含油污泥脱水设备与技术
污泥深度脱水和处置方案(钢带式压榨过滤机)
技术优势与局限性
01
自动化程度高，降低了人工操作成本。
02
技术局限性
03
设备投资和维护成本较高，对于小型污水处理厂可 能不适用。
技术优势与局限性
对污泥的粒度和粘度有一定要求，需 进行预处理或调整。
脱水过程中需要消耗大量能源，增加 了运行成本。
Part
某市市政污水处理厂
采用钢带式压榨过滤机进行污泥深度脱水，处理能力达到100m³/h，脱水后的污泥含水 率低于50%，满足环保要求。
某工业园区废水处理站
采用钢带式压榨过滤机对工业废水处理过程中产生的污泥进行脱水，脱水后的污泥含水 率低于45%，实现了污泥减量化和稳定化。
与其他脱水技术的比较
与传统的机械脱水技术相比，钢 带式压榨过滤机具有更高的处理 效率、更低的能耗和更好的脱水
运行成本分析
能耗成本
钢带式压榨过滤机在运行过程中需要消耗一定的电能和水能，这些 能耗成本是运行成本的重要组成部分。
维护与检修成本
为了保持设备的正常运行，需要进行定期的维护和检修，这些工作 需要投入一定的人力和物力，因此也是运行成本的一部分。
化学药剂成本
在污泥深度脱水过程中，可能需要添加一些化学药剂来提高脱水效果， 这些化学药剂的成本也应计入运行成本。
02
钢带式压榨过滤机介绍
设备结构
钢带
作为承载滤布的载体，具有高强 度和高刚性的特点，能够承受较 高的压榨力和过滤压力。
卸料装置
用于将压榨后的滤饼从滤布上剥 离，并排出机外。
滤布
用于捕集污泥中的固体颗粒，通 过滤布的移动实现污泥的脱水。
压榨辊
用于施加压力，使滤布上的污泥 脱水，同时进一步压缩滤饼。
含油污泥真空带式压榨脱水机理论及结构研究
５ １ ８ ０ ３ ３
机 械脱水 之前， 首先 对污泥 进行充分混 合。 下图所示是含 油污 泥脱水 的 工 艺流程详 图。 过 滤开始 的时候 ， 打开真空切换 控制 阀， 通 过集 液管与 滤 室连接， 混 合液 通过高位槽 控制 变 频调 速器通过头轮 传动机 构驱动 调 节滤带 的运行 速度 ， 滤盘与滤带 同步， 真 空滤盘 由往复气缸推 动 ， 利 措 施 和 直接 原 因分析 。 用 往复气缸 的进、 出气流 量变化调节 移动速度 。 当滤盘 运行到设 定位 置 【 关键字ｌ含 油污泥； 压榨； 过滤； 调偏 感应到开关时， 真空切换 阀开始启动， 关闭真空 ， 滤带 仍向前移动 ， 往复 气缸 迅速拖 回滤盘 。 前言 ２ ． ３ 结构设计及参数选择 在油田行业 对原油进行机 械脱水 的时候 ， 都会产生含油 污泥 ， 油田 ２ ． ３ ． １ 压榨辊结 构设计 和炼 油厂以 及石化企 业污 水处理 部 门在 处理 含油 污泥 的过程 中， 也会 产生含有污 泥。 在 我 国， 开采大部 分油 田主要 是根据 最早的 模式 ， 也就 是灌 水保持 地层 压力的 模式 进行开 采油 田。 近 年来许 多厂家 都在 挖掘 油田行业， 导 致原油 中含水 率升高 。 目 前世 界各国普遍 采用的污 泥脱水 的方法是 脱 水 ， 使用 的设 备庞大并且复杂 。 从 二十世纪 八十年代 开始， 我 国逐 渐挖 掘带 式压 滤机 的开发 ， 在 理论 层次 以及工业领域 取得 巨大 进步。 随 着固液分离适用领域 的逐渐广泛 ， 对过滤 压榨理论及 过滤机 的 结构 研究具 有非 常关键 的学 术意义 和社会使 用价值 。 本文主要 研究过 滤和 压榨理 论和 有关污 泥脱水性 能的脱 水因素 。 结合 带式 真空过 滤 机 和带式 压滤机 的一些特点 ， 对其 结构进行优化设计。 １ ． 真 空带式 压榨脱 水机 过滤原 理研 究 般情况下， 固液分 离越难 ， 悬浮 液 的稳 定性 越好。 因此在进 行固 液分 离之 前， 要对 预处理 稳定性 高的悬浮 液 ， 降低其 稳定性 ， 预处 理方 法主 要分为凝 聚和絮凝 。 一般污 泥， 如果 想得到很好 的脱水效果 ， 在 进 行 预处理 后再 对污 泥进行机 械脱 水 。 