申请日2010.09.30
公开(公告)日2011.05.04
IPC分类号B09B3/00; C10G53/02; B09B5/00
摘要
本发明提供一种含油污泥资源化、无害化综合处理工艺。其过程分为四步：第一步含油污泥预处理，含油污泥经加水、加热和搅拌后成为流化污泥，并在不锈钢筛网中对其进行分选;第二步含油污泥的调质，向经过分选的流化污泥中添加破乳剂和絮凝剂对含油污泥进行调质;第三步含油污泥的三相离心分离，分离出的油进入油水分离系统回收原油，分离出的水输送至含油污泥预处理步骤中循环使用，分离出的剩余含油污泥以及油泥预处理中分选出的固体杂质和浮渣经干燥后进入回转窑焚烧炉;第四步剩余含油污泥与生物质混烧，剩余含油污泥及分选出的固体杂质和浮渣与生物质混合后在回转窑中进行高温焚烧处理，消除含油污泥的二次污染，并对高温烟气进行余热回收。
权利要求书
1.一种含油污泥综合处理方法，其特征在于含有以下工艺步骤：
(1)向含油污泥预处理池内同时加水和含油污泥，预处理池底部设有电加热管，当含油污泥和水的混合液液面高于电加热管后，电加热即开始运行;预处理池底部设有搅拌器，可对混合液进行充分搅拌匀化，使含油污泥变为流化污泥;
(2)经加水、加热和搅拌处理后得到的流化污泥由泥浆泵输入不锈钢筛网中，粒径大于5mm的固体杂质和浮渣被滤出，透过不锈钢筛网的流化污泥进入含油污泥调质池，定期对不锈钢筛网进行清渣处理，清除出来的大块固体杂质和浮渣在自然条件下风干，使其含水率达到30～45%;
(3)通过加药装置向含油污泥调质池内加入破乳剂，含油污泥调质池底部同样设有电加热管和搅拌器，当含油污泥液面高于电加热管后，电加热即开始运行，加热温度65～80℃;搅拌器的搅拌强度为350～550r/min，搅拌时间为35～60min，使破乳剂与含油污泥均匀混合;
(4)经破乳处理的含油污泥输送至含油污泥输送管道，通过加药装置向含油污泥输送管道内投加絮凝剂，所述絮凝剂为共聚阳离子聚丙烯酰胺，使含油污泥与絮凝剂在管道内充分混合，絮凝剂的添加量为含油污泥重量的0.1～0.3%;
(5)絮凝后的含油污泥输送到三相卧式螺旋离心机进行油、水、泥三相分离，分离出的油进入油水分离系统以回收原油，油回收率可达75～90%;分离出的水由泵输送至含油污泥预处理池循环使用，多余的水经污水处理后无害化排放;分离出的固态或半固态剩余含油污泥其含水率一般在70～85%，含油率一般在2～8%之间;
(6)剩余含油污泥在进入下一步处理工序前需经干燥处理，由提升料斗将剩余含油污泥直接输送至桨叶干燥机中，干燥机的主轴上设有楔形空心桨叶，壳体设有中空夹套，空心桨叶和中空壳体夹套内通入传热介质，剩余含油污泥在桨叶干燥机桨叶的推动下不断向前运动，通过桨叶的翻转、搅拌，剩余含油污泥与干燥机的传热面接触并逐渐被干燥，在此过程中，剩余含油污泥的含水量由70～85%降至15～25%，干燥后的剩余含油污泥由出料口排出;
(7)经干燥处理的剩余含油污泥以及含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮 渣与生物质混合后在回转窑焚烧炉中进行高温焚烧，其中剩余含油污泥的添加比例为5～25%，含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮渣的添加比例为3～5%，生物质的添加比例为70～90%，焚烧温度1000～1200℃，剩余含油污泥以及含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮渣中含有的原油、病原菌、寄生虫以及其它有毒有害物质在高温下完全分解。
2.根据权利要求1所述的含油污泥综合处理方法，其特征在于步骤(1)所述的含油污泥与水的体积比为1∶1～1∶3，含油污泥与水的混合液的加热温度为45～55℃，搅拌器的搅拌强度为400～600r/min，搅拌时间为40～55min。
3.根据权利要求1所述的含油污泥综合处理方法，其特征在于步骤(3)所述的破乳剂为碳酸钠、硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯月桂基醚或上述两种或两种以上破乳剂的混合物，破乳剂的添加量为含油污泥重量的0.005～0.05%。
