疊螺式污泥脫水技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用

李玲

同濟大學(xué)建筑設(shè)計研究院（集團）有限公司，上海 200092

疊螺式污泥脫水技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用

李玲

同濟大學(xué)建筑設(shè)計研究院（集團）有限公司，上海 200092

疊螺式污泥脫水系統(tǒng)技術(shù)具有良好的經(jīng)濟、環(huán)境、社會效益，目前已在多家石油化工行業(yè)企業(yè)得到推廣應(yīng)用，鑒于運行過程總結(jié)的經(jīng)驗，該系統(tǒng)在石油化工領(lǐng)域具有非常良好的應(yīng)用前景。

疊螺式污泥機；石油化工

1 疊螺式污泥脫水機的起源與發(fā)展

螺旋過濾機又稱螺旋擠壓脫水機，二十世紀六十年代首先出現(xiàn)于德國，隨后前蘇聯(lián)、瑞典、美國等國家也相繼制造該種過濾機，并最早應(yīng)用在榨油和魚肉磨碎后的碎肉壓榨脫水、魚、蝦廢料過濾中，近年來更是在污泥脫水以及其它工業(yè)流程脫水等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

隨著螺旋過濾技術(shù)的發(fā)展，為了避免出現(xiàn)堵塞的問題，上世紀七十年代在德國等歐洲國家出現(xiàn)了一種相對新型的濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如柵條濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)、動定環(huán)過濾結(jié)構(gòu)等。其中動定環(huán)結(jié)構(gòu)濾網(wǎng)就是在螺旋軸上套滿多重環(huán)片，所套環(huán)片分兩種：固定環(huán)片和活動環(huán)片。固定環(huán)與活動環(huán)相互間隔，具有一定過濾間隙，通過活動環(huán)與固定環(huán)環(huán)片間物料的摩擦，對物料擠出產(chǎn)生促進作用大于阻礙作用的摩擦力，從而提高物料的過濾分離效果，避免了高黏度物料的堵塞現(xiàn)象。

例如德國的達姆施塔特工業(yè)大學(xué)、FAN公司及美國的LYCO公司生產(chǎn)的適用于漁業(yè)、農(nóng)場等領(lǐng)域的動定環(huán)濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)螺旋過濾設(shè)備——疊螺式污泥脫水機雛形開始推出，能很好地避免因堵塞產(chǎn)生的問題，并因此在漁業(yè)、食品業(yè)發(fā)達的日本、韓國等國家開始得到推廣。

近年來，疊螺式污泥脫水機在我國也得到了發(fā)展、創(chuàng)新和普及，由于疊螺式污泥脫水機易分離，不堵塞的特點，目前已廣泛應(yīng)用在包括石油化工領(lǐng)域在內(nèi)的眾多領(lǐng)域。

2 石油化工污泥特性及脫水現(xiàn)狀

2.1 石油化工污泥來源

石油化工領(lǐng)域中的污泥主要是指在石油開采、運輸、煉制及含油污水處理過程中產(chǎn)生的含油固體廢物。原油開采過程中產(chǎn)生的含油污泥主要來源于地面處理系統(tǒng)，采油污水處理過程中產(chǎn)生的含油污泥；油田里面的接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥、輕烴加工廠、天然氣凈化裝置清除出來的油沙、油泥，鉆井、作業(yè)、管線穿孔而產(chǎn)生的落地原油也會產(chǎn)生含油污泥；污水處理產(chǎn)生的“三泥”主要包括隔油池（罐）底泥、浮選池浮渣以及生化池剩余活性污泥等。

2.2 石化污泥的特性

含油污泥體積龐大，若不加以處理直接排放，不但占用大量耕地，伴有惡臭氣體產(chǎn)生，而且對周圍土壤、水體、空氣都將造成污染。污泥中還含有大量的病原菌、寄生蟲（卵）、銅、鋅、鉻、汞等重金屬，鹽類以及多氯聯(lián)苯、二惡英、放射性核素等難降解的有毒有害物質(zhì)。其中油田含油污泥已被列為危險固體廢棄物，納入危險廢物進行管理。

而石油化工污泥含油污泥種類繁多、性質(zhì)復(fù)雜，且含油量較高、乳化嚴重，顆粒細、黏度大，因此傳統(tǒng)污泥脫水設(shè)備難以脫水處理。

2.3 石油化工污泥脫水現(xiàn)狀

石油化工領(lǐng)域污泥脫水一般采用板框壓濾機、帶式壓濾機、離心脫水機等設(shè)備[1]。但這些設(shè)備在石油化工領(lǐng)域分別有各自的不足之處：

板框壓濾機不能連續(xù)運行、濾布被含油污泥附著堵死，壓濾效率低；帶式壓濾機易堵塞，清洗用水量極大，濾布難清理，壓濾效率低；離心式脫水機則分離效果差，能耗高，且噪音比較大，工作環(huán)境差。

