CN113402132A - 一种含油污泥高效处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含油污泥高效处理工艺，属于污泥处理技术领域，本发明可以通过吸油球对含油污泥进行破碎的同时形成贯通的孔道，然后向孔道内注入热水，利用孔压较大的特点加速含油污泥的分裂，同时热水也更容易通过较大的渗透压来冲洗下油，在含油污泥充分破碎后形成混合物，待冷却后自主分层，利用磁场回收吸油球的动作，吸油球在冷却后会发生局部收缩现象，在污泥‑水‑油的迁移过程中，可以主动吸附污泥和水中残留的油滴，显著提高对油的回收率，同时处理后的水可以直接重复使用，相比于现有技术，本发明工艺简单高效，可以极大的提高对含油污泥的处理效果，尤其体现在对于油的回收上。

Description

一种含油污泥高效处理工艺
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，更具体地说，涉及一种含油污泥高效处理工艺。
背景技术
石油在上游的勘探开发、油气集输、污水处理、罐底清洗和下游的石油冶炼过程中因工艺设备、人为操作等原因会产生大量的含有石油烃类的混合外泄物到环境中，这种固体、半固体混合外泄物被称为含油污泥。
含油污泥成分复杂，一般由水包油、油包水及悬浮固体组成，是一种较稳定的悬浮乳状液体半液体系。污泥颗粒细小，里絮凝体状。油、水密度差小，含水率高，一般在40-90％之间，且充分乳化，粘度较大，难以沉降。污泥颗粒稳定性差，容易腐败和产生恶臭，污染空气，在生产及环保中具有极大的危害性。含油污泥成分复杂，物理、化学性质等差异很大，因此处理技术也是多种多样。
现有的含油污泥处理工艺大多较为繁琐，常见的有利用水油不互溶的特点来进行分离，但是分离前后的处理手段过于复杂，且分离效果较差，水中仍然存在大量的微小油滴难以有效分层，不仅会导致油资源的部分浪费，同时处理过的水容易受到污染，成本也随之增加。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种含油污泥高效处理工艺，可以通过吸油球对含油污泥进行破碎的同时形成贯通的孔道，然后向孔道内注入热水，利用孔压较大的特点加速含油污泥的分裂，同时热水也更容易通过较大的渗透压来冲洗下油，在含油污泥充分破碎后形成混合物，待冷却后自主分层，利用磁场回收吸油球的动作，吸油球在冷却后会发生局部收缩现象，在污泥-水-油的迁移过程中，可以主动吸附污泥和水中残留的油滴，显著提高对油的回收率，同时处理后的水可以直接重复使用，相比于现有技术，本发明工艺简单高效，可以极大的提高对含油污泥的处理效果，尤其体现在对于油的回收上。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种含油污泥高效处理工艺，包括以下步骤：
S1、对含油污泥和吸油球进行预热，然后将含油污泥平铺于筛网上；
S2、在筛网下方施加磁场，迫使吸油球贯穿含油污泥形成密集的孔道，然后向孔道内注入热水；
S3、重复吸油球的贯穿动作5-10次，直至含油污泥全部通过筛网，待筛网下方的混合物静置冷却至室温；
S4、混合物中的油、水、污泥自上至下自主分层，其中吸油球位于污泥中，施加磁场对吸油球进行回收，吸油球在迁移过程中对水和污泥内残留的油进行吸附；
S5、对油、水、污泥进行三相分离，分别对油、水进行净化，对污泥进行干燥焚烧。
进一步的，所述步骤S1中含油污泥和吸油球预热至70-80℃，且始终低于步骤S2中的热水温度。
进一步的，所述步骤S2中热水的温度为70-85℃，注水量以漫出含油污泥上表面停止。
进一步的，所述步骤S3中向混合物内补充热水，补充至混合物体积为含油污泥体积的5-8倍。
进一步的，所述吸油球包括多孔球壳、膨胀气囊以及热变外衣，所述膨胀气囊位于多孔球壳内侧，且多孔球壳位于热变外衣内侧，所述热变外衣与多孔球壳之间填充有流变液，通过膨胀气囊对于外界温度的感知，在高温状态下膨胀气囊受热膨胀，然后挤压流变液作用于热变外衣上，促使热变外衣进行形变进入到隔离状态，从而不会提前吸油导致饱和，从而降低后续的吸油效果。
