CN109956626A - 一种含油污泥的处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种含油污泥的处理系统，包括加热装置和超声波反应装置，还包括溶剂添加装置，卧螺式离心装置，隔水池和污泥槽，其中，超声波反应装置，用于容纳含油污泥，并用于对含油污泥进行两次调质处理和超声处理；溶剂添加装置，用于向超声波反应装置添加用于调质处理的物质；加热装置，用于对超声波反应装置加热；卧螺式离心装置，用于对经过两次调质处理和超声处理的含油污泥后的混合物进行机械分离，将污泥中的油分随着水分一起与污泥固体进行分离；污泥槽，用于存放离心处理后的污泥固体；隔水池，用于容纳离心处理后的液体，经过静置沉淀后的下层污水被送回超声波反应装置。

Description

一种含油污泥的处理系统

技术领域

本发明涉及一种含油污泥的处理系统。

背景技术

随着世界对石油和矿产的需求不断增加，高涨的石油和矿产价格，刺激各石油资源国争先开发新资源、新技术，石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中原油或成品油混入泥土或其他介质，其中的油分不能直接回收而可能造成环境污染的多种形态的混合物。油泥中一般含油率在10％～50％，含水率在40％～90％，其产量还在逐年上升。含油污泥是一种富含矿物油的多相分散体系，组成复杂，是由粘土颗粒、有机质、絮体、微生物及其代谢产物、矿物质等混合形成的污泥。一般由水包油(O/W)、油包水(W/O)以及悬浮固体杂质组成，由于水合作用，一层或多层水附于颗粒表面而造成颗粒相互聚合的障碍，同时由于颗粒的带电性而相排斥，使絮体处于极其稳定的状态。

含油污泥主要产生在油田和炼油厂，按来源可分为三种不同类型：(1)在油田开发过程中，部分原油渗入地面土壤，形成油泥称为落地油泥；(2)各种储油罐在自然沉降中也会产生油泥称为罐底泥；(3)炼油厂三泥，包括：隔油池底泥、溶气浮选浮渣和剩余活性污泥等。

含油污泥的产量巨大。据统计，中等规模油田日油泥量100吨堆放总量已在40万吨以上。这些污泥中一般含有的苯系物、酚类、蒽类等物质，并伴随恶臭和毒性，若直接和自然环境接触，就会对土壤、水体和植被造成较大污染，同时也意味着石油资源的浪费。因此，无论是从环境保护还是从回收能源的角度考虑，都应该对含油污泥进行无害清洁化处理。

含油污泥的成分包含了：水、乳化油或吸附油、固体异物、无机盐等。由于油泥的水合和带电性在水中一般呈稳定的悬浮乳状液体系，很难实现多相分离，从而增加了处理技术的难度和成本。其次，由于承载油类的基质的多种可能性，统称的含油污泥成分极其复杂，含有磷、砷、重金属、难降解烃类物质、放射性元素等化学物质，以及大量老化原油、蜡质、沥青质、胶体，甚至包括生产过程中投加的缓蚀剂、凝聚剂、阻垢剂等水处理剂，各物质性质各不相同，因此，对处理技术也有多样的要求。

现有技术中，含油污泥的处理系统为：

(1)化学热洗法

如专利号为CN207862145U和CN108409077A的现有技术，利用化学热洗法实现含油污泥的三相分离，但是，该分离过程需要加入多种药剂和热碱水溶液反复洗涤、加热、搅拌、静置。工艺步骤繁琐，实现起来较为不便。

(2)萃取法

如专利号为CN207793003U和CN108203218A的现有技术，利用萃取法根据“相似相溶”原理实现含油污泥的无害化处理，但是，该方法在应用上面临着两大难题，一是缺乏高效、低廉的萃取剂；二是萃取剂损耗的问题尚未得到很好地解决。

(3)热解法

如专利号为CN207877560U和CN207933253U的现有技术，利用热解法在催化剂和无氧、微压的作用下，将含油污泥中的油分通过蒸馏、热分解等过程加以转化、分离和回收。但是，该方法存在设备投资大、技术要求高等缺点，并且目前技术研究并不成熟。

