1 引言

随着社会经济的日益发展，我国对环保要求日趋严格，石油化工污泥处理处置技术的研究越来越重要。目前，国内外的研究人员对含油污泥的处理进行了广泛研究，主要的处理方法有溶剂萃取法、焚烧处理法、固化法、生物处理法等。这些处理方法各有优缺点，但出于与我国人多地少的现实，在减小污泥体积方面，焚烧法具有一定的优势。对于含水量高的含油污泥，为了进行焚烧处理而不额外添加燃料，需要对其进行干化处理以提高热值，同时减小体积。目前，含油污泥的干化技术包括超声预处理法、污泥调质法、水热处理法、接触式热干化法和间接接触热干化法，相对于前面几种方法，间接接触热干化法具有热效率高、尾气排放量低和设备工艺简单等优点，而桨叶式干燥机作为一种高效的间接接触干燥设备，因具有结构紧凑、占地面积小、热量利用率高和有自净能力等特点，而适用于含油污泥的干化处理。因此本文结合现有设备和处理污泥的特点，利用桨叶式干燥机对含油污泥进行干化处理，研究不同操作条件对污泥含水率、污泥热值和产生废水COD含量的影响，以期对含油污泥干化工艺的应用提供一定的参考。

2 材料与方法

2.1 试验样品

本研究的试验对象为广西沿海某炼油厂污水处理厂产生的含油污泥，含水率高（77.6%），热值很低，无法点燃，而经过彻底干燥后具有较高的热值。

2.2 处理方法

含油污泥的处理工艺流程：以锅炉蒸汽作为热源，利用桨叶干燥机对含油污泥进行间接加热，使污泥脱水干化。干化后的污泥袋装储存，可作为锅炉燃料。干化过程中产生的气体经过冷却洗涤塔，不能冷凝的气体作为燃料送到焚烧系统进行焚烧处理，而凝结的污水经过油水分离系统回收其中的粗油，水相则送往污水处理系统进行处理。

在整个流程中关键的工序是干化机对油泥的干化，因此考查蒸汽温度、干化时间、油泥供给量等参数对干化效果的影响，以确定较佳的工艺条件。

2.3 试验设备

本试验所采用的桨叶式干燥机的换热面积为3㎡，有效容积0.06m³，转速范围15～30r/min，热源为该危险废物处置中心焚烧系统的余热锅炉产生的饱和蒸汽。

2.4 分析方法

污泥含水率利用称重法测定，使用恒温干燥箱将污泥样品在105℃条件下干燥6h以上，然后进行称重，计算含水率。污泥热值采用上海密通XRY-1A型氧弹热量计，根据GB/T 213-2008《煤的发热量测定方法》进行测定。重金属含量采用赛默飞世尔ICAP-Qc型电感耦合等离子体质谱仪测定。废水COD值采用5B-3快速COD测量仪测定。

3 结果与讨论

3.1 蒸汽温度对出料含水率和污泥热值的影响

温度升高能提高水分的蒸发速率，从而提高脱水污泥的热值，但同时也会导致更多的有机物挥发，在一定程度上造成干化后污泥热值的降低，因此需要综合考虑脱水和有机物挥发两方面的因素，以确定合适的干化温度。通过控制饱和蒸汽的压力来调节蒸汽的温度，考察温度对出料含水率和热值的影响。试验中污泥在干燥机内的停留时间为30min，污泥供给量为50kg/h，温度范围为120～200℃。

在120～180℃的温度范围内，随着温度的升高，出料含水率的下降幅度有增大的趋势，干化后的含水率从120℃时的45%下降至180℃时的30%。温度的升高一方面增加水分蒸发的速率，另一方面有利于污泥中微生物细胞的破裂以及有机物的分解释放出结合水。当温度超过180℃时，污泥含水率下降幅度减缓，这其中的原因可能有：

①污泥中剩余的水分与污泥中有机物结合紧密，难以脱除。

②温度过高导致了有机物的加速分解，造成污泥整体质量的下降，也会造成含水率下降幅度减缓。

随着蒸汽温度的升高，含水率的降低，出料的热值也相应的升高。当温度小于180℃时，出料热值随温度升高呈近似线性的增加，从120℃时的3501kcal/kg增加到180℃时的4250kcal/kg，增加幅度为21.4%，而当温度达到200℃时，污泥热值有所降低。这说明温度超过180℃后有机物的挥发量增大，导致了出料的热值损失。当温度超过180℃时废水的COD急剧升高，说明在这一温度范围内污泥中的油类物质开始快速的挥发，经过冷凝进入废水中。综合考虑出料的热值、提高温度和废水处理的成本，将蒸汽温度确定为180℃。

3.2 干化时间对出料含水率的影响

在确定了蒸汽温度条件下，通过改变干燥机的转速来调节干化时间，考察干化时间对含油污泥脱水率的影响。试验蒸汽温度为180℃，污泥供给量为50kg/h，干化时间为10～35min。当干化时间从10min延长到20min，污泥的含水率下降明显，而当干化时间达到25min后，污泥含水率下降到30%，再延长干化时间对含水率没有明显的影响。这表明在试验的温度条件下，干燥25min基本上能够去除游离以及部分结合的水分，而余下的水分与污泥结合紧密，在本试验温度下无法在短时间内去除。从上一节的结果可知，当含水率达到30%时，出料的热值已达到较高水平，因此干燥时间为25min时可以获得较理想的结果。

3.3 含油污泥供给量对出料含水率的影响

在确定了蒸汽温度为180℃，干燥时间为25min的条件下，设定污泥供给量分别为40、50、60、70和80kg/h，测定供给量对出料含水率的影响。在污泥供给量不超过60kg/h时，出料的含水率基本维持在30%左右，而当供给量超过60kg/h时，污泥含水率急剧升高。这是由于干燥机的其他运行参数不变，所供给的热量也不变，因此当处理量增加时，单位质量污泥所获得的热量降低。另外，增加污泥处理量，必然提高了干燥机内部污泥的压实程度，这也不利于热量的传递，影响水分的脱除。因此根据试验结果，确定含油污泥供给量为60kg/h。

3.4 干化废水的处理

在含油污泥干化过程中热量使水分蒸发，其中伴随着一些有机物的挥发，挥发出来的气体经过冷凝，形成废水排出，而不凝的气体则进入焚烧系统进行焚烧。本试验中经冷却排出的废水含油量在500mg/L左右，COD约为4000mg/L。利用该危险废物处置中心的陶瓷膜过滤系统，可以将废水中的油类进行回收，膜过滤后的废水COD下降到500mg/L，可以排入该中心的污水站进行处理，处理结果达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级标准。

4 结论

以饱和蒸汽作为热源，通过桨叶式干燥机干化处理炼油厂的含油污泥试验研究，得出一下结论：

（1）蒸汽温度升高能够有效降低污泥含水率，同时提高干化污泥的热值。当温度超过180℃后，污泥含水率下降幅度降低，热值有减小趋势，同时废水COD浓度增大。说明温度过高导致有机物挥发速率增大，污泥热值减少，因此确定蒸汽温度为180℃。

（2）干化时间达到25min时，污泥含水率下降到30%，继续延长干化时间，含水率下降不明显。

（3）供给量对干化污泥含水率影响显著，本试验中确定的污泥供给量为60kg/h。

（4）干化产生的废水含油量较高，经过陶瓷膜过滤回收油分后，废水的COD从4000mg/L下降到500mg/L，可以排入污水站进行处理。