兩套含油污泥脫水系統(tǒng)的應(yīng)用效果評價(jià)

李新宇 李向?qū)?田勝利

（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠）

氣田開發(fā)時(shí)，地層中的泥、砂伴隨著天然氣進(jìn)入地面天然氣集輸管道和氣田地層采出水處理系統(tǒng)， 隨后需送至天然氣凈化廠進(jìn)行凈化處理。 此時(shí)，天然氣集輸管道在例行清管過程、含醇地層水泄水池都會(huì)產(chǎn)生含油污泥。近年來，隨著國家環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格， 天然氣開發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部降本增效的壓力增大， 實(shí)施含油污泥減量化對保護(hù)環(huán)境、 降低企業(yè)運(yùn)行成本意義重大。

1 含油污泥特性分析

天然氣凈化廠的含油污泥經(jīng)取樣分析后可得： 含油率0.99%、 含水率90.90%、 含泥率8.11%。 根據(jù)含油污泥中含水率與流動(dòng)性的關(guān)系進(jìn)行判斷，認(rèn)定此種含油污泥呈流態(tài)狀，減量化潛力巨大。

2 含油污泥脫水處理

2.1 離心機(jī)脫水系統(tǒng)

離心機(jī)脫水系統(tǒng)主要由臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)（圖1）、加藥裝置、污泥螺桿泵和排水泵組成。 如圖2 所示，在污泥螺桿泵出口，質(zhì)量濃度為2‰的聚丙烯酰胺溶液（處理藥劑）與污泥混合，經(jīng)計(jì)量泵進(jìn)入離心機(jī)。 污泥送入離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓之后，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下被甩入轉(zhuǎn)鼓腔內(nèi)，污泥顆粒的密度較大，因而產(chǎn)生的離心力也較大， 被甩貼在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上形成固體層污泥，這些污泥在螺旋輸送器的緩慢推動(dòng)下，被輸送到轉(zhuǎn)鼓的錐端，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓周圍的出口連續(xù)排出；水的密度小，離心力也小，只在固體層內(nèi)側(cè)形成液體層，這部分液體則由堰溢流排至轉(zhuǎn)鼓外，匯集之后再排出離心機(jī)。 脫水后的干泥裝袋入庫，脫除的污水送入污水處理設(shè)施或者返回污泥池用來稀釋污泥［1］。

圖1 臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)

圖2 離心機(jī)脫水系統(tǒng)工藝流程示意圖

離心機(jī)脫水系統(tǒng)處理含油污泥600t （約566m3， 平均密度1 060kg/m3）， 脫水處理需耗時(shí)28d，合計(jì)215h。 脫水后產(chǎn)生泥餅約126t，體積量減少約79%。 根據(jù)離心機(jī)脫水系統(tǒng)進(jìn)料流量計(jì)累計(jì)計(jì)量的體積（1 680m3，包含重復(fù)處理部分）和有效運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間計(jì)算，該脫水系統(tǒng)每小時(shí)處理能力為7～8m3。

2.2 壓濾機(jī)脫水系統(tǒng)

壓濾機(jī)脫水系統(tǒng)由預(yù)處理單元（包括加藥裝置、 沉降罐、 污泥柱塞泵和排水泵， 總功率57.7kW）和板框壓濾機(jī)組成。 如圖3 所示，含油污泥經(jīng)抽料自吸泵進(jìn)入反應(yīng)罐，分別加入調(diào)質(zhì)改質(zhì)藥劑、高級氧化藥劑和高效絮凝藥劑，經(jīng)充分混合攪拌后通過喂料柱塞泵壓入板框壓濾機(jī)［2］，在高壓過濾作用下，油水通過濾布滲透分離后經(jīng)排水泵至污水處理系統(tǒng)，污泥在板框?yàn)V布上累積形成泥餅。 當(dāng)喂料柱塞泵出口壓力達(dá)到一定值時(shí)， 壓濾機(jī)停止進(jìn)料， 拉開濾板， 人工清理泥餅。

圖3 壓濾機(jī)脫水系統(tǒng)工藝流程示意圖

壓濾機(jī)脫水系統(tǒng)處理含油污泥800t （約848m3， 平 均 密 度1 060kg/m3）, 運(yùn) 行 處 理 耗 時(shí)281h，產(chǎn)生泥餅94t，體積量減少約88%。 根據(jù)壓濾機(jī)脫水系統(tǒng)進(jìn)料流量計(jì)累計(jì)計(jì)量的體積（1 040m3，包含處理后清液返回污泥池的部分）和有效運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間計(jì)算，該脫水系統(tǒng)每小時(shí)處理能力為3～5m3。

