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叠螺式脱水机在含油污泥脱水中的应用
发布:dewater123   浏览:720次

近几年,中石油在两伊地区(伊朗和伊拉克)不断拓展海外业务,油田地面工程建设项目快速增长。污水处理系统在地面工程建设中占有非常重要的地位,含油污泥处理系统是其中必不可少的一部分。含油污泥一般是由油包水和水包油型乳状液以及悬浮固体组成,油泥的颗粒细小,呈絮凝体状;和水的密度差较小、含水率较高、持水力较强。另外,由于污水处理系统中使用了大量的化学药剂,导致含油污泥成分复杂,污泥乳化严重,难以沉降;并且容易腐败,产生恶臭,污染空气,对环境 造成极大危害。随着环保要求日益严格,含油污泥无害化、减量化、资源化成为必然的发展趋势,而污泥脱水是污泥最终处置的前提。降低污泥的含水率可以降低后续污泥处理的设备负荷和处理难度,明显减少后续处置费用。奥兰治的环保部门研究表明,污泥的含水率在78%以下时,每降低一个百分点每吨污泥的后续处理减少1美元以上[1],因此寻求一种低成本、低能耗、脱水效率高的污泥脱水技术及设备非常重要。 目前国内外常用的含油污泥机械脱水设备主要 摘要:为了确定伊拉克某油田污水处理站含油污泥处理设备,对比分析了板框式压滤机、带式压滤机、离心式脱水机和叠螺式脱水机等常用含油污泥机械脱水设备的技术特点和应用范围,并对叠螺式脱水机实际运行情况进行了现场调研。分析和现场调研结果表明,叠螺式脱水机集污泥浓缩和脱水于一体,具有出泥含水率低、占地面积小、易分离、不堵塞,可以实现自清洗,可用于低浓度污泥等特点,叠螺式脱水机简化了油田污泥处理工艺流程,降低了地面工程建设投资及运行成本,是含油污泥进行脱水的较好选择。介绍了伊拉克某油田污水处理站含油污泥叠螺式脱水机的选型设计。 关键词:叠螺式污泥脱水机;机械脱水;

Applicationofscrewpressfilterforoilysludgedewatering ZInordertofindsuitableoilysludgetreatmentequipmentforaproducedwatertreatmentstationofanoilfieldinIraq,thecharacteristicsandapplicationscopeofwidelyusedmechanicaldewateringequipmentsincludingplateandframefilter,beltpressfilter,decantercentrifugesandscrewpressfilterwerecomparedandanalyzed,andtheapplicationconditionofscrewpressfilterwasinvestigatedatsite.Theresultsoftheanalysisandsitesurveyshowedthat,screwpressfilterwasanintegratedequipmentwithfunctionsofconcentratinganddewatering,whichcharacterizedbylowwatercontentoffiltercake,smalloccupiedarea,easytoseparate,noblocking,canrealizeself-cleaningandsuitabletolowconcentrationsludge.Screwpressfiltercansimplifyoilysludgetreatmentprocess,savethecostofengineeringconstructionandoperation,whichisabetterchoiceforoilysludgedewatering.ThetypeselectiondesignofscrewpressfilteradoptedintheproducedwatertreatmentstationofanoilfieldinIraqwasintroduced. Keywords:screwpressfilter;mechanicaldewatering;oilysludgedewatering 

