CN113860678A - 一种多模块快速处理含油污泥的一体化设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多模块快速处理含油污泥的一体化设备及方法，一体化设备包括蚯蚓植物滤池、热清洗室、沉淀装置和油水分离器，热清洗室通过微波辅助处理污泥，污泥清洗及沉淀过程中添加通过超声处理的清洗剂、破乳剂和絮凝剂，沉淀装置实现污泥与油水混合物的分离，沉淀装置通过出水管与油水分离器连接，油水分离器通过污水输送管与蚯蚓植物滤池连接，沉淀装置通过抽泥管与蚯蚓植物滤池连接。污水经蚯蚓植物滤池处理后可直接排放或二次利用，污泥在蚯蚓植物滤池中通过蚯蚓粪处理，形成蚯蚓粪肥，实现农业利用，通过蚯蚓粪即可不断处理含油污泥，实现含油污泥的连续处理，且处理过程中不使用大量化学试剂，无污染，运行成本低，降解效率高。

Description

一种多模块快速处理含油污泥的一体化设备及方法

技术领域

本发明属于污泥资源化处理技术领域，尤其涉及一种多模块快速处理含油污泥的一体化设备及方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展，石油产品的需求量不断增加，石油开发进程进一步加深，开采工艺不断进步，导致石油化工行业及相关行业的生产活动中产生了大量的含油污泥。含油污泥体积庞大，若不加以处理直接排放，不但占用大量土地，而且对周围土壤、水体、空气都会造成严重污染，伴有恶臭气体产生。并且污泥中含有大量的病原菌、寄生虫(卵)、铜、锌、铬、汞等重金属，同时还含有大量苯系物、酚类、多氯联苯、二恶英、蒽、芘等有恶臭的有毒物质等，排放后任意填埋处理，会对自然原生态造成极大的破坏。

超高温堆肥处理污泥是一种极具竞争力的污泥资源化的技术，其堆肥产物不仅富含丰富的植物可利用的氮磷钾等营养物质，而且含有大量的农业益生菌群，是一种高效的生物有机肥，特别适合改良西部黄土土质。超高温堆肥作为农用污泥处理方式之一，加快其研发具有极其重要的市场价值。

目前关于含油污泥的处理的现有技术存在的问题是：

1、含油污泥内部组分结构复杂，处理工艺的影响因素过多，采用普通污泥的处理工艺无法达到排放标准；

2、能耗及运行成本高；

3、需要特殊处理设备，设备成本高；

4、降解效率低，相关反应器条件不易控制，周期长；

5、需要使用大量的化学试剂，对后续处理不利。

发明内容

针对上述背景技术中指出的不足，本发明提供了一种多模块快速处理含油污泥的一体化设备及方法，旨在解决上述背景技术中现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多模块快速处理含油污泥的一体化设备，包括化学法处理装置和生物法处理装置，生物法处理装置包括蚯蚓植物滤池，化学法处理装置包括热清洗室、破乳剂处理室、清洗剂处理室、絮凝剂处理室、沉淀装置和油水分离器，所述热清洗室内壁设有磁控管，所述破乳剂处理室、清洗剂处理室和絮凝剂处理室中分别设有波导辐射系统，所述波导辐射系统连接有超声波发生器，通过超声波对破乳剂、清洗剂(表面活性剂)和絮凝剂的处理，能有效提高表面活性剂和破乳剂的活性，以及提高絮凝剂的凝结中心；所述清洗剂处理室的清洗剂出口与热清洗室连接，热清洗室的底部设置沉淀装置，热清洗室通过中心管与沉淀装置连通，所述絮凝剂处理室通过絮凝剂输送管与中心管连通，所述破乳剂处理室通过破乳剂输送管与沉淀装置连通，所述沉淀装置通过出水管与油水分离器连接，油水分离器通过污水输送管与蚯蚓植物滤池连接，沉淀装置通过抽泥管与蚯蚓植物滤池连接。