3 應(yīng)用效果評價(jià)

3.1 工藝指標(biāo)

含油污泥經(jīng)離心機(jī)脫水系統(tǒng)處理后，泥餅的含水率為64.84%～70.90%，符合處理后的含油污泥含水率須小于75%的條件要求；含油污泥體積量減少約79%，符合含油污泥體積量須降低50%以上的條件要求。 離心機(jī)脫水系統(tǒng)具有占地空間小、僅需供給水電、運(yùn)行總體平穩(wěn)、安裝和操作維護(hù)簡便、處理含油量低的污泥時(shí)效率高、泥餅含液率低及出液清澈等特點(diǎn)。

含油污泥經(jīng)壓濾機(jī)脫水系統(tǒng)處理后，泥餅的含水率為45.87%～54.40%，符合處理后的含油污泥含水率須小于60%的條件要求；含油污泥體積量減少約88%，達(dá)到含油污泥體積量須降低50%以上的要求。

3.2 能耗費(fèi)用

離心機(jī)脫水系統(tǒng)運(yùn)行需外供電力和自來水，累計(jì)消耗電量8 545kW·h（度），按每度電0.45 元計(jì)算，電費(fèi)3 845.25 元；消耗自來水317.6m3，按每立方米3.65 元計(jì)算，水費(fèi)1 159.24 元。

壓濾機(jī)脫水系統(tǒng)運(yùn)行需外供電力和自來水，累計(jì)消耗電量6 100kW·h， 按每度電0.45 元計(jì)算，電費(fèi)2 745 元；消耗自來水14.4m3，按每立方米3.65 元計(jì)算，水費(fèi)52.56 元。

3.3 成本核算

實(shí)施含油污泥減量化處理時(shí)，離心機(jī)脫水系統(tǒng)處理含油污泥脫水服務(wù)費(fèi)用為492 000 元，包含現(xiàn)場施工、絮凝藥劑及包裝袋等的費(fèi)用；壓濾機(jī)脫水系統(tǒng)處理污泥脫水服務(wù)費(fèi)用為540 000 元（含稅費(fèi)6%和HSE 的相關(guān)費(fèi)用）， 包含現(xiàn)場施工、絮凝藥劑及包裝袋等的費(fèi)用。 按照委托有資質(zhì)單位開展危險(xiǎn)廢物處置技術(shù)服務(wù)，對離心機(jī)脫水系統(tǒng)產(chǎn)生的126t 泥餅， 按每噸2 450 元計(jì)算，處置費(fèi)用為308 700 元； 對壓濾機(jī)脫水系統(tǒng)產(chǎn)生的94t 泥餅， 按每噸2 450 元計(jì)算， 處置費(fèi)用為230 300 元。 若不實(shí)施含油污泥減量化處理，直接委托有資質(zhì)單位進(jìn)行污泥處置， 按每噸2 450 元計(jì)算，600t 含油污泥的處置費(fèi)用為1 470 000 元，800t 含油污泥的處置費(fèi)用為1 960 000 元。

離心機(jī)脫水系統(tǒng)和壓濾機(jī)脫水系統(tǒng)的成本核算分別為：

成本控降 1470000-（492000+308700+3845+1159）=664296 元

1960000-（540000+230300+2745+53）=1186902 元

成本控降比率 664296÷1470000×100%=45.19%

1186902÷1960000×100%=60.55%

每噸污泥控降單價(jià) 664296÷600=1107.16 元

1186902÷800=1483.63 元

4 結(jié)束語

天然氣凈化廠處理含油污泥時(shí)，無論采用離心機(jī)脫水系統(tǒng)還是采用壓濾機(jī)脫水系統(tǒng)，均能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，同時(shí)能較大幅度降低含油污泥的處置費(fèi)用。 離心機(jī)脫水系統(tǒng)單位處理量較大，但減量化低，污泥含油量較高時(shí)對系統(tǒng)處理效果影響較大。 壓濾機(jī)脫水系統(tǒng)減量化高，但單位處理量較小，耗時(shí)長。

采用機(jī)械壓濾相結(jié)合的方式實(shí)施污泥減量化項(xiàng)目時(shí)，建議設(shè)置兩套壓濾設(shè)備，以減少拉板清泥時(shí)間，提高處理效率。