
1 前言
在炼油污水的处理过程中,隔油、浮选装置要产生一定量的油泥及浮渣。这些油泥及浮渣成分非常复杂,几乎涉及到石化生产中所有有毒有害的原料、辅料、半成品及成品。因此这些油泥及浮渣对环境有潜在危害,污染土壤、水体、大气,影响环境卫生。我国目前石化行业在对污水处理过程中产生的油泥及浮渣的处理,还没有达到极佳化。为了降低这些污染物的含水率以减少污泥数量,有许多厂引进国外离心过滤机及其系统,有的厂家采用国产离心过滤机,但大都运行效果不甚理想。洛阳分公司为搞好环境治理工程,在三泥治理方面投入了一定的人力、物力和技术,解决了一些技术难题,取得了较好效果,实现了离心脱水机对油泥及浮渣的有效处理,大大减少了油泥及浮渣量。
2 油泥及浮渣的性质与产生量
2.1 油泥的产生量
油泥的产生量与加工原油的性质、加工量、加工工艺、加工的深度等条件有关,洛阳分公司炼油装置目前原油加工量为4×106t/a,加工的原油有中原油、新疆原油、长庆原油及部分进口中东原油。污水处理装置每年产生油泥约7000t,产生浮渣4000t。
2.2 油泥及浮渣的组成与性质
(1)油泥的组成:泥沙、油及其它部分悬浮物杂物。油含量400mg/L左右;硫化物含量在100mg/L;COD含量在2万mg/L左右。
(2)油泥的性质:比重:1.03~1.1;含水率99%~99.5%。
(3)浮渣的组成:油、絮凝剂及其它部分杂质。油含量在350mg/L左右;COD达4~5万mg/L。
(4)浮渣的性质:比重:0.97~0.99,含水率99.1%~99.9%。
3 水在油泥及浮渣中的存在形式及分离方法
按水分在泥中的存在形式可分为间隙水、毛细管结合水、表面吸附水和内部水四种。存在泥颗粒间隙中的水称间隙水,约占污泥水分的70%左右。这部分水分可用浓缩法进行泥、水分离;在污染颗粒间形成一些小的毛细管,这种毛细管有裂纹形和楔形两种。其中充满着水分,这部分水被称为毛细管结合水,约占污泥水分的20%左右。这部分水分需采用高速离心脱水机才能将水脱去;吸附在污泥颗粒表面的水称为表面吸附水,约占污泥水分的7%左右,这部分水需要加热才能将水脱除;存在污泥颗粒内部或微生物细胞内的水称为内部水,约占污泥水分的3%左右。这部分水需采用生物法破坏细胞膜或高温加热法、冷冻法才能将水去除。
4 油泥、浮渣处理的工艺流程及处理效果
4.1 油泥、浮渣的处理流程
大体包括脱水、浓缩、过滤、处理。
4.2 离心脱水机对油泥、浮渣处理的工艺流程
不管是石化行业污水处理系统的三泥处理装置,还是其它行业的污泥处理装置,对泥中所含的间隙水一般都采用重力脱水浓缩法进行去除,并且去除率也较高。但对毛细管结合水的去除就比较困难,这就要根据泥性质的不同而选用不同的过滤设备。对于油泥、浮渣的过滤一般都采用离心过滤设备,但效果都不甚理想,主要表现泥、水难分离,过滤后的水中悬浮物含量高。洛阳石化分公司使用的离心过滤机型号为LWB400Ⅱ,其设计处理能力为5~8m³/h。油泥、浮渣的处理工艺是:油泥、浮渣用提升泵输送到浓缩罐,首先向浓缩罐内添加无机絮凝剂进行浓缩脱水,然后添加聚丙烯酰胺,加入助滤剂石灰乳。泥靠自流进入离心过滤机进行过滤。
4.3 离心脱水机调试时的工艺及运行参数
(1)离心脱水机的运行参数
处理负荷(m³/h):5、6。
转速(r/min):2500、3000。
(2)工艺参数
絮凝剂的投加量为300mg/L;石灰乳的投加量为500mg/L;聚丙烯酰胺的投加量分别为80mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、250mg/L。
4.4 离心脱水机对油泥、浮渣的调试结果
在离心脱水机的转速为3000r/min、过滤前油泥、浮渣含水率为97%的条件下对浮渣的处理效果如下:
加药量(mg/L) | 滤饼 | 滤后液 | ||||
含水率(%) | 油含量(mg/L) | 含水率(%) | 油含量(mg/L) | COD含量(mg/L) | ||
聚丙烯酰胺 | 80 | 86.3 | 92.3 | 98.7 | 98.3 | 1230 |
聚丙烯酰胺 | 100 | 86.9 | 100.8 | 98.6 | 98.2 | 1240 |
聚丙烯酰胺 | 150 | 85.6 | 105.9 | 98.9 | 96.7 | 1403 |
聚丙烯酰胺 | 200 | 83.6 | 107.5 | 99.2 | 103.4 | 1430 |
聚丙烯酰胺 | 250 | 84.3 | 102.5 | 99.8 | 99.7 | 1450 |
对油泥的处理效果如下:
加药量(mg/L) | 滤饼 | 滤后液 | ||||
含水率(%) | 油含量(mg/L) | 含水率(%) | 油含量(mg/L) | COD含量(mg/L) | ||
聚丙烯酰胺 | 80 | 86.8 | 55.9 | 98.5 | 98.7 | 1260 |
聚丙烯酰胺 | 100 | 87.2 | 76.5 | 98.3 | 95.2 | 1241 |
