高效污泥脫水系統在石化領域的應用

吉李彬1，王大川2

（1．陜西延長石油集團鹽化工項目籌建處，陜西西安710065；2．陜西延長石油集團煉化公司，陜西延安727406）

摘要：對臥螺離心機脫水系統在延安煉油廠“三泥”脫水處理中的應用作了介紹，并且對該系統的運行情況、最佳投藥量、技術特點等方面作了簡單介紹，證明該脫水系統的運行效果較好，適于在煉化領域進行推廣。
    關鍵詞：污泥脫水；臥螺離心機；三泥；投藥量
    污水處理產生的“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。延安煉油廠現有兩套污水處理裝置，總的設計處理能力為500m3/h，每年產生固含量很低的“三泥”約3.6萬噸，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物，含水率也較高，油泥約占30%，乳化嚴重，粘度大，處理困難[1]。該廠原有一臺國產離心脫水機，運行不穩定，脫水效果差，污泥脫水處理的壓力大，費用高。“三泥”的減容減量、脫水處理成為困擾該廠繼續發展壯大的瓶頸問題。2006年10月，該廠引進一臺瑞士阿法拉伐G2-40臥螺離心機，處理能力10m3/h，經近幾年的操作探索、技術改造，系統運行穩定，脫水后污泥含水率65%-70%，脫水效果良好。
    1·系統工藝流程
    系統采用“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）。

    系統根據脫水污泥的性質不同，采用可切換的兩種流程進行脫水處理。
    （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，進入污泥濃縮罐進行重力沉降切水，達到離心機進泥要求，然后用離心機進泥泵送入離心機進行污泥脫水，在進入離心機之前，從聚丙烯酰胺自動配藥機來的1#PAM（陽離子）溶液與污泥混合，濃縮后的污泥經螺旋輸送機送往污泥儲罐，等待裝車。分離液進入分離液集水箱，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。
    （2）流程二（長流程）：污油脫水罐底泥進入污泥濃縮罐進行重力沉降切水，達到離心機進泥要求，用泵按一定速率送入絮凝反應罐，同時，通過計量泵按一定比例將1#PAM（陰離子）溶液送入罐中，罐內設攪拌器，以保證混合均勻。反應后的混合液溢流進入另一反應罐，同時通過計量泵按一定比例將2#PAM（陽離子）溶液送入反應罐中，罐內同樣設攪拌器攪拌。反應完成后的污泥溢流入污泥緩沖罐，用離心機進泥泵送入離心機。其后的處理流程與流程一相同。
    2·臥螺離心機操作原理
    如圖1.2和圖1.3，物料從空心的螺旋輸送器中央的進料管直通到機器轉鼓圓錐體和圓柱體的交匯部分。物料在進入轉鼓后，其中的液體分布在轉鼓中形成內層水環，并平穩地加速到全轉速。固相在離心力的作用下被沉降在轉鼓內壁。螺旋輸送器連續地將固體從轉鼓的圓柱體部分通過圓錐體部分輸送到圓錐體端部。

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

    由表5.1可看出，運行以來，系統用短流程對浮渣、隔油池底泥及剩余活性污泥進行脫水處理，加藥量為120mg/L時，運行效果最好，它的濾后液含水率達99.99%，固含量是比較少，達到了泥、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，不會造成沖擊。由表5.2可看出，運行以來，系統用長流程對污油罐底泥進行脫水處理，加藥量為150mg/L時，運行效果最好，無論是濾餅的含水率還是濾后液中懸浮物的含量都達到生產要求，并且濾后液COD的含量也不高，不會對污水處理造成沖擊。
    4·系統技術特點
    （1）選用了新的處理工藝、新的絮凝藥劑。該系統運用成熟、可靠、先進的污泥處理工藝，針對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，設計了兩條單獨的處理工藝流程，且巧妙地將二者結合為一體，整套工藝不僅切換靈活，而且節約了占地。同時，此系統采用了對含油污泥針對性較強的瑞典進口的PAM絮凝劑，具有投加濃度低、絮凝效果好、無需破乳預處理等優點，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，運用離心沉降原理實現固液分離。與國內傳統的帶式壓濾脫水相比，由于沒有濾網，不會引起堵塞，且適用各類污泥的濃縮和脫水，在脫水過程中當進料濃度變化時，轉鼓和螺旋的差速和扭矩會自動跟蹤調整，不設專人操作，絮凝劑的投加量也較少，同時，臥螺離心機占用空間小，安裝調試簡單，整機全密封操作，車間環境較好。
    5·結論
    （1）系統自2006年10月投運以來，運行穩定，效果良好，脫水后污泥含水率低于最初設計的85%，一直保持在65%-70%。延安煉油廠的污泥外運的數量大幅減少，不僅較大程度地降低了運輸、后續干化、焚燒處置等環節的費用，而且確保了污水處理的達標排放或回用。
    （2）在調整確定了離心脫水機的最優運行參數后，系統用短流程對浮渣、隔油池底泥及剩余活性污泥進行脫水處理，最佳投藥量為120mg/L時；系統用長流程對污油罐底泥進行脫水處理，最佳投藥量為150mg/L時，運行效果最好。
    （3）該系統較好地解決了延安煉油廠繼續發展壯大地環保瓶頸問題，具有良好的經濟、環境、社會效益。現已在延長石油集團煉化公司推廣應用，鑒于運行過程總結的經驗，該系統在煉化領域具有應用前景。
參考文獻
[1]原文博.LW400×1600-N2型離心機在煉油污泥治理中的應用[J].工業水處理,2008(3):69.
[2]于莊子.離心脫水機對油泥、浮渣工業處理的探討[J].石油化工環境保護,2003,26(1):48.