比较常见的凝 聚方法 主要是 向污 泥 中投加 电解质铝盐以 及铁盐、 无机盐等 凝聚剂 ， 但含 油污泥 与其 他污 泥 不相同 ， 其过滤难 度远大于其 他污泥 。 国内外人士 曾研 究市政 污水处 理 厂的剩 余污泥和石油 化工行业的含油污 泥， 以及二者的脱水性能 。 得 出相 应的实验 结论 ： 含油污 泥与一般 市政污泥 进行了比较 ， 平均比阻含 油 污泥较 大， 含 油污泥压 缩性 系数更大 ， 因此 ， 预 处理含 油污泥 的过程 中， 投加 凝聚 剂和絮凝剂 不能从根本上有效解 决问题 。 含油污 泥粘度和 过 滤 比阻都很 大， 且油 性液 体含量较 高， 随 着脱水 的逐渐 进行， 滤饼层
污泥脱水车间设备操作规程
污泥脱水车间设备操作规程1. 设备概述污泥脱水车间是污水处理厂的重要组成部分，主要作用是将处理后的污泥进行脱水处理，降低其含水率，便于后续处理或处置。
本车间主要设备包括：•带式压滤机•框式压滤机•筛分机•螺旋输送机•滚筒2. 操作流程2.1 带式压滤机操作注意事项•操作前必须检查带式压滤机的设备清洁情况，及时清理残留物。
•带式压滤机启动前，必须进行泵和机组的泄压操作，避免压力过高导致设备损坏。
•带式压滤机的带式不能过紧或过松，否则会影响脱水效果。
•操作过程中要注意观察压滤机的运行情况，发现问题及时停止设备并进行维护。
操作步骤1.上班前，在设备周围放置好警示标志和安全提示牌，准备好所需的工具和备件。
2.检查设备状态及清洁情况，删除污水处理后出现的残留物等杂物。
3.开启主电源，先启动泵，再启动带式压滤机。
4.设置带式张力值，确保带式张力适中。
5.开始运行机器，将污泥倒入带式压滤机中，使用手推车控制污泥的投入速度和角度。
6.当出脱水后的污泥通过带式压滤机被输送到污泥处理区域之中时，通过再次加压，压缩污泥的含水量。
7.定期清理设备，保养和维护设备调整设备的张力以确保设备的正常运行。
2.2 框式压滤机操作注意事项•操作前必须检查框式压滤机的设备清洁情况，及时清理残留物。
•框式压滤机启动前，必须进行泵和机组的泄压操作，避免压力过高导致设备损坏。
•操作过程中要注意观察压滤机的运行情况，发现问题及时停止设备并进行维护。
操作步骤1.上班前，在设备周围放置好警示标志和安全提示牌，准备好所需的工具和备件。
2.检查设备状态及清洁情况，删除污水处理后出现的残留物等杂物。
3.开启主电源，先启动泵，再启动框式压滤机。
4.选择合适的过滤机孔和过滤机板。
5.开始运行机器，将污泥倒入过滤机中，使用手推车控制污泥的投入速度和角度。
6.当出脱水后的污泥通过框式压滤机被输送到污泥处理区域之中时，通过再次加压，压缩污泥的含水量。
7.定期清理设备，保养和维护设备以确保其正常运行。
油气田含油污泥处理技术方案
油（气）田含油污泥处理技术方案1、含油污泥处理难点及现状1.1、含油污泥处理难点炼油企业含油污泥与其他企业污水处理厂产生的污泥有根本区别，含油污泥处理存在的难点主要如下。
1）成分复杂。
含油污泥是由黏土、有机物、絮凝物、细菌及其代谢产物、无机盐类等组成，还包括生产过程中投加的絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂等药剂，总体表现为组分种类多，成分复杂。
2）脱水困难。
含油污泥的性质十分稳定，属于多相体系的悬浮乳化物，黏度大；脱水难。
炼油厂产生的含油污泥含水率高，一般在80%以上；由于水合作用和颗粒的带电性，使其形成相对较稳定的分散体系，体系破稳十分困难。
3）臭味大。
含油污泥会产生氨、硫醇、硫化物、硫酸等恶臭物质，在储存、转运和处理过程中易无组织散发，在设计和设备选型过程中需要考虑设施的密闭性能，避免产生二次污染。
4）安全隐患大。
含油污泥产生的挥发性烽与空气混合可能形成爆炸性气体，如果设计运行不当，有较大安全隐患，因此防爆是项目工艺选择中需要重点考虑的问题。
1.2.含油污泥处理技术现状含油污泥处理技术种类较多，包括溶剂萃取、机械分离、微波、填埋、焚烧、裂解、化学热洗、固化等处理方法，各种方法均有其优缺点和适应性。