进一步的，所述热变外衣包括多个包覆部和多个吸油部，且包覆部和吸油部之间交错分布，所述包覆部包括外导流片、长撑杆、中覆膜，所述长撑杆连接于外导流片和多孔球壳之间，所述吸油部包括内排斥片、吸油材料层和短撑杆，所述短撑杆连接于内排斥片和多孔球壳之间，所述吸油材料层连接于内排斥片远离多孔球壳的一端，所述中覆膜连接于外导流片和内排斥片之间，正常状态下吸油材料层是位于外侧与外界环境直接接触的，在高温状态下流变液受到挤压后作用于中覆膜，迫使中覆膜膨胀对吸油材料层进行覆盖，从而实现吸油材料层与外界环境之间的隔离。
进一步的，所述外导流片采用硬质的疏水亲油材料制成，且外导流片为外凸形状，外导流片不仅可以有效保护吸油球并降低悬浮时的阻力，同时可以将接触到的油滴引导至周侧的内排斥片处进行吸收。
进一步的，所述内排斥片采用磁铁制成，且内排斥片为内凸形状，所述磁铁远离多孔球壳一端的磁极保持一致，内排斥片可以容纳更大的吸油材料层，且相邻吸油球上的内排斥片处于磁性排斥状态，在迁移过程中容易引起水平方向上的扰动，从而提高水与吸油球的接触效果，不仅可以破坏水油共存的稳定状态，促进水油分层，同时可以提高吸油球和油滴接触的概率，进而提高在水内的吸油效果，另外内排斥片还可以通过对流变液的吸附作用，在中覆膜膨胀后迫使其紧紧吸附于内排斥片上，从而有效对吸油材料层进行包覆，提高隔离效果。
进一步的，所述膨胀气囊内填充有高热膨胀系数的气体，所述气体为氢气、氦气或者氮气中的一种，膨胀气囊在受热后具有明显的膨胀现象，从而挤压流变液作用于中覆膜上，使其具有良好的膨胀效果。
进一步的，所述流变液为质量比1：1的高磁导率材料和非牛顿液体的混合物，且高磁导率材料优选为片状结构，流变液一方面在受到挤压后可以流动，并且具有一定的缓冲保护效果，另一方面可以屏蔽掉部分磁场来降低对内排斥片的干扰，另外自身也可以被磁场和内排斥片所吸引进行相应的动作。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以通过吸油球对含油污泥进行破碎的同时形成贯通的孔道，然后向孔道内注入热水，利用孔压较大的特点加速含油污泥的分裂，同时热水也更容易通过较大的渗透压来冲洗下油，在含油污泥充分破碎后形成混合物，待冷却后自主分层，利用磁场回收吸油球的动作，吸油球在冷却后会发生局部收缩现象，在污泥-水-油的迁移过程中，可以主动吸附污泥和水中残留的油滴，显著提高对油的回收率，同时处理后的水可以直接重复使用，相比于现有技术，本发明工艺简单高效，可以极大的提高对含油污泥的处理效果，尤其体现在对于油的回收上。
(2)吸油球包括多孔球壳、膨胀气囊以及热变外衣，膨胀气囊位于多孔球壳内侧，且多孔球壳位于热变外衣内侧，热变外衣与多孔球壳之间填充有流变液，通过膨胀气囊对于外界温度的感知，在高温状态下膨胀气囊受热膨胀，然后挤压流变液作用于热变外衣上，促使热变外衣进行形变进入到隔离状态，从而不会提前吸油导致饱和，从而降低后续的吸油效果。
(3)热变外衣包括多个包覆部和多个吸油部，且包覆部和吸油部之间交错分布，包覆部包括外导流片、长撑杆、中覆膜，长撑杆连接于外导流片和多孔球壳之间，吸油部包括内排斥片、吸油材料层和短撑杆，短撑杆连接于内排斥片和多孔球壳之间，吸油材料层连接于内排斥片远离多孔球壳的一端，中覆膜连接于外导流片和内排斥片之间，正常状态下吸油材料层是位于外侧与外界环境直接接触的，在高温状态下流变液受到挤压后作用于中覆膜，迫使中覆膜膨胀对吸油材料层进行覆盖，从而实现吸油材料层与外界环境之间的隔离。
(4)外导流片采用硬质的疏水亲油材料制成，且外导流片为外凸形状，外导流片不仅可以有效保护吸油球并降低悬浮时的阻力，同时可以将接触到的油滴引导至周侧的内排斥片处进行吸收。
(5)内排斥片采用磁铁制成，且内排斥片为内凸形状，磁铁远离多孔球壳一端的磁极保持一致，内排斥片可以容纳更大的吸油材料层，且相邻吸油球上的内排斥片处于磁性排斥状态，在迁移过程中容易引起水平方向上的扰动，从而提高水与吸油球的接触效果，不仅可以破坏水油共存的稳定状态，促进水油分层，同时可以提高吸油球和油滴接触的概率，进而提高在水内的吸油效果，另外内排斥片还可以通过对流变液的吸附作用，在中覆膜膨胀后迫使其紧紧吸附于内排斥片上，从而有效对吸油材料层进行包覆，提高隔离效果。
