圓盤(pán)干化技術(shù)處理含油污泥的研究
技術(shù)支持
1 引言
污泥是一種量大面廣且對(duì)人體和環(huán)境都具有很大危害作用的固體廢棄物，廣泛來(lái)源于市政污水、工業(yè)污水、水體疏浚等污水處理過(guò)程。機(jī)械脫水污泥的主要成分約80%的水分、10%的有機(jī)質(zhì)和10%的灰分。目前污泥的處置方法主要為填埋、農(nóng)用和焚燒，其中干化結(jié)合焚燒的污泥處理處置技術(shù)已被公認(rèn)為能極大限度地實(shí)現(xiàn)污泥的減量化和資源化。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、環(huán)境保護(hù)部、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合出臺(tái)的污泥處理處置政策文件中提到“污泥干化焚燒是今后我國(guó)提倡的方向，尤其是采用有焚燒后余熱干燥污泥體現(xiàn)了節(jié)能減排，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想。對(duì)于經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)，土地資源比較緊張的大城市，使用焚燒法處置應(yīng)該是經(jīng)濟(jì)有效的”。目前國(guó)內(nèi)煉油廠產(chǎn)生的含油污泥，是以含油、有機(jī)物、硫化物、多重催化劑、烴類物質(zhì)等、泥、水混合的固廢，其體積巨大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)石油化工每年產(chǎn)生上百萬(wàn)噸，其成分復(fù)雜，處理難度大，處理成本高的問(wèn)題是目前一個(gè)普遍現(xiàn)象，如果不對(duì)其進(jìn)行無(wú)害化處理，又會(huì)產(chǎn)生二次污染，影響生產(chǎn)區(qū)域及周邊環(huán)境。同時(shí)含油污泥在《 危險(xiǎn)廢物名錄》中，明確屬于礦物油（HW08類）。隨著企業(yè)環(huán)保意識(shí)與 對(duì)泥水共治要求的提高，“土十條”的發(fā)布，原有的壓濾或離心脫水到80%含水率已經(jīng)無(wú)法滿足環(huán)保要求。隨著干化技術(shù)的發(fā)展，圓盤(pán)技術(shù)開(kāi)始成熟并應(yīng)用到含油污泥處理。與帶式干化、回轉(zhuǎn)式干化、薄層干化、流化床及太陽(yáng)能干化技術(shù)相比，圓盤(pán)干化具有占地小、效率高、設(shè)備轉(zhuǎn)速低、壽命長(zhǎng)、間接換熱、含水率可調(diào)，且系統(tǒng)簡(jiǎn)單便于管理和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。
在某煉油廠污水處理場(chǎng)的污泥處理中，采用圓盤(pán)干化技術(shù)對(duì)污水場(chǎng)產(chǎn)生的含油污泥進(jìn)行了為期20d的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)考察含水率、含油、尾氣等對(duì)干化的影響，為該工藝在處理含油污泥的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)，也為含油污泥的無(wú)害化、減量化、資源化提供參考方案。
2 實(shí)驗(yàn)裝置與原污泥
2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)
此實(shí)驗(yàn)采用的是某煉油廠含油污水處理廠脫水后的含油污泥作為被干化物料，取樣的原污泥主要數(shù)據(jù)如下：
密度：1.015kg/L；含水率：90.7%；含油量：80mg/L。
2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
2.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置流程如下
脫水后污泥→濕污泥倉(cāng)→螺旋輸送機(jī)→圓盤(pán)干化機(jī)→干污泥倉(cāng)；
尾氣收集處理達(dá)標(biāo)排放；
冷凝污水處理達(dá)標(biāo)排放；
蒸汽冷凝液回收。
2.2.2 中試裝置簡(jiǎn)述
取樣的污泥（含油污水廠混合污泥經(jīng)離心機(jī)脫水后）投入濕污泥料倉(cāng)，料倉(cāng)設(shè)攪拌措施防止污泥板結(jié)；污泥攪拌均勻后由螺旋輸送機(jī)送入圓盤(pán)干化機(jī)。干化機(jī)熱媒采用160℃蒸汽。干化后的污泥自動(dòng)輸送到干污泥料倉(cāng)。冷凝水和蒸發(fā)尾氣接入配套處理裝置進(jìn)行處理。
