
1 概述
含油污泥是油田生产开发过程中,在原油开采、原油处理及储运、含油污水处理等过程中产生的主要污染物之一,含油污泥的成分十分复杂,一般由水包油(O/W)、油包水(W/O)以及悬浮固体组成,且乳化充分,粘度较大,难以沉降。如果含油污泥得不到及时处理,将会对生产区域和周边环境造成不同程度的影响,由于含油污泥中所含的某些烃类物质具有致癌、致畸、致突变作用,含油污泥已被 列为危险固体废弃物(HW08)进行管理。
2 含油污泥的来源及组成
2.1 井场油泥
油井作业过程产生,井场油泥含油、含泥沙较多,可闻到明显的油味,外观与沙土类似,但颜色偏黑,含杂质很多,如稻草、石块、塑料等。
2.2 联合站油区油泥
油气集输过程产生的油泥,主要为储油罐的底泥。各联合站油罐均需定期进行清罐,排出的底泥含油量较多,杂质以沙石为主。
2.3 联合站水区油泥
主要是调储装置、沉降装置、过滤装置和回收水系统排放出的污泥,或人工清除罐底、池底污泥。其主要成分是从油层中带出的泥沙、石油类、各种盐类、有机物和微生物。
3 污泥脱水方法
经过调研,油田常用的含油污泥脱水方法及效果见表1。
表1:常用含油污泥脱水方法及效果
脱水方法 | 脱水装置 | 脱水后含水率/% | 脱水后状态 |
浓缩脱水 | 重力、气浮、离心浓缩 | 95~97 | 近似糊状 |
自然风干法 | 自然干化厂、晒沙场 | 70~80 | 泥饼状 |
机械脱水 | 压滤机、脱水机 | 45~85 | 泥饼状 |
焚烧法 | 焚烧炉 | 0~10 | 灰状 |
由表1可知,污泥浓缩后的含水率太高;自然风干法需要较大的场地,并且易挥发组分会挥发到大气中,污染环境;干燥法需要加热,污泥中的汞、苯等有毒物质会挥发到大气中,污染环境;直接焚烧法需要加入助燃燃料,有废气排放,会产生二次污染。因此,机械脱水是简便可行的污泥脱水方法。
4 机械脱水设备
目前,国内外常用的含油污泥机械脱水设备主要有板框式压滤机、带式压滤机、离心式脱水机和叠螺式脱水机,其技术对比见表2。
表2:污泥机械脱水设备比较
脱水方式 | 叠螺式 | 离心式 | 板框式 | 带式 |
进泥要求(含水率,%) | 95~99.5 | 受含水率影响小 | ≤97 | ≤97.5 |
脱水效果(泥饼含水率,%) | 75~80 | 75~80 | 65~73 | ≤80 |
适用范围 | 不适用于无机污泥(如金属类污染物) | 使用范围广、使用于粘度小、密度大的固液分离 | 适用于无机污泥的脱水 | 不适用于高含油污水 |
工作环境 | 封闭式,基本无异味;噪音和震动较小 | 封闭式,无异味,环境好,噪音大,振动剧烈 | 有异味,环境差;噪音、振动较大 | 密封性较差,有异味,环境较差,冲洗滤布声音大 |
占地面积 | 小 | 较小 | 大 | 较大 |
综合成本 | 低 | 高 | 较高 | 较低 |
使用实例 | 陕西延长石油、山东胜利油田、大庆海拉尔油田、东营华联石油化工厂、中石油西南油气田、中石油南充炼油厂、齐鲁石化、中海油海上平台等 | 炼油厂污泥脱水中应用较多 | 大庆油田联合站、辽河油田欢四联污水站 | 国内应用较广 |
针对表2中列举的4种常用的机械脱水方法可以看出:带式压滤机和板框式压滤机均属于半开放式运行,密封条件不好,工作环境差,工人劳动强度高,因此已逐渐淘汰,下面就叠螺式脱水机和离心式脱水机进行详细介绍。
4.1 叠螺式脱水机
叠螺式脱水机运用螺杆挤压原理,将污泥的浓缩和压滤脱水在一个筒内完成。污泥进入滤体后,螺旋轴旋转带动固定环、游动环相对游动挤压,使滤液从叠片间隙快速流出,实现迅速浓缩;随着螺旋轴不停地向前推进,污泥向脱水区推移,随着滤缝合螺距逐渐变小,滤腔内的空间不断缩小,污泥内压不断增强,再加上背压板的阻挡作用,使其实现脱水,脱水后形成泥饼排出。叠螺式脱水机进泥含水率要求一般为95.0%~99.5%,出泥含水率一般为75%~80%。
叠螺式脱水机采用动定环取代滤布,在螺旋轴的旋转作用下,活动板相对于固定板不断错动,从而实现了连续的自清洗过程,避免了传统脱水机普遍存在的问题。叠螺脱水机抗油能力强,泥水易分离,清洁环保,无臭气,无二次污染,特别适用于石油化工行业黏性污泥的脱水。
4.2 离心式脱水机
离心式脱水机主要由转鼓和带空心转轴的螺旋输送器组成。通过转鼓高速旋转产生离心力,利用固液密度差实现固液分离。污泥由空心转轴送入转筒后,在高速旋转产生的离心力作用下,甩入转鼓腔内。由于污泥的密度大,旋转过程中贴在转鼓内壁上,形成固体层;密度较小的水在固体内侧形成液体层。固体层的污泥在螺旋输送器的缓慢推动下输送至出口连续排出,液体则从堰口溢流排出脱水机。
离心脱水机具有污泥浓缩、脱水一体化处理功能,可实现连续脱水运行,其受进泥浓度变化影响小,且污泥含固率高,污泥含水率一般为75%~80%,但是其振动剧烈,噪音大。
5 结语
机械脱水是含油污泥处理技术的关键,只有做到“水清、泥干、油纯”的三相分离,才能显著减少含油污泥的后续处理成本。要使含油污泥机械脱水达到预期效果,只靠高效的脱水设备是不能实现的,必须针对不同的含油污泥性质,通过试验进行药剂的筛选,以及开展相关的预处理技术研究,以适应不断变化的含油污泥处理要求。