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油田和石化公司的廢水處理系統(tǒng)以及原油生產(chǎn)儲運系統(tǒng)會產(chǎn)生大量污泥，包括隔油池和浮選池底泥、浮選池浮渣及剩余活性污泥等，統(tǒng)稱“三泥”，目前我國每年產(chǎn)生的三泥總量總量達500余萬t。筆者針對某石化公司污泥處理廠的工程實踐，介紹了一套成熟可靠的污泥處理技術(shù)；污泥經(jīng)過重力濃縮、離心脫水、超熱蒸汽干化處理，含水率從97%～99%降至20%以下，可用于摻煤焚燒等綜合利用，變廢為寶。

1 工程概述

1.1 項目背景及現(xiàn)狀

某石化公司現(xiàn)有污水處理站流程為隔油→浮選→AO生化處理，設(shè)計處理能力為600m³/h，三泥產(chǎn)量約為6.5萬m³/a，約180m³/d，含水率為97%～99%。現(xiàn)有污泥處理工藝流程為污泥干化池→濃縮罐→壓濾機，現(xiàn)有主要污泥處理設(shè)施為1座1800m³污泥干化池（12格），2座80m³污泥濃縮罐，1臺污泥壓濾機。

由于目前污水處理站長期超負荷運行，污泥池已積累大量油泥。存在的主要問題是污水站污油收集不當(dāng)，污泥處理工藝設(shè)備老舊、處理能力不足，并缺少最終的無害化處理措施等。目前濃縮罐和壓濾機基本處于停運狀態(tài)，主要靠污泥池自然蒸發(fā)作用實現(xiàn)污泥減量化，效果較差，污泥排放壓力越來越大。

1.2 工程概況

為解決以上污泥處理問題，需對現(xiàn)有污泥處理站進行改擴建，立項為某石化公司污泥綜合處理及利用工程。該工程于2008年8月完成初步設(shè)計，于同年10月中旬完成施工圖設(shè)計，預(yù)計明年6月投產(chǎn)。

1.3 處理流程

采用如下流程:污水處理站來三泥→重力濃縮罐→污泥提升泵→離心脫水機→螺旋輸送機→蒸汽噴射超溫干化裝置→外運摻煤進燃煤鍋爐焚燒。

1.4 設(shè)計規(guī)模

污泥濃縮罐的設(shè)計處理能力200m³/d，離心脫水機的設(shè)計處理能力為20m³/h，干化裝置的設(shè)計規(guī)模為600kg/h。

1.5 自然地理及氣象資料

該地區(qū)的極端最低和最高氣溫為-37.8℃和36.3℃，主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)，冬季為西北風(fēng)，年平均風(fēng)速3.5m/s，最大風(fēng)速18.7m/s。年平均相對濕度63%。年平均氣壓99.8kPa，年平均降水量441.4mm，年平均無霜期134～142天，年平均蒸發(fā)量1683.7mm。該地區(qū)土質(zhì)為細砂、粉砂和中砂，標準地基強度為100kpa，最大凍土深度1.8m。

1.6 項目建設(shè)的意義

（1）國家和地方環(huán)保法律、法規(guī)要求必須要對含油污泥實行無害化處理。

（2）實現(xiàn)污泥無害化處理是中國石油集團公司建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型企業(yè)的需要，符合國家清潔生產(chǎn)及循環(huán)經(jīng)濟政策的要求。

（3）污泥綜合利用工程建設(shè)是為了保證污水處理站的正常運行。

（4）實現(xiàn)含油污泥無害化、清潔化、資源化處理及綜合利用具有良好的經(jīng)濟效益。按照國家發(fā)改委、環(huán)?？偩值人牟课l(fā)布2003年7月1日起施行的《排污費征收標準管理辦法》，危險廢物排污費征收標準為每次每噸1000元。該石化公司目前污泥實際產(chǎn)生量6.5萬t/a，每年需支付的排污費就高達650多萬元，改擴建項目建設(shè)后，僅節(jié)約排污費一項，4年就可以收回全部工程投資，經(jīng)濟效益顯著。

2 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

2.1 污泥濃縮罐

2座，鋼制錐底，尺寸Φ7.0×8.1m，有效容積200m³，設(shè)計停留時間為2d，污泥固體負荷為50kg/m²·d，設(shè)計進泥含水率97～99%，設(shè)計出泥含水率96～98%，體積可減少50%。為確保污泥濃縮罐正常運行，罐內(nèi)設(shè)加熱盤管，罐外保溫。進泥口設(shè)在罐上部，罐內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒，出泥管線設(shè)在罐底。

