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CN111087140A - 含油污泥的处理系统及处理方法 - Google Patents

含油污泥的处理系统及处理方法 Download PDF

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CN111087140A
CN111087140A CN201811239428.6A CN201811239428A CN111087140A CN 111087140 A CN111087140 A CN 111087140A CN 201811239428 A CN201811239428 A CN 201811239428A CN 111087140 A CN111087140 A CN 111087140A
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sludge
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oil
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unit
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CN201811239428.6A
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邵志国
蒲文晶
郭绍辉
饶辉凯
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Petrochina Co Ltd
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Petrochina Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种含油污泥的处理系统及处理方法。该处理系统包括：破乳‑离心分离单元，用于对含油污泥进行破乳处理和离心分离处理以得到脱水油泥和待处理污水；生化‑干化处理单元，与破乳‑离心分离单元连通，用于对待处理污水依次进行生化处理和干化处理以得到干化污泥；污泥热解单元，分别与破乳‑离心分离单元和生化‑干化处理单元连通，用于对脱水油泥和干化污泥进行热解。该系统实现了对含油污泥脱水与除油以及化工污泥的脱水减量，解决了含油污泥脱水减量困难的技术难题，分质处理后的两种污泥混合进入污泥热解单元进行资源化处理，避免了热解装置处理高含液率物料时常发生的粘壁、堵塞和热解不充分等问题，利于热解装置的连续稳定运行。

Description

含油污泥的处理系统及处理方法
技术领域
本发明涉及石油化工领域，具体而言，涉及一种含油污泥的处理系统及处理方法。
背景技术
炼化企业产生的含油污泥主要来源于含油污水处理厂，包括隔油池底泥、气浮装置浮渣和生化系统处理化工污水产生的化工污泥，即炼化“三泥”。其中隔油池底泥和气浮装置浮渣含油率较高，其主要成分为原生矿物、次生矿物、原油、高分子有机化合物、无机盐和污水处理过程中投加的化学药剂和表面活性剂，成分复杂，含油率一般为3-10％，含水率为50-90％，总含液率通常在90-98％之间，是一种异常稳定的乳化体系；化工污泥含油率较低，一般低于2％，含水率97-99％，表观性状与市政污泥相近，但成分较市政污泥更为复杂，有毒有害物质更多。目前，常规处理工艺是对以上三种污泥浓缩初步脱水，含液率从98-99％降至96％左右，加入聚丙烯酰胺等絮凝剂调质后，分别进行机械脱水处理。部分企业为了提高油泥离心脱水效果和便于维护操作，往往将化工污泥与浮渣和底泥混合进行脱水处理。经此工艺处理后的油泥含液率通常在80-85％，含油率为5-15％，作为危险废物外运填埋处理。由于污泥填埋处理存在诸多弊端：占用大量土地，污染土壤、地下水及周边环境的安全风险，填埋过程中会散发大量挥发烃类等有机污染物，而且未能回收油泥中的矿物油类，造成能源浪费。国内各炼化企业正在积极开展炼化“三泥”安全处置技术研发工作。
