含油污泥离心处理技术研究进展

邵鲁华，郭 铁，施 岩，吉豪杰

（1. 辽宁石油化工大学, 辽宁 抚顺 113001； 2. 中国石油抚顺石化公司大乙烯，辽宁 抚顺 113001）

含油污泥，根据来源不同可分为罐底泥、浮渣泥、落地泥。这些污泥成分复杂，并伴随恶臭和毒性，中国政府已意识到解决污泥问题的重要性，于"十二五"开局之初发布了《关于进一步加强污泥处理处置工作组织实施示范项目的通知》，要求各地有关部门高度重视污泥处理处置工作。根据政府规划，“十二五”期间我国污泥处理处置设施建设投资将达347亿元。本文介绍了含油污泥的离心处理法，以期为相关研究提供参考。

1 调质-离心分离技术

调质-离心处理含油污泥是向含油污泥中添加化学药剂，并通过乳化、氧化作用以及物理破碎作用，把原油从含油污泥表面剥离下来。含油污泥的调质-机械分离处理属于传统的含油污泥处理，国外在这一方面的技术已经相当成熟，开发了一系列新型高效的化学调制用高分子絮凝剂，根据污泥的性质选择不同的絮凝剂，在脱水时应用各种添加剂来调节污泥，从而提高污泥脱水性能；在脱水设备上，淘汰了真空转鼓过滤机，取而代之的是处理效率高的带式压滤机和离心机。

1.1 絮凝剂调质-离心分离技术

张瑜瑾等［1］采用化学法污泥系统脱稳-机械分离法, 结合固液离心分离技术, 对含油污泥进行絮凝处理。试验结果表明, 采用螺旋离心机处理后的污泥中含油0.3%, 污泥可作为农用污泥直接排放,其平均分离效率为98.38%。金一中等[2]进行了对含油污泥离心脱水的批量处理和连续处理的研究。实验表明, LWD-430 卧式螺旋离心机, 当离心速度在1 200～1 400 r/min之间, 处理量在1～3 m3/h之间,差转速为20 r/min时, 离心液体积和COD均达到最佳状况。Iritani 等[3]也做了利用离心法分离油水混合物的研究，效果明显。在这种技术中，通过对含油污泥进行加温、投加化学药剂调质等预处理，可有效降低含油污泥的黏性。投加有机高分子絮凝剂，可使高度分散的污泥颗粒、油珠或乳化油发生电中和、网联架桥，使污泥颗粒间发生凝聚，从而改善其固液分离性能，加速固液分离。但是，由于离心机中的固体含量影响污泥处理效果，所以该方法的油泥处理量较低。杨洪波等[4]研究了转筒式离心机对含油污泥的处理，结果发现，H2S含量控制在3 mg/m3以下，保证了人员的安全；阳离子聚丙烯酰胺（分子量 >115×106）絮凝效果较好。郝超磊等[5]对柳一联含油污泥处理工艺离心脱水部分进行了研究，结果表明，当卧螺离心脱水机转速为2 500 r/min, 处理量为25～30 m3/h时，对整个工艺来说会收到比较好的结果，此时含水率下降到75%～80%，体积减少10～20 倍，含油率小于20%。刘喜辉等[6]发现本钢1 700 mm热连轧汕膜轴承机械漏油严重,含油污泥原工艺无法处理, 并通过试验探索了离心处理含油污泥的可行性，结果表明，在离心时间为3 min, 转速3 000 r/ min,已取得满意效果。魏东[7]对炼油厂浮渣泥和油泥处理方法进行了研究，在调质的基础上进行离心分离。结果表明：含油污泥加入絮凝剂离心后脱水率可以达到80%～90%，并确定了最佳絮凝剂为520型阳离子型聚丙烯酰胺和2000型非离子型聚丙烯酰胺以及最佳加药量为250～300 mg/L。李旭升[8]等对独山子石化公司原有石化污泥处理工艺进行了改进，对影响离心脱水效果的因素进行了分析。结果表明：最佳处理量为8.4～12.8 m3/h，离心转速为3 330 r/min,最佳聚丙烯酰胺加入量为3～8 kg/t,最佳差速为16～25 r/min。郭增民[9]等发明了一种橇装含油污泥脱水装置，此发明在离心装置前设置加药箱。结果表明：在投加絮凝剂离心后脱水后的污泥含水率小于80%。

1.2 油泥分散剂絮凝剂调质-离心分离技

余兰兰[10]研究了调质－机械分离技术处理含油污泥的效果，研究表明，复配调质混凝最佳条件是，固液比为1∶4，T=50 ℃，SP（破乳剂）量20 mg /L，t（搅拌时间）=5 min，明矾和CPAM分别为40、2 mg/L 。在最佳条件下，离心转速2 500 r/min，t（离心时间）=20 min时，大庆油田含油污泥的脱油率达到90%以上。刘光全等[11]针对某炼厂难处理含油污泥进行了离心实验,结果表明，在2 000 r/min下离心分离20 min，含油污泥的原油回收率达90%,油回收利用, 水相重复使用或排入污水处理场,固相达标或掩埋。完石光[12]对锦西石化含油污泥进行分析和研究，根据含油污泥黏度大、固液难分离的特点，通过对含油污泥进行化学调质，运用卧螺式两相离心机进行离心分离。结果表明：泥渣温度为70～75℃；进料量为3～5 m3/h；絮凝剂浓度为0.25%；絮凝剂量为350～450 L/h；破乳剂量为100 L/h；离心机差转速为 3～4 r/min。王毓仁等[13]做了絮凝剂筛选和添加助剂粉焦对含油污泥进行调质改性的实验,结果表明，当含油污泥密度大于1.008 g/cm3、含油小于3%时，加入20 µg/g CPAM-2絮凝剂调质, 可以顺利进行离心脱水，当密度略小于1 g/cm3时，加入1.5%粉焦调质, 可以明显改善离心脱水效果。于莹[14]运用卧螺式两相离心机对锦西石化含油污泥进行离心分离，实验测得离心机的差转速为3～5 r/min，离心机处理量在3～5 m3/h时，分离液的含油量为88.34%。刘志林等[15]对锦西石化含油污泥进行离心分离研究，结果表明，最佳工艺条件为：离心机转筒转速3 265～3 266 r/min，离心机差转速3～4 r/min，进料量3～5 m3/h，此时分离液含油可达88%。黄永港等[16]利用调质和离心分离技术处理油罐底含油污泥，结果表明，污泥中的碳氢化合物回收率达到94.5%，回收油可以达到回炼要求，污水达到排放污水处理场要求,污泥量减至原来的12.2%。黄松等[17]研发了一种针对油田含油污泥的综合处理新工艺，结果表明：当pH为7～12，加入破乳剂和絮凝剂后进行离心，处理后的含油污泥含油量小于2%，含水量小于60%。Yu. S. Berdin[18]等对含油污泥离心分离技术进行了研究，在离心之前添加破乳剂和絮凝剂。结果表明：含油污泥脱油率可以达到90.6%。

1.3 比重剂絮凝剂调质-离心分离技术

孙喜鹏等[19]从工作原理工艺流程和运行成本方面对叠螺脱水机与离心脱水机进行了比较分析，结果发现，叠螺脱水机适用于含油污泥主要成分是浮渣的脱水，可以实现低浓度污泥的脱水，螺旋轴转速低，省电，噪音小，但不适用于含较大硬度颗粒，尤其是含大量砂石大的金属类物质的污泥脱水；离心脱水机适用范围广，但螺旋轴旋转速度高，电耗大，噪声大，振动剧烈，运行成本高。杨君[20]研发了一种新型高效油水分离剂及处理污泥的方法，选用为磺酸铝和氯化钙为比重剂，选用聚丙烯酰胺为絮凝剂用离心脱水的方法对含油污泥进行处理。结果表明:油的分离率可达75.01%(wt)，处理后污泥含油率为9.71%(wt)。廖远威[21]等对炼油厂三泥进行了离心机脱水的工业试验，在离心之前投加了精制石灰粉（比重剂），PAC（絮凝剂）。结果表明：处理后泥渣含水率平均为68.5%。Zhou Li-kun[22]等对调质-离心法进行了研究，他们在离心之前投加比重剂以增强离心效果，并对离心参数以及出水COD进行了探究。结果表明：当离心速度在1 200～1 400 r/min之间时，出水COD满足小于2 000 mg/L的标准。

