
在炼油化工废水处理过程中产生的污泥包括隔油池底泥堆积的油泥、浮选产生的浮渣、生化产生的剩余活性污泥,统称为“三泥”。正是这些污泥的不断产生,才促使污染物与污水的分离,完成污水的净化。污水处理过程中产生的污泥以有机物为主,易腐化发臭,颗粒细,比重小,大多呈胶体结构,含水率高且不易脱水。
1 脱水工艺
炼化“三泥”采用的脱水工艺为机械离心脱水,是利用离心机快速旋转所产生的离心力使污泥中的固相颗粒和水分离。
污水处理系统产生的污泥通过排污管线汇集于污泥池中,由提升泵输送至沉降罐,在沉降罐中经过升温、加药,改变其脱水性能,随后进入污泥切割机、进料泵、离心机。污泥经离心脱水后固相收集于卸料斗,经车辆转移至污泥暂存点进行晾晒;液相进入澄清池,经提升泵提升至调节池再做处理。水处理车间使用的离心设备是卧螺转筒式离心机。
2 离心脱水的工艺控制
离心脱水的工艺控制,主要包括调理效果的控制、转筒转速的控制、差转速的控制、进料量的控制以及进料温度的控制。
2.1 调理效果
2.1.1 调理剂的选择
加药调理法通过向污泥中投加化学药剂以改变污泥的性质,在污泥胶质微粒表面起化学反应,中和污泥胶质微粒的电荷,促使污泥微粒凝聚成大的颗粒絮体,同时使水从污泥颗粒中分离出来,从而提高了污泥的脱水性能。
污泥调理剂可分为无机调理剂和有机调理剂两大类,本次实验分别对三种调理剂的使用效果进行比对。实验结果证明,无机调理剂PAC的使用效果差于有机调理剂PAM,而PAM中PAM+的使用效果明显优于PAM-。从市场单价来看,PAM+贵,PAC便宜。
2.1.2 调理剂浓度的确定
调理剂浓度对污泥脱水效果有着直接影响。从实际运行情况看,并不是调理剂浓度越高,脱水效果越好。
通过对不同浓度下污泥的脱水情况进行总结,得出以下结论:
(1)每种调理剂都有其适宜投加量,并不是调理剂浓度越大,脱水效果越好。PAC的投加浓度为15‰,PAM+为2‰,PAM-为3‰。
(2)三种调理剂分别达到适宜浓度时,PAM+作用效果好。
(3)同样运行设备,使用PAC时处理成本低,PAM+则高。PAC因其单价较小,即使投加浓度远大于PAM,处理费用仍低,故使用PAC更经济。但是从离心机的进料量来考虑,若采用PAC将因为污泥量的增加使离心机脱水能力大大降低。因此,离心脱水一般选用高效的PAM+,而不采用无机调理剂PAC。
2.2 转筒转速
离心机转筒转速设计值为0~3500r/min,通过改变离心机转筒转速,保持离心机其它参数(进料量20m³/h、差转速12r/min、进料温度50℃、PAM+投加浓度2‰)不变的情况下进行实验。
结论:转筒转速越大,离心机出泥含水率越小;反之,离心机转筒转速越小,出泥含水率越大。当离心机转筒转速在3000r/min时,分离效果好,能耗也大。转筒转速在2700r/min时,离心机出泥含水率为80~85%,达到业内平均水平;2200及2200r/以下时,含水率较高,对污泥的转移和堆积带来影响。因此,离心机转筒转速较佳为2700r/min。
2.3 差转速
离心机差转速设计值为0~20r/min,通过改变离心机差转速,保持离心机其他参数不变的情况下进行实验,实验结果显示:差转速越大,离心机出泥含水率越高;反之则越低。差转速为12r/min时,污泥含水率已小于85%,故日常操作时差转速保持在12r/min即可。
2.4 进料量
设计进料量为25m³/h,通过改变离心机进料量,保持离心机其它参数不变的情况下进行实验。
结论:进料量越小,出泥含水率越低,可从脱水时间的角度来理解。小的进料量包含的污泥体积少,同样一段时间内,单位体积污泥在离心场中作用的时间越长,出泥含水率就越低;相反的则出泥含水率越高。但进料量也不宜太小,否则处理效率太低,同时处理能耗过高。结合考虑能耗和处理效果,进料量一般选20m³/h。
2.5 进料温度
进料温度对污泥脱水时间有影响。进料温度太低,固体颗粒与液相内的分子均不活跃,分子运动慢,不易分离。通常污泥池中的污泥温度在15~25℃。通过蒸汽加热改变离心机进料温度,保持离心机其他参数不变进行实验。
结论:进料温度变化对离心机出泥含水率影响较大,提高温度能更好进行泥水分离。50℃时的出泥含水率达到85%以下。综合考虑脱水效果和能耗,一般进料温度控制在50℃。
3 存在问题讨论与改进措施
3.1 存在问题
(1)污水处理系统运行过程中产生的污泥中含有石油类,石油类影响了聚丙烯酰胺对污泥的调理效果,使得污泥与水难以分离。
(2)污泥沉降罐容积小,且没有液位计,操作过程中很容易溢罐,存在较大的安全和环保隐患。
3.2 改进措施
(1)建议增设一套高压蒸汽除油设备,除去污泥中的污油,既有利于污泥脱水,同时减少干泥晾晒过程中因污油散发而产生的异味。
(2)建议增设液位控制器,同时将污泥提升泵手动方式改为DCS控制,既调节了污泥罐液位不致溢罐,同时避免造成提升泵蹩压或抽空。
4 结论
(1)调理剂的选择是决定污泥脱水单元运行效果的重要因素,选择阳离子型聚丙烯酰胺能够明显改善污泥脱水性能,提高离心机脱水效果。
(2)聚丙烯酰胺浓度、转筒转速、差转速、进料量、进料温度等是“三泥”单元调整的重要工艺参数,对该单元运行有较大影响。
(3)离心机的正常与否对“三泥”单元的运行起着决定性的作用,如何完成污泥脱水系统长周期平稳运行,需在生产实践过程中不断地摸索和总结。
(4)降低污油对污泥脱水的影响,对提高污泥脱水效果有着重要意义。