目前，含油污泥处理技术主要有热水洗技术、萃取技术、生物降解技术、干化技术、热解技术和焚烧技术。热水洗技术和萃取技术主要用于油田油泥和清灌底泥的处理，处理无机固相和石油类含量均较高的油泥时效果较好，具有一定的经济效益，对于含液率高、含油率相对较低而有机固相含量较高的炼化油泥处理效果较差；生物降解技术处理成本低，无二次污染，可用于含油土壤的处理，但需培养特殊的生物菌种，处理周期较长，而且不能回收矿物油，未能实现油泥资源化利用；干化技术在市政污泥处理方面应用较多，可有效实现污泥减量，但由于油泥自身的性质差异和油泥干化过程中有油气挥发，对干化设备的密闭性与安全控制等方面要求较高，国内外尚无直接对油泥进行干化处理的装置运行；污泥焚烧技术相对成熟，但焚烧过程易产生二次污染，处理成本较高，而且未能回收油泥中的油组分，经济性较差；油泥热解技术是在无氧环境下对油泥进行加热，脱出油泥中的水分和石油烃类，冷凝后回收矿物油，并将油泥中的有机组分转化为无机碳的过程，是目前普遍认为较有发展潜力的油泥处理技术。然而，热解工艺对进料含水率有一定要求，当含水率高于60％时，大量热能用于蒸发水分，处理成本大幅增加，而且稀物料进入热解炉会发生输料困难，胶黏炉壁等现象，影响系统正常运行；超声照射可实现油泥破乳与油水分离，但对不同性质的油泥作用效果不同，当物料条件改变，技术参数和工艺流程差异较大。郭树君等人提出了一套炼化污泥资源化处理系统，该工艺采用电渗透装置作为碳化工艺的前处理，而且并未对含油污泥和化工污泥分开处理，工艺路线与本专利不同；周利坤等人采用超声破乳+离心机工艺处理油罐底泥，破乳前需要加水稀释，与本发明的处理对象和工艺均不相同；王志华等人采用热水洗+超声脱稳+机械离心工艺处理落地油泥，实现油泥脱水减量的目的。该技术需要投加药剂，适于处理无机含量较高的油泥，与本发明提出的炼化污泥分质处理工艺路线不同；樊洺僖和李依丽等人分别采用芬顿试剂和超声辅助生物破乳工艺处理炼化油泥，处理对象与本发明中的污泥相近，但工艺技术相差较大，无论投加药剂还是生物破乳剂，均存在影响回收油品性质的可能。
炼化“三泥”处理技术主要存在如下问题：(1)目前采用的诸多技术主要针对含液率为80-85％的离心脱水后污泥进行处理，包括隔油池底泥、气浮浮渣和化工污泥，此时污泥性质更加复杂，油泥中油品回收困难，最终处置方向不明确，处理效果不理想；(2)隔油池底泥与气浮装置浮渣脱水困难，油泥干化技术不成熟，缺少成熟可靠的油泥减量化处理技术；(3)热解装置适于处理低含水率物料，当油泥含水率较高时，处理成本大幅增加，而且会增加装置结焦、污堵故障发生频率，系统控制难度增加，影响装置稳定运行。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种含油污泥的处理系统及处理方法，以解决现有技术中含油污泥脱水减量困难的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种含油污泥的处理系统，包括：破乳-离心分离单元，用于对含油污泥进行破乳处理和离心分离处理以得到脱水油泥和待处理污水；生化-干化处理单元，与破乳-离心分离单元连通，用于对待处理污水依次进行生化处理和干化处理以得到干化污泥；污泥热解单元，分别与破乳-离心分离单元和生化-干化处理单元连通，用于对脱水油泥和干化污泥进行热解。
进一步地，含油污泥包括来自隔油池的底泥和/或来自气浮装置的浮渣。
进一步地，破乳-离心分离单元包括：第一污泥储池，用于对含油污泥进行浓缩脱水以得到第一预处理产物；超声破乳分离装置，与第一污泥储池连通，用于对第一预处理产物进行破乳处理，破乳处理的水相产物为第一水相产物，破乳处理的油相产物为第一油相产物；离心分离设备，与超声破乳分离装置连通，用于对第一油相产物进行离心分离处理，离心分离处理的水相产物为第二水相产物，离心分离处理的油相产物为矿物油，离心分离处理的固相产物为脱水油泥；第一水相产物与第二水相产物共同组成待处理污水。
进一步地，超声破乳分离装置包括：超声波换能器，用于对第一预处理产物进行辐照震荡；油水分离组件，与超声波换能器连通，用于对辐照震荡后的第一预处理产物进行油水分离以得到第一水相产物和第一油相产物。
进一步地，离心分离设备为三相卧螺离心机。
进一步地，生化-干化处理单元包括：污水生化处理系统，分别与超声破乳分离装置和离心分离设备连通，用于对第一水相产物和第二水相产物进行生化处理以得到化工污泥；第二污泥储池，与污水生化处理系统连通，用于对化工污泥进行浓缩脱水以得到第二预处理产物；干化设备，与第二污泥储池连通，用于对第二预处理产物进行干化处理以得到干化污泥。
进一步地，污泥热解单元包括：污泥热解炉，分别与破乳-离心分离单元和生化-干化处理单元连通，用于将脱水油泥和干化污泥热解以得到热解气；冷凝分离单元，与污泥热解炉连通，用于将热解气冷凝以得到不凝气和冷凝液；油水分离单元，与热解气冷凝分离单元连通，用于将冷凝液进行油水分离得到矿物油。