叠螺式脱水机在含油污泥脱水中的应用

有板框式压滤机、带式压滤机、离心式脱水机和叠螺式脱水机。本文通过对常用的污泥脱水设备进行深入的分析对比,结合大庆油田、海拉尔油田以及辽河油田污泥处理的现状调研,针对伊拉克某油田的含油污泥性质,设计选用了叠螺式污泥脱水机。 1含油污泥机械脱水设备类型及工作原理国内外常用的脱水机械设备主要有:板框式压 滤机、带式压滤机、离心式脱水机和叠螺式脱水机等。 1.1板框式压滤机 板框压滤主要以过滤介质两面的压力差作为推 动力,使污泥中的水分强制通过,固体颗粒截流在滤布上,从而实现脱水的目的。板框压滤机主要由凹入式滤板、框架、自动-气动闭合系统、侧板悬挂系统、铝板震动系统、空气压缩装置、滤布高压冲洗装置及机身一侧光电保护装置等构成[2]。板框压滤机工作流程包括压紧滤板、进料、滤饼压榨、滤饼洗涤、滤饼吹扫和卸料。首先污泥通过污泥泵在一定的压力下由进料孔进入到各个滤室,通过液压-气动装置压紧滤板,污泥被截留在滤室中,并逐步在滤布表面形成滤饼;滤液则通过板框上的出水孔排出;随着过滤的进行,开始滤饼过滤,泥饼厚度逐渐增加,直至充满整个滤室;过滤完毕可通入清洗水洗涤滤渣,洗涤后可通入压缩空气,去除剩余的洗涤液;然后打开压滤机卸除滤饼,清洗滤布,重新压紧板框,开始下一个工作循环。 板框式压滤机可过滤固相粒径在5μm以上、固相质量分数在0.1%~60.0%的悬浮液,粘度大或胶体状的难过滤物料以及对滤渣质量要求较高的物质。进泥浓度适应性强,进泥含水率要求一般在 97%以下;出泥含水率一般在65%~75%之间[2], 与其它类型污泥脱水机相比,滤饼含固率最高。絮凝剂投加量小,甚至可以不投加药剂。 大庆油田联合站采用全自动箱式板框压滤机,构造简单,适用于各种性质的污泥,且形成的滤饼含水率低,基本达到理想的泥饼含水率(小于或等于70%)。但只能间断运行,操作管理麻烦,滤布容易堵塞且需要定期清洗更换,尤其含油量较高时不易形成滤饼[3]。辽河油田欢四联污水站也采用了箱式板框压滤机,根据现场调研,设备每天运行4 h,一次排泥量1~2m3,滤布每2个月更换1次。 虽然采用箱式,工作环境仍然较差。 1.2带式压滤机 带式压滤机主要由滤带、辊压筒、滤带张紧系 统、滤带调偏系统、滤带冲洗系统和滤带驱动系统构成。带式压滤机脱水过程分为重力脱水、楔形脱水及压榨、剪切脱水3个阶段[4]。絮凝后的污泥输送到重力脱水区滤带上,在重力作用下去除自由水,形成不流动状态的污泥;经过重力脱水的污泥依靠上、下两条滤带本身的张力形成对污泥层的压榨和剪切,逐步挤压污泥,去除污泥层中的毛细水,以达到最大程度的泥、水分离,最后形成滤饼排出。滤带调偏系统由气缸、调整辊信号反气压、电气系统组成,用于调整由于滤带张力不均、辊筒安装误差、加料不均等造成的滤带跑偏[5],从而保证压滤机运行的连续性和稳定性;滤带清洗系统主要由喷淋器、清洗水接液盒和清洗罩等组成,用于高压清洗滤带,为下一次脱水过程做准备。带式压滤机进泥含水率一般在97.5%以下,出泥含水率一般在82%以下[2]。带式压滤机进入国内的时间较早,应用较广。 1.3离心式脱水机 离心式脱水机主要由转鼓和带空心转轴的螺旋 输送器组成。通过转鼓高速旋转产生离心力,利用固液密度差实现固液分离。污泥由空心转轴送入转筒后,在高速旋转产生的离心力作用下,甩入转鼓腔内。由于污泥的密度大,旋转过程中贴在转鼓内壁上,形成固体层;密度较小的水在固体内侧形成液体层。固体层的污泥在螺旋输送器的缓慢推动下输送至出口连续排出,液体则从堰口溢流排出脱水机[2,6]。离心脱水机具有污泥浓缩、脱水一体化处理功能,可实现全封闭连续脱水运行,其受进泥浓度变化的影响小,且污泥含固率高,出泥含水率一般为75%~80%[2]。 1.4叠螺式脱水机 叠螺式脱水机是一种新兴的污泥脱水设备,在 我国得到迅速发展、创新和普及。由于叠螺式脱水机具有泥水易分离,不堵塞的特点,目前已在陕西延长石油、山东胜利油田、大庆海拉尔油田等得到了成功应用。 叠螺式脱水机运用螺杆挤压原理,将污泥的浓缩和压滤脱水在一个筒内完成。污泥进入滤体后,螺旋轴旋转带动固定环、游动环相对游动挤压,使滤液从叠片间隙快速流出,实现迅速浓缩;随着螺


