申請日2013.10.21
公開(公告)日2015.03.04
IPC分類號C02F11/06; C02F11/14
摘要
本發(fā)明公開了一種含油污泥脫水處理設(shè)備及其方法，涉及含油污泥處理技術(shù)。本設(shè)備包括撬座、輸送泵、文丘里裝置、螺旋送料機、第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐、循環(huán)泵、臭氧射流器、靜態(tài)混合器、臭氧強度控制罐、第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐、鼓風(fēng)機、螺桿泵、螺壓脫水機、臭氧裝置、2#絮凝劑調(diào)節(jié)罐和NaOH調(diào)節(jié)罐。本發(fā)明工藝簡單，能較好地解決油田含油污泥的脫水難題;采用臭氧脫穩(wěn)是一個創(chuàng)新，不用藥劑且無二次污染;所采用的裝置為一體化全自動撬裝裝置，鉆地面積小、自動化程度高、投資及運行成本都低于傳統(tǒng)處理裝置。
權(quán)利要求書
1.一種含油污泥脫水處理設(shè)備，其特征在于：
輸送泵(1)的進口端連接含油污泥，輸送泵(1)的出口端和文丘里裝置(2)的進口端連接，文丘里裝置(2)的上端與螺旋送料機(3)的出料端連接，文丘里裝置(2)的出口端分別與第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(4)和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(9)的污泥進口閥門(419)連接;
循環(huán)泵(5)的進口端分別與第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(4)和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(9)的循環(huán)水出口(412)連接，循環(huán)泵(5)的出口端與臭氧射流器(6)的進口連接;
臭氧射流器(6)的出口與靜態(tài)混合器(7)的進口連接，靜態(tài)混合器(7)的出口與臭氧強度控制罐(8)的進口連接;
臭氧強度控制罐(8)的出口端分別與第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(4)和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(9)的循環(huán)水進口閥門(417)連接;
另外，循環(huán)泵(5)的進口端還和NaOH調(diào)節(jié)罐(15)的下料口連接，循環(huán)泵(5)的出口端還分別與第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(4)和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(9)的NaOH進口閥門(420)連接;
1#絮凝劑直接由第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(4)和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(9)的1#絮凝劑進口閥門(421)進入;
新鮮空氣直接由第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(4)和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(9)的新鮮空氣進口閥門(405)進入;
鼓風(fēng)機(10)分別與第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(4)和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(9)的廢氣出口閥門(403)連接;
螺桿泵(11)的進口端分別與第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(4)和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(9)的污泥出口閥門(418)連接，螺桿泵(11)的進口端還與2#絮凝劑調(diào)節(jié)罐(14)的出料口連接，螺桿泵(11)的出口直接與螺壓脫水機(12)的進口連接。
2. 按權(quán)利要求1所述的一種含油污泥脫水處理設(shè)備，其特征在于：
所述的第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(4)和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(9)結(jié)構(gòu)相同，其形狀為圓罐或方箱;
第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐(4)包括下攪拌裝置(40)、筒體(402)、廢氣出口閥門(403)、上封頭(404)、新鮮空氣進口閥門(405)、攪拌密封裝置(406)、槳葉(407)、下人孔(408)、視鏡(409)、液位計(410)、自來水進口閥門(411)、循環(huán)水出口(412)、下封頭(413)、浮油排出口(414)、上圍堰槽(415)、罐體支撐腳(416)、循環(huán)水進口閥門(417)、污泥出口閥門(418)、污泥進口閥門(419)、NaOH進口閥門(420)、1#絮凝劑進口閥門(421);
其位置和連接關(guān)系是：
從上到下，上封頭(404)、筒體(402)、下封頭(413)和罐體支撐腳(416)依次連接組成一個整體;