进一步地，污泥热解单元还包括：惰性气体保护单元，与污泥热解炉连通，用于向污泥热解炉中提供惰性气体；排料单元，与污泥热解炉连通，用于排出热解后的油泥残渣。
进一步地，污泥热解单元还包括不凝气处理单元，不凝气处理单元与冷凝分离单元连通。
根据本发明的另一方面，提供了一种含油污泥的处理方法，处理方法包括以下步骤：对含油污泥进行破乳处理，并对破乳处理的油相产物进行离心分离处理，以得到脱水油泥和待处理污水；对待处理污水依次进行生化处理和干化处理，以得到干化污泥；对脱水油泥和干化污泥进行热解。
进一步地，采用上述的处理系统，处理方法包括以下步骤：将含油污泥通入处理系统中的破乳-离心分离单元，以对含油污泥进行破乳处理和离心分离处理得到脱水油泥和待处理污水；将待处理污水通入处理系统中的生化-干化处理单元，以对待处理污水依次进行生化处理和干化处理得到干化污泥；将脱水油泥和干化污泥通入处理系统中的污泥热解单元，以对脱水油泥和干化污泥进行热解。
进一步地，处理系统为上述的处理系统，得到脱水油泥和待处理污水的步骤包括以下过程：将含油污泥通入处理系统的第一污泥储池中，以对含油污泥进行浓缩脱水得到第一预处理产物，优选第一污泥储池的污泥固体表面负荷为25～80kg/m2.d，有效水深3～4.5m；将第一预处理产物通入超声破乳分离装置中，以对第一预处理产物进行破乳处理，得到第一水相产物和第一油相产物；将第一油相产物通入离心分离设备中，以对第一油相产物进行离心分离处理，得到第二水相产物、矿物油和脱水油泥；第一水相产物与第二水相产物共同组成待处理污水。
进一步地，处理系统为上述的处理系统，得到第一水相产物和第一油相产物的步骤包括：利用超声破乳分离装置中的超声波换能器对第一预处理产物进行辐照震荡，优选超声破乳的频率为20～60kHz，单位体积功率为25～200kW/m3，超声辐照时间在1.5h以内；利用超声破乳分离装置中的油水分离组件对辐照震荡后的第一预处理产物进行油水分离，优选油水分离组件的气水比控制在3～15:1，优选采用浮选工艺强化油水分离，更优选浮选工艺选自涡凹气浮、溶气气浮和电气浮中的任一种。
进一步地，离心分离设备为三相卧螺离心机，优选控制离心分离设备的转速为1500～3500rpm，优选在离心分离设备的入口投加絮凝剂，更优选絮凝剂为聚丙烯酰胺。
进一步地，采用热水干化法进行干化处理，优选控制干化处理的工作压力为0.6～5MPa，热水温度为80～90℃。
进一步地，将脱水油泥和干化污泥通入热解炉中进行热解，优选热解炉的反应温度为450～650℃，工作压力为-100～-50Pa，炉内氧气浓度控制在3～5％。
应用本发明的技术方案，提供了一种含油污泥的处理系统，该系统通过将破乳-离心脱水工艺与污泥干化工艺相结合，实现了对含油污泥脱水与除油以及化工污泥的脱水减量的目标，解决了含油污泥脱水减量困难的技术难题，分质处理后的两种污泥混合进入污泥热解单元进行资源化处理，确保总含液率低于50％，满足污泥热解单元中热解装置的进料要求，避免了热解装置处理高含液率物料时常发生的粘壁、堵塞和热解不充分等问题，利于热解装置的连续稳定运行；并且，污泥进入污泥热解单元，其中的重质原油和不挥发有机物转化为焦炭等物质，处理后残渣以无机碳为主，有机物已全部矿化，处理后残渣减量率≥90％，含油率低于0.5％，含水率低于1％，病原菌全部杀灭，原油回收率≥85％，同步实现炼化“三泥”的减量化和油品回收资源化处理。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明所提供的一种含油污泥的处理系统的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
01、隔油池；02、气浮装置；10、第一污泥储池；20、超声破乳分离装置；30、离心分离设备；40、污水生化处理系统；50、第二污泥储池；60、干化设备；70、热解炉进料斗；80、污泥热解炉；90、惰性气体保护单元；100、排料单元；110、冷凝分离单元；120、油水分离单元；130、不凝气处理单元；140、场区污水处理系统；150、污油罐。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术所介绍的，现有技术中含油污泥脱水减量困难。为了解决如上技术问题，本发明提出了一种含油污泥的处理系统，该处理系统包括破乳-离心分离单元、生化-干化处理单元和污泥热解单元，破乳-离心分离单元用于对含油污泥进行破乳处理和离心分离处理以得到脱水油泥和待处理污水；生化-干化处理单元与破乳-离心分离单元连通，用于对待处理污水依次进行生化处理和干化处理以得到干化污泥；污泥热解单元分别与破乳-离心分离单元和生化-干化处理单元连通，用于对脱水油泥和干化污泥进行热解。
