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含油污泥处理工艺
卧螺旋沉降式离心机具有设备紧凑,占地面积小,调节剂耗量 少和处理效率高等优点,已得到越来越广泛的应用。要获得好 的分离效果和水质好的离心液(悬浮物浓度低),则在对含油 低的污泥脱水时,应使泥中的少量油最终进入泥饼,即离心因 数小,一般取1000;反之(fǎnzhī),要求泥饼含油尽量低时, 离心因数宜大,一般取2500-2700;此外,还必须注意离心机 的离心因数、泥饼层厚度和污泥停留时间的平衡和调节。
2、脱水泥饼的热处理和热解吸技术(jìshù) 热处理和热解吸技术(jìshù)是90年代初国外迅速发展并获得 应用的工艺。主要有包含低温(107-204℃)—高温(357 -510℃)加热蒸发—冷凝步骤的含油污泥处理工艺、利用 锅炉排放热废气干燥含油泥饼及热解吸工艺。该热解吸工 艺是在一个装有叶片转子的反应器中,把污泥从299℃加热 至399℃,并通入蒸汽,使烃类在复杂的水合和裂化反应中 分离,并冷凝回收。这些工艺都能从泥饼中回收油,并使 泥渣达到直接填埋的要求。
含油污泥调质方法的选择要考虑以下三个问题:①含油污 泥的性质和特点;②要适应所有脱水机械的性能;③脱水 泥饼如何处理或利用。
含油污泥调质分为两个步骤:首先以适当方式投加石灰、 煤粉等固体粉末调节剂,并混合均匀;其次再投加有机絮 凝剂,这样才能顺利进行含油污泥的脱水。
用硅藻土,石灰和飞灰等微细粉末作为调节剂,可以使变 形的含油污泥粒子形成(xíngché ng)有刚性的污泥骨架, 使泥饼呈毛细结构,从而提供更多的微细水流通道。此外, 这些固体粉末调节剂还能增加污泥粒子和水相的密度差, 有利于机械脱水。
使用上述两步调质技术,在带式压滤机上对含油污泥的脱水除 油工艺是将机内分重力(zhònglì)区、楔区和压力区3个区域。 调质污泥送入后,先在重力(zhònglì)区脱除大部分水;接着在 楔区与溶液混合,以提高絮凝体的抗压能力;最后进入压力 区,脱除约80%的油。其脱水效果是:含油污泥含固体12%, 油20%和水68%,滤后液体中含固体1.5%,油13.7%和水 84.8%;滤饼中含固体45.8%,油11.7%和水42.7%。
3、脱水泥饼的生物处理技术 据文献(wénxiàn)报道,如进料中的碳环化合物、芳烃和 油的浓度控制在合适范围内,则生物处理的运行成本比 焚烧处理费用低40%;只要在生物反应器内保持合适的 pH值、足够的溶解氧和营养盐浓度以及良好的混合状态, 绝大多数有机物都能被降解,而逸出的少量有机物也容 易用活性炭吸收。 下图为某炼油厂的污泥生物处理系统示意图:
用投加絮凝剂的化学调节法,就能使一般污泥中的悬浮微 粒凝聚并顺利进行脱水。但对于(duìyú )含油污泥来说, 还必须加上破乳剂和加热等其它强化手段。
为减少固体粉末调节剂的投加量,可采用滤饼部分回流到含 油污泥调节段的工艺。要通过调质—机械脱水使含油污泥实 现油—水—固(无机固体)的三相分离,关键是使其中粘度 大的吸附油解析和破乳。为促使油从固体粒子表面分离,加 入合适的电解质可增加系统的电荷密度,使它们取代油组分 优先吸附在粒子表面,并使粒子更分散,为油从固体颗粒 (kēlì)表面脱附创造更好的条件。通过投加表面活性剂,稀释 剂(葵烷等),电解质(NaCl溶液)或破乳剂(阴离子或非离 子),润湿剂(可增加固体微粒表面和水的亲和力)和pH值 调节剂等,并辅以加热减粘(最佳为50℃以上)等调质手段, 实现水—油—固三相分离。
由于含油污泥粘度高,过滤比阻大,多数污泥粒子属“油 性固体”(如沥青质、胶质和石蜡等),质软。随着脱水 的进行,滤饼粒子变形,进一步增加了比阻。而且在过滤 过程中,这些变形粒子极易粘附在滤料上,堵塞滤孔;在 离心脱水时,还因其粘度大,乳化严重,固—固—液粒子 间粘附力强和密度差小等原因导致分离效果差。Jonathan Zall等人曾分别研究过一般市政污水处理厂的污泥和含油污 泥的过滤脱水性能。他们测定(cèdìng)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系数,证实含油污泥与一般污泥 相比,其比阻大40倍,其可压缩性系数大20倍,如表所示。
含水50%的泥饼被输送到一台生物反应罐中。罐内通入氧或空气, 同时进行机械搅拌,并不断加入氨和磷酸等营养物质,以促进好 氧微生物的生长,使其最终转化为二氧化碳和水,处理后的残液 进入罐中浓缩,在加入石灰后,再次进行离心脱水,最终泥饼能 直接填埋。该技术处理效果好,作业安全(常温常压),经济合 理,在提高氧利用率、降低药品消耗和改进泥饼脱油效果等方面 仍有降低成本的潜力。 生物处理法需将含油污泥混以松散剂、肥料和培菌液,经常翻动 并自然通风,历时41天才能将97%的石油烃生物降解(shēnɡ wù jiànɡ jiě),该方法的缺点是处理周期长,油资源不能得到回收利 用。
调质方法的选择应在测试含油污泥性质的基础上进行。在含 油量大于10%时,易用亲水性表面活性剂;含油量大于4%时, 易用亲油性表面活性剂。使用前者时,分离后水和固体在下 层,而油在上层;用后者时,下层为含油固体,而上层为水 (水层中均含有可溶性油和为乳化油)。
要使含油污泥的机械脱水效果好,还应按具体情况和要求选 择污泥脱水机械和设计脱水系统,包括污泥性质的测试、脱 水机械及其参数的选择等。目前(mùqián)使用的脱水机械主 要有带式压滤机和卧螺旋沉降式离心机。