專利名稱：一種含油污泥脫油處理工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及處理油田、煉油廠含油污泥或其它領域的含油污泥，尤其是涉及一種可利用超聲和氣浮浮選聯(lián)合技術回收含油污泥中污油，降低污泥中油含量的處理工藝。
背景技術：
目前我國油田開采均采用早期注水保持地層壓力的方法。隨著油田的深度開采，采出原油中的含泥水量越來越高，在聯(lián)合站的原油脫水處理過程中會產生大量的含油泥砂。
同時油田含油污水處理的流程中，對污水中含有難以自然沉降的粒度較小固體顆粒的處理是一個較為棘手的問題。這些固體顆粒的粒度很小，并與水、油形成穩(wěn)定的乳狀體系，必須加入混凝劑使其聚集成團進而沉降，以達到污水處理后對水質的相關要求。這樣做雖然降低了污水中的固體物質含量，但同時產生了大量的含油污泥，并且含油污泥中污油與無機固體的橋聯(lián)結構穩(wěn)固，油、水乳化充分，其成分、結構復雜，礦化程度高。
油田和煉油廠油品儲罐在儲存油品時，油品中的少量機械雜質、沙粒、泥土、重金屬鹽類以及石蠟和瀝青質等重油性組分沉積在油罐底部，形成罐底油泥。在3～6年的油罐定期清洗中，罐底含油污泥量約占罐容的1％左右。
含油污泥的成分非常復雜，主要分為油、泥和水三相。其中水含量最高。油主要指含油污泥中的烷烴、芳香烴、膠質和瀝青等石油類污染物。泥包含方解石、重晶石、石鹽和銅鐵等金屬的化合物等。
目前油田含油污泥沒有得到有效處理，長期堆放，造成土地資源浪費；而且改變堆放地土壤理化性質，破環(huán)地表的生態(tài)環(huán)境。同時含油污泥中的揮發(fā)性污染物污染空氣，如果污染物下滲則造成污染地下水。含油污泥長期堆放還可能生成具有“三致”作用的多環(huán)芳烴。
近年來我國已經投入很大的力量研究含油污泥的處理技術。這些技術總的可以分為三類一、固化和安全填埋；二、焚燒；三、污泥脫油。其中脫油技術又可以分成以下幾種方法化學熱洗脫油、生物脫油、萃取和熱解析。
1、固化和安全填埋都是把污染物集中固定，防止其散播。這個措施費用昂貴，同時也浪費了大量的資源。
2、焚燒法在高溫下把污染物氧化分解。優(yōu)點是污染物去除徹底，焚燒后的灰燼可以作為礦物提取其中某些有用元素。但是含油污泥含水率很高，熱值低，焚燒成本很高。而且焚燒產生的煙氣可能造成空氣污染。
3、化學熱洗是利用加熱和一些表面活性劑活化吸附在固體表面的污染物，然后用浮選或者旋流等機械分離技術分離污泥的污油。這個方法適合于含油量高的含油污泥，污染物的去除不徹底。
4、萃取法可以有效的去除污油，但是萃取劑損失嚴重，成本高昂，也存在萃取劑的二次污染問題。
5、熱解析把含油污泥加熱到300℃以上，把污油氣化分離。這個方法適用于幾乎所有的含油污泥。但是設備投資和運行費用都很高。
6、生物處理是利用特定的石油降解菌降解污油，一般用好氧堆肥法，可以有效去除污染物。但是只適用于低污染物含量的含油污泥，且反應時間很長，受環(huán)境條件影響顯著，同時特定微生物只降解特定污染物，沒有找到廣普的石油類降解菌。
現(xiàn)在已經發(fā)展有化學熱洗—生物處理聯(lián)合技術，但是經過化學熱洗的含油污泥的可生化性仍然很低，處理效率不高。萃取置換—生物處理聯(lián)合技術具有一定的可行性，但是萃取劑成本過高的問題仍然難以克服。