4.根据权利要求1所述的含油污泥综合处理方法，其特征在于步骤(6)所述的传热介质为导热油，由导热油余热锅炉对导热油进行循环加热，其热源来自于剩余含油污泥以及含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮渣与生物质在回转窑焚烧炉中混合燃烧产生的高温烟气，从桨叶干燥机中出来的尾气由旋风除尘器分离出固体颗粒物后进入冷凝器，水蒸汽在冷凝器中冷凝为液态水并被输送到含油污泥预处理池中循环使用，多余的水经污水处理后无害化排放。
5.根据权利要求1所述的含油污泥综合处理方法，其特征在于步骤(7)所述的焚烧后产生的灰渣可用做建筑、铺路材料或直接进行填埋处理，焚烧产生的高温烟气经旋风除尘器除尘后一部分进入导热油余热锅炉对导热油进行循环加热并用于剩余含油污泥的干燥，其余部分则进入余热锅炉进行余热发电，经余热回收后的低温烟气直接排放。
说明书
一种含油污泥资源化-无害化综合处理工艺
技术领域
本发明涉及资源与环境技术领域，具体地说是一种含油污泥中的原油回收和对分离出的固态或半固态含油污泥与生物质进行混烧相结合的含油污泥资源化、无害化综合处理工艺。
背景技术
含油污泥是石油开采、运输、炼制和含油污水处理过程中产生的固体废物，其主要成分是原油、水和泥，含油率通常在10～50%之间。据估计，中国年产含油污泥近300万吨，其中蕴含的原油资源约为60万吨左右。含油污泥中除了含有大量老化的原油、蜡质、胶体等物质外，还含有大量苯系物、酚类、蒽、芘、多氯联苯、二恶英等有毒、有害物质，此外含油污泥中还含有大量的病原菌、寄生虫，如不进行合理有效处理的话，不仅会浪费石油资源，而且会对环境造成严重污染。
近年来，随着国家环保法规标准要求的不断提高，环保执法力度不断加大，含油污泥的污染控制与资源化利用，已成为困扰石油石化行业的难题。含油污泥处理难度大，一般石油企业目前都是采取直接堆放的方法来暂存含油污泥，这样不仅占用了大量耕地，而且污染了环境，此外，含油污泥中的石油资源也未得到有效利用，造成了一定的经济损失。含油污泥处理原则与一般固废处理原则一致，即减量化、资源化和无害化。目前，含油污泥常用处理方法主要有调质-机械分离法、溶剂萃取法、焚烧法、生物处理法、焦化法和固液分离法等。溶剂萃取法可回收含油污泥中大部分石油资源，但同时存在处理流程长、处理成本高、技术不够成熟等问题;焚烧法处理含油污泥流程短、减容效果好，但是同时存在二次污染严重的问题;生物处理法一般周期较长;焦化法投资少，但涉及焦化装置的改造比较复杂，处理量少;固液分离法对于含油量高的污泥处理效果不佳，油回收率较低。由此可见，以往的方法在含油污泥的减量化、资源化和无害化处理方面存在不同程度的问题，而且由于含油污泥组成复杂，采用单一的处理方法往往达不到理想效果。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种含油污泥中的原油回收和对分离出的固态或半固态剩余含油污泥与生物质进行混烧相结合的含油污泥资源化、无害化综合处理工艺。此工艺不仅可以回收含油污泥中的大部分原油，而且通过将分离出的固态或半固态剩余含油污泥进行干燥后与生物质进行高温混烧的方式进一步消除含油污泥的二次污染，焚烧产生的高温烟气由余热锅炉进行余热回收。
本发明是通过以下技术方案实现的：其特征在于含有以下工艺步骤：
(1)向含油污泥预处理池内同时加水和含油污泥，预处理池底部设有电加热管，当含油污泥和水的混合液液面高于电加热管后，电加热即开始运行;预处理池底部设有搅拌器，可对混合液进行充分搅拌匀化，使含油污泥变为流化污泥;
(2)经加水、加热和搅拌处理后得到的流化污泥由泥浆泵输入不锈钢筛网中，粒径大于5mm的固体杂质和浮渣被滤出，透过不锈钢筛网的流化污泥进入含油污泥调质池，定期对不锈钢筛网进行清渣处理，清除出来的大块固体杂质和浮渣在自然条件下风干，使其含水率达到30～45%;
(3)通过加药装置向含油污泥调质池内加入破乳剂，含油污泥调质池底部同样设有电加热管和搅拌器，当含油污泥液面高于电加热管后，电加热即开始运行，加热温度65～80℃;搅拌器的搅拌强度为350～550r/min，搅拌时间为35～60min，使破乳剂与含油污泥均匀混合;
(4)经破乳处理的含油污泥输送至含油污泥输送管道，通过加药装置向含油污泥输送管道内投加絮凝剂，所述絮凝剂为共聚阳离子聚丙烯酰胺，使含油污泥与絮凝剂在管道内充分混合，絮凝剂的添加量为含油污泥重量的0.1～0.3%;
