CN105819644A - 一种含油污泥无害化处理***及方法 - Google Patents

一种含油污泥无害化处理***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种含油污泥无害化处理***及方法，涉及污泥处理技术领域，含油污泥无害化处理***，是由机械脱水装置、预处理装置、气体处理单元、水处理单元、干燥装置、造粒装置、燃烧炉和制砖装置构成，本发明的一种含油污泥无害化处理方法，其适用范围广、能耗低、成本低、无二次污染，通过预处理、干燥、燃烧、废渣处理、废气处理和废水处理工序，将含油污泥处理过程中产生的废水、废渣、废气彻底消除，同时将工艺过程中产生的热量、废渣和净化水进行循环利用，极大的降低了含油污泥处理成本，而且处理后的废水、废渣、废气的排放，均符合国家环保要求，实现了含油污泥的无害化处理。

Description

一种含油污泥无害化处理***及方法
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种含油污泥无害化处理***及方法。
背景技术
含油污泥是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物，油田开发中产生的含油污泥中含有硫化物、苯、酚类、蒽、芘等有毒有害物质，是油田生产主要污染源之一，已列入《国家危险废物名录》。随着各大油田的不断开发，含油污泥产生量也随之增加。多年来处理含油污泥一直采用防渗池储存、堆放，占用了大量土地资源，而且目前含油污泥还在以每年3%的速度增长。传统的含油污泥处理方法主要是固化后进行填埋处理，不但造成了含油污泥中油资源浪费，还严重的污染了环境。
现有的含有污泥处理方法主要有筛化硫化-调质-离心法、热脱附法、热解法、焚烧法、生物处理法、化学萃取法、高温碳化法等，其中筛化硫化-调质-离心法处理后的原料，含油量仍大于2%，还需深度处理；热脱附法只适用于含油量很高的污泥；热解法对反应条件要求高、设备复杂、投资大、能耗高，操作不当易产生大气二次污染；焚烧法需要掺入辅助燃料，能耗高、设备投资大，产生的粉尘、SO2等会导致二次污染；生物处理法处理周期长、适应性差、占地面积大、受气候影响大；；化学萃取法萃取剂昂贵、设备复杂、处理成本高；高温碳化法对反应条件要求高、设备复杂、投资大、能耗高。
发明内容
本发明对于上述现有技术的不足，提供了一种含油污泥无害化处理***及方法。
本发明的一种含油污泥无害化处理***，是由机械脱水装置、预处理装置、气体处理单元、水处理单元、干燥装置、造粒装置、燃烧炉和制砖装置构成，机械脱水装置的输出端管路连接喂料斗，喂料斗经螺旋输送管道与预处理装置相连，预处理装置的输出端与料仓Ⅰ相连，料仓Ⅰ经螺旋输送管道与干燥装置的进料口相连，干燥装置的出风口连接气固分离装置，气固分离装置的烟气出口连接气体处理单元，气体处理单元的出水端与水处理单元相连，水处理单元的污泥出口与机械脱水装置相连、出油端连接输油管路、出水端连接净水管路，气固分离装置的固体出料端和干燥装置的出料口均与料仓Ⅱ相连，料仓Ⅱ的出料端连接造粒设备和料仓Ⅳ，造粒设备经料仓Ⅲ与燃烧炉的进料端相连，燃烧炉的出渣口连接料仓Ⅳ，料仓Ⅳ连接制砖装置和预处理装置，燃烧炉的烟气出口连接干燥装置。