本发明的上述含油污泥的处理系统通过将破乳-离心脱水工艺与污泥干化工艺相结合，实现了对含油污泥脱水与除油以及化工污泥的脱水减量的目标，解决了含油污泥脱水减量困难的技术难题，分质处理后的两种污泥混合进入污泥热解单元进行资源化处理，确保总含液率低于50％，满足污泥热解单元中热解装置的进料要求，避免了热解装置处理高含液率物料时常发生的粘壁、堵塞和热解不充分等问题，利于热解装置的连续稳定运行；并且，污泥进入污泥热解单元，其中的重质原油和不挥发有机物转化为焦炭等物质，处理后残渣以无机碳为主，有机物已全部矿化，处理后残渣减量率≥90％，含油率低于0.5％，含水率低于1％，病原菌全部杀灭，原油回收率≥85％，同步实现炼化“三泥”的减量化和油品回收资源化处理。
本发明上述处理系统用于处理的含油污泥可以包括来自隔油池01的底泥和/或来自气浮装置02的浮渣。底泥和浮渣含油率较高，其主要成分为原生矿物、次生矿物、原油、高分子有机化合物、无机盐和污水处理过程中投加的化学药剂和表面活性剂，成分复杂，含油率一般为3-10％，含水率为50-90％，总含液率通常在90-98％之间，是一种异常稳定的乳化体系。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，上述破乳-离心分离单元包括第一污泥储池10、超声破乳分离装置20和离心分离设备30，第一污泥储池10用于对含油污泥进行浓缩脱水以得到第一预处理产物；超声破乳分离装置20与第一污泥储池10连通，用于对第一预处理产物进行破乳处理，破乳处理的水相产物为第一水相产物，破乳处理的油相产物为第一油相产物；离心分离设备30与超声破乳分离装置20连通，用于对第一油相产物进行离心分离处理，离心分离处理的水相产物为第二水相产物，离心分离处理的油相产物为矿物油，离心分离处理的固相产物为脱水油泥；第一水相产物与第二水相产物共同组成上述待处理污水。
在上述优选的实施方式中，更为优选地，超声破乳分离装置20包括超声波换能器和油水分离组件，超声波换能器用于对第一预处理产物进行辐照震荡；油水分离组件与超声波换能器连通，用于对辐照震荡后的第一预处理产物进行油水分离以得到第一水相产物和第一油相产物。为了更为有效地实现对第一油相产物的固-油-液三相分离，上述离心分离设备30优选为三相卧螺离心机。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，上述生化-干化处理单元包括污水生化处理系统40、第二污泥储池50和干化设备60，污水生化处理系统40分别与超声破乳分离装置20和离心分离设备30连通，用于对第一水相产物和第二水相产物进行生化处理以得到化工污泥；第二污泥储池50与污水生化处理系统40连通，用于对化工污泥进行浓缩脱水以得到第二预处理产物；干化设备60与第二污泥储池50连通，用于对第二预处理产物进行干化处理以得到干化污泥。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，上述污泥热解单元包括污泥热解炉80、冷凝分离单元110和油水分离单元120，污泥热解炉80通过热解炉进料斗70分别与破乳-离心分离单元和生化-干化处理单元连通，用于将脱水油泥和干化污泥热解以得到热解气；冷凝分离单元110与污泥热解炉80连通，用于将热解气冷凝以得到不凝气和冷凝液；油水分离单元120与热解气冷凝分离单元110连通，用于将冷凝液进行油水分离得到矿物油。
在上述优选的实施方式中，更为优选地，如图1所示，该污泥热解单元还包括惰性气体保护单元90、排料单元100和不凝气处理单元130，惰性气体保护单元90与污泥热解炉80连通，用于向污泥热解炉80中提供惰性气体；排料单元100与污泥热解炉80连通，用于排出热解后的油泥残渣；不凝气处理单元130与冷凝分离单元110连通，用于将不凝气进行焚烧处理。
在上述优选的实施方式中，如图1所示，上述处理系统还可以包括场区污水处理系统140和污油罐150，场区污水处理系统140与油水分离单元120连通，用于处理冷凝液进行油水分离得到的含油污水；污油罐150分别与离心分离设备30和油水分离单元120连通，用于收集分离得到的矿物油。
根据本发明的另一个方面，提供了一种含油污泥的处理方法，该处理方法包括以下步骤：对含油污泥进行破乳处理，并对破乳处理的油相产物进行离心分离处理，以得到脱水油泥和待处理污水；对待处理污水依次进行生化处理和干化处理，以得到干化污泥；对脱水油泥和干化污泥进行热解。
