含油污泥離心脫水中離心機參數(shù)的選擇
技術(shù)支持
煉油廠含油污泥實際上包括：均質(zhì)池與隔油池底泥（油泥）、浮渣及剩余活性污泥，其含油量、泥砂及有機物含量較高。煉油廠含油污泥的脫水處理目的是使污泥減量化，以便于運輸及減少后處理費用。離心機因其具有設(shè)備緊湊、占地面積小、調(diào)節(jié)劑消耗量少、對絮體大小和強度要求較低等優(yōu)點，正得到廣泛的應(yīng)用。Aldo等通過調(diào)節(jié)含油污泥，再對污泥進行離心分離，使其分離成含油少，可直接處理的泥餅和含油多的液相。當(dāng)前，又在傳統(tǒng)的二相離心機上開發(fā)應(yīng)用了三相離心機，德國Flottweg公司可用于油泥處理的三相臥式螺旋離心機，已在德國OMW煉油廠和ESSO公司普遍應(yīng)用。
我國近幾年含油污泥的處理也備受關(guān)注，國內(nèi)一些大中型企業(yè)先后建立了污泥調(diào)質(zhì)-脫水-焚燒處理裝置。但其在污泥化學(xué)調(diào)質(zhì)和機械脫水、脫水污泥焚燒和綜合利用過程中存在較多問題。而且污泥機械脫水后，濾后液的懸浮物和COD濃度高，往往導(dǎo)致污水處理場內(nèi)部的惡性循環(huán)，其中解決以浮渣為主的油泥脫水是問題的關(guān)鍵。在污泥離心脫水之前加入有機高分子絮凝劑能很好地改善其固液分離性能。對以水固兩相分離為目標(biāo)的含油污泥離心脫水，是要使大部分有機物（包括油）進入泥餅，其離心因數(shù)（離心力與重力的比值）宜低。研究離心機參數(shù)對離心機脫水效果的影響，對工業(yè)裝置的運行具有重要的指導(dǎo)作用。
1 試驗方法及內(nèi)容
含油污泥離心脫水時，主要影響因素是：離心速度、含油污泥投配速率與停留時間（即離心時間）。實驗室試驗時，必須模擬工業(yè)離心機運行時間的這2個重要因素，使實驗室試驗用的離心機的分離因數(shù)及離心時間與工業(yè)離心機相一致。離心脫水的批量處理和連續(xù)處理2種方式分別用DL-5和LWD-430離心機模擬實驗。
批量處理采用間歇式離心機來進行模擬試驗，選用的是DL-5低速離心機，其設(shè)計轉(zhuǎn)速為5000r/min。在裝有100mL含油污泥濃縮液的具塞量筒中，加入絮凝劑后上下顛倒10次，在劑和泥充分混合后，倒入200mL離心試管中，在DL-5型微電腦離心機上進行模擬離心脫水。連續(xù)處理選用的是LWD-430臥式螺旋離心機。在試驗中主要考察離心時間和離心速度對離心液體積和離心液COD的影響，從而選擇出較佳的離心參數(shù)。通過實驗室的數(shù)據(jù)，可計算出工業(yè)離心機的離心參數(shù)，進而指導(dǎo)工業(yè)化試驗。
2 結(jié)果與討論
2.1 批量處理
采集一種含水率為96.91%，含油率為1.28%，比重為1.0026的含油污泥。在投加40.1mg/L陽離子有機高分子絮凝劑（CPAM-2）的條件下，進行實驗室離心脫水試驗?？疾祀x心速度和時間的變化對離心液體積及離心液COD的影響。以固液分離為目標(biāo)的含油污泥離心脫水實驗不考慮油相的回收，離心液主要指水相，包含了少量游離出來的油相。
由試驗結(jié)果可知，離心速度不變，隨著離心時間的增加，離心液體積將增加，即泥餅更密實，含水率更少；在離心時間為60s時，離心液體積的增加開始趨于平緩，離心時間宜選為60s；離心時間不變時，隨著離心速度的增加，離心液體積將增加。當(dāng)離心速度為1980r/min，離心液COD較低；離心速度過高，會使絮體中的油離解出來，離心液COD反而會隨離心時間的增加而增加。
2.2 連續(xù)處理
選擇了3種有代表性的污泥作為試驗?zāi)鄻?，進行離心脫水試驗。