2.3 實(shí)驗(yàn)分析方法
實(shí)驗(yàn)采用的水質(zhì)分析方法為國(guó)標(biāo)法，由煉油廠分析部門(mén)承擔(dān)。
3 結(jié)果與討論
實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了20d，主要數(shù)據(jù)如下：
濕污泥：
含水率：83～90.7%；
密度：1.124～1.015kg/L；
含油量：30～95mg/L。
干化后污泥：
含水率：35～40%；
密度：0.735～0.8kg/L。
3.1 圓盤(pán)干化機(jī)干化脫水效果分析
圓盤(pán)干化機(jī)的干化效果良好，進(jìn)泥含水率在83～90.7范圍波動(dòng)，產(chǎn)泥含水率穩(wěn)定在40以下，在20d的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，含水率、密度和含油量都有不同程度的波動(dòng)，產(chǎn)出污泥非常穩(wěn)定，充分顯示了該工藝良好的可調(diào)易控特點(diǎn)。污泥在干化機(jī)內(nèi)從半流體態(tài)逐步轉(zhuǎn)化到顆粒態(tài)，粘滯期平穩(wěn)度過(guò)，設(shè)備運(yùn)行中未出現(xiàn)堵塞、換熱不均等不利情況。每次注入濕污泥28kg，產(chǎn)出干泥3.25～3.86kg，排出水量24.14～24.75kg。尾氣排出24～28L。干化后污泥的熱值17～25MJ/kg。
3.2 排出水分析
整個(gè)系統(tǒng)的排污水是污泥中含的水經(jīng)熱蒸發(fā)排出后再冷卻形成的，所以排污水量與濕污泥到干污泥的蒸發(fā)量相同。排污水的水質(zhì)指標(biāo)經(jīng)分析（分析方法為國(guó)標(biāo)），主要指標(biāo)如下：
COD：2000～2300mg/L；
BOD：1200～1300mg/L；
氨氮：20～30mg/L；
總氮：30～50mg/L；
水溫：30～40℃。
從上述指標(biāo)可以看出，排出污水的B/C達(dá)0.5以上，可生化性良好，比較容易處理達(dá)標(biāo)排放或回用。可以單獨(dú)設(shè)計(jì)一套一體化污水處理裝置，也可接入總污水處理場(chǎng)。從管理和運(yùn)行成本考慮，建議排入總污水處理場(chǎng)。
3.3 尾氣分析
蒸發(fā)出的尾氣含有油及烴類、酚類物質(zhì)，本次實(shí)驗(yàn)只做了定性分析，未做定量分析。尾氣排出干化系統(tǒng)后，接除塵裝置+冷卻裝置，然后進(jìn)入生物除臭系統(tǒng)進(jìn)行處理，本次生物除臭系統(tǒng)采用的植物液循環(huán)接觸+吸收。處理后尾氣排出各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
3.4 系統(tǒng)中的其他問(wèn)題
在運(yùn)行過(guò)程中，隨著含水率的降低，干化機(jī)蒸發(fā)出的水汽油氣味越濃，經(jīng)過(guò)分析可能為污泥中的石油及其它烴類物質(zhì)的到后期含水率降低后集中揮發(fā)，通過(guò)定期密閉出氣口及觀察口，不讓帶油氣的尾氣散發(fā)，只通過(guò)尾氣排放至臭氣處理裝置，可以避免油氣累積及有異味的問(wèn)題。
干化機(jī)產(chǎn)泥的含水率在35～40%，污泥性狀已經(jīng)成直徑2～3mm比較均勻的固體顆粒，表面比較圓滑，如果進(jìn)一步干化，會(huì)有粉塵產(chǎn)生，且需要更多熱媒；所以從安全及經(jīng)濟(jì)角度考慮，含水率不宜進(jìn)一步降低。
4 結(jié)論
（1）此次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)污泥的含水率和含油量具有含油污泥的代表性，壓濾或離心、擠壓等方式難以進(jìn)一步降低含水率，經(jīng)圓盤(pán)干化機(jī)的處理，減量化明顯（28kg減至不到4kg），同時(shí)干化后的污泥具有較高的熱值，可以摻做燃料。
（2）實(shí)驗(yàn)裝置占地小，運(yùn)行自動(dòng)控制，操作簡(jiǎn)單方便，工藝適合推廣。
（3）干化過(guò)程會(huì)產(chǎn)生尾氣和污水，需要配套相應(yīng)處理裝置。
（4）工程應(yīng)用時(shí)為防止粉塵對(duì)后續(xù)的影響，建議增加除塵器。
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