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离心机有效处理含油污泥的问题分析与对策

炼油污水处理场的含油污泥是石化工业的主要污染源之一。炼油厂的含油污泥主要来源于浮选加药产生的浮渣、生化系统的剩余活性污泥、隔油池池底泥等。其含油量一般为8％~20％，含水率为60％~80％，且含有10％的固体物质(泥、砂、菌等)。一般中小型炼油厂年产污泥上万吨，其中的有害物质和石油烃类，会随着雨水的冲刷严重污染土壤和水源。乌鲁木齐石化公司炼油污水处理率达到了100％。随着原油性质的变化，污水处理过程中产生的含油污泥的处理难度也随之增加。用真空过滤机、板框压滤机等进行处理，都因为其粘度大，分开效果差；用传统的静置储存方法——待油泥、水分层后，将水用泵抽出回到污水系统再处理，剩下的含油污泥外运填埋处理——这种方式泥水分开时间长，分开效率低，分开后的含油污泥含水率高，占据着大量储存空间。污泥堆放场往往已不堪重负。如何有效安全地处理这些含油污泥，成为一个研究的课题。乌石化公司净化水厂炼油工段经过几年的摸索施行，认为利用转筒式离心机进行含油污泥的脱水处理是一种能耗少、效果显著的方法。
1　转筒式离心机的工作原理
1.1　离心分开的原理
物体高速旋转，产生离心力。在离心力场内的各质点，都将承受较其本身重力大许多倍的离心力。离心力的大小取决于该质点的质量。由于含水污泥中有比重大于1的污泥，有比重等于1的水及很少的比重小于1的污油，在离心力的作用下，这几种物质所受到的离心力也不同，质量大的污泥被甩到水的外侧，再通过一定的手段使它们分开，就使含油污泥中的水和污油得到脱除，大大减少了污泥的体积。
1.2　转筒式离心机的工作原理
污泥从空心转轴的分配孔进入离心机，依靠转筒高速旋转产生的离心力分开固体。螺旋输送器与转筒的旋转方向相同，但转速稍慢。两者之间的速差，可将脱水污泥送出离心机，分开液则从另一端排出。离心脱水可以连续进行。
1.3　工艺流程
污水处理场产生的含油污泥先进到三渣池进行沉降脱水，浓缩后的含油污泥由泵打入污泥浓缩罐进一步沉降脱水，脱水后污泥由螺杆泵输送至离心机再次脱水分开。液体(离心液)回到三渣池，离心机出料(固体)运送至堆泥场，污泥干化后外运至废渣坑。污泥脱水工艺流程如图1。

2　存在的问题
一般状况下，离心机进料后有两种出料状况。一种是出料斗处能出大量泥，离心液为黑水；另一种是出料斗出泥量有限，离心液出清水。依据计算和实际观察，离心液为黑水时，黑水要循环处理，含油污泥的体积减少量有限；离心液为清水时，清水用泵打到前端污水系统处理，含油污泥体积减少显然。因此，要做到三泥减量，离心液出清水最正确。