优选地，所述蚯蚓植物滤池包括集泥斗、集泥池和分处理池，集泥斗设置于集泥池的上方，分处理池设置于集泥池的四周，集泥斗和分处理池中均设有植物和蚯蚓，所述污水输送管和抽泥管的末端连接至集泥斗中，集泥斗的底部通过排泥管与集泥池连接，集泥池上连接有布泥管，布泥管的尾端分布于四周的分处理池中，分处理池的底部通过回泥管与集泥池连接。通过集泥斗中植物和蚯蚓对化学法处理后的污泥和污水进行初步生物处理，初步生物处理后的污泥继续排入分处理池中再次进行植物和蚯蚓处理，分处理池中处理不彻底的污泥沉淀至底部通过回泥管回流至集泥池，再通过排泥管排至分处理池中进行污泥蚯蚓粪处理，实现污泥的快速彻底处理，而污水经过化学法和初步生物法的处理后即可通过集泥斗排出，分处理池处理后的水也可直排出。

为方便集泥斗和分处理池排出已处理水，在集泥池与四周分处理池之间设置集水池，集水池上设有排水管，分处理池的侧壁靠近底部连接水管至集水池，分处理池处理后的泥水流至底部后，泥沉于底部并通过回泥管回流至集泥池中参与循环生物处理，而水位于分处理池底部的污泥上方，当水沉积较多时，水通过侧壁的水管溢出流至集水池中；集泥斗的侧壁设置溢水管，溢水管的下端连接至集水池中，污水经过化学法和初步生物法的处理后与污泥沉于集泥斗下部，污泥沉淀于集泥斗底部，集泥斗底部污泥上方为处理后的水，当集泥斗底部水沉积较多并溢出溢水管时，通过溢水管将水排入集水池中，集水池中的水可进行集中排放。

优选地，所述集泥斗包括由上至下依次设置的植物层、蚯蚓陶粒层和沉泥层，蚯蚓陶粒层截流剩余污泥及水中较大尺寸的悬浮固体。所述污水输送管和抽泥管的末端布设于集泥斗的植物层和蚯蚓陶粒层之间，所述溢水管的上端设置于沉泥层的上部侧壁。

优选地，所述分处理池分割为多个单元，每个单元均包括由上至下依次设置的植物层、蚯蚓粪层、多层蚯蚓陶粒层、麦饭石层和集水层，所述布泥管的末端布设于蚯蚓粪层中，每个单元的蚯蚓粪层轮流间歇运行，实现剩余污泥的连续处理。所述集水层的底部连接回泥管，集水层的上部通过水管连接集水池。

优选地，所述沉淀装置中设有反射板，反射板位于中心管的下方，所述反射板呈圆锥状。热处理后的污水从中心管流下，流出中心管后落至反射板上，经反射板折向上流，与进入沉淀装置中的破乳剂发生充分反应，提高污泥与油水混合物的分离效率。

优选地，所述沉淀装置的顶部内侧边缘周向设有溢水槽，所述溢水槽通过多个向下倾斜的支管连接有环流管，环流管位于沉淀装置的顶部内，所述环流管的出水口与出水管的进水口连接。通过溢水槽和环流管的相互配合，有效将含油污泥中的油水混合物分离出来。

优选地，所述油水分离器内设有过滤网框、腔室隔板和排油阀，过滤网框设置于油水分离器内的进水口处，过滤网框将油水混合物中的部分杂质过滤掉，之后利用油和水的密度差进行分离，腔室隔板防止进水不经过过滤网框而直接流出，分离出的油通过排油阀排出，油水分离器顶部设有检查口。

本发明进一步提供了一种多模块快速处理含油污泥的方法，步骤如下：

(1)超声波处理试剂

通过超声波分别处理表面活性剂、破乳剂和絮凝剂；

(2)微波热化学清洗含油污泥

采用微波法对含油污泥进行热化学清洗，清洗时加入超声处理后的表面活性剂；

(3)泥水分离及破乳

清洗后的含油污泥流入沉淀装置进行沉淀，流入沉淀装置的过程中加入超声处理后的絮凝剂，同时将超声处理后的破乳剂加入到沉淀装置中，含油污泥经破乳、絮凝后污泥沉淀，油水混合物与污泥发生分离，沉淀的污泥通过泵抽取至外部蚯蚓植物滤池，油水混合物经出水口排入油水分离器；