3種污泥性質(zhì)如下表所示：
污泥 | 含水率/% | 含油率/% | 含固率/% | 比重 |
S1 | 96.07 | 0.81 | 1.79 | 0.9995 |
S2 | 92.19 | 1.23 | 1.43 | 0.9978 |
S3 | 95.30 | 1.25 | 2.69 | 1.0027 |
分別調(diào)節(jié)離心機的進泥量、離心速度和差轉(zhuǎn)速，對含油污泥進行離心脫水工業(yè)化試驗，試驗結(jié)果如下表所示：
編號 | 污泥樣 | 焦粉投加量/% | 混合污泥比重 | 離心機參數(shù) | 離心液COD/（mg/L） | ||
進泥量/（m3/h） | 離心速度/（r/min） | 差轉(zhuǎn)速/（r/min） | |||||
1 | S1 | 1.0 | 1.0015 | 3.0 | 1320 | 10 | 1729.5 |
2 | 1180 | 10 | 2464.5 | ||||
3 | S2 | 2.0 | 1.0013 | 1.0 | 1210 | 10 | 968.9 |
4 | 1.0 | 1700 | 10 | 1530.5 | |||
5 | 1.0 | 1930 | 10 | 3566.5 | |||
6 | 2.0 | 1930 | 10 | ＞20000 | |||
7 | S3 | 1.5 | 1.0034 | 3.0 | 1573 | 10 | 5844 |
8 | 3.0 | 1815 | 10 | 4192 | |||
9 | 2.0 | 1815 | 20 | 596 | |||
10 | 2.0 | 1270 | 20 | 788 | |||
11 | 3.0 | 1270 | 20 | 691 | |||
12 | 4.0 | 1270 | 20 | 824 | |||
由上表可知，對污泥樣S1，當(dāng)離心速度由1180r/min增加到1320r/min時，離心液COD降低；對污泥樣S2，而當(dāng)離心速度由1210r/min逐漸增加到1930r/min時，離心液COD卻逐漸增加。因此，離心速度應(yīng)控制在1200～1400r/min之間。在這種離心速度下，離心液COD將是極低的。如果離心速度過高，會使絮體中的油離解出來，從而使離心液COD增加。
原泥S1的含水率為96.07%，離心機的處理量為3.0m3/h；而原泥S2的含水率為92.19%時，離心機的處理量為1.0m3/h，進泥量升至2.0m3/h的離心液COD將＞20000mg/L。因此，隨著原泥含水率的降低，離心機的處理量也將降低。
對污泥樣S3的實驗表明，差轉(zhuǎn)速為10r/min時，處理量為3.0m3/h，但離心液COD在5000mg/L左右；而差轉(zhuǎn)速為20r/min時，處理量可達到4.0m3/h，且離心液COD在1000mg/L以下。因此，差轉(zhuǎn)速增大，處理量也可相應(yīng)增大。由此可知，離心機的處理量在1.0～4.0m3/h之間。當(dāng)差轉(zhuǎn)速由10r/min增加到20r/min時，離心液COD迅速減少，這說明差轉(zhuǎn)速增加能明顯改善“三泥”的離心脫水效果。這是由于差轉(zhuǎn)速低時，離心機內(nèi)的泥餅來不及排出，造成離心機內(nèi)泥水返流，從而使離心液COD增加。
3 結(jié)論
適宜的操作參數(shù)可提高離心脫水效果。LWD-430臥式螺旋離心機的操作參數(shù)可定為：離心速度在1200～1400r/min之間，處理量在1.0～3.0m3/h之間，差轉(zhuǎn)速為20r/min。離心速度過高，會使絮體中油離解出來，從而使離心液COD增加。差轉(zhuǎn)速增加能明顯改善“三泥”的離心脫水效果。