本发明的上述含油污泥的处理方法通过将破乳-离心脱水工艺与污泥干化工艺相结合，实现了对含油污泥脱水与除油以及化工污泥的脱水减量的目标，解决了含油污泥脱水减量困难的技术难题，分质处理后的两种污泥混合进入污泥热解单元进行资源化处理，确保总含液率低于50％，满足进入热解装置的进料要求，避免了热解装置处理高含液率物料时常发生的粘壁、堵塞和热解不充分等问题，利于热解装置的连续稳定运行；并且，污泥经过热解，其中的重质原油和不挥发有机物转化为焦炭等物质，处理后残渣以无机碳为主，有机物已全部矿化，处理后残渣减量率≥90％，含油率低于0.5％，含水率低于1％，病原菌全部杀灭，原油回收率≥85％，同步实现炼化“三泥”的减量化和油品回收资源化处理。
本发明的处理方法可以采用上述提供的含油污泥的处理系统，此时，该处理方法包括以下步骤：将含油污泥通入处理系统中的破乳-离心分离单元，以对含油污泥进行破乳处理和离心分离处理得到脱水油泥和待处理污水；将待处理污水通入处理系统中的生化-干化处理单元，以对待处理污水依次进行生化处理和干化处理得到干化污泥；将脱水油泥和干化污泥通入处理系统中的污泥热解单元，以对脱水油泥和干化污泥进行热解。通过本发明提供的处理系统处理含油污泥，上述处理方法实现了含油污泥脱水与除油和化工污泥的脱水减量的目标，解决了含油污泥脱水减量困难的技术难题，确保进入污泥热解单元的污泥含液率低于50％，满足进入热解装置的进料要求，利于热解装置的连续稳定运行，实现了炼化“三泥”减量化处理和矿物油回收。
当上述处理方法采用的处理系统包括上述的第一污泥储池10、超声破乳分离装置20和离心分离设备30时，在一种优选的实施方式中，得到上述脱水油泥和上述待处理污水的步骤包括以下过程：将含油污泥通入处理系统的第一污泥储池10中，以对含油污泥进行浓缩脱水得到第一预处理产物；将第一预处理产物通入超声破乳分离装置20中，以对第一预处理产物进行破乳处理，得到第一水相产物和第一油相产物；将第一油相产物通入离心分离设备30中，以对第一油相产物进行离心分离处理，得到第二水相产物、矿物油和脱水油泥；第一水相产物与第二水相产物共同组成待处理污水。
在上述优选的实施方式中，通过破乳-离心分离单元对含油污泥进行浓缩脱水处理、破乳处理和离心分离处理得到待处理污水、矿物油和脱水油泥，回收了含油污泥中的油组分，并且确保了脱水油泥总含液率低于50％，满足热解装置的进料要求，避免了热解装置处理高含液率物料时常发生的粘壁、堵塞和热解不充分等问题，利于热解装置的连续稳定运行。
在上述优选的实施方式中，为了实现对含油污泥更为有效地浓缩脱水，更为优选地，第一污泥储池10的污泥固体表面负荷为25～80kg/m2.d，有效水深3～4.5m。
当上述处理方法采用的处理系统包括上述的超声波换能器和油水分离组件时，在一种优选的实施方式中，得到上述第一水相产物和上述第一油相产物的步骤包括：利用超声破乳分离装置20中的超声波换能器对第一预处理产物进行辐照震荡；利用超声破乳分离装置20中的油水分离组件对辐照震荡后的第一预处理产物进行油水分离。
在上述优选的实施方式中，为了提升油水分离的效果，降低第一油相产物的含液率，更为优选地，超声破乳的频率为20～60kHz，单位体积功率为25～200kW/m3，超声辐照时间在1.5h以内；油水分离组件的气水比控制在3～15:1，采用浮选工艺强化油水分离，浮选工艺选自涡凹气浮、溶气气浮和电气浮中的任一种。
在上述离心分离处理的步骤中，为了提升离心分离的分离效果，有效地降低脱水油泥的含液率，优选地，离心分离设备30为三相卧螺离心机；更为优选地，控制离心分离设备30的转速为1500～3500rpm；并且，更为优选地，在离心分离设备30的入口投加絮凝剂，絮凝剂为聚丙烯酰胺，投加量为第一油相产物中绝干污泥量的0.1～0.5％，上述绝干污泥是指含水率为0的污泥。
在上述干化处理的步骤中，为了提高化工污泥的脱水率，实现化工污泥的脱水减量的目标，优选地，采用热水干化法进行干化处理；更为优选地，控制干化处理的工作压力为0.6～5MPa，热水温度为80～90℃。
在上述热解的步骤中，为了提高热解的效率，同步实现炼化“三泥”的减量化和油品回收资源化处理，优选地，将脱水油泥和干化污泥通入热解炉中进行热解，热解炉的反应温度为450～650℃，工作压力为-100～-50Pa，炉内氧气浓度控制在3～5％。
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。
实施例1