(4)油水分离

油水混合物进入油水分离器后先对杂质进行过滤，之后利用油和水的密度差将油和水分离；分离的油通过油水分离器的排油阀排出，分离的污水通过污水输送管排至蚯蚓植物滤池；

(5)蚯蚓植物滤池处理污泥和污水

污泥和分离后的污水排入蚯蚓植物滤池，通过蚯蚓植物滤池对污泥和污水中的悬浮固体进行截流，污水经蚯蚓植物滤池处理后进行排放或二次利用，剩余污泥通过蚯蚓粪进行处理，形成污泥蚯蚓粪肥。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过微波、超声、沉淀、油水分离器、蚯蚓植物滤池等多模块一体化设备能够快速对含油污泥进行处理，结合化学法和生物法，能有效降解含油污泥中有毒有害物质，对污泥的资源化利用程度更高。

(2)处理过程中的清洗液和回收油都可进行循环利用，分离的污泥经蚯蚓植物滤池后产生的蚯蚓粪肥具有较高的农用价值，处理后的水可直接排放。

(3)快速处理含油污泥的整个过程无需特殊设备，采用新型蚯蚓植物滤池，建设、运行费用低，易于维护，污泥减量化程度高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的多模块快速处理含油污泥的一体化设备的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的沉淀装置的内部俯视结构示意图。

图3是本发明实施例提供的蚯蚓植物滤池的主视结构示意图。

图4是本发明实施例提供的蚯蚓植物滤池的俯视结构示意图。

图5是图3中A-A处的截面图。

图6是图4中B-B处的截面图。

图7是图4中C-C处的截面图。

图中：1-热清洗室；2-破乳剂处理室；3-清洗剂处理室；4-絮凝剂处理室；5-波导辐射系统；6-磁控管；7-超声波发生器；8-沉淀装置；9-清洗剂出口；10-絮凝剂输送管；11-破乳剂输送管；12-中心管；13-反射板；14-搅拌器；15-溢水槽；16-出水管；17-抽泥管；18-油水分离器；19-检查口；20-过滤网框；21-腔室隔板；22-排油阀；23-污水输送管；24-蚯蚓植物滤池；25-集泥斗；(26、303)-蚯蚓陶粒层；(27、301)-植物层；28-集泥池；29-集水池；30-分处理池；31-排泥管；302-蚯蚓粪层；304-麦饭石层；305-集水层；32-布泥管；33-污泥泵；34-排水管；35-回泥管；36-溢水管；37-沉泥层；38-环流管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供的多模块快速处理含油污泥的一体化设备包括化学法处理装置和生物法处理装置，结合化学法和生物法，相比传统工艺更快速且对污泥的资源化利用程度更高。