作为本发明的进一步改进，所述的水处理单元是由油水分离装置、沉淀装置、油水池、污水池和净水池构成，油水分离装置的输入端与油水池相连、其输出端分别与污水池和输油管路相连，油水池与机械脱水装置管路连接，污水池与沉淀装置相连，沉淀装置与净水池相连，油水池、污水池和净水池均与气体处理单元管路连接，净水池的净水出口端连接净水管路。
作为本发明的进一步改进，所述的气体处理单元是由除尘塔、脱硫塔和吸附装置构成，除尘塔与脱硫塔管路连接、且管路上设有引风机，脱硫塔与吸附装置管路连接，除尘塔和脱硫塔的进水端均与水处理单元管路连接，除尘塔的出液端与油水池管路连接，脱硫塔的出液端与污水池管路连接。
作为本发明的进一步改进，所述的喂料斗内设置有水平方向搅拌轴。
一种含油污泥无害化处理方法，具体工艺流程如下：
a、预处理：将含油污泥进行脱水，使原料的含水量低于80%，然后将脱水含油污泥与辅料混合、并搅拌均匀，制得预处理原料，其中脱水含油污泥与辅料的比例为1：0.1～3；
b、干燥：将a步骤制得的预处理原料600～700℃进行加热搅拌干燥，使原料含水率达到20%～30%，制得干燥原料、并产生烟气；
c、燃烧：将b步骤制得的干燥原料进行造粒，造粒成品粒度为2～15mm，然后将成粒原料在高于1100℃供气燃烧3～5min，供气量为30000～40000m3/h，制得炉渣、并产生高温烟气；
d、废渣处理：c步骤制得的炉渣一部分按a步骤的比例与脱水含油污泥混合进行原料预处理，剩余的炉渣压制成免烧水泥砖；
e、废气处理：将b步骤产生的烟气进行气固分离、产生的固体与b步骤制得的干燥原料混合进行造粒、产生的气体进行除尘处理后，再进行脱硫和吸附除杂，最后经净化的气体通过烟囱排放，净化后的气体其颗粒物含量≤80mg/m3、二氧化硫含量≤80mg/m3、氮氧化物含量≤300mg/m3、烟气黑度≤1级；
f、废水处理：将e步骤中除尘处理后得到的废液进行固液分离，分离出的污泥送至a步骤中进行循环处理、分离出的油进入输油管道、分离出的污水与脱硫废液进行沉淀净化处理，净化后的水可由除尘和脱硫步骤循环利用。
作为本发明的进一步改进，a步骤中所述的辅料为：首次启动为生物质细末，后续为废渣或干燥污泥粉末。
作为本发明的进一步改进，所述的生物质细末为锯末或草粉。
作为本发明的进一步改进，e步骤中脱硫处理中引风的流量和风压大于c步骤中供氧的流量和风压。
本发明的一种含油污泥无害化处理***及方法，其适用范围广、能耗低、成本低、无二次污染，通过预处理、干燥、燃烧、废渣处理、废气处理和废水处理工序，将含油污泥处理过程中产生的废水、废渣、废气彻底消除，同时将工艺过程中产生的热量、废渣和净化水进行循环利用，极大的降低了含油污泥处理成本，而且处理后的废水、废渣、废气的排放，均符合国家环保要求，实现了含油污泥的无害化处理。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明的一种含油污泥无害化处理***，是由机械脱水装置1、预处理装置2、气体处理单元3、水处理单元4、干燥装置5、造粒装置6、燃烧炉7和制砖装置8构成，其特征在于机械脱水装置1的输出端管路连接喂料斗9，喂料斗9经螺旋输送管道与预处理装置2相连，喂料斗9内设置有水平方向搅拌轴，防止含油污泥与壁面大面积粘连，不能进入螺旋输送机进口；预处理装置2的输出端与料仓Ⅰ10相连，料仓Ⅰ10经螺旋输送管道与干燥装置5的进料口相连，干燥装置5的出风口连接气固分离装置11，气固分离装置11的烟气出口连接气体处理单元3，气固分离装置11的固体出料端和干燥装置5的出料口均与料仓Ⅱ12相连，料仓Ⅱ12的出料端连接造粒设备6和料仓Ⅳ14，造粒设备6经料仓Ⅲ13与燃烧炉7的进料端相连，燃烧炉7的出渣口连接料仓Ⅳ14，料仓Ⅳ14连接制砖装置8和预处理装置2，燃烧炉7的烟气出口连接干燥装置；气体处理单元3是由除尘塔15、脱硫塔16和吸附装置17构成，除尘塔15与脱硫塔16管路连接、且管路上设有引风机23，脱硫塔16与吸附装置17管路连接，除尘塔15和脱硫塔16的进水端均与水处理单元4管路连接，除尘塔15的出液端与油水池20管路连接，脱硫塔16的出液端与污水池21管路连接；水处理单元4是由油水分离装置18、沉淀装置19、油水池20、污水池21和净水池22构成，油水分离装置18的输入端与油水池20相连、其输出端分别与污水池21和输油管路25相连，油水池20与机械脱水装置1管路连接，污水池21与沉淀装置19相连，沉淀装置19与净水池22相连，油水池20、污水池21和净水池22均与气体处理单元3管路连接5，净水池22的净水出口端连接净水管路26。
实施例2
利用上述装置的一种含油污泥无害化处理方法，具体工艺流程如下：
a、预处理：将含油污泥送入机械脱水装置1中进行脱水，使原料的含水量达到80%，然后输送至喂料斗9，再由螺旋输送机输送至预处理装置2，同时向预处理装置2中加入辅料（首次启动为锯末或草粉等生物质细末，后续为废渣或干燥污泥粉末），并搅拌均匀，制得预处理原料，其中脱水含油污泥与辅料的比例为1：0.1，此步骤将原料与疏松多孔、小粒径、低比热的辅料打散混合，增大污泥颗粒比面积、降低物料粘性、增强物料流动性、利于后续加热工序；
b、干燥：将a步骤制得的预处理原料输送至干燥装置5，600℃进行加热搅拌干燥，使原料含水率达到20%，制得干燥原料、并产生烟气；
c、燃烧：将b步骤制得的干燥原料输送至造粒装置6进行造粒，造粒成品粒度为2mm，然后将成粒的原料送入燃烧炉，通过鼓风机供气燃烧，供气量30000m3/h，并在高于1100℃燃烧3min，制得炉渣、并产生高温烟气；
d、废渣处理：c步骤制得的炉渣按a步骤的比例送入预处理装置2，剩余的炉渣送至制砖装置8、按比例混合水泥、早强剂、石灰等压制成免烧水泥砖；
e、废气处理：将b步骤产生的烟气送入气固分离装置11、产生的固体与b步骤的干燥原料混合进行造粒、产生的气体送入除尘塔15除尘，再通过脱硫塔16脱硫，然后又引风机23输送至吸附装置17吸附除杂，对废气中的不凝气体及臭味气体进行吸附，最后经净化的气体通过烟囱排放，净化后的气体其颗粒物含量≤80mg/m3、二氧化硫含量≤80mg/m3、氮氧化物含量≤300mg/m3、烟气黑度≤1级；
f、废水处理：将e步骤中除尘塔15的废液送至油水池20，油水池20中沉淀的污泥送入机械脱水装置1继续进行处理，油水池20中的油水混合液送入油水分离装置18，分离出的油进入输油管道25、分离出的污水与脱硫塔16的废液均送入污水池21，再送至沉淀装置19进行净水处理，净化后的水可由除尘塔15和脱硫塔16继续循环利用。
其中，除尘塔15与脱硫塔16之间管路上的引风机23的流量和风压大于14给燃烧炉7供氧鼓风机24的流量和风压，使干燥装置5内成负压状态，加速水分的蒸发。
实施例3
利用上述装置的一种含油污泥无害化处理方法，具体工艺流程如下：