2.2 離心脫水機

2臺，處理規(guī)模20m³/h，污泥經(jīng)自然沉降濃縮后，經(jīng)污泥提升泵提升，進入離心脫水機進行脫水，脫水后泥餅含水率為75～80%。在進離心機前投加絮凝劑，在污泥提升泵吸泥口設(shè)置粉碎切割機。

2.3 超熱蒸汽噴射干化裝置

污泥的干化常采用焚燒技術(shù)、焦化處理、微波法、熱解吸、熱脫附法、調(diào)質(zhì)脫水、高溫處理、作為輔助燃料燒磚等。脫水后污泥焚燒技術(shù)的主要缺點是由于含水率在60%以上，含有輕質(zhì)烴類，能耗和處理成本高、容易造成廢氣污染等，必須建造合適的尾氣凈化裝置及熱回收裝置；由于運行成本過高，國內(nèi)石化企業(yè)的焚燒裝置多處于停產(chǎn)狀態(tài)。焦化處理要求污泥的含油量必須達到50%以上，才能和焦化原料油按一定比例處理，該方法無法大規(guī)模推廣，需進一步研究。微波法、熱解吸、熱脫附法等方法也僅限于研究階段，沒有工業(yè)應(yīng)用實踐。而脫水后污泥用作磚瓦廠燒磚也存在一定的安全隱患和環(huán)境風(fēng)險。

本工程離心脫水后的泥餅加入進料斗后，在螺旋送料器作用下進入處理室，600℃的超高溫蒸汽經(jīng)特制的噴嘴高速噴出粉碎污泥，油分和水分同時被蒸發(fā)出來，被粉碎的細小顆粒連同蒸汽一起進入氣旋室，在旋流作用下實現(xiàn)蒸汽與固體顆粒的分離，固體顆粒粉末狀直接進入回收槽，可直接摻入熱電廠煤粉中一起灼燒處理。蒸汽進入油水分離槽，經(jīng)冷卻后實現(xiàn)油水分離，原油可直接回收。

2007年5月該技術(shù)已經(jīng)在新疆某石化公司應(yīng)用并投產(chǎn)，目前運行正常。

2.4 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

為實現(xiàn)高溫含油污水的分離回收，需設(shè)計1套循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。設(shè)置了1臺密閉式逆流玻璃鋼冷卻塔，Q=100m³/h，配套2臺循環(huán)水泵，Q=100m³/h，H=20m，N=11kW，1用1備。為確保冷卻塔在冬季的正常運行，要求冷卻塔設(shè)有化冰管，并設(shè)有放空管。考慮防止滋生細菌和減緩腐蝕，冷卻塔選擇密閉式，并設(shè)有緩蝕、殺菌加藥系統(tǒng)。

2.5 加藥調(diào)質(zhì)裝置

1套，包括1套投加和儲配藥劑箱，2臺加藥泵（Q=2m³/h，H=60m，N=1.5kW）。根據(jù)試驗結(jié)果和新疆某石化公司的應(yīng)用經(jīng)驗，投加有機絮凝劑CPAM3，投加量為100～150mg/L；藥劑投加點設(shè)在離心脫水機或濃縮罐進泥口。最佳反應(yīng)溫度選在40℃，最佳pH為7。工業(yè)應(yīng)用中使用與離心機配套的加藥裝置就可以達到藥劑與污泥混合的要求，無需再增加攪拌裝置。

2.6 污泥池和干粉堆放場

污泥池1座，半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸6m×6m×2.5m，地上高0.5m，有效容積80m³，進泥端頂部設(shè)有玻璃鋼格柵板，用于攔截污泥中的較大污物；在出泥端設(shè)有集泥坑，池底設(shè)有0.01的坡度，坑內(nèi)設(shè)有2臺潛污泵。

干粉堆放場1座，地上式，有效容積40m³，用于堆放不能及時外運的干粉，堆放場設(shè)有防雨棚。

2.7 干粉摻煤進燃煤鍋爐焚燒的綜合利用

經(jīng)超熱蒸汽噴射處理后干粉中含油＜1%，已不屬于含油固體廢物，不存在安全隱患，可直接摻入型煤進鍋爐焚燒。進行焚燒的干化油泥必須滿足以下條件:

①殘渣中含水應(yīng)＜20%；

②殘渣中含油不應(yīng)超過5%，并且經(jīng)碾壓、撞擊不結(jié)成餅狀；

③脫除易揮發(fā)烴類；

④低含硫量。

蒸汽噴射處理后的干泥粉含水＜20%，含油可控制在＜1%，最低可降到0.08%，并且均為不易揮發(fā)的重組分，干泥呈細粉末狀，可以滿足上述要求。根據(jù)新疆某石化運行經(jīng)驗，產(chǎn)生的干粉熱值在3600kcal/kg（1cal=4.1868J），相當(dāng)于劣質(zhì)煤，所以摻入干泥粉對煤的熱值不會有太大的影響。