在上封頭(404)的左側(cè)、右側(cè)和頂部分別設(shè)置有新鮮空氣進口閥門(405)、廢氣出口閥門(403)和1#絮凝劑進口閥門(421);
在筒體(402)的上端設(shè)置有浮油排出口(414)和上圍堰槽(415);
在筒體(402)中部、左下端和右下端分別設(shè)置有人孔(408)、液位計(410)和視鏡(409);
在下封頭(413)的底部中間設(shè)置有攪拌裝置(401)，攪拌裝置(401)其上的攪拌軸穿過攪拌密封裝置(406)，再連接位于下封頭(413)內(nèi)的槳葉(407);
在下封頭(413)左、右側(cè)分別設(shè)置有污泥進口閥門(419)、循環(huán)水進口閥門(417)和污泥出口閥門(418)。
3. 基于權(quán)利要求2所述設(shè)備的處理方法，其特征在于：
�、俨捎梦勰啾脤⒑臀勰啻蛉氲�1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐或第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐，污泥在進入罐體的運行中將CaO同時進入罐體;
�、诋斘勰喙酀M調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐后，循環(huán)泵啟動運行，在此循環(huán)的運行中O3通過靜態(tài)混合器與污泥充分混合達到充分氧化后產(chǎn)生的二氧化碳從罐體上部排出;
�、弁ㄟ^O3調(diào)質(zhì)脫穩(wěn)處理后的污泥進行絮凝處理，將1#絮凝劑-改性硅藻土絮凝劑與污泥充分攪拌混合后進行沉降處理;
④通過O3調(diào)質(zhì)脫穩(wěn)處理后再進行絮凝沉降處理的污泥此時開始分離，罐體上部是O3氣浮出來的浮油，下部是絮凝后沉淀的污泥，將浮油排入上圍堰槽內(nèi)進入油水分離器;
�、菖庞屯戤吅�，啟動攪拌設(shè)備，將NaOH打入罐體調(diào)整pH值;
�、奚鲜霾襟E完成后，調(diào)質(zhì)好后的污泥進入螺壓脫水機，同時進入螺壓脫水機的還有2#絮凝劑，2#絮凝劑與調(diào)質(zhì)好后的污泥經(jīng)過充分混合后，產(chǎn)生較大的絮體且有較大的結(jié)合強度，再進行脫水。
說明書
含油污泥脫水處理設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及含油污泥處理技術(shù)，尤其涉及一種含油污泥脫水處理設(shè)備及其方法。
背景技術(shù)
油田污水處理過程中伴生大量的含油污泥，呈黑色黏稠漿狀。采取露天堆放或坑埋，不僅污染土壤、空氣和地下水源，危害環(huán)境和居民健康，并存在誘發(fā)燃燒和爆炸等安全隱患。含油污泥無公害處理已成為近年來研究的重點，若處理不當會產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染問題，而有機污染物對人體及環(huán)境具有很高的毒害作用，并已逐漸引起人們的高度關(guān)注。含油污泥已被列入《國家危險廢物目錄》中的廢礦物油類, 必須對含油污泥進行無害化處理。
1、調(diào)質(zhì)處理
經(jīng)重力沉降脫水后的黑色粘稠含油污泥濃縮液，一般由水包油(O/W)、油包水(W/O)以及懸浮固體共同組成，屬于多相的膠體體系，成分較為復(fù)雜。由于含油污泥顆粒表面吸附同種電荷，相互之間排斥，加之充分乳化，極難脫穩(wěn)，使得油、水、泥渣分離比較困難，需要進行調(diào)質(zhì)處理，使原油與固體顆粒分離、油滴聚合以及原加入的化學(xué)藥劑隨固體雜質(zhì)沉降實現(xiàn)油、水、渣三相的完全分離。
2、調(diào)質(zhì)-機械分離處理
此技術(shù)在國外已經(jīng)相當成熟，并且在污泥化學(xué)調(diào)質(zhì)方面，發(fā)展了一系列新型高效的高分子絮凝劑。選用絮凝劑處理含油污泥，可以改變含油污泥顆粒的結(jié)構(gòu)，破壞膠體的穩(wěn)定性，提高污泥的脫水性能，然后進行機械脫水;機械脫水設(shè)備主要有螺壓脫水機、疊螺脫水機、真空過濾脫水機、板框式壓濾脫水機、帶式壓濾脫水機和臥式螺旋卸料離心機。污泥除油方法的傳統(tǒng)工藝是加入破乳劑進行攪拌反應(yīng)，然后進入三相離心機分離出油、水、泥三相，其中破乳劑的選擇、泥水比、攪拌強度、反應(yīng)溫度和時間是影響除油率的重要因素。
研究發(fā)現(xiàn)，對老化時間較長的含油污泥，如：長慶油田采氣二廠米脂站的含油污泥采用上述辦法加入調(diào)質(zhì)劑、添加破乳劑、選用絮凝劑收效甚微。
由于含油污泥成分和物化性狀受污水水質(zhì)、處理工藝、加入藥劑等諸多因素影響, 差異性較大, 處理難度大。
利用臭氧這種強氧化劑對含油污泥進行高級氧化的方法處理，實際上就是通過利用臭氧和含油污泥的充分混合、攪拌，將污泥中的有機物質(zhì)完全溶解在溶液中。臭氧氧化的主要功效不在于降低水中有機物總量, 而是改變有機物的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。通過臭氧氧化處理，水中大分子有機物分解氧化為小分子有機物、且具有飽和構(gòu)造的有機物成分明顯增加。臭氧的氧化特性決定了單一的臭氧氧化技術(shù)有臭氧在水溶液中的氧化反應(yīng)。由于臭氧是一種不穩(wěn)定的強氧化劑，O3及其在水中分解的中間產(chǎn)物游離基具有很強氧化性。因此，它能迅速而廣泛地氧化水溶液中某些元素和有機化合物，即使在低濃度下，也能瞬間完成。臭氧在水溶液中的氧化作用取決于其分解條件和機理。臭氧在水中能形成具有強氧化作用的羥基自由基HO-，不僅可以消毒殺菌, 還可以氧化分解水中污染物，在廢水機污泥的處理中運用日益廣泛。
其主要功能如下：①處理含油和含有機物廢水;②脫除氨氮;③脫色;④處理含氰廢水;⑤處理含酚廢水;⑥脫除重金屬。