超聲作為一種清潔的技術正廣受關注，把超聲應用于含油污泥的處理裝置也應運而生。2004年12月公開的專利CN2663040和2006年11月公開的專利CN1868931都已經應用超聲作為含油污泥處理的輔助手段。專利CN266304把添加破乳劑的含油泥砂泵入反應釜，利用旋轉分離的方法實現(xiàn)油、砂、水的分離，其間添加超聲以加強這種分離過程，此專利主要為實現(xiàn)油水的分離。專利CN1868931先往加熱后的含油泥砂中加入破乳劑，再添加陽離子表面活性劑，然后除砂，經過除砂后的泥漿進入超聲波反應釜除油，然后還要把剩下的泥漿經過二級除砂和二級超聲除油，經過二級處理的油泥再經過凈化罐凈化出水；這樣處理過程比較復雜，而且該工藝脫油主要還是利用表面活性劑的作用。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是為了解決現(xiàn)有含油污泥的處理工藝存在處理成本高、處理效率低等問題而提供一種經濟、快速、有效的含油污泥脫油處理工藝。
本發(fā)明的技術方案是本發(fā)明整個工藝流程見圖1，包括預熱調理(6)、超聲輻照(7)、曝氣浮選(8)和重力沉降(9)四個處理單元。其具體步驟為A、將含油污泥泵入預熱調理罐(6)，和從清洗液儲罐(10)流入的清洗液在預熱調理罐中混合均勻；加熱，去除液體表面上浮污油；B、預熱后污泥進入超聲輻照裝置(7)進行超聲清洗脫油，在超聲作用下含油污泥及其附著的污油被分散于水中，形成懸浮液；C、懸浮的含油污泥進入曝氣浮選池(8)，刮除浮在液體表面的污油，刮出的污油可以進一步處理后作為原油回收利用，污泥被泵入重力沉降池(9)經重力沉降后使泥水分離，污泥從重力沉降池底部排出，重力沉降池的上層水回流到清洗液儲池(10)。
其中預熱調理罐主要由攪拌機(11)，處理罐(12)，加熱套(13)和污油溢流堰(14)組成。從含油污泥入口(15)泵入含油污泥，含油污泥與清洗液快速攪拌混合；攪拌時，由加熱套(13)對處理罐中的懸浮液加熱；如果含油污泥中油含量很高，會有部分污油浮出表面，這部分污油通過污油溢流堰(14)溢流去除。預熱調理后的污泥流入超聲輻照裝置(7)。泵入預熱調理罐中的含油污泥和清洗液按照調理后干泥和水的質量比為1∶10～1∶80比例混合均勻；加熱溫度為30℃～60℃。
本發(fā)明的主要特征是利用低頻大功率超聲輻照裝置熱洗含油污泥，超聲輻照裝置(7)包含超聲發(fā)生器(18)、換能器(19)和清洗槽(20)。換能器陣列均勻分布在超聲輻照裝置的底部，超聲自下往上發(fā)射，形成超聲混響場。含油污泥在超聲作用下分散于清洗水中，形成懸浮液。由于超聲的機械振動效應和空化造成的微射流，含油污泥表面的污油不斷被剝離。被剝離后的污油又可以凝聚成大顆粒的污油。但是含油污泥懸浮液可以快速吸收超聲，而且污泥濃度越高超聲被吸收地越快，所以只有加入足夠的清洗水，使含油污泥懸浮液中污泥濃度很小才可以使超聲輻照含油污泥，破壞含油污泥的結構。含油污泥由進料口(21)進入，經過超聲輻照后由出料口(22)流入曝氣浮選池。超聲輻照選擇超聲頻率為10kHz～30kHz，超聲聲強2×103w·m-2～1×104w·m-2，超聲輻照時間10min～40min。
曝氣浮選池由空氣壓縮機(23)，氣體分布器(24)，刮油小車(25)和浮選池(26)組成。經過超聲輻照后的含油污泥懸浮液從進料口(27)進入曝氣浮選池；曝氣浮選池的底部鋪設氣體分布器(24)，從氣體壓縮機(23)來的氣體通過氣體分布器(24)均勻分散成微小的氣泡，氣泡吸附污油顆粒上?。还斡托≤?25)刮除含油污泥液體上層的污油，刮出的污油可以進一步處理后作為原油回收利用；留下的懸浮液由出料口(28)流出。其中曝氣浮選池中氣浮氣液比0.1×102m3·m-3～2×103m3·m-3，氣浮時間為3min～100min。
