叠式污泥脱水技术处理炼油厂“三泥”
行业动态
随着 外排水水质标准的提高以及加工原油品质的劣质化，水处理深度不断提高，在污水处理实现达标排放的同时，部分污染物富集在油泥中。中国石油化工股份有限公司荆门分公司（简称中国石化荆门分公司）在污水处理过程产生油泥有罐底油泥、浮渣及剩余活性污泥，通称为“三泥”。炼油企业的“三泥”的特点有，一是含水率高，体积庞大；二是污染物组成复杂，含有大量的石油类有机物质、微生物、无机物以及其它有害物质；三是处理难度大。如处理不当外排环境，会污染堆放地区的水体、土壤和大气等周围环境，将对动物、人类以及环境造成极大的危害。如今，固体废物处理实施减量化、稳定化、无害化和资源化已成为全球关注的课题，“三泥”处理处置变得与污水处理同样重要。
污水处理场产生的污泥含水率很高，首要的任务是脱水，降低污泥的含水率，减少污泥体积，为后续的无害化或资源化处理打好基础。中国石化荆门分公司与抚顺石油化工研究院（简称抚研院）合作，采用思科尼恩公司生产的Sclean叠式污泥脱水机对中国石化荆门分公司污水处理场产生的含油污泥进行脱水试验，结果表明，Sclean叠式污泥脱水机在处理罐底油泥、浮渣、剩余活性污泥时产生的泥饼含水率均小于80%，与当下通用的离心机和带式机脱水效果相当，但能耗减少1/10以上。
1 叠式污泥脱水技术特点
污泥的含水率与污泥体积有直接关系，在污水处理时产生的新鲜污泥一般的含水率在98%以上，污泥脱水可降低污泥的含水率，减少污泥的体积，经脱水后的污泥含水率一般可降至70%～80%。这时污泥体积减少90%以上，这为后续的无害化处理打下良好基础。
污泥脱水设备很多，目前国内常用的机械脱水机有真空过滤机、板框压滤机、带式压滤机、离心机等。其中，离心机现已成为我国广泛使用的脱水设备。叠式污泥脱水机是近几年才出现在我国市场的新型脱水设备。它主要由污泥泵、计量槽、絮凝混合槽和脱水机主体三部分构成。全部的脱水流程都可以由电控柜（或PLC）来实行全自动化运作，与投药设备、污泥输送设备以及进泥泵实现联动，达到24h无人运行。
离心机在污泥脱水时采用的是高速运行，振动较大，需要专门为其建造相应地基，但叠式污泥脱水机由于其在低转速下运行，动力消耗低，设备振动小，只需安装在水平地面，地脚螺丝固定即可，增加设备运行过程中的安全系数，且噪音低，大大改善了现场工人的操作环境，且具有维护简单，操作成本低，设备成本低等特点。
2 叠式污泥脱水机工作原理
叠式污泥脱水机的主体是由游动环、固定环、螺旋轴三部分组成，每两片固定环中间是一片游动环，层层相叠，螺旋轴贯穿其中。游动环在转动的过程中与固定环形成活动的缝隙，污泥通过脱水机主体的时候，滤液在重力作用下由固定环和游动环之间的滤缝排出，进入滤液槽。絮凝固体则随着螺旋轴的缓慢转动不间断地向前推进，输送的同时带动游动环做上下左右的切割运动，清扫滤缝，不堵塞，脱水机末端与背压板形成的空隙（可调节）挤压成泥饼，所得泥饼的含水率在78%～85%之间，固体回收率达95%以上，螺旋轴转速3～5r/min，震动小，噪音低，可在低浓度条件下直接脱水。
叠式污泥脱水系统工作时，原料污泥从底部进入箱内由顶部溢流至相邻中间箱内，从其底部进入絮凝混合槽，混合槽上有齿轮减速机控制搅拌速度。叠式螺杆脱水部分连有齿轮减速机控制螺杆转动速度。搅拌器频率及螺杆频率电控柜内有电子显示器。螺杆脱水部分上部有定时喷淋装置，由箱体侧面电控阀控制。
3 叠式污泥脱水机处理“三泥”
