叠螺式污泥脱水技术在石油化工领域的应用

李玲

同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海 200092

叠螺式污泥脱水技术在石油化工领域的应用

李玲

同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海 200092

叠螺式污泥脱水系统技术具有良好的经济、环境、社会效益，目前已在多家石油化工行业企业得到推广应用，鉴于运行过程总结的经验，该系统在石油化工领域具有非常良好的应用前景。

叠螺式污泥机；石油化工

1 叠螺式污泥脱水机的起源与发展

螺旋过滤机又称螺旋挤压脱水机，二十世纪六十年代首先出现于德国，随后前苏联、瑞典、美国等国家也相继制造该种过滤机，并最早应用在榨油和鱼肉磨碎后的碎肉压榨脱水、鱼、虾废料过滤中，近年来更是在污泥脱水以及其它工业流程脱水等领域得到了广泛的应用。

随着螺旋过滤技术的发展，为了避免出现堵塞的问题，上世纪七十年代在德国等欧洲国家出现了一种相对新型的滤网结构，如栅条滤网结构、动定环过滤结构等。其中动定环结构滤网就是在螺旋轴上套满多重环片，所套环片分两种：固定环片和活动环片。固定环与活动环相互间隔，具有一定过滤间隙，通过活动环与固定环环片间物料的摩擦，对物料挤出产生促进作用大于阻碍作用的摩擦力，从而提高物料的过滤分离效果，避免了高黏度物料的堵塞现象。

例如德国的达姆施塔特工业大学、FAN公司及美国的LYCO公司生产的适用于渔业、农场等领域的动定环滤网结构螺旋过滤设备——叠螺式污泥脱水机雏形开始推出，能很好地避免因堵塞产生的问题，并因此在渔业、食品业发达的日本、韩国等国家开始得到推广。

近年来，叠螺式污泥脱水机在我国也得到了发展、创新和普及，由于叠螺式污泥脱水机易分离，不堵塞的特点，目前已广泛应用在包括石油化工领域在内的众多领域。

2 石油化工污泥特性及脱水现状

2.1 石油化工污泥来源

石油化工领域中的污泥主要是指在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物。原油开采过程中产生的含油污泥主要来源于地面处理系统，采油污水处理过程中产生的含油污泥；油田里面的接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥、轻烃加工厂、天然气净化装置清除出来的油沙、油泥，钻井、作业、管线穿孔而产生的落地原油也会产生含油污泥；污水处理产生的“三泥”主要包括隔油池（罐）底泥、浮选池浮渣以及生化池剩余活性污泥等。

2.2 石化污泥的特性

含油污泥体积庞大，若不加以处理直接排放，不但占用大量耕地，伴有恶臭气体产生，而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染。污泥中还含有大量的病原菌、寄生虫（卵）、铜、锌、铬、汞等重金属，盐类以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物质。其中油田含油污泥已被列为危险固体废弃物，纳入危险废物进行管理。

而石油化工污泥含油污泥种类繁多、性质复杂，且含油量较高、乳化严重，颗粒细、黏度大，因此传统污泥脱水设备难以脱水处理。

2.3 石油化工污泥脱水现状

石油化工领域污泥脱水一般采用板框压滤机、带式压滤机、离心脱水机等设备[1]。但这些设备在石油化工领域分别有各自的不足之处：

板框压滤机不能连续运行、滤布被含油污泥附着堵死，压滤效率低；带式压滤机易堵塞，清洗用水量极大，滤布难清理，压滤效率低；离心式脱水机则分离效果差，能耗高，且噪音比较大，工作环境差。

因此，对于具有特殊性质如黏度大或者油性大的含油污泥脱水，上述3种压滤机均难以有效解决。

随着国家对环保的要求越来越严格，含油污泥无害化、减量化、资源化处理技术正成为污泥处理技术发展的必然趋势。石油化工领域的含油污泥脱水亟待采用更为先进设备技术解决。

3 以叠螺式污泥脱水机为核心的石化污泥脱水技术

3.1 叠螺式污泥脱水设备

叠螺式污泥脱水机的主体由多重固定环、游动环和螺旋轴构成过滤单元，机器结构紧凑、操作方便，运行稳定。

图1 叠螺式污泥脱水机结构原理图

脱水机本体主要是由过滤体和螺旋轴所构成，过滤体又分浓缩和脱水两部分。当污泥进入滤体后，利用固定环、游动环的相对游动，使滤液通过叠片间隙快速向外排出，迅速浓缩，污泥向脱水部推移，当污泥进入到脱水部时，在滤腔内的空间不断缩小，污泥内压不断增强，再加上出泥处背压板的背压作用，使其达到脱水，干泥不断排出机外。

叠螺式污泥脱水机采用动定环取代滤布，在螺旋轴的旋转作用下，活动板相对于固定板不断错动，从而实现了连续的自清洗过程，避免了传统脱水机普遍存在的堵塞问题。

此外，叠螺式污泥脱水机的动定环结构对过滤间隙流体速度的影响是随物料的黏度变化的，物料黏度增大，动定环结构对流速的增加作用越显著，脱水效果更为明显。因此叠螺式污泥脱水机抗含油污泥能力强，易分离、不堵塞。而且无需外加水进行高压冲洗，清洁环保，无臭气，无二次污染，且具有自清洗功能，特别适用于石油化工行业黏性污泥的压滤脱水[2]。

图2 运行中的叠螺式污泥脱水机

3.2 石化行业专用叠螺式污泥脱水设备技术

针对石化行业含油污泥含油量较高、黏度大、颗粒细、难以脱水等特点，国内部分企业自主创新研发了石化行业专用叠螺式污泥脱水机，同时推出了以TECHASE 叠螺式污泥脱水机作为核心设备的石油化工行业含油污泥脱水处理系统解决方案。并具有如下特点：

采用石化行业专用螺旋轴，适合石化行业黏性物料的推流特点；

增强性驱动系统，满足含油泥渣较大的驱动力要求；

动定环采用更高防腐性能材料，适应石化行业氯离子高的运行环境；

设备整体达到EXIIBT4的防爆等级，满足石化行业严格的防爆要求；

针对海上石油平台设计的集装箱式设备系统；

采用含油污泥专用絮凝加药槽，克服石化污泥难絮凝，易沉降的特点；

采用专有的絮凝剂技术降低含油污泥比阻；

占地面积小，脱水效率高。

图3 絮凝状态下的含油污泥与脱水处理后的含油污泥

TECHASE 叠螺式污泥脱水技术目前已在齐鲁石化、中海油海上平台含油污泥脱水、大庆油田、淄博齐翔腾达等石化行业重点企业得到了应用。

4 小结

（1）实际运行表明，叠螺式污泥脱水系统技术运行稳定，效果良好，一般含油污泥脱水后含水率可达75%～80%，克服了带式脱水机、板框式压滤机易堵塞、离心机难以分离等缺点，最大限度地满足了污泥无害化、减量化、资源化处理的要求。不仅能较大程度地降低了脱水、运输、后续干化、焚烧处置等环节的费用，而且可确保污水处理的达标排放或回用。

（2）叠螺式污泥脱水系统技术具有良好的经济、环境、社会效益，目前已在多家石油化工行业企业得到推广应用，鉴于运行过程总结的经验，该系统在石油化工领域具有非常良好的应用前景。

[1]李文岩．螺压脱水机与带式压滤机的比较[J]．工业用水与废水，2007，38(4)：112～113．

[2]潘咸峰， 邹宗海， 黄斌等．叠螺式污泥压滤机在橡胶生产废水处理中的应用[J]．工业用水与废水，2011，42(1)：70～76．

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.016