目前应用较多的方法有机械分离、焚烧、热裂解、化学热洗等。
1）机械分离。
其实质是通过调质、压滤、离心、冷冻等方法使含油污泥中的油、水、泥三相分离。
常见技术有调质-机械脱水、离心回收、压力驱动电脱水、冻融法等技术。
其中，应用较多的调质-机械脱水工艺简单、投资小，缺点是尚没有普遍适用的调质处理剂，针对不同的含油污泥，需要单独筛选合适的调质剂，筛选工作量较大。
2）焚烧。
焚烧工艺技术具有处理速度快、能源利用率高、减量化程度高等突出优点，因而被世界各国认为是处理含油污泥的最佳实用技术之一，该技术的主要不足之处是过程难以控制，不同的含油污泥焚烧工艺参数要及时调整和修正。
且处理成本较高，主要体现在助燃和尾气净化两方面。
因此，大规模处理含油污泥还受到一定限制，已建焚烧设施存在闲置现象。
污泥机械脱水技术概述
污泥机械脱水技术概述污泥经过浓缩处理后，含水率为95%～97%，体积还很大，仍可用管道输送。
为了有效而经济地进行污泥的干燥、焚烧、堆肥、填埋等进一步的处置，必须充分地脱水而减量化，使之能被当成固态物质来处理。
在整个污泥处理系统中，污泥脱水是最重要的减量化手段。
一、污泥脱水技术原理污泥结构复杂，与水的亲和力强。
污泥中所含的水分按结合形式分为四种：表面吸附水、间隙水、毛细结合水和内部结合水（涂玉，2008），如图1所示。
图1 污泥中水分的形式1.表面吸附水表面吸附水是指吸附在污泥颗粒表面的水分。
污泥属于凝胶，是由絮状的胶体颗粒集合而成的。
污泥的胶体颗粒小，比表面积大，吸附力大，胶体颗粒之间由于带有同性质的电荷而相互排斥，阻碍颗粒的聚集、长大而保持稳定状态。
因此，用一般的浓缩法很难脱除污泥的表面吸附水。
加入调理混凝剂后，污泥胶体颗粒的电荷得到中和后，颗粒呈不稳定状态，凝聚在一起，颗粒增大，比表面积减小，表面张力降低，表面吸附水也随之从胶体颗粒上脱离。
2.间隙水间隙水也称为自由水，存在于污泥颗粒之间，并不与固体颗粒直接结合，因而较容易分离，在浓缩池中控制适当的停留时间，利用重力作用，一部分间隙水就会分离出来。
间隙水一般要占污泥中总含水量的65%～85％，这部分水是污泥浓缩的主要对象。
3.毛细结合水污泥由高度密集的细小固体颗粒组成，在固体颗粒接触表面上，由于表面张力的作用，形成毛细结合水，毛细结合水占污泥中总含水量的比例为10%～25%。
由于毛细结合水和污泥颗粒之间的结合力较强，浓缩作用难以使之脱出，需借助一定的机械作用力和能量才能去除这部分水分。
4.内部结合水内部结合水是包含在污泥中微生物细胞体内的水分，它的含量与污泥中微生物细胞体所占的比例有关。
一般初沉污泥内部结合水较少，二沉污泥中内部结合水较多。
这种内部结合水与固体颗粒结合得很紧密，即使采用机械脱水方法也难以脱出。
要去除这部分水分，必须破坏细胞膜，使细胞液渗出，由内部结合水变为外部液体。
含油污泥桨叶干化处理设备,油泥专用双轴空心桨叶干燥器
空心桨叶干燥机是一种以热传导为主的卧式搅拌型连续干燥设备。
因搅拌叶片形似船桨，故称桨叶干燥机，国外也称槽型干燥机或搅拌干燥机。
136干燥1611-29-88因该设备干燥所需要的热量依靠热传导间接加热，因此干燥过程不需或只需少量气体以带走湿份。
极大地减少了被气流带走的这部分热量损失，提高了热量利用率，是一种节能型干燥设备。
桨叶干燥机广泛应用于石油化工、化工、冶金、食品、医药、农药等行业中粉状、粒状、滤饼状、浆液状物料的干燥。
常州干燥在吸收国内外先进技术的基础上，进行改进、优化设计的楔型空心桨叶干燥机，可对膏状、颗粒状、粉状、浆状物料间接加热或冷却，可完成干燥、冷却、加热、灭菌、反应、低温煅烧等单元操作。
设备中特殊的楔型搅拌传热桨叶，具有较高的传热效率和传热面自清洁功能。
一、含油污泥桨叶干化处理设备，油泥专用双轴空心桨叶干燥器，桨叶式含油污泥干燥机结构和工作原理以双轴式为例介绍其结构(空心桨叶干燥机可分为单、双、四根) 。
