
1 “三泥"特点
在石化行业,污水处理场的污泥主要是由“三泥"即油泥、浮渣和剩余活性污泥组成,此外还有少量污油罐的罐底泥和沉砂池的泥砂。炼厂污泥含水率较高,活性污泥中含有毒有害物质较少,较易处理,浮渣含一定量的无机物(如铝盐)、水和油。
2 “三泥”处理现状
石化行业大多数单位的“三泥”是根据其性状和特点分类处理,混合处理较少。“三泥”处理工艺流程主要由浓缩、预处理、机械脱水、焚烧和送焦化等方法中的几种联用达到处理目的。
多数石化单位对“三泥” 行重力浓缩即沉降,依靠比重的差异可脱除“三泥”中少量的水分,“三泥”浓缩脱水的对象是污泥颗粒间的间隙水,经间隙进料,沉降时间6h~几天。
为加速沉降速度,以改善污泥的脱水性能,提高机械脱水效率,机械脱水前先预处理,预处理方法主要是热处理,化学调节,或两者相结合,热处理是使污泥中部分有机物分解,使亲水性有机胶体物质水解,颗粒结构改变,改善污泥的浓缩性能及脱水性能。化学调节即在污泥中加入高分子絮凝剂,使污泥颗粒絮凝,改善污泥脱水性能,絮凝剂包括高分子无机絮凝剂和高分子有机絮凝剂。高分子无机絮凝剂如聚合氯化铝,聚合硫酸铁等带有污泥颗粒相反电荷,这些电荷能中和污泥上所带的电荷,破坏其稳定性及亲水性,高分子有机絮凝剂如高聚合度的非离子、阳离子、阴离子聚丙稀酰胺等长链大分子,在污泥颗粒间主要起吸附和架桥作用,使污泥凝聚。
石化行业“三泥”处理中多数单位在机械脱水前使用阳离子有机絮凝剂或有机絮凝剂和石灰联用,以提高絮凝、脱水效果,淘汰以往使用单一无机絮凝剂,但处理效果各不相同,也有些单位不用絮凝剂,如茂名炼厂、镇海等。我们通过絮凝、离心试验,结果表明在加有机絮凝剂或加破乳剂时,加入约10%的酸,污泥机械脱水,除油的效果会较好,但同时要考虑设备的腐蚀问题。
“三泥”机械脱水以带式压滤机,离心机为主,基本上淘汰真空转鼓过滤,板框过滤,这是由于黏度较大的油泥、浮渣、池底泥其中的油份容易堵塞滤布眼,使水分不能滤出的缘故。对于带式压滤机,一般用于处理含油少的活性污泥,对于离心机,一般用于处理油泥和浮渣,离心转速控制在1800~2000r/min,1800以下离心效果不好,2000r/min以上离心效果好,但泥饼难以挤出,噪音大。经带式压滤机或离心机脱水后,污泥的含水率在80%~75%之间。
3 “三泥”送焦化
据了解国内“三泥”送焦化的石化单位有镇海石化,福建炼厂。镇海的“三泥”以急冷液方式注入焦炭塔塔顶,投资20~30多万元用于改造输送管线,保持管线内污泥温度不低于70C,防冻防凝,1998年4月运行至今1年半多未发生异常现象,运行中“三泥”输送压力1.1~1.2MPa,流量0.4t/h以防冲塔,污泥含水率不低于75%,一般80%便于输送,除完焦的空焦炭塔进行反应充焦温度达到430~440℃时,离心脱水后的“三泥”和急冷油均单独进焦炭塔,混和进焦炭塔的效果不如单独进,易堵,焦炭塔塔顶温度控制在410~420℃,由于做急冷液的不仅有油泥,浮渣,还有部分急冷油,因此对污泥的含油率要求不高。自从污泥送焦化作急冷液,焦炭塔内的焦炭灰分均未超过0.5%的控制指标,但与掺炼前的0.12%~0.2%相比,焦炭的灰分在0.16%~0.38%内波动。焦炭质量符合普通焦的规格。