本实施例含油污泥的处理方法包括以下步骤：
将含油污泥通入第一污泥储池10中进行浓缩脱水得到第一预处理产物，第一污泥储池10的污泥固体表面负荷取60kg/m2.d，有效水深3.5m，将第一预处理产物通入超声破乳分离装置20中进行破乳处理得到第一水相产物和第一油相产物，超声破乳频率为50kHz，单位体积功率为120kW/m3，超声辐照时间控制在1.5h以内，浮选单元气水比控制在6:1，将第一油相产物通入离心分离设备30中进行离心分离处理，得到第二水相产物、矿物油和脱水油泥，离心分离设备30为三相卧螺离心机，三相卧螺离心机的离心转速控制在2500rpm，第一水相产物与第二水相产物共同组成待处理污水；将待处理污水通入污水生化处理系统40进行生化处理得到化工污泥，将化工污泥通入第二污泥储池50进行浓缩脱水得到第二预处理产物，第二污泥储池50的污泥固体表面负荷取60kg/m2.d，有效水深3m，通过干化设备60对第二预处理产物进行干化处理得到干化污泥，低温真空干化设备工作压力4.5MPa，热水温度为85℃；将脱水油泥和干化污泥通入污泥热解炉80热解得到热解气，热解炉反应温度为550℃，工作压力为-75Pa，炉内氧气浓度控制在4％，通过排料单元100排出热解后的油泥残渣，经过冷凝分离单元110将热解气冷凝得到不凝气和冷凝液，将冷凝液通入油水分离单元120进行油水分离得到矿物油，将不凝气通入不凝气处理单元130进行焚烧处理。
实施例2
本实施例含油污泥的处理方法与实施例1的区别在于：
第一污泥储池10和第二污泥储池50的污泥固体表面负荷取25kg/m2.d，有效水深3m。
实施例3
本实施例含油污泥的处理方法与实施例1的区别在于：
第一污泥储池10和第二污泥储池50的污泥固体表面负荷取80kg/m2.d，有效水深4.5m。
实施例4
本实施例含油污泥的处理方法与实施例1的区别在于：
超声破乳的频率为20kHz，单位体积功率为25kW/m3。
实施例5
本实施例含油污泥的处理方法与实施例1的区别在于：
超声破乳的频率为60kHz，单位体积功率为200kW/m3。
实施例6
本实施例含油污泥的处理方法与实施例1的区别在于：
浮选单元气水比控制在3:1。
实施例7
本实施例含油污泥的处理方法与实施例1的区别在于：
浮选单元气水比控制在15:1。
实施例8
本实施例含油污泥的处理方法与实施例1的区别在于：
三相卧螺离心机的离心转速控制在1500rpm。
实施例9
本实施例含油污泥的处理方法与实施例1的区别在于：
三相卧螺离心机的离心转速控制在3500rpm。
实施例10
本实施例含油污泥的处理方法与实施例1的区别在于：
干化处理的工作压力为0.6MPa，热水温度为80℃。
实施例11
本实施例含油污泥的处理方法与实施例1的区别在于：
干化处理的工作压力为5MPa，热水温度为90℃。
实施例12
本实施例含油污泥的处理方法与实施例1的区别在于：
热解炉反应温度为450℃，工作压力为-100Pa，炉内氧气浓度控制在3％。
实施例13
本实施例含油污泥的处理方法与实施例1的区别在于：
热解炉反应温度为650℃，工作压力为-50Pa，炉内氧气浓度控制在5％。
实施例14
本实施例含油污泥的处理方法包括以下步骤：
将含油污泥通入第一污泥储池10中进行浓缩脱水得到第一预处理产物，第一污泥储池10的污泥固体表面负荷取70kg/m2.d，有效水深2m，将第一预处理产物通入超声破乳分离装置20中进行破乳处理得到第一水相产物和第一油相产物，超声破乳频率为10kHz，单位体积功率为20kW/m3，超声辐照时间控制在1.5h以内，浮选单元气水比控制在2:1，将第一油相产物通入离心分离设备30中进行离心分离处理，得到第二水相产物、矿物油和脱水油泥，离心分离设备30为三相卧螺离心机，三相卧螺离心机的离心转速控制在1000rpm，第一水相产物与第二水相产物共同组成待处理污水；将待处理污水通入污水生化处理系统40进行生化处理得到化工污泥，将化工污泥通入第二污泥储池50进行浓缩脱水得到第二预处理产物，第二污泥储池50的污泥固体表面负荷取70kg/m2.d，有效水深2m，通过干化设备60对第二预处理产物进行干化处理得到干化污泥，低温真空干化设备工作压力6MPa，热水温度为100℃；将脱水油泥和干化污泥通入污泥热解炉80热解得到热解气，热解炉反应温度为400℃，工作压力为-25Pa，炉内氧气浓度控制在2％，通过排料单元100排出热解后的油泥残渣，经过冷凝分离单元110将热解气冷凝得到不凝气和冷凝液，将冷凝液通入油水分离单元120进行油水分离得到矿物油，将不凝气通入不凝气处理单元130进行焚烧处理。