(5)絮凝后的含油污泥输送到三相卧式螺旋离心机进行油、水、泥三相分离，分离出的油进入油水分离系统以回收原油，油回收率可达75～90%;分离出的水由泵输送至含油污泥预处理池循环使用，多余的水经污水处理后无害化排放;分离出的固态或半固态剩余含油污泥其含水率一般在70～85%，含油率一般在2～8%之间;
(6)剩余含油污泥在进入下一步处理工序前需经干燥处理，由提升料斗将剩余含油污泥直接输送至桨叶干燥机中，干燥机的主轴上设有楔形空心桨叶，壳体设有中空夹套，空心桨叶和中空壳体夹套内通入传热介质，剩余含油污泥在桨叶干燥机桨叶的推动下不断向前运动，通过桨叶的翻转、搅拌，剩余含油污泥与干燥机的传热面接触并逐渐被干燥，在此过程中，剩余含油污泥的含水量由70～85%降至15～25%，干燥后的剩余含油污泥由出料口排出;
(7)经干燥处理的剩余含油污泥以及含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮渣与生物质混合后在回转窑焚烧炉中进行高温焚烧，其中剩余含油污泥的添加比例为5～25%，含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮渣的添加比例为3～5%，生物质的添加比例为70～90%，焚烧温度1000～1200℃，剩余含油污泥以及含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮渣中含有的原油、病原菌、寄生虫以及其它有毒有害物质在高温下完全分解;
步骤(1)所述的含油污泥与水的体积比为1∶1～1∶3，含油污泥与水的混合液的加热温度为45～55℃，搅拌器的搅拌强度为400～600r/min，搅拌时间为40～55min。
步骤(3)所述的破乳剂为碳酸钠、硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯月桂基醚或上述两种或两种以上破乳剂的混合物，破乳剂的添加量为含油污泥重量的0.005～0.05%。
步骤(6)所述的传热介质为导热油，由导热油余热锅炉对导热油进行循环加热，其热源来自于剩余含油污泥以及含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮渣与生物质在回转窑焚烧炉中混合燃烧产生的高温烟气，从桨叶干燥机中出来的尾气由旋风除尘器分离出固体颗粒物后进入冷凝器，水蒸汽在冷凝器中冷凝为液态水并被输送到含油污泥预处理池中循环使用，多余的水经污水处理后无害化排放。
步骤(7)所述的焚烧后产生的灰渣可用做建筑、铺路材料或直接进行填埋处理，焚烧产生的高温烟气经旋风除尘器除尘后一部分进入导热油余热锅炉对导热油进行循环加热并用于剩余含油污泥的干燥，其余部分则进入余热锅炉进行余热发电，经余热回收后的低温烟气直接排放。
本发明一种含油污泥资源化、无害化综合处理工艺，其过程分为四步：第一步含油污泥预处理，含油污泥经加水、加热和搅拌处理后成为流化污泥，并在不锈钢筛网中对流化污泥进行分选，去除大块固体杂质和浮渣;第二步含油污泥的调质，向经过分选的流化污泥中先后添加破乳剂和絮凝剂对含油污泥进行调质处理;第三步含油污泥的高速三相离心分离，经过调质的含油污泥进入三相卧式螺旋离心机进行油、水、泥三相分离，分离出的油进入油水分离系统以回收原油，分离出的水输送至含油污泥预处理步骤中循环使用，分离出的固态或半固态剩余含油污泥以及含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮渣经进一步干燥处理后送入回转窑焚烧炉;第四步剩余含油污泥与生物质混烧，干燥后的剩余含油污泥以及含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮渣与生物质混合后在回转窑焚烧炉中进行高温焚烧处理，彻底消除含油污泥的二次污染，并对焚烧烟气余热进行回收利用。
具体工艺如下：
(1)向含油污泥预处理池内同时加水和含油污泥，预处理池底部设有电加热管，当含油污泥和水的混合液液面高于电加热管后，电加热即开始运行;预处理池底部设有搅拌器，可对混合液进行充分搅拌匀化，使含油污泥变为流化污泥。其中，含油污泥与水的体积比为1∶1～1∶3，含油污泥与水的混合液的加热温度为45～55℃，搅拌器的搅拌强度为400～600r/min，搅拌时间为40～55min。