它由带夹套的端面呈W型壳体、上盖、两根有叶片的中空轴、两端的端盖、通有介质的旋转接头、金属软管以及包括齿轮、链轮的传动机构等部件组成。
设备的核心是两根空心轴和焊在轴上的空心搅拌桨叶。
桨叶形状为楔形的空心半圆形，可以通入加热介质。
除了起搅拌作用外，也是设备的的传热体。
桨叶的两主要传热侧面成斜面，因此当物料与斜面接触时，随着叶片的旋转，颗粒很快就从斜面滑开，使传热表面不断更新，强化了传热。
在桨叶的三角形底部设有刮板，以将沉积于壳底的物料刮起，防止产生死角。
桨叶的排布和各部位尺寸均有一定要求，而且在进料区、干燥区、排料区除桨叶外，另设有辅助机构，以保证整机操作稳定，干燥均匀。
此外，停留时间亦可调节。
空心桨叶干燥机传热面有叶片、搅拌轴、壁面等几部分，而且叶片的传热面积占很大一部分，所以设备结构紧凑，单位容积传热面积大。
另外，搅拌、混合使物料剧烈翻动，从而获得很高的传热系数，因此占地面积和空间都很小，节省了厂房基建费用。
卧式圆盘含油污泥干化技术,导热油加热油泥干化处理装置
一、前言含油污泥是指混入原油、各种成品油、渣油等重质油的污泥。
含油污泥不是自然界固有存在的，而是由于油田开采、石油炼制过程、运输、使用、贮存等各种与原油、成品油有关的工业、民用、个人等，因各种事故、操作不当、设备陈旧、破损、腐蚀等原因造成原油、成品油跑、冒、滴、漏，外泄到地面，沉积到海洋、湖泊、河底，与泥土、水等混合在一起而形成的油、土，水，甚至掺混有等其他污染物的混合物。
含油污泥对人体有害，对植物、水体生物有害，蒸发在空气中的油气能刺激皮肤、眼睛及呼吸器官，使土地失去植物生长的功能，处理和修复困难，是石油及石油化工工业的主要污染物之一。
二、卧式圆盘含油污泥干化技术，导热油加热油泥干化处理装置，含油污泥干化机组成：市政污泥圆盘干燥机具有传热面积大、搅拌效果好、高效促进水分的蒸发和去除等优点，是新开发的一款改良型间接加热干燥机。
圆盘式干燥机主体结构由定子（外壳）、转子（转盘）和驱动装置组成。
1、定子定子近似一个圆柱体外壳，上部高起，空出容纳污泥干化过程中废蒸汽的空间，并设有废蒸汽的排出口。
定子端板采用法兰安装，便于检修，同时端板也用于固定转子的轴承。
为便于检修，废蒸汽圆顶出口也装有检修盖板。
2、转子：136.一611.二988转子中心轴是干化转盘的承载部件，它是一个中空轴，所有的转盘焊接在这个中空轴上。
每片转盘由两个对扣的圆盘焊接而成，中心轴内腔与所有转盘内腔相连通。
为了提高转盘的坚固性，空心转盘内腔分布着许多支撑杆，支撑杆两端支撑着左右两个圆盘。
根据所干化物料性质的不同，转盘可以采用低碳钢、不锈钢或特殊合金钢制造。
在转盘边缘装有推进/搅拌器，它们有两个功能：一是推进输送物料；二是搅拌混合物料，推进器的倾角是可以调整的。
转盘的内腔可以通入低压传热介质传递干化产品所需热量，传热介质一般是0.2MPa-0.6MPa的饱和蒸汽或者高温导热油。
3、驱动马达整个驱动装置由嵌入式减速箱、皮带传动、耦合器和电机等组成，用于驱动转子缓慢旋转。
一体化污泥高效脱水处理设备技术要求
一体化污泥高效脱水处理设备技术要求1一般要求1.1整机外观要求1.1.1一体化污泥高效脱水处理设备外观应平整光洁，无明显凹凸疤痕、破损裂纹；油漆表面光洁牢固、无明显流挂、漆粒、裂纹起壳；表面光滑、无锈蚀。
1.1.2一体化污泥高效脱水处理设备应配置调节机构、检测试验装置、观察孔和检查口。
1.2整机外形、位置尺寸偏差要求一体化污泥高效脱水处理设备制造装配完成后，应分别进行整机外形尺寸偏差、整机位置尺寸偏差检测，整机外形尺寸偏差应不大于5mm，整机位置尺寸偏差应不大于1mm，并应符合GB/T19804、NB/T 47003.1的规定。
1.3污泥进料机构要求1.3.1一体化污泥高效脱水处理设备应根据进料量、进料污泥有机物含量及含水率、成品污泥有机物含量及含水率确定污泥进料机构处理负荷。
1.3.2一体化污泥高效脱水处理设备的污泥进料机构应按要求进行空载运行试验，试验合格后方可送料运行。