2.8 污泥惡臭治理技術(shù)

三泥處理系統(tǒng)惡臭源是濃泥池和污泥干化間，造成惡臭的主要組分為有機及無機硫化物、揮發(fā)性酚類等。濃泥池通氣管接至脫臭塔，呼出氣體經(jīng)過脫臭塔床層催化劑吸附脫臭后放空。

干化處理間在干化裝置進料斗設(shè)置密封蓋，蓋頂開孔，用軟管將氣體引至室外脫臭塔，脫臭后放空。脫臭塔考慮冷凝水的排除。

3 技術(shù)特點

（1）成熟技術(shù)與新技術(shù)相結(jié)合。離心脫水工藝技術(shù)成熟，改擴建后，采用高效的離心脫水機，并投加合適的脫水藥劑，離心脫水后濃泥的含水率可降至75%左右。干化處理部分采用國際先進的含油污泥超熱蒸汽處理技術(shù)，該技術(shù)為美國專利技術(shù)，已成功應(yīng)用于殼牌石油公司和馬來西亞石油公司的油泥處理，國內(nèi)已成功應(yīng)用于新疆某石化公司污泥處理工程，并積累了一些經(jīng)驗。該設(shè)備具有處理效果好、設(shè)備小巧、能耗低、回收油質(zhì)純凈等優(yōu)點。

（2）各工藝相對獨立，方便運行管理。各處理工藝既連續(xù)，又可相對獨立，各工藝及構(gòu)筑物間設(shè)有跨越管線或進、出料口，保證污泥既可以全流程處理，由含水97%～99%左右的液態(tài)直接變?yōu)榉勰罟虘B(tài)，又可只進行濃縮或離心脫水處理。同時，干化工藝段即可以承接經(jīng)離心脫水后的濃泥，也可以承接外運來的含水95～97%的罐底泥。可以方便調(diào)整流程，便于運行管理。

（3）充分利用現(xiàn)有設(shè)施和有利條件，實現(xiàn)固體和液體廢棄物的零排放。污泥綜合處理工程建在原污泥站內(nèi)，干化裝置與離心脫水設(shè)施緊鄰，便于濃縮污泥的運輸。污泥站內(nèi)現(xiàn)有電力、供水、消防及蒸汽管道等設(shè)施均可利用，濃泥脫水、干化處理過程中排出的含油污水排入現(xiàn)有回收水系統(tǒng)，輸回廢水處理站循環(huán)處理。

4 技術(shù)經(jīng)濟分析

本工程按含水率為98%的污泥計算，污泥設(shè)計規(guī)模為200m³/d，工程投資約為2600萬元。

運行費用包括動力費、藥劑費、水電費、蒸汽費、燃油費、工資福利費、折舊費、大修費、其它費用等。每噸濕泥動力消耗1（kW·h）/噸，電價按0.5元/kW·h計，則電費為0.5元/噸，按運行335d/a計，則動力費為3.5萬元/a；處理單位污泥的藥劑費5元/m³（藥劑費1000元/d），藥劑費為36.5萬元/a；蒸汽耗量15t/d，蒸汽單價60元/t，蒸汽費33萬元/a；清水消耗20m³/d，水價按2.17元m計，則水費為1.6萬元/a；干化后污泥（含水率＜20%）單位燃油消耗12L/t，干化后污泥量14.4t/d，燃油消耗為172.8L/d，單價5.3元/L，燃油費為33.5萬元/a；設(shè)計定員10人，人均工資福利費30000元/a，則工資福利費30萬元/a；直接工程費為2100萬元，折舊費按其2.1%計為44萬元/a；大修費按其1.5%計為31.5萬元/a；其他費用按以上各費用之和的10%計為21.5萬元/a。綜上所述，運行費用為234.5萬元/a，制水成本32.1元/噸濕泥。

5 結(jié)論

環(huán)保法規(guī)的日益嚴格和完善，含油污泥無害化、清潔化、資源化處理技術(shù)將成為污泥處理技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。國內(nèi)外廣泛研究的污泥無害化處理技術(shù)，主要有干燥焚燒、冷凍/解凍、生物降解、溶劑萃取、焦化處理、微波法、熱解吸、熱脫附法、調(diào)質(zhì)脫水、高溫處理技術(shù)等，但根據(jù)運行現(xiàn)狀，采用離心脫水后進行超熱蒸汽干化的高溫處理技術(shù)，取得了較好的效果，具有一定的經(jīng)濟效益，社會和環(huán)境效益顯著。