高效污泥脫水系統(tǒng)在石化領(lǐng)域的應(yīng)用

吉李彬1，王大川2

（1．陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)鹽化工項(xiàng)目籌建處，陜西西安710065；2．陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)煉化公司，陜西延安727406）

摘要：對(duì)臥螺離心機(jī)脫水系統(tǒng)在延安煉油廠“三泥”脫水處理中的應(yīng)用作了介紹，并且對(duì)該系統(tǒng)的運(yùn)行情況、最佳投藥量、技術(shù)特點(diǎn)等方面作了簡(jiǎn)單介紹，證明該脫水系統(tǒng)的運(yùn)行效果較好，適于在煉化領(lǐng)域進(jìn)行推廣。
    關(guān)鍵詞：污泥脫水；臥螺離心機(jī)；三泥；投藥量
    污水處理產(chǎn)生的“三泥”主要包括隔油池（罐）底泥、浮選池浮渣以及生化池剩余活性污泥等。延安煉油廠現(xiàn)有兩套污水處理裝置，總的設(shè)計(jì)處理能力為500m3/h，每年產(chǎn)生固含量很低的“三泥”約3.6萬(wàn)噸，其中浮渣量約占65%，含水率很高，剩余活性污泥約占5%，主要為微生物的代謝產(chǎn)物，含水率也較高，油泥約占30%，乳化嚴(yán)重，粘度大，處理困難[1]。該廠原有一臺(tái)國(guó)產(chǎn)離心脫水機(jī)，運(yùn)行不穩(wěn)定，脫水效果差，污泥脫水處理的壓力大，費(fèi)用高。“三泥”的減容減量、脫水處理成為困擾該廠繼續(xù)發(fā)展壯大的瓶頸問題。2006年10月，該廠引進(jìn)一臺(tái)瑞士阿法拉伐G2-40臥螺離心機(jī)，處理能力10m3/h，經(jīng)近幾年的操作探索、技術(shù)改造，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，脫水后污泥含水率65%-70%，脫水效果良好。
    1·系統(tǒng)工藝流程
    系統(tǒng)采用“污泥沉降濃縮→絮凝破乳→離心脫水→脫水污泥輸送→離心分離液外送”的工藝流程（圖1.1）。

    系統(tǒng)根據(jù)脫水污泥的性質(zhì)不同，采用可切換的兩種流程進(jìn)行脫水處理。
    （1）流程一（短流程）：由浮選池排出的浮渣和（或）隔油池排出的底泥、剩余活性污泥等，進(jìn)入污泥濃縮罐進(jìn)行重力沉降切水，達(dá)到離心機(jī)進(jìn)泥要求，然后用離心機(jī)進(jìn)泥泵送入離心機(jī)進(jìn)行污泥脫水，在進(jìn)入離心機(jī)之前，從聚丙烯酰胺自動(dòng)配藥機(jī)來的1#PAM（陽(yáng)離子）溶液與污泥混合，濃縮后的污泥經(jīng)螺旋輸送機(jī)送往污泥儲(chǔ)罐，等待裝車。分離液進(jìn)入分離液集水箱，由泵提升送到油水分離罐，油水分離罐上部污油溢流到污油池，下部的水返回污水處理系統(tǒng)。
    （2）流程二（長(zhǎng)流程）：污油脫水罐底泥進(jìn)入污泥濃縮罐進(jìn)行重力沉降切水，達(dá)到離心機(jī)進(jìn)泥要求，用泵按一定速率送入絮凝反應(yīng)罐，同時(shí)，通過計(jì)量泵按一定比例將1#PAM（陰離子）溶液送入罐中，罐內(nèi)設(shè)攪拌器，以保證混合均勻。反應(yīng)后的混合液溢流進(jìn)入另一反應(yīng)罐，同時(shí)通過計(jì)量泵按一定比例將2#PAM（陽(yáng)離子）溶液送入反應(yīng)罐中，罐內(nèi)同樣設(shè)攪拌器攪拌。反應(yīng)完成后的污泥溢流入污泥緩沖罐，用離心機(jī)進(jìn)泥泵送入離心機(jī)。其后的處理流程與流程一相同。
    2·臥螺離心機(jī)操作原理
    如圖1.2和圖1.3，物料從空心的螺旋輸送器中央的進(jìn)料管直通到機(jī)器轉(zhuǎn)鼓圓錐體和圓柱體的交匯部分。物料在進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓后，其中的液體分布在轉(zhuǎn)鼓中形成內(nèi)層水環(huán)，并平穩(wěn)地加速到全轉(zhuǎn)速。固相在離心力的作用下被沉降在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁。螺旋輸送器連續(xù)地將固體從轉(zhuǎn)鼓的圓柱體部分通過圓錐體部分輸送到圓錐體端部。