上述实施例1-14中均取国内某石化企业产生的典型炼化三泥作为处理对象，污泥性质见表1。
表1
污泥类别 含油率(％) 含水率(％) 总含液率(％) 含固率(％)
隔油池底泥 8 88 96 4
气浮装置浮渣 5 92 97 3
化工污泥 0.2 99 99.2 0.8
上述炼化三泥经过实施例1的处理方法处理后所得产物测试结果见表2。
表2
Figure BDA0001838907230000101
Figure BDA0001838907230000111
上述炼化三泥经过实施例2的处理方法处理后所得产物测试结果见表3。
表3
Figure BDA0001838907230000112
从上表中可以看出，将各单元反应条件控制参数控制在上述优选的范围内，含油污泥经过破乳-离心分离单元处理后，含液率可以降至65％以下，同时能够有效地回收矿物油，化工污泥经过生化-干化处理单元处理后，含水率降至40％以下。
并且，上述实施例1-13和对比例1处理方法炼化“三泥”后测试结果见表1。
表1
Figure BDA0001838907230000113
Figure BDA0001838907230000121
比较实施例1-13和实施例14可以看出，采用本发明的处理系统处理含油污泥，并通过对工艺条件继续优化，在含油污泥经过破乳-离心分离单元处理后，含液率可以降至65％以下，同时矿物油回收率达到60％以上；化工污泥经过生化-干化处理单元处理后，含水率降至40％以下。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
(1)含油污泥经过破乳-离心分离单元处理后，含液率由96％降至65％以下，同时矿物油回收率达到60％以上；
(2)化工污泥经过生化-干化处理单元处理后，含水率由96％降至40％以下；
(3)分质处理后的两种污泥混合进入污泥热解单元进行资源化处理，确保总含液率低于50％，满足进入热解装置的进料要求，避免了污泥热解单元处理高含液率物料时常发生的粘壁、堵塞和热解不充分等问题，利于热解装置的连续稳定运行；
(4)污泥进入污泥热解炉，其中的重质原油和不挥发有机物转化为焦炭等物质，处理后残渣以无机碳为主，有机物已全部矿化，处理后残渣减量率≥90％，含油率低于0.5％，含水率低于1％，病原菌全部杀灭，原油回收率≥85％，同步实现炼化“三泥”的减量化和油品回收资源化处理。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种含油污泥的处理系统，其特征在于，包括：
破乳-离心分离单元，用于对含油污泥进行破乳处理和离心分离处理以得到脱水油泥和待处理污水；
生化-干化处理单元，与所述破乳-离心分离单元连通，用于对所述待处理污水依次进行生化处理和干化处理以得到干化污泥；
污泥热解单元，分别与所述破乳-离心分离单元和所述生化-干化处理单元连通，用于对所述脱水油泥和所述干化污泥进行热解。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述含油污泥包括来自隔油池(01)的底泥和/或来自气浮装置(02)的浮渣。
3.根据权利要求1或2所述的处理系统，其特征在于，所述破乳-离心分离单元包括：
第一污泥储池(10)，用于对所述含油污泥进行浓缩脱水以得到第一预处理产物；
超声破乳分离装置(20)，与所述第一污泥储池(10)连通，用于对所述第一预处理产物进行破乳处理，所述破乳处理的水相产物为第一水相产物，所述破乳处理的油相产物为第一油相产物；
离心分离设备(30)，与所述超声破乳分离装置(20)连通，用于对所述第一油相产物进行离心分离处理，所述离心分离处理的水相产物为第二水相产物，所述离心分离处理的油相产物为矿物油，所述离心分离处理的固相产物为所述脱水油泥；
所述第一水相产物与所述第二水相产物共同组成所述待处理污水。
4.根据权利要求3所述的处理系统，其特征在于，所述超声破乳分离装置(20)包括：
超声波换能器，用于对所述第一预处理产物进行辐照震荡；
油水分离组件，与所述超声波换能器连通，用于对辐照震荡后的所述第一预处理产物进行油水分离以得到所述第一水相产物和所述第一油相产物。
5.根据权利要求3所述的处理系统，其特征在于，所述离心分离设备(30)为三相卧螺离心机。
6.根据权利要求3所述的处理系统，其特征在于，所述生化-干化处理单元包括：
污水生化处理系统(40)，分别与所述超声破乳分离装置(20)和所述离心分离设备(30)连通，用于对所述第一水相产物和所述第二水相产物进行生化处理以得到化工污泥；