试验采用叠式污泥脱水机对中国石化荆门分公司污水处理场罐底油泥、浮渣和剩余活性污泥进行处理，试验采用的化学试剂包括阳离子有机絮凝剂（PAM）、聚合氯化铝（PAC）。每种原料稳定运行后采平行样三组。采样点为进料泥、出料泥饼及滤液。分析参数为进料泥的含油率、含水率、含固率；出料泥饼的含油率、含水率、含固率；滤液的油含量、COD、SS。
对污水场产生的罐底油泥、浮渣和剩余活性污泥分别进行了叠式机的脱水试验。试验参数及结果如下表所示：
标号 | 进料/% | 出料泥饼/% | 出料渗滤液/（mg/L） | ||||||
含水率 | 含油率 | 含固率 | 含水率 | 含油率 | 含固率 | 含油率 | COD | SS | |
罐底 油泥 | 90.2 | 9.3 | 0.5 | 54.2 | 38.9 | 6.9 | 32.7 | 338 | 37.0 |
89.0 | 9.2 | 1.8 | 54.5 | 37.8 | 7.7 | 30.2 | 395 | 58.0 | |
86.7 | 11.4 | 1.9 | 55.9 | 36.9 | 7.2 | 48.0 | 412 | 46.0 | |
剩余 污泥 | 97.5 | 2.0 | 0.5 | 78.9 | 8.5 | 12.6 | 27.5 | 269 | 32.0 |
96.0 | 3.3 | 0.7 | 79.0 | 8.9 | 12.1 | 25.0 | 403 | 57.0 | |
95.5 | 3.6 | 0.9 | 78.0 | 8.4 | 13.6 | 20.0 | 308 | 31.0 | |
浮渣 | 92.0 | 5.9 | 2.1 | 68.0 | 19.9 | 12.1 | 32.0 | 313 | 53.0 |
91.4 | 7.0 | 1.6 | 67.9 | 20.6 | 11.5 | 35.0 | 317 | 35.0 | |
90.5 | 7.6 | 1.9 | 68.7 | 19.8 | 11.5 | 29.0 | 408 | 29.0 | |
从上表结果看，处理罐底油泥时，进料含水率在86.7%～90.2%，含油率为9.2%～12.3%，经叠式机脱水后泥饼的含水率降为54.2%～55.9%，含油率为36.9%～38.9%。
处理活性污泥时，进料含水率在95.5%～97.5%，含油率为2.0%～3.6%，经叠式机脱水后泥饼的含水率降为78.0%～79.0%，含油率为8.4%～8.9%。
处理浮渣时，进料含水率在90.5%～92.0%，含油率为5.9%～7.6%，经叠式机脱水后泥饼的含水率降为67.9%～68.7%，含油率为19.8%～20.6%。
采用叠式机处理各类污泥的出泥含水率均低于85%，脱水效果良好，均达到预期指标。
滤后液出水的COD和SS以及油含量均不会对污水场造成水质冲击。
4 结论
采用叠式污泥脱水机处理中国石化荆门分公司各种含油污泥得出如下结论：
（1）不论是处理罐底油泥、浮渣或者剩余活性污泥，经该机处理后脱水泥饼的含水率均低于80%，与离心机处理效果相当。电耗只有离心机1/10。
（2）叠式污泥脱水机在脱水过程中产生的滤液较清澈，基本无跑泥现象，滤后液不会对污水厂造成水质冲击。
（3）叠式污泥脱水机运行转数是3～5转/分钟，振动小，噪音低，能耗低，改善了现场的工作环境。
（4）原料更换初期，需有一个絮凝剂浓度调试过程，此时需要人为经验观察絮体形成状况以调整絮凝剂浓度，出泥效果有一定影响，但经稳定运行后挤压出的泥饼基本成型，有利于泥饼的后续运输及处理。因此，叠式污泥脱水技术将具有替代其他污泥脱水技术的潜力。