a、预处理：将含油污泥送入机械脱水装置1中进行脱水，使原料的含水量达到70%，然后输送至喂料斗9，再由螺旋输送机输送至预处理装置2，同时向预处理装置2中加入辅料（首次启动为锯末或草粉等生物质细末，后续为废渣或干燥污泥粉末），并搅拌均匀，制得预处理原料，其中脱水含油污泥与辅料的比例为1：3，此步骤将原料与疏松多孔、小粒径、低比热的辅料打散混合，增大污泥颗粒比面积、降低物料粘性、增强物料流动性、利于后续加热工序；
b、干燥：将a步骤制得的预处理原料输送至干燥装置5，700℃进行加热搅拌干燥，使原料含水率达到30%，制得干燥原料、并产生烟气；
c、燃烧：将b步骤制得的干燥原料输送至造粒装置6进行造粒，造粒成品粒度为2～15mm，然后将成粒的原料送入燃烧炉，通过鼓风机供气燃烧，供气量40000m3/h，并在高于1100℃燃烧5min，制得炉渣、并产生高温烟气；
d、废渣处理：c步骤制得的炉渣按a步骤的比例送入预处理装置2，剩余的炉渣送至制砖装置8、按比例混合水泥、早强剂、石灰等压制成免烧水泥砖；
e、废气处理：将b步骤产生的烟气送入气固分离装置11、产生的固体与b步骤的干燥原料混合进行造粒、产生的气体送入除尘塔15除尘，再通过脱硫塔16脱硫，然后又引风机23输送至吸附装置17吸附除杂，对废气中的不凝气体及臭味气体进行吸附，最后经净化的气体通过烟囱排放，净化后的气体其颗粒物含量≤80mg/m3、二氧化硫含量≤80mg/m3、氮氧化物含量≤300mg/m3、烟气黑度≤1级；
f、废水处理：将e步骤中除尘塔15的废液送至油水池20，油水池20中沉淀的污泥送入机械脱水装置1继续进行处理，油水池20中的油水混合液送入油水分离装置18，分离出的油进入输油管道25、分离出的污水与脱硫塔16的废液均送入污水池21，再送至沉淀装置19进行净水处理，净化后的水可由除尘塔15和脱硫塔16继续循环利用。
其中，除尘塔15与脱硫塔16之间管路上的引风机23的流量和风压大于14给燃烧炉7供氧鼓风机24的流量和风压，使干燥装置5内成负压状态，加速水分的蒸发。
实施例4
利用上述装置的一种含油污泥无害化处理方法，具体工艺流程如下：
a、预处理：将含油污泥送入机械脱水装置1中进行脱水，使原料的含水量达到50%，然后输送至喂料斗9，再由螺旋输送机输送至预处理装置2，同时向预处理装置2中加入辅料（首次启动为锯末或草粉等生物质细末，后续为废渣或干燥污泥粉末），并搅拌均匀，制得预处理原料，其中脱水含油污泥与辅料的比例为1：1，此步骤将原料与疏松多孔、小粒径、低比热的辅料打散混合，增大污泥颗粒比面积、降低物料粘性、增强物料流动性、利于后续加热工序；
b、干燥：将a步骤制得的预处理原料输送至干燥装置5，650℃进行加热搅拌干燥，使原料含水率达到25%，制得干燥原料、并产生烟气；
c、燃烧：将b步骤制得的干燥原料输送至造粒装置6进行造粒，造粒成品粒度为8mm，然后将成粒的原料送入燃烧炉，通过鼓风机供气燃烧，供气量35000m3/h，并在高于1100℃燃烧4min，制得炉渣、并产生高温烟气；
d、废渣处理：c步骤制得的炉渣按a步骤的比例送入预处理装置2，剩余的炉渣送至制砖装置8、按比例混合水泥、早强剂、石灰等压制成免烧水泥砖；
e、废气处理：将b步骤产生的烟气送入气固分离装置11、产生的固体与b步骤的干燥原料混合进行造粒、产生的气体送入除尘塔15除尘，再通过脱硫塔16脱硫，然后又引风机23输送至吸附装置17吸附除杂，对废气中的不凝气体及臭味气体进行吸附，最后经净化的气体通过烟囱排放，净化后的气体其颗粒物含量≤80mg/m3、二氧化硫含量≤80mg/m3、氮氧化物含量≤300mg/m3、烟气黑度≤1级；