2 超声波-调质-离心分离技术

萃超声波-离心分离技术就是在调质离心分离的基础上辅助以超声波破乳技术的一种新的含油污泥处理技术。

里群[23]等研发了一种含油污泥处理方法和系统，此系统在泥渣处理器中采用超声波技术。结果表明：在超声波空化作用下，泥渣所含的油充分的从固体表面析出，并浮在物料的上层，从泥渣处理器排放的废渣中，油的含量低于8%的重量比，通常低于4%的重量比。李继风[24]发明了一种含油污泥处理装置，该装置在调质离心设备前安装了一个超声波脱稳池。结果表明：超声波脱稳的最佳温度为50℃，处理后的污泥含油量小于2%，最终污泥含水率小于10%，处理后原油含水率小于30%。周利坤[25]研发了一种油罐油泥清洗及处理系统，油泥处理设备包括搅拌机，超声波破乳设备，离心机和超滤系统以及油泥储放池，泥池，离心储液槽，浓缩池和滤液池。结果表明：该系统能对含油污泥进行有效处置。李继风[26]对之前含油污泥处理装置进行了改进，发明了一种含油污泥无害化处理装置，采用超声波脱稳辅助离心分离技术。结果表明：处理后水中含油量小于1 000 mg/L，悬浮固体含量小于50 mg/L，最终达到了含油污泥减量化，无害化，资源化的目的。王丹[27]研究了调质-机械分离的调质剂对大庆油田含油污泥的分离效果，结果表明，SP（破乳剂）20 mg/L、ALPO 40 mg/L、CPAM 2 mg/L，脱油率达到90.96%。王志勇[28]应用气浮超声脱稳与调质离心分离结合工艺对落地油泥和罐底油泥进行了处理。结果表明：在20～25 min，50 ℃含油污泥超声处理去除率最高，并确定了最佳离心转速为2 200 r/min，最终离心分离后泥中油含量≤2%，离心出口污水油含量不大于1 000 mg/L，悬浮固体含量不大于150 mg/L。Zhou Li-kun[29]对调质-离心分离技术进行了创新，采用超声波辐射破乳技术来处理含油污泥。结果表明：在进行超声波破乳时最佳温度为60 ℃，声强为 1 W·cm-2, 时间 4～5 min；在进行离心操作时最佳转速为3 000 r/min, 离心时间为12 min。

3 溶气气浮-调质-离心分离技术

溶气气浮-离心分离技术就是在离心分离的基础上辅助以溶气气浮分离技术的含油污泥处理技术。李华等[30]针对在污泥脱水生产过程中带式压滤机不能处理油泥并且滤液悬浮物较高的问题，采用离心脱水机与溶气气浮机组合的工艺，结果表明，当螺旋差转速控制在3～5 r/min,进泥泵流量为25～30 m3/h ,PAM配比质量分数为0.1%，很好地平衡了污泥处理量与泥饼含水率，实现了优化运行。孙庆伦[31]发明了一种含油污泥处理及利用装置，此装置利用溶气罐对加药后的含油污泥进行溶气浮选处理，再利用离心机进行脱水处理。结果表明：应用此装置处理含油污泥可以达到含油污泥中油成分和固体回收利用的目的。周洪山[32]等发明了一种落地油泥热化学处理方法，结果表明：在70 ℃左右酸性破乳气浮与离心分离作用下油泥中石油类浮选的目的。孙根行[33]发明了一种两步法资源化处理工艺，该工艺把气浮分离与离心分离相结合。结果表明：该工艺能够有效地实现含油污泥油水泥三相分离的目的。高津育[34]研发了一种空化气浮三相分离工艺与离心分离工艺相结合无污染含油污泥净化处理方法，结果表明：该方法能够有效地解决含油污泥乳化程度高的难题。

4 调质-离心-干化分离技术

调质-离心-干化分离技术就是在离心分离的基础上辅助以干化技术的一种含油污泥处理技术。王占生[35]研发了一种含油污泥处理方法，经离心脱水后的污泥输送至蒸汽喷射污泥处理系统进行干化处理。结果表明：在最佳工艺条件下，含油污泥脱水率可以达到98.7%，脱油率可以达到95.5%。刘发强[36]针对炼油厂污水处理过程中产生的含油污泥发明了一种含油污泥处理工艺，污泥在离心脱水后进行干化处理，破坏含油污泥中水油固稳定体系。结果表明：最佳干化温度为110～210 ℃，压力为50～80 kPa(绝压)；处理后的焦块含水率为1.2%。

5 结 论

含油污泥的生物处理技术一般具有处理周期长，对工艺条件要求比较严格的特点，筛选能高效降解石油烃的微生物已成为制约此方法发展的瓶颈。离心处理技术是物化方法当中比较重要的一种具有操作简便，处理周期短的优势，并且在去油率方面也普遍高于生物反应器法与生物强化法。最重要的是，分离出来的油可以作为原油加以回收。笔者建议，今后需要围绕以下几个方面开展工作：开发了一系列新型高效的化学药剂和药剂配方、改良传统工艺、研发更有效的离心设备。

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