浮選后的污泥懸浮液流入重力沉降池。重力沉降池可以采用豎流式；污泥懸浮液在重力沉降池中停留1h～6h后，懸浮液分層。上層清液由上清液溢流口(29)溢出，回流到清洗液儲池(10)；下層污泥濃縮液從底部出泥口(31)排出，進一步處理。
有益效果1、本發(fā)明利用低頻大功率的超聲破壞含油污泥中污泥顆粒的結構，打破污泥與污油的黏附作用，有效提高熱洗脫油的效率，同時也降低脫油溫度。本發(fā)明特別適合于處理無機顆粒細、污油與無機顆粒結合力強、不利于熱洗脫油的含油污泥。
2、本發(fā)明采用超聲這一清潔的方法處理含油污泥，清洗水可以回用，不投加任何藥劑，不會造成二次污染，且節(jié)省藥劑費用。
3、本發(fā)明采用先超聲處理后氣浮的技術路線，可以快速有效地回收含油污泥中的污油。
4、本發(fā)明相對于其他熱洗脫油工藝所要求的運行溫度低，有效節(jié)約運行成本。
5、本發(fā)明操作簡單，設備要求低，易于實施。


圖1為含油污泥處理流程圖，其中1-泵入含油污泥；2-排出污油；3-補充清洗水；4-重力沉降池上清液回流；5-脫后污泥；6-預熱調理；7-超聲輻照；8-曝氣浮選；9-重力沉降；10-清洗液儲池。
圖2為預熱調理罐剖面示意圖，其中11-攪拌機；12-處理罐；13-加熱套；14-污油溢流堰；15-含油污泥進口；16-清洗液入口；17-出料口。
圖3為超聲輻照裝置剖面示意圖，其中18-超聲發(fā)生器；19-換能器；20-清洗槽；21-進料口；22-出料口。
圖4為曝氣浮選池剖面示意圖，其中23-空氣壓縮機；24-氣體分布器；25-刮油小車；26-浮選池；27-進料口；28-出料口。
圖5為重力沉降池剖面示意圖，其中29-上清液溢流口；30-進料口；31-出泥口。
具體實施例方式
實施例1油田某污水站含油污泥(黑色，塊狀)，水含量60％，油含量14％。利用本發(fā)明處理的具體過程首先含油污泥泵入預熱調理罐(6)，和清洗液儲池(10)進入的清洗液按照干泥和水的質量比為1∶32混合均勻，在混合的時候一邊攪拌一邊加熱。預熱溫度達到55℃后污泥進入超聲輻照裝置(7)。含油污泥在超聲頻率28kHz左右，超聲聲強6×103w·m-2的超聲混響場中停留時間20min。經超聲輻照的含油污泥進入曝氣浮選池(8)，經過20min的浮選(氣浮氣液比1×102m3·m-3)后含油污泥中的污油與污泥分離，污油浮在液體表面，刮除。然后把曝氣浮選池(8)的污泥泵入重力沉降池(9)。經過5h的沉淀，污泥從重力沉淀池底部排出(5)。脫油后的污泥顆粒明顯變小。整個過程去除70％的污油。
實施例2其他條件同實施例1，改變操作條件預熱溫度60℃，超聲頻率28kHz左右，超聲聲強4×103w·m-2，超聲輻照時間15min，污泥與清洗水的質量比1∶32，氣浮時間為20min，氣液比約2×102m3·m-3，重力沉降的時間3h，整個過程去除73％的污油。
實施例3其他條件同實施例1，改變操作條件預熱溫度50℃，超聲頻率28kHz左右，超聲聲強4×103w·m-2，超聲輻照時間15min，污泥與清洗水的質量比1∶64，氣浮時間20min，氣液比約2×102m3·m-3，重力沉降的時間3h，整個過程去除69％的污油。