該法可望被開發(fā)為高效的含油污泥脫水處理及鉆井液污泥的處理方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足，提供一種含油污泥脫水處理設(shè)備及其方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
通過含油污泥調(diào)質(zhì)-機械脫水工藝實現(xiàn)油、水、渣三相分離。
本發(fā)明對含油污泥的主要處理方法進行了簡要分析。以含油污泥的脫水為研究重點，根據(jù)污泥穩(wěn)定性高的特點，提出了采用臭氧強氧化方法脫除油泥穩(wěn)定性，然后再進行絮凝脫水的技術(shù)路線。實驗結(jié)果表明，通過臭氧強氧化(反絮凝)-絮凝(固液分離)-再凝聚(二次絮凝)-螺壓脫水工藝對含油污泥進行脫水處理，含油污泥的含水率下降了17—24%，體積減量明顯，這是一個創(chuàng)新。
實驗過程中采用了臭氧-硅藻土高效絮凝劑組合聯(lián)用，對含油污泥具有較好的脫穩(wěn)效果。對臭氧的用量及硅藻土高效絮凝劑加量，對油泥脫穩(wěn)、脫油效果影響進行了重點考查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，臭氧在20mg/L和硅藻土高效絮凝劑的加量分別為2.0%～3.0%，對油泥脫穩(wěn)和脫水效果最佳，體積降了三分之一左右;含水率小于80%，脫穩(wěn)脫水后的油泥無粘性。這種被預(yù)處理的含油污泥(油泥無粘性污泥)，再經(jīng)高效凝聚劑絮凝就可進入螺壓(疊螺)脫水機進行無障礙脫水了。
一、含油污泥脫水處理設(shè)備
本設(shè)備的結(jié)構(gòu)是：
輸送泵的進口端連接含油污泥，輸送泵的出口端和文丘里裝置的進口端連接，文丘里裝置的上端與螺旋送料機的出料端連接，文丘里裝置的出口端分別與第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐的污泥進口閥門連接;
循環(huán)泵的進口端分別與第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐的循環(huán)水出口連接，循環(huán)泵的出口端與臭氧射流器的進口連接;
臭氧射流器的出口與靜態(tài)混合器的進口連接，靜態(tài)混合器的出口與臭氧強度控制罐的進口連接;
臭氧強度控制罐的出口端分別與第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐的循環(huán)水進口閥門連接;
另外，循環(huán)泵的進口端還和NaOH調(diào)節(jié)罐的下料口連接，循環(huán)泵的出口端還分別與第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐的NaOH進口閥門連接;
1#絮凝劑直接由第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐的1#絮凝劑進口閥門進入;
新鮮空氣直接由第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐的新鮮空氣進口閥門進入;
鼓風(fēng)機分別與第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐的廢氣出口閥門連接;
螺桿泵的進口端分別與第1調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐和第2調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐的污泥出口閥門連接，螺桿泵的進口端還與2#絮凝劑調(diào)節(jié)罐的出料口連接，螺桿泵的出口直接與螺壓脫水機的進口連接。
二、含油污泥脫水處理方法
本方法包括下列步驟：
�、俨捎梦勰啾脤⒑臀勰�(漿狀)按一定的含固量打入調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐，污泥在進入罐體的運行中將CaO(調(diào)節(jié)pH值)按比例同時進入罐體;
�、诋斘勰喙酀M調(diào)質(zhì)反應(yīng)罐后，循環(huán)泵啟動運行，在此循環(huán)的運行中O3通過靜態(tài)混合器與污泥充分混合達到充分氧化后產(chǎn)生的二氧化碳從罐體上部排出;
�、弁ㄟ^O3調(diào)質(zhì)脫穩(wěn)處理后的污泥進行絮凝處理，將1#絮凝劑-改性硅藻土絮凝劑(見本發(fā)明人的發(fā)明專利：ZL120071016899.4、ZL201010028954.5)按比例與污泥充分攪拌混合后進行沉降處理;
�、芡ㄟ^O3調(diào)質(zhì)脫穩(wěn)處理后再進行絮凝沉降處理的污泥此時開始分離，罐體上部是O3氣浮出來的浮油，下部是絮凝后沉淀的污泥，此時需要進行排油處理，將浮油排入上部圍堰槽內(nèi)進入油水分離器;
�、菖庞屯戤吅螅瑔訑嚢柙O(shè)備，將NaOH打入罐體調(diào)整pH值;
�、奚鲜霾襟E完成后，調(diào)質(zhì)好后的污泥進入螺壓(疊螺)脫水機，同時進入螺壓(疊螺)脫水機的還有2#絮凝劑(第二次絮凝)，2#絮凝劑與調(diào)質(zhì)好后的污泥經(jīng)過充分混合后，就會產(chǎn)生較大的絮體且有較大的結(jié)合強度，這樣就可順利的進行脫水了。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點和積極效果：
①工藝簡單，能較好地解決油田含油污泥的脫水難題;
②采用臭氧脫穩(wěn)是一個創(chuàng)新，不用藥劑且無二次污染;
�、鬯捎玫难b置為一體化全自動撬裝裝置，鉆地面積小、自動化程度高、投資及運行成本都低于傳統(tǒng)處理裝置。