第二污泥储池(50)，与所述污水生化处理系统(40)连通，用于对所述化工污泥进行浓缩脱水以得到第二预处理产物；
干化设备(60)，与所述第二污泥储池(50)连通，用于对所述第二预处理产物进行干化处理以得到所述干化污泥。
7.根据权利要求1或2所述的处理系统，其特征在于，所述污泥热解单元包括：
污泥热解炉(80)，分别与所述破乳-离心分离单元和所述生化-干化处理单元连通，用于将所述脱水油泥和所述干化污泥热解以得到热解气；
冷凝分离单元(110)，与所述污泥热解炉(80)连通，用于将所述热解气冷凝以得到不凝气和冷凝液；
油水分离单元(120)，与所述热解气冷凝分离单元(110)连通，用于将所述冷凝液进行油水分离得到矿物油。
8.根据权利要求7所述的处理系统，其特征在于，所述污泥热解单元还包括：
惰性气体保护单元(90)，与所述污泥热解炉(80)连通，用于向所述污泥热解炉(80)中提供惰性气体；
排料单元(100)，与所述污泥热解炉(80)连通，用于排出热解后的油泥残渣。
9.根据权利要求7所述的处理系统，其特征在于，所述污泥热解单元还包括不凝气处理单元(130)，所述不凝气处理单元(130)与所述冷凝分离单元(110)连通。
10.一种含油污泥的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：
对含油污泥进行破乳处理，并对所述破乳处理的油相产物进行离心分离处理，以得到脱水油泥和待处理污水；
对所述待处理污水依次进行生化处理和干化处理，以得到干化污泥；
对所述脱水油泥和所述干化污泥进行热解。
11.根据权利要求10所述的处理方法，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的处理系统，所述处理方法包括以下步骤：
将所述含油污泥通入所述处理系统中的破乳-离心分离单元，以对含油污泥进行破乳处理和离心分离处理得到脱水油泥和待处理污水；
将所述待处理污水通入所述处理系统中的生化-干化处理单元，以对所述待处理污水依次进行生化处理和干化处理得到干化污泥；
将所述脱水油泥和所述干化污泥通入所述处理系统中的污泥热解单元，以对所述脱水油泥和所述干化污泥进行热解。
12.根据权利要求11所述的处理方法，其特征在于，所述处理系统为权利要求3所述的处理系统，得到所述脱水油泥和所述待处理污水的步骤包括以下过程：
将所述含油污泥通入所述处理系统的第一污泥储池(10)中，以对所述含油污泥进行浓缩脱水得到第一预处理产物，优选第一污泥储池(10)的污泥固体表面负荷为25～80kg/m2.d，有效水深3～4.5m；
将所述第一预处理产物通入超声破乳分离装置(20)中，以对所述第一预处理产物进行破乳处理，得到第一水相产物和第一油相产物；
将所述第一油相产物通入离心分离设备(30)中，以对所述第一油相产物进行离心分离处理，得到第二水相产物、矿物油和脱水油泥；
所述第一水相产物与所述第二水相产物共同组成所述待处理污水。
13.根据权利要求12所述的处理方法，其特征在于，所述处理系统为权利要求4所示的处理系统，得到所述第一水相产物和所述第一油相产物的步骤包括：
利用所述超声破乳分离装置(20)中的超声波换能器对所述第一预处理产物进行辐照震荡，优选超声破乳的频率为20～60kHz，单位体积功率为25～200kW/m3，超声辐照时间在1.5h以内；
利用所述超声破乳分离装置(20)中的油水分离组件对辐照震荡后的所述第一预处理产物进行油水分离，优选所述油水分离组件的气水比控制在3～15:1，优选采用浮选工艺强化所述油水分离，更优选所述浮选工艺选自涡凹气浮、溶气气浮和电气浮中的任一种。
14.根据权利要求12所述的处理方法，其特征在于，所述离心分离设备(30)为三相卧螺离心机，优选控制所述离心分离设备(30)的转速为1500～3500rpm，优选在所述离心分离设备(30)的入口投加絮凝剂，更优选所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。
15.根据权利要求11所述的处理方法，其特征在于，采用热水干化法进行所述干化处理，优选控制所述干化处理的工作压力为0.6～5MPa，热水温度为80～90℃。
16.根据权利要求11所述的处理方法，其特征在于，将所述脱水油泥和所述干化污泥通入热解炉中进行所述热解，优选所述热解炉的反应温度为450～650℃，工作压力为-100～-50Pa，炉内氧气浓度控制在3～5％。
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