(6)膨胀气囊内填充有高热膨胀系数的气体，气体为氢气、氦气或者氮气中的一种，膨胀气囊在受热后具有明显的膨胀现象，从而挤压流变液作用于中覆膜上，使其具有良好的膨胀效果。
(7)流变液为质量比1：1的高磁导率材料和非牛顿液体的混合物，且高磁导率材料优选为片状结构，流变液一方面在受到挤压后可以流动，并且具有一定的缓冲保护效果，另一方面可以屏蔽掉部分磁场来降低对内排斥片的干扰，另外自身也可以被磁场和内排斥片所吸引进行相应的动作。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明含油污泥破碎时的结构示意图；
图3为本发明吸油球回收时的结构示意图；
图4为本发明吸油球加热状态下的结构示意图；
图5为本发明吸油球正常状态下的结构示意图。
图中标号说明：
1多孔球壳、2膨胀气囊、3外导流片、4内排斥片、5吸油材料层、6长撑杆、7短撑杆、8中覆膜。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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”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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。
实施例1：
请参阅图1-3，一种含油污泥高效处理工艺，包括以下步骤：
S1、对含油污泥和吸油球进行预热，然后将含油污泥平铺于筛网上；
S2、在筛网下方施加磁场，迫使吸油球贯穿含油污泥形成密集的孔道，然后向孔道内注入热水；
S3、重复吸油球的贯穿动作5-10次，直至含油污泥全部通过筛网，待筛网下方的混合物静置冷却至室温；
S4、混合物中的油、水、污泥自上至下自主分层，其中吸油球位于污泥中，施加磁场对吸油球进行回收，吸油球在迁移过程中对水和污泥内残留的油进行吸附；
S5、对油、水、污泥进行三相分离，分别对油、水进行净化，对污泥进行干燥焚烧。
步骤S1中含油污泥和吸油球预热至70-80℃，且始终低于步骤S2中的热水温度。
步骤S2中热水的温度为70-85℃，注水量以漫出含油污泥上表面停止。
步骤S3中向混合物内补充热水，补充至混合物体积为含油污泥体积的5-8倍。
请参阅图4-5，吸油球包括多孔球壳1、膨胀气囊2以及热变外衣，膨胀气囊2位于多孔球壳1内侧，且多孔球壳1位于热变外衣内侧，热变外衣与多孔球壳1之间填充有流变液，通过膨胀气囊2对于外界温度的感知，在高温状态下膨胀气囊2受热膨胀，然后挤压流变液作用于热变外衣上，促使热变外衣进行形变进入到隔离状态，从而不会提前吸油导致饱和，从而降低后续的吸油效果。
热变外衣包括多个包覆部和多个吸油部，且包覆部和吸油部之间交错分布，包覆部包括外导流片3、长撑杆6、中覆膜8，长撑杆6连接于外导流片3和多孔球壳1之间，吸油部包括内排斥片4、吸油材料层5和短撑杆7，短撑杆7连接于内排斥片4和多孔球壳1之间，吸油材料层5连接于内排斥片4远离多孔球壳1的一端，中覆膜8连接于外导流片3和内排斥片4之间，正常状态下吸油材料层5是位于外侧与外界环境直接接触的，在高温状态下流变液受到挤压后作用于中覆膜8，迫使中覆膜8膨胀对吸油材料层5进行覆盖，从而实现吸油材料层5与外界环境之间的隔离。
外导流片3采用硬质的疏水亲油材料制成，且外导流片3为外凸形状，外导流片3不仅可以有效保护吸油球并降低悬浮时的阻力，同时可以将接触到的油滴引导至周侧的内排斥片4处进行吸收。
内排斥片4采用磁铁制成，且内排斥片4为内凸形状，磁铁远离多孔球壳1一端的磁极保持一致，内排斥片4可以容纳更大的吸油材料层5，且相邻吸油球上的内排斥片4处于磁性排斥状态，在迁移过程中容易引起水平方向上的扰动，从而提高水与吸油球的接触效果，不仅可以破坏水油共存的稳定状态，促进水油分层，同时可以提高吸油球和油滴接触的概率，进而提高在水内的吸油效果，另外内排斥片4还可以通过对流变液的吸附作用，在中覆膜8膨胀后迫使其紧紧吸附于内排斥片4上，从而有效对吸油材料层5进行包覆，提高隔离效果。