化学法处理装置包括热清洗室1、破乳剂处理室2、清洗剂处理室3、絮凝剂处理室4、沉淀装置8和油水分离器18，热清洗室1内加入待处理含油污泥，热清洗室1内壁设有磁控管6，实现含油污泥的微波热清洗。破乳剂处理室2、清洗剂处理室3和絮凝剂处理室4中分别设有波导辐射系统5，波导辐射系统5连接有超声波发生器7，通过超声波对破乳剂、清洗剂(表面活性剂)和絮凝剂进行处理，能有效提高表面活性剂和破乳剂的活性，以及提高絮凝剂的凝结中心。清洗剂处理室3的清洗剂出口9与热清洗室1连接，经超声后的清洗剂输入热清洗室1中，热清洗室1中可设置搅拌器14，增加清洗效率。热清洗室1的底部设置沉淀装置8，热清洗室1通过中心管12与沉淀装置8连通，中心管12竖向设置，上端连接至热清洗室1底部，下端伸入沉淀装置8内，絮凝剂处理室4通过絮凝剂输送管10与中心管12靠上位置连通，破乳剂处理室2通过破乳剂输送管11与沉淀装置8连通，热清洗后的含油污泥通过中心管12进入沉淀装置8中，在中心管12中与絮凝剂作用，在沉淀装置8中与破乳剂作用，实现污泥与油水混合物的快速分离。为了进一步提高破乳作用，在沉淀装置8中设置反射板13，反射板13位于中心管12的下方，反射板13呈圆锥状，热处理后的污水从中心管12流下，流出中心管12后落至反射板13上，经反射板13折向上流，与进入沉淀装置8中的破乳剂发生充分反应，提高污泥与油水混合物的分离效率。破乳沉淀后，污泥与油水混合物分离，污泥位于沉淀装置8的底部，油水混合物位于沉淀污泥上方，沉淀装置8中连接有抽泥管17，抽泥管17的末端连接至生物法处理装置中，经沉淀装置8沉淀的污泥通过抽泥管17输送至生物法处理装置进行生物法处理，沉淀装置8底部呈斗形，方便排泥，抽泥管17的进泥端伸入斗形底部。沉淀装置8上部连接出水管16，出水管16的尾端与油水分离器18连接，沉淀装置8中分离的油水混合物通过出水管16排出至油水分离器18连接。为了快速有效的将沉淀装置8中分离出的油水混合物排出，在沉淀装置8的顶部内侧边缘周向设有溢水槽15，如图2所示，溢水槽15通过多个向下倾斜的支管连接有环流管38，环流管38位于沉淀装置8的顶部内，环流管38的出水口与出水管16的进水口连接。通过溢水槽15和环流管38的相互配合，能有效将含油污泥中的油水混合物快速分离出来。

油水分离器18内设有过滤网框20、腔室隔板21和排油阀22，过滤网框20设置于油水分离器18内的进水口处，过滤网框20将油水混合物中的部分杂质过滤掉，之后利用油和水的密度差进行分离，腔室隔板21防止进水不经过过滤网框20而直接流出，分离出的油通过排油阀22排出，油水分离器18顶部设有检查口19。油水分离器18上连接有污水输送管23，污水输送管23的末端连接至生物法处理装置中，经油水分离器18分离出的污水通过污水输送管23输送至生物法处理装置进行生物法处理。

如图1、3-7所示，生物法处理装置采用蚯蚓植物滤池24，其建设、运行费用低，易于维护，污泥减量化程度高。蚯蚓植物滤池24包括集泥斗25、集泥池28和分处理池30，集泥斗25设置于集泥池28的上方，分处理池30设置于集泥池28的四周，集泥斗25和分处理池30顶层为植物层，从主视图看(如3)，蚯蚓植物滤池24分为上下两层，上层为集泥斗25，下层为分处理池30，从俯视图看(如4)，蚯蚓植物滤池24呈十字形，中间为集泥斗25，四周为分处理池30，将集泥池28隐藏与四周的分处理池30中央及集泥斗25下方，使得蚯蚓植物滤池24整体顶面覆盖植物，美观、整洁。沉淀装置8排出的污泥及油水分离器18分离出的废水均排入集泥斗25中，集泥斗25用于初步对分离的污泥和废水进行生物处理，废水经处理后即可直接排放，而污泥经初步生物处理后进入分处理池30，通过分处理池30对初步处理后的污泥进行蚯蚓粪处理，形成蚯蚓粪肥，实现农业利用。

如图1、3-7所示，集泥斗25包括由上至下依次设置的植物层27、蚯蚓陶粒层26和沉泥层37，蚯蚓陶粒层26截流剩余污泥及水中较大尺寸的悬浮固体。污水输送管23和抽泥管17的末端布设于集泥斗25的植物层27和蚯蚓陶粒层26之间，沉泥层37底部通过排泥管31与下方的集泥池28连接，排泥管31上设有开关阀。