因此，對于具有特殊性質(zhì)如黏度大或者油性大的含油污泥脫水，上述3種壓濾機均難以有效解決。

隨著國家對環(huán)保的要求越來越嚴格，含油污泥無害化、減量化、資源化處理技術(shù)正成為污泥處理技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。石油化工領(lǐng)域的含油污泥脫水亟待采用更為先進設(shè)備技術(shù)解決。

3 以疊螺式污泥脫水機為核心的石化污泥脫水技術(shù)

3.1 疊螺式污泥脫水設(shè)備

疊螺式污泥脫水機的主體由多重固定環(huán)、游動環(huán)和螺旋軸構(gòu)成過濾單元，機器結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便，運行穩(wěn)定。

圖1 疊螺式污泥脫水機結(jié)構(gòu)原理圖

脫水機本體主要是由過濾體和螺旋軸所構(gòu)成，過濾體又分濃縮和脫水兩部分。當污泥進入濾體后，利用固定環(huán)、游動環(huán)的相對游動，使濾液通過疊片間隙快速向外排出，迅速濃縮，污泥向脫水部推移，當污泥進入到脫水部時，在濾腔內(nèi)的空間不斷縮小，污泥內(nèi)壓不斷增強，再加上出泥處背壓板的背壓作用，使其達到脫水，干泥不斷排出機外。

疊螺式污泥脫水機采用動定環(huán)取代濾布，在螺旋軸的旋轉(zhuǎn)作用下，活動板相對于固定板不斷錯動，從而實現(xiàn)了連續(xù)的自清洗過程，避免了傳統(tǒng)脫水機普遍存在的堵塞問題。

此外，疊螺式污泥脫水機的動定環(huán)結(jié)構(gòu)對過濾間隙流體速度的影響是隨物料的黏度變化的，物料黏度增大，動定環(huán)結(jié)構(gòu)對流速的增加作用越顯著，脫水效果更為明顯。因此疊螺式污泥脫水機抗含油污泥能力強，易分離、不堵塞。而且無需外加水進行高壓沖洗，清潔環(huán)保，無臭氣，無二次污染，且具有自清洗功能，特別適用于石油化工行業(yè)黏性污泥的壓濾脫水[2]。

圖2 運行中的疊螺式污泥脫水機

3.2 石化行業(yè)專用疊螺式污泥脫水設(shè)備技術(shù)

針對石化行業(yè)含油污泥含油量較高、黏度大、顆粒細、難以脫水等特點，國內(nèi)部分企業(yè)自主創(chuàng)新研發(fā)了石化行業(yè)專用疊螺式污泥脫水機，同時推出了以TECHASE 疊螺式污泥脫水機作為核心設(shè)備的石油化工行業(yè)含油污泥脫水處理系統(tǒng)解決方案。并具有如下特點：

采用石化行業(yè)專用螺旋軸，適合石化行業(yè)黏性物料的推流特點；

增強性驅(qū)動系統(tǒng)，滿足含油泥渣較大的驅(qū)動力要求；

動定環(huán)采用更高防腐性能材料，適應(yīng)石化行業(yè)氯離子高的運行環(huán)境；

設(shè)備整體達到EXIIBT4的防爆等級，滿足石化行業(yè)嚴格的防爆要求；

針對海上石油平臺設(shè)計的集裝箱式設(shè)備系統(tǒng)；

采用含油污泥專用絮凝加藥槽，克服石化污泥難絮凝，易沉降的特點；

采用專有的絮凝劑技術(shù)降低含油污泥比阻；

占地面積小，脫水效率高。

圖3 絮凝狀態(tài)下的含油污泥與脫水處理后的含油污泥

TECHASE 疊螺式污泥脫水技術(shù)目前已在齊魯石化、中海油海上平臺含油污泥脫水、大慶油田、淄博齊翔騰達等石化行業(yè)重點企業(yè)得到了應(yīng)用。

4 小結(jié)

（1）實際運行表明，疊螺式污泥脫水系統(tǒng)技術(shù)運行穩(wěn)定，效果良好，一般含油污泥脫水后含水率可達75%～80%，克服了帶式脫水機、板框式壓濾機易堵塞、離心機難以分離等缺點，最大限度地滿足了污泥無害化、減量化、資源化處理的要求。不僅能較大程度地降低了脫水、運輸、后續(xù)干化、焚燒處置等環(huán)節(jié)的費用，而且可確保污水處理的達標排放或回用。

（2）疊螺式污泥脫水系統(tǒng)技術(shù)具有良好的經(jīng)濟、環(huán)境、社會效益，目前已在多家石油化工行業(yè)企業(yè)得到推廣應(yīng)用，鑒于運行過程總結(jié)的經(jīng)驗，該系統(tǒng)在石油化工領(lǐng)域具有非常良好的應(yīng)用前景。

[1]李文巖．螺壓脫水機與帶式壓濾機的比較[J]．工業(yè)用水與廢水，2007，38(4)：112～113．

[2]潘咸峰， 鄒宗海， 黃斌等．疊螺式污泥壓濾機在橡膠生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用[J]．工業(yè)用水與廢水，2011，42(1)：70～76．

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.016