含油污泥脫水工藝研究
技術(shù)支持
1 概述
含油污泥是油田生產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中，在原油開采、原油處理及儲(chǔ)運(yùn)、含油污水處理等過(guò)程中產(chǎn)生的主要污染物之一，含油污泥的成分十分復(fù)雜，一般由水包油（O/W）、油包水（W/O）以及懸浮固體組成，且乳化充分，粘度較大，難以沉降。如果含油污泥得不到及時(shí)處理，將會(huì)對(duì)生產(chǎn)區(qū)域和周邊環(huán)境造成不同程度的影響，由于含油污泥中所含的某些烴類物質(zhì)具有致癌、致畸、致突變作用，含油污泥已被 列為危險(xiǎn)固體廢棄物（HW08）進(jìn)行管理。
2 含油污泥的來(lái)源及組成
2.1 井場(chǎng)油泥
油井作業(yè)過(guò)程產(chǎn)生，井場(chǎng)油泥含油、含泥沙較多，可聞到明顯的油味，外觀與沙土類似，但顏色偏黑，含雜質(zhì)很多，如稻草、石塊、塑料等。
2.2 聯(lián)合站油區(qū)油泥
油氣集輸過(guò)程產(chǎn)生的油泥，主要為儲(chǔ)油罐的底泥。各聯(lián)合站油罐均需定期進(jìn)行清罐，排出的底泥含油量較多，雜質(zhì)以沙石為主。
2.3 聯(lián)合站水區(qū)油泥
主要是調(diào)儲(chǔ)裝置、沉降裝置、過(guò)濾裝置和回收水系統(tǒng)排放出的污泥，或人工清除罐底、池底污泥。其主要成分是從油層中帶出的泥沙、石油類、各種鹽類、有機(jī)物和微生物。
3 污泥脫水方法
經(jīng)過(guò)調(diào)研，油田常用的含油污泥脫水方法及效果見(jiàn)表1。
表1：常用含油污泥脫水方法及效果
脫水方法 | 脫水裝置 | 脫水后含水率/% | 脫水后狀態(tài) |
濃縮脫水 | 重力、氣浮、離心濃縮 | 95～97 | 近似糊狀 |
自然風(fēng)干法 | 自然干化廠、曬沙場(chǎng) | 70～80 | 泥餅狀 |
機(jī)械脫水 | 壓濾機(jī)、脫水機(jī) | 45～85 | 泥餅狀 |
焚燒法 | 焚燒爐 | 0～10 | 灰狀 |
由表1可知，污泥濃縮后的含水率太高；自然風(fēng)干法需要較大的場(chǎng)地，并且易揮發(fā)組分會(huì)揮發(fā)到大氣中，污染環(huán)境；干燥法需要加熱，污泥中的汞、苯等有毒物質(zhì)會(huì)揮發(fā)到大氣中，污染環(huán)境；直接焚燒法需要加入助燃燃料，有廢氣排放，會(huì)產(chǎn)生二次污染。因此，機(jī)械脫水是簡(jiǎn)便可行的污泥脫水方法。
4 機(jī)械脫水設(shè)備
目前，國(guó)內(nèi)外常用的含油污泥機(jī)械脫水設(shè)備主要有板框式壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)、離心式脫水機(jī)和疊螺式脫水機(jī)，其技術(shù)對(duì)比見(jiàn)表2。
表2：污泥機(jī)械脫水設(shè)備比較
脫水方式 | 疊螺式 | 離心式 | 板框式 | 帶式 |
進(jìn)泥要求（含水率，%） | 95～99.5 | 受含水率影響小 | ≤97 | ≤97.5 |
脫水效果（泥餅含水率，%） | 75～80 | 75～80 | 65～73 | ≤80 |
適用范圍 | 不適用于無(wú)機(jī)污泥（如金屬類污染物） | 使用范圍廣、使用于粘度小、密度大的固液分離 | 適用于無(wú)機(jī)污泥的脫水 | 不適用于高含油污水 |
工作環(huán)境 | 封閉式，基本無(wú)異味；噪音和震動(dòng)較小 | 封閉式，無(wú)異味，環(huán)境好，噪音大，振動(dòng)劇烈 | 有異味，環(huán)境差；噪音、振動(dòng)較大 | 密封性較差，有異味，環(huán)境較差，沖洗濾布聲音大 |
占地面積 | 小 | 較小 | 大 | 較大 |
綜合成本 | 低 | 高 | 較高 | 較低 |
使用實(shí)例 | 陜西延長(zhǎng)石油、山東勝利油田、大慶海拉爾油田、東營(yíng)華聯(lián)石油化工廠、中石油西南油氣田、中石油南充煉油廠、齊魯石化、中海油海上平臺(tái)等 | 煉油廠污泥脫水中應(yīng)用較多 | 大慶油田聯(lián)合站、遼河油田歡四聯(lián)污水站 | 國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣 |
針對(duì)表2中列舉的4種常用的機(jī)械脫水方法可以看出：帶式壓濾機(jī)和板框式壓濾機(jī)均屬于半開放式運(yùn)行，密封條件不好，工作環(huán)境差，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高，因此已逐漸淘汰，下面就疊螺式脫水機(jī)和離心式脫水機(jī)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
4.1 疊螺式脫水機(jī)
疊螺式脫水機(jī)運(yùn)用螺桿擠壓原理，將污泥的濃縮和壓濾脫水在一個(gè)筒內(nèi)完成。污泥進(jìn)入濾體后，螺旋軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)固定環(huán)、游動(dòng)環(huán)相對(duì)游動(dòng)擠壓，使濾液從疊片間隙快速流出，實(shí)現(xiàn)迅速濃縮；隨著螺旋軸不停地向前推進(jìn)，污泥向脫水區(qū)推移，隨著濾縫合螺距逐漸變小，濾腔內(nèi)的空間不斷縮小，污泥內(nèi)壓不斷增強(qiáng)，再加上背壓板的阻擋作用，使其實(shí)現(xiàn)脫水，脫水后形成泥餅排出。疊螺式脫水機(jī)進(jìn)泥含水率要求一般為95.0%～99.5%，出泥含水率一般為75%～80%。
疊螺式脫水機(jī)采用動(dòng)定環(huán)取代濾布，在螺旋軸的旋轉(zhuǎn)作用下，活動(dòng)板相對(duì)于固定板不斷錯(cuò)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的自清洗過(guò)程，避免了傳統(tǒng)脫水機(jī)普遍存在的問(wèn)題。疊螺脫水機(jī)抗油能力強(qiáng)，泥水易分離，清潔環(huán)保，無(wú)臭氣，無(wú)二次污染，特別適用于石油化工行業(yè)黏性污泥的脫水。
4.2 離心式脫水機(jī)
離心式脫水機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓和帶空心轉(zhuǎn)軸的螺旋輸送器組成。通過(guò)轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，利用固液密度差實(shí)現(xiàn)固液分離。污泥由空心轉(zhuǎn)軸送入轉(zhuǎn)筒后，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，甩入轉(zhuǎn)鼓腔內(nèi)。由于污泥的密度大，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中貼在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，形成固體層；密度較小的水在固體內(nèi)側(cè)形成液體層。固體層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動(dòng)下輸送至出口連續(xù)排出，液體則從堰口溢流排出脫水機(jī)。
離心脫水機(jī)具有污泥濃縮、脫水一體化處理功能，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)脫水運(yùn)行，其受進(jìn)泥濃度變化影響小，且污泥含固率高，污泥含水率一般為75%～80%，但是其振動(dòng)劇烈，噪音大。
5 結(jié)語(yǔ)
機(jī)械脫水是含油污泥處理技術(shù)的關(guān)鍵，只有做到“水清、泥干、油純”的三相分離，才能顯著減少含油污泥的后續(xù)處理成本。要使含油污泥機(jī)械脫水達(dá)到預(yù)期效果，只靠高效的脫水設(shè)備是不能實(shí)現(xiàn)的，必須針對(duì)不同的含油污泥性質(zhì)，通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行藥劑的篩選，以及開展相關(guān)的預(yù)處理技術(shù)研究，以適應(yīng)不斷變化的含油污泥處理要求。