如图1、3-7所示，分处理池30分割为4个单元，分别位于集泥池28的四边处，每个单元均包括由上至下依次设置的植物层301、蚯蚓粪层302、多层蚯蚓陶粒层303、麦饭石层304和集水层305。集泥池28上连接有布泥管32，布泥管32上设有污泥泵33和开关阀，布泥管32的末端布设于蚯蚓粪层302中，每个单元的蚯蚓粪层轮流间歇运行，从而实现剩余污泥的连续处理。分处理池30中多余的污泥和水沉积于集水层305中，集水层305的底部连接回泥管35，回泥管35另一端与集泥池28连通，回泥管35上设有开关阀，集水层305中污泥通过回泥管35回流至集泥池28进行循环蚯蚓粪处理。

如图1、5-7所示，为方便集泥斗25和分处理池30排出已处理水，在集泥池28与四周分处理池30之间设置集水池29，呈“回”字状，但若集泥池28和四周分处理池30呈圆形，那么集水池29可呈圆环状。集水池29上设有排水管34，排水管34上设有开关阀，定期排水。沉泥层37的上部侧壁设有溢水管36，溢水管36竖向设置，底部接至集水池29中，当集泥斗25底部沉泥层37中水沉积较多并溢出溢水管36时，通过溢水管36将水排入集水池29中。集水层305的上部通过水管也连接集水池29，集水层305中的水沉积较多后，通过侧壁的水管溢出流至集水池29中，集水池29中的水可进行集中排放。

多模块快速处理含油污泥的方法如下：

(1)超声波处理试剂

通过超声波分别处理表面活性剂、破乳剂和絮凝剂；

(2)微波热化学清洗含油污泥

采用微波法对含油污泥进行热化学清洗，清洗时加入超声处理后的表面活性剂，将污泥中的含油率降低至国家标准的最大允许值以下；

(3)泥水分离及破乳

清洗后的含油污泥流入沉淀装置进行沉淀，流入沉淀装置的过程中加入超声处理后的絮凝剂，同时将超声处理后的破乳剂加入到沉淀装置中，含油污泥经破乳、絮凝后污泥沉淀，油水混合物与污泥发生分离，沉淀的污泥通过泵抽取至外部蚯蚓植物滤池中，油水混合物经出水口排入油水分离器；

(4)油水分离

油水混合物进入油水分离器后先对杂质进行过滤，之后利用油和水的密度差将油和水分离；分离的油通过油水分离器的排油阀排出，分离的污水通过污水输送管排至蚯蚓植物滤池；

(5)蚯蚓植物滤池处理污泥和污水

污泥和分离后的污水排入蚯蚓植物滤池，通过蚯蚓植物滤池对污泥和污水中的悬浮固体进行截流，污水经蚯蚓植物滤池处理后进行排放或二次利用，剩余污泥通过蚯蚓粪进行处理，形成污泥蚯蚓粪肥，进行农业利用。四个方位的蚯蚓粪层轮流间歇运行，可实现剩余污泥的连续处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多模块快速处理含油污泥的一体化设备，其特征在于，包括化学法处理装置和生物法处理装置，所述生物法处理装置包括蚯蚓植物滤池，所述化学法处理装置包括热清洗室、破乳剂处理室、清洗剂处理室、絮凝剂处理室、沉淀装置和油水分离器，所述热清洗室内壁设有磁控管，所述破乳剂处理室、清洗剂处理室和絮凝剂处理室中分别设有波导辐射系统，波导辐射系统连接有超声波发生器；所述清洗剂处理室的清洗剂出口与热清洗室连接，热清洗室的底部设置沉淀装置，热清洗室通过中心管与沉淀装置连通，所述絮凝剂处理室通过絮凝剂输送管与中心管连通，所述破乳剂处理室通过破乳剂输送管与沉淀装置连通，所述沉淀装置通过出水管与油水分离器连接，油水分离器通过污水输送管与蚯蚓植物滤池连接，所述沉淀装置通过抽泥管与蚯蚓植物滤池连接。