    固液分離發(fā)生在轉(zhuǎn)鼓的整個(gè)圓柱部分，在轉(zhuǎn)鼓的大端有可更換/可調(diào)節(jié)的堰板，澄清的液相通過堰板在轉(zhuǎn)鼓的大端溢出。固體通過離心力從轉(zhuǎn)鼓小端的出口排出。
    3·系統(tǒng)運(yùn)行情況
    3.1系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)
    （1）污泥濃縮罐進(jìn)泥量為36000m3/年，含水率99%，出泥量為14400 m3/年，出泥含水率97.5%。
    （2）離心機(jī)處理能力10m3/h，進(jìn)泥含水率97.5%，脫水污泥含水率≤85%；分離液含固率＜0.3%。
    （3）離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速為3100R/min，差速為3.5-4.5R/min，扭矩為0.8-1.3kNm。反應(yīng)器攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍是0-30 R/min。
    3.2系統(tǒng)運(yùn)行效果
    水分在污泥中的存在形式有間隙水、毛細(xì)管結(jié)合水、表面吸附水和內(nèi)部水四種。不管是石化行業(yè)污水處理系統(tǒng)的三泥處理裝置，還是其它行業(yè)的污泥處理裝置，對(duì)泥中所含的間隙水一般都可采用重力脫水濃縮法進(jìn)行去除。但對(duì)毛細(xì)管結(jié)合水，就要根據(jù)泥性質(zhì)的不同而選用不同的過濾設(shè)備[2]。針對(duì)延安煉油廠“三泥”性質(zhì)，系統(tǒng)選用臥螺離心機(jī)進(jìn)行脫水處理。
    系統(tǒng)調(diào)試以及運(yùn)行優(yōu)化過程中，調(diào)整離心脫水機(jī)的最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)為轉(zhuǎn)速為3100R/min，差速為3.5-4.5 R/min，扭矩為0.8-1.3 kNm。日常運(yùn)行中，聚丙烯酰胺（濃度0.1%）的投加量對(duì)系統(tǒng)脫水效果影響較大。該廠在不斷總結(jié)系統(tǒng)的最佳投藥量，2006年至2010年運(yùn)行的平均數(shù)據(jù)如表5.1及表5.2所示。

    由表5.1可看出，運(yùn)行以來，系統(tǒng)用短流程對(duì)浮渣、隔油池底泥及剩余活性污泥進(jìn)行脫水處理，加藥量為120mg/L時(shí)，運(yùn)行效果最好，它的濾后液含水率達(dá)99.99%，固含量是比較少，達(dá)到了泥、水分離的目的，并且濾后液COD的含量也不高，將濾后液輸送到污水處理系統(tǒng)，不會(huì)造成沖擊。由表5.2可看出，運(yùn)行以來，系統(tǒng)用長(zhǎng)流程對(duì)污油罐底泥進(jìn)行脫水處理，加藥量為150mg/L時(shí)，運(yùn)行效果最好，無(wú)論是濾餅的含水率還是濾后液中懸浮物的含量都達(dá)到生產(chǎn)要求，并且濾后液COD的含量也不高，不會(huì)對(duì)污水處理造成沖擊。
    4·系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)
    （1）選用了新的處理工藝、新的絮凝藥劑。該系統(tǒng)運(yùn)用成熟、可靠、先進(jìn)的污泥處理工藝，針對(duì)污油罐底泥與隔油池底泥、浮選池浮渣、剩余活性污泥等其他污泥乳化度的差異性，設(shè)計(jì)了兩條單獨(dú)的處理工藝流程，且巧妙地將二者結(jié)合為一體，整套工藝不僅切換靈活，而且節(jié)約了占地。同時(shí)，此系統(tǒng)采用了對(duì)含油污泥針對(duì)性較強(qiáng)的瑞典進(jìn)口的PAM絮凝劑，具有投加濃度低、絮凝效果好、無(wú)需破乳預(yù)處理等優(yōu)點(diǎn)，分離液澄清，分離效果良好。
    （2）選用了瑞士阿法拉伐臥螺離心脫水機(jī)，運(yùn)用離心沉降原理實(shí)現(xiàn)固液分離。與國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的帶式壓濾脫水相比，由于沒有濾網(wǎng)，不會(huì)引起堵塞，且適用各類污泥的濃縮和脫水，在脫水過程中當(dāng)進(jìn)料濃度變化時(shí)，轉(zhuǎn)鼓和螺旋的差速和扭矩會(huì)自動(dòng)跟蹤調(diào)整，不設(shè)專人操作，絮凝劑的投加量也較少，同時(shí)，臥螺離心機(jī)占用空間小，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，整機(jī)全密封操作，車間環(huán)境較好。
    5·結(jié)論
    （1）系統(tǒng)自2006年10月投運(yùn)以來，運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好，脫水后污泥含水率低于最初設(shè)計(jì)的85%，一直保持在65%-70%。延安煉油廠的污泥外運(yùn)的數(shù)量大幅減少，不僅較大程度地降低了運(yùn)輸、后續(xù)干化、焚燒處置等環(huán)節(jié)的費(fèi)用，而且確保了污水處理的達(dá)標(biāo)排放或回用。
    （2）在調(diào)整確定了離心脫水機(jī)的最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)后，系統(tǒng)用短流程對(duì)浮渣、隔油池底泥及剩余活性污泥進(jìn)行脫水處理，最佳投藥量為120mg/L時(shí)；系統(tǒng)用長(zhǎng)流程對(duì)污油罐底泥進(jìn)行脫水處理，最佳投藥量為150mg/L時(shí)，運(yùn)行效果最好。
    （3）該系統(tǒng)較好地解決了延安煉油廠繼續(xù)發(fā)展壯大地環(huán)保瓶頸問題，具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)效益。現(xiàn)已在延長(zhǎng)石油集團(tuán)煉化公司推廣應(yīng)用，鑒于運(yùn)行過程總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，該系統(tǒng)在煉化領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)
[1]原文博.LW400×1600-N2型離心機(jī)在煉油污泥治理中的應(yīng)用[J].工業(yè)水處理,2008(3):69.
[2]于莊子.離心脫水機(jī)對(duì)油泥、浮渣工業(yè)處理的探討[J].石油化工環(huán)境保護(hù),2003,26(1):48.