1.4燃烧室要求1.4.1一体化污泥高效脱水处理设备制造装配完成后，应进行供能系统负荷调节，并符合技术规定。
1.4.2一体化污泥高效脱水处理设备燃烧室应保证污泥燃烧充分，燃烧产生热源能量输入应满足温控要求。
1.5干化碳化要求一体化污泥高效脱水处理设备初级干化阶段温度宜为200℃~350℃；深度干化阶段温度宜为350℃~450℃；碳化阶段温度宜为450℃~650℃。
1.6电控系统要求1.6.1一体化污泥高效脱水处理设备应采用中央集成控制系统，加装现场应采用控制柜紧急控制；一体化污泥高效脱水处理设备控制室、控制柜与各个被控制设备之间的连接线缆必须设置金属管保护，且强弱电线缆应分开敷设。
1.6.2一体化污泥高效脱水处理设备应采用智能温控系统，宜设置可模拟显示物料运行的控制系统。
1.7安装要求一体化污泥高效脱水处理设备应易于安装，安装时应充分考虑热变形、高温、重载、动载荷等影响，所有连接处不得有泄漏。
2适用性要求2.1一体化污泥高效脱水处理设备的型号宜满足人口居住密集、生活污泥量大的城镇污水处理厂的使用要求。
带式污泥脱水系统成套技术和设备
带式污泥脱水系统成套技术和设备1. 污泥机械脱水的重要性和目的污泥机械脱水的重要性和目的：：1.1 对于城市生活污水处理厂、城市自来水厂和各种工业废水处理站，污泥脱水的目的是将物化和生化处理产生的大量的、含水率很高的，呈流动状态的液态污泥进行浓缩和压榨脱水，使其变成外运和后处置都很方便的固态物质，实现污泥减量化。
从而降低外运和后处置成本、方便污泥进一步资源化、减小污泥对环境的二次污染。
1.2 对于各种工业生产中的固液分离工序，污泥（应称为物料）脱水的目的是生产产品。
对于液体为产品的物料，含水率愈低，产品回收率愈高。
对于固体为产品的物料，含水率愈低，产品后续干燥干序的能耗就愈低。
2. 污泥机械脱水方法的分类及带式压榨脱水的优点污泥机械脱水方法的分类及带式压榨脱水的优点：：2.1 真空脱水真空脱水：：通过对滤布上的污泥进行真空抽吸，使水透过滤布排出，颗粒则截留在滤布上，从而实现固液分离。
此法对颗粒较粗且无粘度的疏水性无机污泥是可行的，但对于有机污泥脱水，真空脱水与带式压榨脱水相比，存在能耗大、滤饼水份高等问题。
2.2 离心脱水离心脱水：：利用高速旋转产生的离心力对污泥中存在密度差的固相和液相进行分层，从而达到固液分离的目的。
此法适用于固相和液相密度差较大的污泥，对于固相和液相密度差很小的污泥，应先进行带式预脱水后再进入离心脱水以减少能耗。
离心脱水与带式压榨脱水相比，存在能耗大、滤饼水份高等问题。
2.3 板框式压滤脱水板框式压滤脱水：：在两块有凹凸槽和透水孔的板框中放入滤布，板框压紧后，利用污泥泵将污泥泵入两块滤布之间并保持压力，使污泥中的水分透过滤布排出，保压一段时间后打开板框卸泥饼。
此法适用于任何污泥的固液分离，但存在不能连续工作的缺陷。
：带式压滤脱水：2.4 带式压滤脱水将污泥夹持在两条滤带之间并通过滤带对污泥施加压力，使水透过滤带排出，污泥被截留在两条滤带之间，此法适用于任何污泥的固液分离。
榆林污泥脱水技术要求
陕西延长石油集团榆林炼油厂300吨/天污水处理厂离心脱水机成套设备技术要求日期：2008年07月01日设备供货范围：一、总则本技术要求是依据陕西延长石油集团榆林炼油厂300吨/天污水处理厂离心脱水机成套设备项目的设计方案，由各投标公司根据离心机的制造和检测标准，就陕西延长石油集团榆林炼油厂300吨/天污水预处理厂离心脱水机成套设备工程一套污泥脱水系统的技术准备、制造、检验、验收、运输及安装调试等方面出具技术协议。
技术协议为污泥脱水设备采购商务合同的组成部分，随商务合同一起生效。
未尽事宜，双方协商解决。
经双方磋商，达成如下技术协议。
该协议作为合同的附件，与合同同时生效，并具有同等的法律效力。
1 该技术协议适用于陕西延长石油集团榆林炼油厂300吨/天污水预处理厂离心脱水机成套设备项目工程1套污泥脱水设备的制造、检验、验收、运输、安装、试运行等要求。
2 污泥脱水设备的制造、检验和验收应按照买方和设计单位提供的设计资料和本技术协议的要求进行。