(4)超声法

如专利号为CN108191205A和CN208136066U的现有技术，利用控制超声波的频率、辐射时间、温度和沉降时间来处理不同性质的含油污泥，从而达到分离处理效果。但是，该方法对固体有腐蚀作用，声强超过一定值时也可产生乳化，且目前声强控制技术研究不成熟。

发明内容

本发明针对含油污泥的处理，提供一种结构简单、易于实现含油污泥处理的系统。技术方案如下：

一种含油污泥的处理系统，包括加热装置和超声波反应装置，其特征在于，还包括溶剂添加装置，卧螺式离心装置，隔水池和污泥槽，其中，

超声波反应装置，用于容纳含油污泥，并用于对含油污泥进行两次调质处理和超声处理；

溶剂添加装置，用于向超声波反应装置添加用于调质处理的物质；

加热装置，用于对超声波反应装置加热；

卧螺式离心装置，用于对经过两次调质处理和超声处理的含油污泥后的混合物进行机械分离，将污泥中的油分随着水分一起与污泥固体进行分离；

污泥槽，用于存放离心处理后的污泥固体，其上设置有温室阳光棚；

隔水池，用于容纳离心处理后的液体，经过静置沉淀后的下层污水被送回超声波反应装置。

本发明的有益效果为：针对污泥中含油特性而设计，可以实现分阶段药剂投加，洗油效率更高，药剂利用率高；采用超声波处理方法，更加快速、高效。

附图说明

图1含油污泥处理方法流程图

图2含油污泥处理装置

图中所示标号说明：1-含油污泥；2-加热装置；3-溶剂添加装置；4-超声波反应装置；5-卧螺式离心装置；6-隔水池；7-污泥槽

具体实施方式

含油污泥产量巨大，其中存在大量具有能源利用价值以高分子烃类为主的油成分，可通过有效的处理分离出有价值的成分。如果轻易地将其焚烧或填埋处置，不仅大大降低了资源的利用效率，还会对环境造成污染。通过有效的工艺措施将其回收利用，可以充分发挥含油污泥的剩余价值，达到资源化的目的。积极有效的处理含油污泥，达到排放标准，使其最终达到减量化、无害化、资源化的处理含油污泥最终目的。

如图1所示，本系统所涉及的含油污泥处理方法包括了：第一次调质处理，加热超声处理、第二次调质处理和离心分离处理，得到的污水输送至污水处理厂、稠油(毛油)返回炼油厂和污泥进行干化填埋防止其破坏环境。

如图2所示，本系统主要由7个系统组成：含油污泥1；加热装置2；溶剂添加装置3；超声波反应装置4；卧螺式离心装置；隔水池6；污泥槽7

具体的实施步骤如下：

(1)一次调质处理，在流态化空化超声波反应装置4内按照一定配比将溶剂添加装置3中的水、破乳剂和絮凝剂添加到超声波反应装置4中，经机械搅拌充分混合处理后，含油污泥1由粘稠状被稀释为流动状态；

(2)加热超声处理，将一次调质处理后的泥水混合物通过定制的流态化空化超声波反应装置4进行超声处理，控制超声波的频率、辐射时间等参数，加热至50℃左右100min后取出，利用超声波的机械震荡和空化作用处理含油污泥，对乳化液形成强大的湍流，从而使污泥中的油、水、泥三者之间因摩擦而克服界面张力，相互分离，尤其是对于污泥界面的空化，可迅速分离油和固体；

(3)二次调质处理，在经过超声处理之后的含油污泥1中加入碱性分散剂以及脱水剂，对在前序处理中未完全分离的深层次油分进行二次调质处理，进一步进行油固分离；

(4)离心分离，经过一次调质处理、超声处理以及二次调质处理后，污泥中的油分在药剂和超声处理作用下与水进行了充分乳化和混合，经卧螺式离心装置进行机械分离，通过优化调整离心因素、泥饼厚度和离心时间，将污泥中的油分随着水分一起与污泥固体进行分离，一般选择离心转速为3000r/min，离心时间为15min，；

(5)干化，离心处理后的污泥固体存放于污泥槽7，呈现弹塑形态，含水率仍然高于60％，可以采用自然烘干或者太阳能干化法对其进行干化处理，为了防止对周边环境的污染，可以采用温室阳光棚进行污泥干化处理，干化后的污泥含水率20％-40％，可以填埋或后续固化处理；

