时间为2.5h,破乳温度控制在85±5℃之间,离心分离时间25min且离心转速10000r/min,在此条件下,含油污泥中燃油的回收率为96%。
4.根据权利要求3所述的一种含油污泥资源化无害化处理方法,其特征在于:所述步骤(2)搅拌絮凝处理中,絮凝剂选择浓度为质量浓度为15%的阳离子型聚丙烯酰胺溶液,投加量为燃油质量的2%,控制絮凝温度在60~65℃之间、搅拌转速600r/min,搅拌时间25min,离心分离时间10min且离心分离转速8500r/min,在此条件下,絮凝后燃油的杂质含量降低到0.24%,洁净度提高至55.50%。
5.根据权利要求4所述的一种含油污泥资源化无害化处理方法,其特征在于:所述步骤(2)酸洗处理中,硫酸选择质量浓度为95%硫酸,硫酸加量为燃油质量的15%,控制酸洗温度在55~60℃之间,搅拌转速600r/min,搅拌时间15min,离心分离时间10min且离心分离转速9500r/min,在此条件下,酸洗后燃油的杂质含量降低至0.06%,洁净度增加至97.80%。
6.根据权利要求4所述的一种含油污泥资源化无害化处理方法,其特征在于:所述步骤(2)碱洗处理中,碱液选择质量浓度10%的氢氧化钾溶液,碱液投加量为燃油质量的16%,控制碱洗温度在60~65℃之间,搅拌转速400r/min,搅拌时间20min,离心分离时间10min且离心分离转速9000r/min,在此条件下,碱洗后燃油的杂质降低至0.01%,洁净度增加至98.90%。
7.根据权利要求4所述的一种含油污泥资源化无害化处理方法,其特征在于:所述步骤(2)吸附处理中,吸附剂选择膨润土和硅藻土的混合物,吸附剂中膨润土和硅藻土的质量比为60%:40%,吸附剂投加量为燃油质量的20%,控制吸附温度在70~75℃之间,搅拌吸附时间20min,搅拌转速600r/min,离心分离时间10min且离心分离转速9000r/min,在此条件下,吸附处理后燃油的回收率为92%,洁净度为99.90%。
8.根据权利要求4所述的一种含油污泥资源化无害化处理方法,其特征在于:所述步骤(2)调制处理为:将净化燃油与市售燃油按照质量比为5:2的比例进行混合调制。
9.根据权利要求7所述的一种含油污泥资源化无害化处理方法,其特征在于:所述步骤(3)药剂包括激活剂、促凝剂;成型剂包括水泥、粉煤灰、河沙和石灰;其中,激活剂为碱激活胶凝材料,制备方法为:将粘土、粉煤灰、钢渣和矿渣与碱性硅酸盐溶液混合,在100~120℃和pH值在10~11下成型固化生成的无机聚合物,投加量为燃油质量的3%;促凝剂为水合氯化铝、二甲胺表氯醇、阳离子聚丙烯酰胺中的一种或几种,投加量为燃油质量的3%;水泥和粉煤灰投加量为燃油质量的25%且水泥与粉煤灰的质量比为1.2:1,河沙投加量为燃油质量的6%,石灰投加量为燃油质量的2%。
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