4 存在问题
虽然石化行业“三泥”处理设施均在80年代末90年代初设计投产,多数仍在运转,但存在不少问题,表现在以下几方面:
(1)油泥较难处理。因油泥含油高导致粘性大,易堵塞滤布,压滤、离心等机械脱水效果均不理想,油泥一般经脱水或不脱水后给人拉走。
(2)絮凝剂效果不明显。国内开发的有机高分子絮凝剂种类少,以阳离子聚丙烯酰胺为主,效果一般,由于“三泥”中的浮渣,油泥含油较多,生产厂家在开发絮凝剂时不但要注意提高污泥脱水率,还要提高污泥除油率,以全面提高污泥处理效果。
(3)焚烧成本高。虽然焚烧炉不能连续运转,一部分原因是由于污泥量少,但更主要的原因是要加辅助燃料,焚烧成本较高,因此对焚烧炉的设计仍需改进,以降低成本。
(4)机械脱水效果仍有待提高。虽然多数单位采用带式压滤机,离心机,取代板框压滤机和转鼓真空过滤机,但是与国外进口的带式压滤机、离心机相比,国产的脱水效率低、噪音大、返修率高,而离心机转速2000r/min以上,出现污泥难以挤出等问题。而国外自清碟式离心机离心转速达6400r/min以上,离心出的油、水和泥三相分别排出,卧螺式离心机处理范围较宽,2m³/h~220m³/h,因此国产的生产厂家对带式压滤机,离心机应加以改进。
(5)减少污泥量。在废水处理中,应尽量采
用产生污泥量少处理成本低的处理技术,减轻污泥处理负担。同样,在污泥处理中,更应采用脱水、脱油效率高,减少污泥量较大,处理成本低的处理技术。这方面镇海石化做得较好,该单位的污水经间歇式活性污泥法(SBR)氧化沟处理后,活性污泥量较少,不需要专门处理。
(6)多数单位的整套污泥处理工艺多数在80年代末90年代初设计使用,运转至今已有8~9年,随着污泥处理技术的不断开发和应用,有必要吸收一些好的处理技术、去掉一些处理成本高,处理效率低的工艺、对整套工艺中的某些部分加以改进,以提高污泥处理效率和降低处理成本。
(7)决策者的环保知识水平,环保意识有待提高。决策者具备一定的环保知识和环保意识,才能做到清洁生产,生产环境友好产品,减少对“三废”治理的决策和投资的盲目性,提高处理效率,做到对污染的全过程控制。
5 国内外污泥处理发展趋势
九十年代以来国内外曾经探索过的方法如下:
(1)污泥预处理(分离,调质,脱水)-焚烧;
(2)热解吸包括含油污泥的高温处理和低温热化学转化污泥;
(3)含油污泥的溶剂萃取处理工艺;
(4)污泥湿式空气氧化;
(5)污泥生物处理;
(6)作焦化装置的原料或急冷液;
(7)作催化裂化装置分馏塔的油浆;
(8)污泥燃料化包括污泥厌氧发酵产沼气供热发电,经多效蒸发器脱水合成燃料。
我们通过对1995年后的污泥处理专利进行调研发现,国外污泥处理专利集中在机械脱水、焚烧处理、生物处理、研制阳离子有机絮凝剂和油泥作焦化装置原料等几方面,这都反映了国外污泥处理的发展趋势。国内方面镇海石化1998年4月成功将油泥,浮渣送焦炭塔塔顶作急冷液,并获得良好经济效益(100万元/年),说明国内已开展这方面的应用,在污泥机械脱水方面改进,焚烧处理,研制阳离子有机絮凝剂用于污泥处理方面报道不多,生物处理污泥或活性污泥则报道更少,由此可见如何提高国内污泥处理技术水平,缩小与国外的差距,仍是当务之急。