聚丙烯酰胺 | 150 | 84.6 | 84.8 | 98.8 | 90.3 | 1409 |
聚丙烯酰胺 | 200 | 83.8 | 89.2 | 99.4 | 86.5 | 1425 |
聚丙烯酰胺 | 250 | 84.5 | 85.3 | 99.2 | 89.6 | 1561 |
从上面两张表格可以看出,离心脱水机的运行效果不够理想,主要问题是滤后液中悬浮物含量高,如果将滤后液输送到污水处理系统进行处理,必将对其装置造成严重影响。经社会调研,各家所采用的离心设备,无论是进口的,还是国产的,都存在着类似情况,当时有种说法就是离心机不能有效分离油泥、浮渣中的水分。
5 影响离心脱水机运行效果的因素
5.1 药剂的影响
由于各炼油厂所加工原油的性质不同,各厂的加工工艺不同,加工深度也不一样,因此所产生的油泥、浮渣的成分、性质各有特点,必须有针对性地选择药剂。为搞好这项工作,技术人员决定要首先对自己装置所产生的油泥、浮渣的性质进行认真分析,对三泥脱水药剂进行优选。通过对国内6个生产聚丙烯酰胺厂家的20多种产品的脱水效果评价,优选出了两种适合该厂油泥、浮渣性质的药剂品种。
5.2 聚丙烯酰胺投加点不合适
起初是把聚丙烯酰胺投加在浓缩罐内,这样罐内的泥在药剂作用下就相互凝聚,浓缩罐到离心脱水机的进口处有30m的长度,这些凝聚的泥在管道中流动时,一方面会在管道中沉积造成堵塞,另一方面会造成药剂链的断裂,使泥的凝聚能力降低,在机器中不易进行泥水分离。技术人员通过市场调研,决定将药剂投加点设在离心脱水机入口前1.3m处。
5.3 在油泥、浮渣的处理过程中不需要加入絮凝剂及石灰乳
浮渣的产生过程中已经含有相当一部分的絮凝剂,浮渣中的阳离子浓度已较高,若向浮渣中再加入絮凝剂,一方面造成浪费,另一方面也使泥中的阳离子浓度过剩,也不利于泥水的分离,因此对于浮渣的过滤应采用非离子型药剂较好。对于油泥的泥水分离,需选用电荷量较大的阳离子聚丙烯酰胺,因为它能较好地使油泥中带负电的油达到电中性而凝聚。
6 技术改进后离心脱水机的运行情况
6.1 离心脱水机对浮渣的处理效果
在离心脱水机转速为3000r/min、浮渣进料时含水率为97%、不同量的非离子浓度投加下,离心脱水机对浮渣的分离效果如下表所示:
加药量(mg/L) | 滤饼 | 滤后液 | ||||
含水率(%) | 油含量(mg/L) | 含水率(%) | 油含量(mg/L) | COD含量(mg/L) | ||
非离子药剂 | 80 | 82.4 | 98.3 | 99.87 | 104.2 | 654 |
非离子药剂 | 100 | 81.1 | 100.2 | 99.89 | 99.7 | 724 |
非离子药剂 | 150 | 80.6 | 99.8 | 99.95 | 98.4 | 863 |
非离子药剂 | 200 | 76.8 | 103.7 | 99.99 | 97.6 | 871 |
非离子药剂 | 250 | 80.7 | 98.5 | 99.96 | 100.2 | 938 |
由上表可知,在药剂投加浓度为200mg/L,运行效果较好,它的滤后液含水率达99.99%,它的固含量是比较少的,达到了泥、水分离的目的,并且滤后液COD的含量液不高,将滤后液输送到污水处理系统,不会造成冲击。
6.2 离心脱水机对油泥的处理效果
在离心脱水机转速为3000rpm、油泥含水率为97%、不同量的聚丙烯酰胺投加下,离心机对油泥的分离效果如下表所示:
加药量(mg/L) | 滤饼 | 滤后液 | ||||
含水率(%) | 油含量(mg/L) | 含水率(%) | 油含量(mg/L) | COD含量(mg/L) | ||
聚丙烯酰胺 | 80 | 85.7 | 156.8 | 99.87 | 196.2 | 734 |
聚丙烯酰胺 | 100 | 84.5 | 162.3 | 99.91 | 114.3 | 789 |
聚丙烯酰胺 | 150 | 82.6 | 205.4 | 99.96 | 105.2 | 869 |
聚丙烯酰胺 | 200 | 81.7 | 213.5 | 99.98 | 97.86 | 902 |
聚丙烯酰胺 | 250 | 84.2 | 223.4 | 99.91 | 94.7 | 987 |
由上表可知,当聚丙烯酰胺的浓度投加到200ppm时,离心脱水机的运行效果是不错的,无论是滤饼的含水率还是滤后液中悬浮物的含量都达到生产要求,并且滤后液COD的含量也不高,不会对污水处理造成冲击。
7 结论
国产离心脱水机能有效地对炼油企业产生的油泥及浮渣进行有效分离,它完全可以与国外离心机相媲美,但必须要做好以下工作:
(1)要对油泥及浮渣的性质进行分析,优选脱水药剂。
(2)脱水药剂的投加点应设在离心脱水机入口处较近的地方。
(3)药剂的投加量以及原料的处理量计量要准确,使处理效果较佳。
(4)离心脱水机的运行参数要进行现场实验确定。
只要把好这几个重要环节,离心脱水机就能有效地将油泥及浮渣中所含的毛细管结合水给予分离。使污泥的含水率大大降低,从而减少污泥的数量。同样,进口过滤机的正常运行也必须做好这些工作。