2.如权利要求1所述的多模块快速处理含油污泥的一体化设备，其特征在于，所述蚯蚓植物滤池包括集泥斗、集泥池和分处理池，集泥斗设置于集泥池的上方，分处理池设置于集泥池的四周，集泥斗和分处理池中均设有植物和蚯蚓，所述污水输送管和抽泥管的末端连接至集泥斗中，集泥斗的底部通过排泥管与集泥池连接，集泥池上连接有布泥管，布泥管的尾端分布于四周的分处理池中，分处理池的底部通过回泥管与集泥池连接。

3.如权利要求2所述的多模块快速处理含油污泥的一体化设备，其特征在于，所述集泥池与四周分处理池之间设置集水池，集水池上设有排水管，所述分处理池的侧壁靠近底部连接水管至集水池；所述集泥斗的侧壁设置溢水管，溢水管的下端连接至集水池中。

4.如权利要求3所述的多模块快速处理含油污泥的一体化设备，其特征在于，所述集泥斗包括由上至下依次设置的植物层、蚯蚓陶粒层和沉泥层，所述污水输送管和抽泥管的末端布设于集泥斗的植物层和蚯蚓陶粒层之间，所述溢水管的上端设置于沉泥层的上部侧壁。

5.如权利要求3所述的多模块快速处理含油污泥的一体化设备，其特征在于，所述分处理池分割为多个单元，每个单元均包括由上至下依次设置的植物层、蚯蚓粪层、多层蚯蚓陶粒层、麦饭石层和集水层，所述布泥管的末端布设于蚯蚓粪层中，每个单元的蚯蚓粪层轮流间歇运行，所述集水层的底部连接回泥管，集水层的上部通过水管连接集水池。

6.如权利要求1所述的多模块快速处理含油污泥的一体化设备，其特征在于，所述沉淀装置中设有反射板，反射板位于中心管的下方，所述反射板呈圆锥状。

7.如权利要求6所述的多模块快速处理含油污泥的一体化设备，其特征在于，所述沉淀装置的顶部内侧边缘周向设有溢水槽，所述溢水槽通过多个向下倾斜的支管连接有环流管，环流管位于沉淀装置的顶部内，所述环流管的出水口与出水管的进水口连接。

8.如权利要求1所述的多模块快速处理含油污泥的一体化设备，其特征在于，所述油水分离器内设有过滤网框、腔室隔板和排油阀，过滤网框设置于油水分离器内的进水口处，油水分离器顶部设有检查口。

9.一种多模块快速处理含油污泥的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)超声波处理试剂

通过超声波分别处理表面活性剂、破乳剂和絮凝剂；

(2)微波热化学清洗含油污泥

采用微波法对含油污泥进行热化学清洗，清洗时加入超声处理后的表面活性剂；

(3)泥水分离及破乳

清洗后的含油污泥流入沉淀装置进行沉淀，流入沉淀装置的过程中加入超声处理后的絮凝剂，同时将超声处理后的破乳剂加入到沉淀装置中，含油污泥经破乳、絮凝后污泥沉淀，油水混合物与污泥发生分离，沉淀的污泥通过泵抽取至外部蚯蚓植物滤池，油水混合物经出水口排入油水分离器；

(4)油水分离

油水混合物进入油水分离器后先对杂质进行过滤，之后利用油和水的密度差将油和水分离；分离的油通过油水分离器的排油阀排出，分离的污水通过污水输送管排至蚯蚓植物滤池；

(5)蚯蚓植物滤池处理污泥和污水

污泥和分离后的污水排入蚯蚓植物滤池，通过蚯蚓植物滤池对污泥和污水中的悬浮固体进行截流，污水经蚯蚓植物滤池处理后进行排放或二次利用，剩余污泥通过蚯蚓粪进行处理，形成污泥蚯蚓粪肥。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的多模块快速处理含油污泥的一体化设备在含油污泥处理领域的应用。

Images