在刚引进离心机处理炼油污水处理场污泥的很长一段时间里，由于离心机运行存在处理效果差，无法正常分开的状况，离心机运行只能做到出少量泥，离心液从来没有出过清水，只能在有时分开出一些干污泥。离心机运行无法解决外运废渣堆埋场污泥量大的问题。具体问题分析：
①常常出现出料口堵塞现象，影响分开效果；
②用聚合铝做絮凝剂，对浮渣占60％一80％的污泥几乎没有絮凝效果；
③用聚丙烯酰胺做絮凝剂，溶药设备效果不好，无法发挥絮凝剂作用；
④对聚丙烯酰胺的特性不了解，没有发挥出这种絮凝剂的最正确效果；
⑤离心机操作间内H2S严重超标，达到100mg／L以上〔安全指标为10mg／L〕，对职工生命安全是个威胁，同时也给调解操作带来了困难。
3　对策
①通过对离心机解体检查发现，出料口是被粘度较大的污泥堵塞，这种状况往往出现在停机后再开机的时候，通过试验确定在开机前和停机前必须用清水对离心机进行清洗。在随后的运行中未出现出料口堵塞状况。
②对含油污泥的处理，用无机的聚合铝、聚合铝铁做絮凝剂效果都不理想，通过交流和考察得知，必须使用阳离子聚丙烯酰胺做絮凝剂才能有较好的絮凝、处理效果。
③在使用聚丙烯酰胺做絮凝剂的过程中，对分子量不同的的聚丙烯酰胺进行试验，得出使用分子量大于1×10的阳离子聚丙烯酰胺效果较好。
聚丙烯酰胺溶解性差，配药时容易结块，也不容易溶解，经过对溶药设备的现状进行分析，进行了如下改造，效果最著，使原来只能溶解2kg／次的溶药池溶药量提升到了10kg／次。a、将搅拌机的搅拌杆加长，在底部增加一级搅拌浆，同时，将两级搅拌浆的浆叶改换成长大型浆叶。b、制作了专门的加药斗，使聚丙烯酰胺颗粒能均匀进入溶药池。
④阳离子聚丙烯酰胺在投加前需要充分搅拌混合并在搅拌状态下放置4小时以上，才能发挥较好的絮凝效果。
⑤通过试验发现，阳离子聚丙烯酰胺絮凝速度较快，加注点不能距离心机进口太远。需要通过试验确定最正确加注点的位置。依据阳离子聚丙烯酰胺这个性质，将原来设在螺杆泵之间的絮凝罐废弃〔絮凝罐的作用是使污泥和絮凝剂在絮凝罐中充分缓和絮凝〕，在距离心机进口5m、2m、10m三个位置设加药口投加聚丙烯酰胺，通过对比试验确定使用距离心机进口2m的加药口的效果最好。
⑥通过试验，加药量对处理效果的影响也非常大。按每吨污泥70g、200g、300g　3种用量投加絮凝剂，当加药量在70g／t时效果不显然，当加药量在200g／t时离心机运行效果显然变好，能够平稳出清水。当加药量在300g／t时，处理以浮渣为主的污泥，可以大量出泥。
⑦操作空间的H2S含量高对操作人员的生命安全是一个极大的威胁。离心机的出料口和离心液出口在原设备制定中没有封闭，由于含油污泥中会有大量H2S溢出，造成操作空间中H2S含量高，经实际测定，不采用任何措施操作空间的H2S含量都在100mg／L以上(安全指标为10mg／L)，采用强制对流通风措施后操作空间的H2S含量在20mg／L以上；冬季因为保温、通风效果差，H2S含量在30mg／L以上。将离心机的出料口和离心液出口封闭，并增加排气管，操作空间的H2S含量可以有效控制在10mg／L以下。
4运行效果
将加药量控制在每吨污泥200g时，离心液以清水为主，进料应控制含水率在84％~96％，平均值在88．5％；含油量在0．5％~1．22％，平均值在0．9％；处理量在0．7~5．1t／h，平均在2．8t／h。当絮凝剂加药量达到每吨污泥300g时，处理以浮渣为主的污泥，出泥量最多达到60kg／h。
经过离心机分开后，含油污泥的含水率由平均97％降到90％，含油率由平均1．2％降到平均0．6％，效果比较显著。离心出料在堆泥场堆放一段时间后，在空气、阳光的作用下由黑色粘稠状变为黄色粉末状。给运送、储存节约了大量的人力、物力、财力。离心清液直接打人污水系统处理，切实减少了含油污泥量，较离心机没有运行前减少了2／3左右。
5结论
①转筒式离心机运转费用较低，其自身功率只有18.5kW，连续运转每月只耗电13320度，按每度0.19元计算，每月运转电耗费用为2109元。
②对粘度较大的含油污泥的浓缩脱水效果较好。
③可以连续运行，处理效率高，容易满足工艺要求。
④操作简便，操作工容易掌握。
⑤离心机转子强度不高，运转一段时间后转子磨损造成出料不畅，需对转子修补后方可持续使用。
虽然转筒式离心机在工业运行时还存在着一些不够，但其对含油污泥的浓缩脱水效果还是比较好的。机械问题也可以得到解决。据悉，国外的转筒式离心机机械强度已能满足长周期运转的需要。因此，转筒式离心机一定会成为污泥浓缩脱水的重要手段。