二、基础条件及要求1、防爆等级：dIIBT42、电源：动力电源：380V/220V AC 三相四线仪表电源：24V 50HZ3、输出信号：开关量无源常开接点模拟量4～20mA DC4、输入信号：模拟量4～20mA DC开关量无源常开接点5、外部条件动力电源：380V AC 三相四线，二路（控制柜+加药系统）冲洗水：工业水，压力≥0.3Mpa，流量：10~15m3/h净化自来水：流量：10m3/h，压力≥0.3Mpa（絮凝剂用）现场不提供压缩空气6、用户提供的工况条件1) 工作场所脱水机房内；2) 工作方式连续三、制造、检验及验收标准规范在执行合同过程中，对其提供的所有设计、材料、设备制造工艺、质量控制和产品检查验收等均符合国家现行规范和标准，以及相关企业标准。
下述标准按高标准执行。
本技术条款中引用的设计、制造及检验标准主要有：3.1 规范与标准3.1.1 国内标准和规范GB50014－2006 室外排水设计规范3.1.2 外接管口标准和规范法兰接口的标准与阀门的法兰标准配套，并且接口管件符合下列标准及相关标准、规范的规定要求：《钢制管法兰用紧固件》HG20613-97《钢制管法兰》（欧洲体系）HG20593-973.1.3 进口组件/设备标准和规范进口设备的制造工艺和材料符合美国机械工程师协会（ASME）和美国材料试验学会（ASTM）的工业法规中涉及的标准或相关标准。
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含油污泥脱水设备与技术周高华Ξ 方善如 张剑鸣 李 瑜 (四川大学) (重庆江北机械有限责任公司)摘 要 分析了含油污泥的性质,介绍了国内外含油污泥处理技术与脱水设备的现状,并比较各方法及设备的优缺点。
提出了含油污泥脱水设备与技术的发展趋势和几点建议。
关键词 含油污泥 浓缩 脱水设备 油2水2泥分离中图分类号 TQ05118 文献标识码 A 文章编号 025426094(2003)0520306206 石油开采、、石油化工、油品贮运、船舶航运、车辆清洗、机械制造、食品加工等过程均会产生含油废水,特别是石油开采、石油炼制行业排出大量的含油污水、含油污泥,据报道,仅中原油田含油污水总量为12×104m3/d、含油污泥总量为(0.9～1.44)×104m3/d[1]。
含油污泥主要产生于油田和炼油厂,如在原油脱水中,脱水罐、贮油罐和污油罐等底部存在大量含油污泥;在油田、炼油厂的污水处理场的隔油池、浮选池、曝气池等也存在大量含油污泥。
这些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,且充分乳化,粘度较大,难以沉降[2]。
为了充分利用污水资源,稳定污水处理(特别是石油采出水处理后回注,可以有效地保持油区地层压力),保护生态环境。
近年来,含油污水、含油污泥的处理备受关注,由此推动了含油污水处理、含油污泥脱水、除油设备及相关的处理技术的发展。
1 含油污泥及其处理工艺含油污泥颗粒细小,呈絮凝体状,密度差小(油、水密度接近)、含水率高(一般在96%左右)、持水力强,且泥、油、水相互包裹在一起,又充分乳化,粘度较大,难以沉降。
含油污泥稳定性差,容易腐败和产生恶臭[3,4],污染空气环境。
Zall Jonathan等人[3]曾分别研究过一般城市污水厂的污泥和含油污泥的过滤脱水性能。
如测定了含油3%、含总悬浮固体4%的含油污泥(浮渣)和含总悬浮固体1%～2%的一般污泥的比阻和可压缩性系数,证实含油污泥的比阻比一般污泥的大40倍,其可压缩性系数大20倍,见表1。
表1 含油污泥和一般污泥可过滤性比较污泥名称含油污泥一般污泥比阻/Gm・kg-1100025可压缩性系数150.75 另据文献[5]介绍,含油13.1%、含泥16.8%、含水70.1%的含油污泥的比阻为8.9×1014m/kg。
由此可知,含油污泥属难过滤性污泥,特别是不易实现油2水2泥的三相分离。
