
炼化企业在石油炼制和废水处理过程中产生大量的含油污泥,主要来自于隔油池、浮选池、生物活性污泥等。这些含油污泥经机械脱水后,属于较稳定的多相体系,乳化充分,黏度较大,给后处理系统带来很大的困难3。目前,我国含油污泥处理常采用露天堆放或填埋的方式。在含油污泥中,一般含有烃类化合物、苯系物、酚类化合物、蒽类化合物等,并伴有恶臭,若直接排放,会污染土壤、水体和植被,同时也是对石油资源的浪费。随着国家对环保问题的日趋重视,以及自然资源的短缺和固体废弃物排量的激增,固体废弃物的资源化回收利用将成为理想的处理方式。本工作对含油污泥进行干化处理,研究了含油污泥干化过程中温度对生成焦块热值及生成废水化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)和BOD/COD的影响。结果表明,经干化处理后,所得焦块热值高,有利于实现含油污泥的资源化回收利用,同时,干化处理过程中所产生的废水可生化处理性能良好,经处理后废水达到排放标准。
1 实验部分
1.1 原材料
含油污泥:含油质量分数为15.0%~20.0%,含水质量分数为75.0%~82.0%,取自中国石油兰州石化分公司污水处理厂。
1.2 实验方法
将离心甩干后的含油污泥送入干化加热器(JG-5型,由天华化工机械及自动化研究设计院研制)中,于140℃干燥60min。在干化过程中生成的蒸汽进入冷凝器,经32℃冷凝后的废水进入油水分离器(V-1.5型,由兰州兰达有限公司生产)。分离后的废水送人生化处理单元;分离后的油可进行回炼或直接作为燃料使用。处理过程中产生的尾气进入尾气处理系统。
1.3 分析与测试
采用稀释接种法,按照GB7488-87测定废水中的BOD。采用重铬酸钾法,按照GB11914-89测定废水中的COD。在德国IKA公司生产的C2000型量热仪上,测定含油污泥热值。
2 结果与讨论
2.1 干化温度对含油污泥高位热值的影响
当温度为75~105℃时,温度对干化污泥的高位热值影响不明显;超过105℃时,随着温度的升高,含油污泥干化后高位热值迅速降低,这是由于随温度的升高,含油污泥中轻质油组分随着水蒸气一起挥发到气相中的缘故。
2.2 干化温度对干化时间的影响
由实验可知,当干化温度由110℃升至150℃时,含油污泥的含水质量分数由79.2%降至20.0%。随着含油污泥干化温度的提高,干化速度明显加快;在温度约为140℃时,干化速度出现拐点;继续升高温度,干化速度反而有所下降。因此可以初步确定,含油污泥干化温度以140℃左右为宜。
2.3 干化温度对废水中COD,BOD,BOD/COD的影响
随着干化温度升高,生成废水中的COD呈上升趋势,这是由于含油污泥中有机物的挥发点分布比较均匀所致;BOD也呈上升趋势,但是BOD/COD下降;当温度达到140℃时,BOD/COD为0.31,能够满足生成废水BOD/COD大于0.30的可生化处理要求。为了有利于干化生成的废水可生化处理,含油污泥的最佳干化温度以140℃为宜。
2.4 干化时间对脱水量的影响
随着干化时间延长,脱水量增加,当时间超过60min后,脱水量变化趋于平缓,这也是含油污泥干化过程中所要寻求的最佳操作条件。由此可见,含油污泥在140℃干化60min时,其含水质量分数可降至31%。
2.5 含油污泥含水质量分数与热值的关系
当含油污泥中含水质量分数高于76%时,即使在高压、纯氧环境中也需要加入一定量的助燃剂后污泥方能燃烧,这是含油污泥燃烧费用较高的主要原因之一。含油污泥的热值随含水质量分数的降低而增加,当含水质量分数降低到约31%时,污泥热值约为22.8MJ/kg。
与其他燃料的热值相比,经过脱水后,含油污泥(含水质量分数为31%)的热值高于木材和烟煤,低于柴油和汽油,与乙醇相当,表明含油污泥具有一定的热利用价值。
3 结论
(1)最佳干化条件为:温度140℃,时间60min。在此条件下,含油污泥含水质量分数可降至31%。
(2)含油污泥的热值随含水质量分数的降低而增加。当污泥含水质量分数降低到约31%时,热值约为22.8MJ/kg。
(3)经过脱水后,含油污泥(含水质量分数为31%)的热值高于木材和烟煤,低于柴油和汽油,与乙醇相当,表明含油污泥具有一定的热利用价值。