工业用水与废水 INDUSTRIALWATER&WASTEWATER Vol.46No.2Apr.,2015 脱水方式 脱水效果(泥饼含水率/%) 适用范围 运行稳定性 操作管理 板框式65~75 适用于无机污 泥的脱水易堵塞;间歇运行 需要定期清洗更换滤布,维护复杂,操作耗时1~3大 约为 叠螺式3~5倍较高离心式75~80适用范围广,适 用于黏度小、密度 差大的固液分离 运行稳定; 可以连续运行 操作较简单 3~6较小 约为叠螺式10倍 高 带式≤80 不适用于高含 油污泥 滤布易堵塞 和跑偏;连续 运行困难维修较复杂,需定期纠偏滤带3~6较大 约为 叠螺式3~5倍较低叠螺式75~80不适用于无机 污泥(如金属类污泥)可实现自清洗,不堵塞; 可连续运行 维护简单,操 作时间短 3~6小 小 低 运行成本 药剂量/(kg·t-1 [干泥]) 冲洗水量耗电量 综合 成本 工作环境 占地面积 有异味,环境 差;噪音、振动较 大大封闭式,无异味,环境好;噪音大,振动剧烈 较小密封性较差,有异味,环境较差;冲洗滤布声音大较大封闭式,基本无异味;噪音和振动较小

小表1 4种机械脱水技术对比 Tab.1Comparisonof4typesofmechanicaldewateringequipment 注:药剂投加量、冲洗水量以及耗电量因厂商及污泥性质差异较大,仅供参考。 旋轴不停地向前推进,污泥向脱水区推移,随着滤缝和螺距逐渐变小,滤腔内的空间不断缩小,污泥内压不断增强,再加上背压板的阻挡作用,使其实现脱水,脱水后形成泥饼排出[6-7]。叠螺式脱水机进泥含水率要求一般为95.0%~99.5%,出泥含水率一般为75%~80%[2]。 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。叠螺式脱水机抗油能力强,泥水易分离,清洁环保,无臭气,无二次污染,特别适用于石油化工行业黏性污泥的脱水。 1.5常用的脱水机械设备比较 上述几种污泥机械脱水技术对比见表1。 通过以上对比可知,对于含油污泥,带式压滤机滤布容易堵塞,且密封性较差,有异味,操作维护复杂,而叠螺式脱水机集污泥的浓缩和脱水于一体,冲洗水量小、电耗低、操作维护简单,可连续运行。综合考虑,叠螺式脱水机是含油污泥脱水的较好选择。 2叠螺式脱水机应用实例 叠螺式脱水技术最早应用在渔业和食品行业, 近年来逐渐发展和应用于石油和化工领域,并针对含油污泥粘性大、高含氯的腐蚀性运行环境不断完善和创新,目前已在齐鲁石化、中海油海上平台、大庆油田、胜利油田等国内石油石化行业得到了初步应用[8]。 海拉尔油田联合站含油污泥处理原采用沉降罐排泥进入储泥池,上清液进行回收的工艺。大量油泥露天置于储泥池中非常容易产生腐坏和恶臭,污染空气和周围土壤环境,受气候影响,冬季无法运行,并且上清液回收导致污泥重新进入污水处理系统,造成恶性循环,出水水质不达标。为解决上述 问题,德一联和乌东联合站采用撬装叠螺式脱水机对污水回收池中的含油污泥进行处理,运行监测结果表明,污泥加药量为300mg/L,脱水前污泥含水率为97%~99%,泥饼含水率为71%~86%,容易成型装袋,脱出污水清亮透明。污泥处理后,污水中乳化泥层消失,降低了污水处理难度,出水水质明显改善,同时降低了环境污染[9]。 潘咸峰等[10]将叠螺式脱水机应用于某橡胶生产废水处理系统剩余活性污泥的处理,处理能力为 3~4m3/h,采用高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM),投加量为50~60mg/L,泥饼含水率约为86%,满 足外运处置要求。应用结果表明叠螺式脱水机对化工废水产生的剩余活性污泥具有很好的适应性,并达到较好的脱水效果;克服了采用常规压滤机容易堵塞、滤布难清理,或者噪声大、能耗高的问题。 上述工程应用表明叠螺式脱水机适用于常规脱水机难以处理的粘度大或者含油的污泥,因其优异的性能,在伊拉克某油田污水处理站污泥处理系统设计中选用了该设备

立丰-叠螺机 (1)