目前,含油污泥处理的主要工艺有以下几种:a.浓缩—化学调节—脱水;b.浓缩—消化—化学调节—脱水;c.浓缩—消化—化学调节—脱水—压制;d.浓缩—化学调节—脱水—焚烧;e.浓缩—消化—化学调节—脱水—焚烧;f.浓缩—化学调节—脱水—熔融。
可以看出,浓缩、化学调节和脱水3个处理单元是含油污泥处理系统必须的环节[4]。
2 污泥的浓缩处理无论是从脱水罐、贮油罐、污油罐等底部排出的含油污泥,还是从污水处理场的隔油池、浮选池、曝气池等排出的含油污泥(浮渣),其含水率一般都在96%左右,体积很大,对污泥的处理、利用和运输造成很大困难。
污泥浓缩的目的就是通过污泥增稠来降低污泥的含水率和减少污泥的体积,根据计Ξ周高华,男,1968年9月生,在职硕士生。
四川省成都市,610065。
算,污泥含水率从99%降至96%时,其体积减少为原来的1/4。
这样对机械脱水,可减少混凝剂的投加量及脱水设备数量,提高脱水效率[4]。
据文献[4]介绍,污泥中游离水占70%,毛细水占20%,颗粒结合水和内部接合水占10%。
污泥浓缩主要去除游离水。
污泥浓缩处理主要有以下的方法。
2.1 重力浓缩法[1,4,6,7]重力浓缩法是依靠污泥中固体物质的重力作用进行沉降与压密,属于自由沉降过程。
其装置如污泥浓缩池等。
2.2 气浮浓缩法[4,8]气浮浓缩法根据溶气气浮原理,通过压力溶气罐溶入过量空气,然后突然减压释放出大量微小气泡,,使其密度减小而强制上浮,污泥在表层获得浓缩。
加压溶气气浮法适用于相对密度接近于1的活性污泥。
其装置如气浮池等。
2.3 离心浓缩法[4,9]离心浓缩法是利用污泥中固、液间的密度差,在离心力场或负压力场作用下,固相颗粒受外力作用迅速沉降的原理进行沉降的。
其设备如离心机、旋流器等。
2.4 转筒浓缩过滤转筒浓缩过滤装置主要由絮凝反应器、转筒、上筒、滤网、机架、集水槽、传动装置和喷水器等组成。
待处理污泥通过入口与絮凝剂一起进入絮凝反应器,由絮凝反应器电机带动搅拌器旋转,使待处理污泥在絮凝剂的作用下得以充分凝聚,然后通过进料管进入转筒,转筒外有滤网(一定时间喷水器对滤网进行冲洗,以免滤网堵塞),中心轴上有螺旋叶片,由驱动电机带动转筒旋转(转速在一定范围内可调),使得污泥在前进的过程中得以逐渐浓缩,其间的滤液从滤液出口流出,经浓缩后的污泥最终从浓缩液出口排出。
与重力浓缩比较,具有以下优点:浓缩时间短,浓缩效率高;浓缩效果稳定可靠,能够得到比较稳定的污泥浓度;适用浓度范围大等。
3 含油污泥的脱水处理含油污泥机械脱水前需进行预处理。
污泥脱水过程实际上是污泥的悬浮粒子群和水的相对运动,而污泥的预处理则是通过一定手段调整固体粒子群的性状和排列状态,使之适合不同的脱水条件[4]。
3.1 含油污泥的预处理污泥的预处理主要为了改善污泥的脱水性能,提高脱水设备的生产能力。
污泥的预处理方法有化学调节法、淘洗调节法等[4,10],主要采用化学调节法,即调质[3,4,6,10]。
化学调节法就是向污泥中投加混凝剂、助凝剂,使污泥中的悬浮微粒凝聚并顺利进行脱水。
但对于含油污泥要实现油2水2固的三相分离,还必须投加表面活性剂、破乳剂、p H调节剂等使其中粘度大的吸附油解吸和破乳,使吸附油从污泥固体表面脱附及油2水脱附分离[3～5,8,11,12]。
含油污泥化学调节法的选择依据是:a.含油污泥的性质及特点;b.使用的脱水机械的性能;c.滤饼的后续处理方法[3～5,7,13]。
据文献[10,11,14,15]报道,首先向含油污泥中投加硅藻土、石灰、飞灰等微细固体粉末作为调节剂,使易变形的含油污泥粒子形成有刚性的污泥骨架,使污泥呈毛细结构,改善滤饼透气性,且增加固液相间的密度差,改善脱水性能;也可采用部分滤饼回流到含油污泥中作为调节剂。
其次,投加絮凝剂和破乳剂(或表面活性剂)。
絮凝剂分有机和无机两大类。
无机絮凝剂以Al2(SO4)3、PAC的絮凝效果最好,据有关研究表明,铁铝复盐聚合物混凝剂比单盐的铁或铝聚合物处理含油污泥效果更好;有机絮凝剂以阳离子聚丙酰胺(PAM)的絮凝效果最佳。