實施例4其他條件同實施例1，改變操作條件預熱溫度60℃，超聲頻率28kHz左右，超聲聲強4×103w·m-2，超聲輻照時間30min，污泥與清洗水的質量比1∶16，氣浮時間20min，氣液比約2×102m3·m-3，重力沉降的時間3h，整個過程去除68％的污油。
實施例5某煉油廠污油罐底泥(黑色，懸浮液)，水含量13％，油含量38％。利用本發(fā)明處理的具體過程首先含油污泥泵入預熱調理罐(6)，和清洗液儲池(10)進入的清洗液按照干泥和水的質量比為1∶16混合均勻，在混合的時候一邊攪拌一邊加熱。在加熱時，會有部分污油浮出液面，這部分污油溢出(2)。預熱溫度達到70℃后污泥進入超聲輻照裝置(7)。含油污泥在超聲頻率10kHz左右，超聲聲強2×103w·m-2的超聲混響場中停留時間20min。經超聲輻照的含油污泥進入曝氣浮選池(8)，經過30min的浮選(氣浮氣液比5×102m3·m-3)后含油污泥中的污油與污泥分離，污油浮在液體表面，刮除。然后把曝氣浮選池(8)的污泥泵入重力沉降池(9)。經過3h的沉淀，污泥從重力沉淀池底部排出(5)。整個過程去除67％的污油。
權利要求
1.一種含油污泥脫油處理工藝，其步驟為A、將含油污泥泵入預熱調理罐(6)，和從清洗液儲池(10)流入的清洗液在預熱調理罐中混合均勻；加熱，去除液體表面上浮污油；B、預熱后污泥進入超聲輻照裝置(7)進行超聲清洗脫油，在超聲作用下含油污泥及其附著的油分被分散于水中，形成懸浮液；C、懸浮的含油污泥進入曝氣浮選池(8)，刮除浮在液體表面的污油，污泥泵入重力沉降池(9)經重力沉降使泥水分離，污泥從重力沉降池底部排出，重力沉降池的上層水回流到清洗液儲池(10)。
2.根據(jù)權利要求1所述的工藝，其特征在于步驟A中泵入預熱調理罐中的含油污泥和清洗液按照調理后干泥和水的質量比為1∶10～1∶80比例混合均勻；加熱溫度為30℃～60℃。
3.根據(jù)權利要求1所述的工藝，其特征在于超聲輻照裝置(7)由超聲發(fā)生器(18)、換能器(19)和清洗槽(20)組成。
4.根據(jù)權利要求3所述的工藝，其特征在于所述的換能器陣列均勻分布在超聲輻照裝置的底部，超聲自下往上發(fā)射，超聲頻率10kHz～30kHz，超聲聲強2×103w·m-2～1×104w·m-2，超聲輻照時間10min～40min。
5.根據(jù)權利要求1所述的工藝，其特征在于步驟C中曝氣浮選池中氣浮氣液比0.1×102m3·m-3～2×103m3·m-3，氣浮時間為3min～100min。
6.根據(jù)權利要求1所述的工藝，其特征在于步驟C中重力沉降池沉降時間為1h～6h。
全文摘要
本發(fā)明提供一種油田或煉油廠含油污泥的處理方法。該方法利用低頻大功率的超聲清洗裝置熱洗含油污泥，再輔以氣浮浮選，可以有效回收污泥中的污油。整個工藝包括預熱調理、超聲輻照、曝氣浮選和重力沉降四個處理單元，不添加任何藥劑，清洗液都可以循環(huán)使用，不造成二次污染，是一種經濟、快速、適用范圍較廣的含油污泥處理方法。
文檔編號C02F1/24GK101037286SQ20071002108
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月27日 優(yōu)先權日2007年3月27日
發(fā)明者韓萍芳, 王文祥, 張萍, 呂效平 申請人:南京工業(yè)大學