(6)油水层离，离心分离后的液体由水和乳化油组成，在隔水池6中加入电解质或破乳剂，破坏乳化体系的稳定性，进而实现油与水的分离，分离后的油水混合物在重力分离器里面静置沉淀，待油水分层后，利用油水密度不同，将浮在上层的毛油回收，回收的毛油经过滤后送入炼油厂回用，下层的污水可送回超声装置中回收使用或者排入污水处理厂进行处理，达到相关标准后排放。

而且，所述的污泥为稠油污泥。含油污泥，粘稠状，黑色，有异味，含油率26％。

而且，所述一次调质处理中各组分的质量配比为：

而且，所述污泥与水的比例为1:5。在泥水比在1:5的情况下，洗涤效果最好。当泥水比过高时，十二烷基苯磺酸钠等破乳剂的浓度降低，导致破乳效果不显著，经洗涤污泥含油率上升，所以应采取1:5的泥水比比率。

而且，加热温度为50℃

而且，所述的破乳剂为十二烷基苯磺酸钠，其质量分数为污泥的2％。十二烷基苯磺酸钠作为破乳剂能将污泥中，水包油结构破坏，再通过超声震荡仪的震荡、空化反应打散水包油结构。

而且，所述的絮凝剂为聚合氯化铝。聚合氯化铝絮凝剂使水包油中分离的水快速絮凝到泥中。

而且，所述的驱油剂为碳酰胺。

而且，所述二次调质处理中各组分的质量配比为：

分散剂 0.8-1.5g 1-1.7g 1.1-1.9g

而且，所述的分散剂为硅酸钠，其质量分数为污泥的1.0％。硅酸钠作为分散剂，在超声中受到干扰，无法发挥油水分离的效果，因此要在超声步骤之后添加。

2％的十二烷基苯磺酸钠与1.0％硅酸钠均为最佳质量分数。二者质量分数较低时容易发生吸附作用，但是当十二烷基苯磺酸钠的浓度达到胶束的临界浓度时，溶液中将会出现胶束，若此时十二烷基苯磺酸钠浓度再次增加，将会形成大量的胶束，溶液中游离的十二烷基苯磺酸钠分子浓度将会下降，从而会导致洗涤脱油效率下降。

利用含油污泥处理系统进行了如下三次具体实例，对粘稠状、黑色、有异味、含油率26％的含油污泥进行处理，其中调质处理的材料配比如下表所示。

表1 调质处理的材料配比

本发明，首先，利用第一次调质处理将含油污泥由粘稠状稀释为流动状态，随后进行加热超声处理，对水、油、泥初步三相分离，得到分离油和固体，然后，利用第二次调质处理进行深层次油固分离，最后，经卧螺式离心机械分离油分，干化污泥固体，静置沉淀，油水层分，毛油回收，完成含油污泥的处理。整个过程针对污泥含有特性进行了两次调质处理，洗油效率更高，药剂利用率更高；还采用了超声波和机械离心的方法来加速进程，进一步提高含油污泥的洗油效率；设备全程自动化操作，实现流程化连续生产；配备防爆电箱使运行过程安全高效；可根据客户要求量身定制设施设备；处理后的残渣含油量小于2％，达到排放标准。整个系统操作简单，能耗低，实现了含油污泥减量化、无害化、资源化的处理目的。

上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种含油污泥的处理系统，包括加热装置和超声波反应装置，其特征在于，还包括溶剂添加装置，卧螺式离心装置，隔水池和污泥槽，其中，

超声波反应装置，用于容纳含油污泥，并用于对含油污泥进行两次调质处理和超声处理；

溶剂添加装置，用于向超声波反应装置添加用于调质处理的物质；

加热装置，用于对超声波反应装置加热；

卧螺式离心装置，用于对经过两次调质处理和超声处理的含油污泥后的混合物进行机械分离，将污泥中的油分随着水分一起与污泥固体进行分离；

污泥槽，用于存放离心处理后的污泥固体，其上设置有温室阳光棚；

隔水池，用于容纳离心处理后的液体，经过静置沉淀后的下层污水被送回超声波反应装置。