膨胀气囊2内填充有高热膨胀系数的气体，气体为氢气、氦气或者氮气中的一种，膨胀气囊2在受热后具有明显的膨胀现象，从而挤压流变液作用于中覆膜8上，使其具有良好的膨胀效果。
流变液为质量比1：1的高磁导率材料和非牛顿液体的混合物，且高磁导率材料优选为片状结构，流变液一方面在受到挤压后可以流动，并且具有一定的缓冲保护效果，另一方面可以屏蔽掉部分磁场来降低对内排斥片4的干扰，另外自身也可以被磁场和内排斥片4所吸引进行相应的动作。
本发明可以通过吸油球对含油污泥进行破碎的同时形成贯通的孔道，然后向孔道内注入热水，利用孔压较大的特点加速含油污泥的分裂，同时热水也更容易通过较大的渗透压来冲洗下油，在含油污泥充分破碎后形成混合物，待冷却后自主分层，利用磁场回收吸油球的动作，吸油球在冷却后会发生局部收缩现象，在污泥-水-油的迁移过程中，可以主动吸附污泥和水中残留的油滴，显著提高对油的回收率，同时处理后的水可以直接重复使用，相比于现有技术，本发明工艺简单高效，可以极大的提高对含油污泥的处理效果，尤其体现在对于油的回收上。
以上，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改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种含油污泥高效处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、对含油污泥和吸油球进行预热，然后将含油污泥平铺于筛网上；
S2、在筛网下方施加磁场，迫使吸油球贯穿含油污泥形成密集的孔道，然后向孔道内注入热水；
S3、重复吸油球的贯穿动作5-10次，直至含油污泥全部通过筛网，待筛网下方的混合物静置冷却至室温；
S4、混合物中的油、水、污泥自上至下自主分层，其中吸油球位于污泥中，施加磁场对吸油球进行回收，吸油球在迁移过程中对水和污泥内残留的油进行吸附；
S5、对油、水、污泥进行三相分离，分别对油、水进行净化，对污泥进行干燥焚烧。
2.根据权利要求1所述的一种含油污泥高效处理工艺，其特征在于：所述步骤S1中含油污泥和吸油球预热至70-80℃，且始终低于步骤S2中的热水温度。
3.根据权利要求1所述的一种含油污泥高效处理工艺，其特征在于：所述步骤S2中热水的温度为70-85℃，注水量以漫出含油污泥上表面停止。
4.根据权利要求1所述的一种含油污泥高效处理工艺，其特征在于：所述步骤S3中向混合物内补充热水，补充至混合物体积为含油污泥体积的5-8倍。
5.根据权利要求1所述的一种含油污泥高效处理工艺，其特征在于：所述吸油球包括多孔球壳(1)、膨胀气囊(2)以及热变外衣，所述膨胀气囊(2)位于多孔球壳(1)内侧，且多孔球壳(1)位于热变外衣内侧，所述热变外衣与多孔球壳(1)之间填充有流变液。
6.根据权利要求5所述的一种含油污泥高效处理工艺，其特征在于：所述热变外衣包括多个包覆部和多个吸油部，且包覆部和吸油部之间交错分布，所述包覆部包括外导流片(3)、长撑杆(6)、中覆膜(8)，所述长撑杆(6)连接于外导流片(3)和多孔球壳(1)之间，所述吸油部包括内排斥片(4)、吸油材料层(5)和短撑杆(7)，所述短撑杆(7)连接于内排斥片(4)和多孔球壳(1)之间，所述吸油材料层(5)连接于内排斥片(4)远离多孔球壳(1)的一端，所述中覆膜(8)连接于外导流片(3)和内排斥片(4)之间。
7.根据权利要求6所述的一种含油污泥高效处理工艺，其特征在于：所述外导流片(3)采用硬质的疏水亲油材料制成，且外导流片(3)为外凸形状。
8.根据权利要求6所述的一种含油污泥高效处理工艺，其特征在于：所述内排斥片(4)采用磁铁制成，且内排斥片(4)为内凸形状，所述磁铁远离多孔球壳(1)一端的磁极保持一致。
9.根据权利要求5所述的一种含油污泥高效处理工艺，其特征在于：所述膨胀气囊(2)内填充有高热膨胀系数的气体，所述气体为氢气、氦气或者氮气中的一种。
10.根据权利要求5所述的一种含油污泥高效处理工艺，其特征在于：所述流变液为质量比1：1的高磁导率材料和非牛顿液体的混合物，且高磁导率材料优选为片状结构。
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