(2)经加水、加热和搅拌处理后得到的流化污泥由泥浆泵输入不锈钢筛网中，粒径大于5mm的固体杂质和浮渣被滤出，透过不锈钢筛网的流化污泥进入含油污泥调质池。需定期对不锈钢筛网进行清渣处理，清除出来的大块固体杂质和浮渣在自然条件下风干，使其含水率达到30～45%。
(3)通过加药装置向含油污泥调质池内加入破乳剂，所述破乳剂为碳酸钠、硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯月桂基醚或上述两种或两种以上破乳剂的混合物，破乳剂的添加量为含油污泥重量的0.005～0.05%。含油污泥调质池底部同样设有电加热管和搅拌器，当含油污泥液面高于电加热管后，电加热即开始运行，加热温度65～80℃;搅拌器的搅拌强度为350～550r/min，搅拌时间为35～60min，使破乳剂与含油污泥均匀混合。
(4)经破乳处理的含油污泥输送至含油污泥输送管道，通过加药装置向含油污泥输送管道内投加絮凝剂，所述絮凝剂为共聚阳离子聚丙烯酰胺，使含油污泥与絮凝剂在管道内充分混合，絮凝剂的添加量为含油污泥重量的0.1～0.3%。
(5)絮凝后的含油污泥输送到三相卧式螺旋离心机进行油、水、泥三相分离，分离出的油进入油水分离系统以回收原油，油回收率可达75～90%;分离出的水由泵输送至含油污泥预处理池循环使用，多余的水经污水处理后无害化排放;分离出的固态或半固态剩余含油污泥其含水率一般在70～85%，含油率一般在2～8%之间，仍然不符合国家规定的排放标准(《农用污泥中污染物控制标准》，含油率≤0.3%)，因此需经进一步处理以消除其危害。
(6)剩余含油污泥在进入下一步处理工序前需经干燥处理。由提升料斗将剩余含油污泥直接输送至桨叶干燥机中，干燥机的主轴上设有楔形空心桨叶，壳体设有中空夹套，空心桨叶和中空壳体夹套内通入传热介质，本专利采用导热油为传热介质，由导热油余热锅炉对导热油进行循环加热，其热源来自于剩余含油污泥以及含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮渣与生物质在回转窑焚烧炉中混合燃烧产生的高温烟气。剩余含油污泥在桨叶干燥机桨叶的推动下不断向前运动，通过桨叶的翻转、搅拌，剩余含油污泥与干燥机的传热面接触并逐渐被干燥，在此过程中，剩余含油污泥的含水量由70～85%降至15～25%，干燥后的剩余含油污泥由出料口排出。从桨叶干燥机中出来的尾气由旋风除尘器分离出固体颗粒物后进入冷凝器，水蒸汽在冷凝器中冷凝为液态水并被输送到含油污泥预处理池中循环使用，多余的水经污水处理后无害化排放。
(7)经干燥处理的剩余含油污泥以及含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮渣与生物质混合后在回转窑焚烧炉中进行高温焚烧，其中剩余含油污泥的添加比例为5～25%，含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮渣的添加比例为3～5%，生物质的添加比例为70～90%，焚烧温度1000～1200℃，剩余含油污泥以及含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮渣中含有的原油、病原菌、寄生虫以及其它有毒有害物质在高温下完全分解，焚烧后产生的灰渣可用做建筑、铺路材料或直接进行填埋处理，彻底消除含油污泥的危害。焚烧产生的高温烟气经旋风除尘器除尘后一部分进入导热油余热锅炉对导热油进行循环加热并用于剩余含油污泥的干燥，其余部分则进入余热锅炉进行余热发电，经余热回收后的低温烟气直接排放。
本发明的有益效果是：
(1)采用调质-三相离心分离的方法回收含油污泥中大部分的原油，油回收率可达75～90%，资源化效果好。
(2)三相离心分离以及剩余含油污泥干燥过程中产生的废水作为工艺水循环使用，不需要额外补充新鲜水。
(3)将剩余含油污泥以及含油污泥筛选工序中分离出的大块固体杂质和浮渣经干燥后与生物质进行混烧，焚烧后产生的灰渣用做建筑、铺路材料或直接进行填埋处理，可以彻底消除含油污泥的二次污染，而且焚烧产生的烟气余热得到高效利用，实现了含油污泥处理的资源化、减量化和无害化的目标，具有较好的社会效益、环境效益和经济效益。