但经无机絮凝剂处理的含油污泥的过滤性能优于有机絮凝剂处理的含油污泥,且脱水后含水率较低[2,4,12,14,16～20]。
有关试验表明[14],有机、无机絮凝剂复合使用可减少用量,絮凝效率大大提高,经复合絮凝剂处理后,可大大改善污泥的脱水过滤性能,降低滤饼含水率,在投加药剂量相当的前提下比单独使用效果好,见表2。
表2 有机、无机絮凝剂复合处理含油污泥效果无机絮凝剂有机絮凝剂絮凝效果%滤饼含水率/% 2000mg/L[Al2(SO4)3]10mg/L[CPAM2]70.250.1 2000mg/L[PAC]10mg/L[CPAM2]7149.9 2000mg/L[Al2(SO4)3]50.859.715mg/L[CPAM2] 5.563.2含油污泥的化学调节法必须在测试含油污泥性质的基础上进行[4,10]。
对含油量不小于10%的,宜用亲水性表面活性剂,分离后水和固体在下层,油在上层;对含油量不大于4%的,宜用亲油性表面活性剂,分离后含油固体在下层,水在上层。
水层中均含有可溶性油和微乳化油。
3.2 含油污泥脱水处理要使含油污泥的机械脱水效果好,应根据具体情况选用污泥脱水机械和脱水系统,包括污泥物料性质的测试、脱水机械及其参数的选择等。
机械脱水的一种方式是以过滤介质(多孔性材料)两面的压力差作为推动力,使污泥中的水分强制通过过滤介质(称为滤液),固体颗粒被截留在介质上(称为滤饼),从而达到脱水的目的。
造成压力差推动力的方法主要有:依靠污泥自身厚度的静压力(如污泥干化场的渗透脱水);在过滤介质的一面造成负压(如真空吸滤脱水);加压污泥把水分压过过滤介质(如压滤脱水);利用固液间的密度差,通过离心力使固液分离(如离心沉降脱水)。
目前,应用的含油污泥脱水处理主要有下面几种[2～5,8]。
3.211 真空过滤真空过滤是用多孔过滤介质截留悬浮物中的固体颗粒,在介质表面形成滤饼,滤饼一经形成就成为后进入悬浮液的过滤介质。
真空过滤机虽然设计简单、使用范围广,受力情况简单,能连续生产,但其真空推动力较低,过滤速率不高,滤渣含湿量较高,对含油污水通过浮选工艺产生的浮渣不能正常使用,且介质易被油污染,介质用清水清洗再生造成二次污染及增加单位处理成本。
真空过滤的主要设备有转鼓真空过滤机、水平带式真空过滤机等。
其脱水流程如图1所示。
图1 真空过滤机脱水流程图1———鼓风机; 2———真空泵; 3———空气平衡罐; 4———气液分离器;5———真空过滤机3.212 加压过滤脱水污泥加压过滤脱水是通过在过滤介质两面加压,使污泥水分压过介质。
压滤机构造简单,过滤推动力大,脱水效果好,滤饼含湿量低(可达50%[5]),但设备笨重,操作劳动强度大,不能连续生产、效率较低。
同样存在介质易被油污染、清水清洗再生造成二次污染及增加单位处理成本的问题。
主要设备有板框压滤机、厢式压滤机。
其脱水流程如图2所示。
图2 压滤机脱水流程图3.213 滚压脱水污泥滚压脱水的主要设备是带式压榨过滤机。
带式压榨过滤机把压力加在滤带上,用滤带的压力或张力使污泥脱水,而不需要真空或加压设备。
进行污泥脱水时,首先将加了絮凝剂的污泥送入混合筒进行充分混合以促进絮凝,然后进入重力脱水段,依靠重力脱掉污泥中的游离水,使污泥失去流动性便于挤压(加长重力脱水段,可提高重力脱水效率)。
经重力脱水后进入“锲形”压榨段,经施压脱水,滤液穿过滤带进入排水系统,滤饼经刮刀剥落,沾在滤带上的污泥经冲洗水冲洗随滤液排走。
据文献[3]介绍,带式压榨过滤机处理污泥效果好(如用对含油污泥投加飞灰100kg/m3,4%FeCl3溶液33L/m3,絮凝剂100～150μg/g的化学调节法,其脱水效果见表3),能连续生产,但必须加大药剂量使污泥充分絮凝后完全沉降,且污泥含渣率在3%以上,否则难以处理。
表3 带式压榨过滤机处理含油污泥效果项目泥饼相/%液相/%油相/%固12 1.545.8水6884.811.7油2013.742.7带式压榨过滤机对通过浮选工艺产生的浮渣不能正常使用,且同样存在滤带易被油污染、清水清洗再生造成二次污染及增加单位处理成本的问题。