f、废水处理：将e步骤中除尘塔15的废液送至油水池20，油水池20中沉淀的污泥送入机械脱水装置1继续进行处理，油水池20中的油水混合液送入油水分离装置18，分离出的油进入输油管道25、分离出的污水与脱硫塔16的废液均送入污水池21，再送至沉淀装置19进行净水处理，净化后的水可由除尘塔15和脱硫塔16继续循环利用。
其中，除尘塔15与脱硫塔16之间管路上的引风机23的流量和风压大于14给燃烧炉7供氧鼓风机24的流量和风压，使干燥装置5内成负压状态，加速水分的蒸发。

Claims (8)

1.一种含油污泥无害化处理***，是由机械脱水装置（1）、预处理装置（2）、气体处理单元（3）、水处理单元（4）、干燥装置（5）、造粒装置（6）、燃烧炉（7）和制砖装置（8）构成，其特征在于机械脱水装置（1）的输出端管路连接喂料斗（9），喂料斗（9）经螺旋输送管道与预处理装置（2）相连，预处理装置（2）的输出端与料仓Ⅰ（10）相连，料仓Ⅰ（10）经螺旋输送管道与干燥装置（5）的进料口相连，干燥装置（5）的出风口连接气固分离装置（11），气固分离装置（11）的烟气出口连接气体处理单元（3），气体处理单元（3）的出水端与水处理单元（4）相连，水处理单元（4）的污泥出口与机械脱水装置（1）相连、出油端连接输油管路（25）、出水端连接净水管路（26），气固分离装置（11）的固体出料端和干燥装置（5）的出料口均与料仓Ⅱ（12）相连，料仓Ⅱ（12）的出料端连接造粒设备（6）和料仓Ⅳ（14），造粒设备（6）经料仓Ⅲ（13）与燃烧炉（7）的进料端相连，燃烧炉（7）的出渣口连接料仓Ⅳ（14），料仓Ⅳ（14）连接制砖装置（8）和预处理装置（2），燃烧炉（7）的烟气出口连接干燥装置（5）。
2.如权利要求1所述的一种含油污泥无害化处理***，其特征在于水处理单元（4）是由油水分离装置（18）、沉淀装置（19）、油水池（20）、污水池（21）和净水池（22）构成，油水分离装置（18）的输入端与油水池（20）相连、其输出端分别与污水池（21）和输油管路（25）相连，油水池（20）与机械脱水装置（1）管路连接，污水池（21）与沉淀装置（19）相连，沉淀装置（19）与净水池（22）相连，油水池（20）、污水池（21）和净水池（22）均与气体处理单元（3）管路连接，净水池（22）的净水出口端连接净水管路（26）。
3.如权利要求2所述的一种含油污泥无害化处理***，其特征在于气体处理单元（3）是由除尘塔（15）、脱硫塔（16）和吸附装置（17）构成，除尘塔（15）与脱硫塔（16）管路连接、且管路上设有引风机（23），脱硫塔（16）与吸附装置（17）管路连接，除尘塔（15）和脱硫塔（16）的进水端均与水处理单元（4）管路连接，除尘塔（15）的出液端与油水池（20）管路连接，脱硫塔（16）的出液端与污水池（21）管路连接。
4.如权利要求1所述的一种含油污泥无害化处理***，其特征在于喂料斗（9）内设置有水平方向搅拌轴。
5.一种含油污泥无害化处理方法，具体工艺流程如下：
a、预处理：将含油污泥进行脱水，使原料的含水量低于80%，然后将脱水含油污泥与辅料混合、并搅拌均匀，制得预处理原料，其中脱水含油污泥与辅料的比例为1：0.1～3；
b、干燥：将a步骤制得的预处理原料600～700℃进行加热搅拌干燥，使原料含水率达到20%～30%，制得干燥原料、并产生烟气；
c、燃烧：将b步骤制得的干燥原料进行造粒，造粒成品粒度为2～15mm，然后将成粒原料在高于1100℃供气燃烧3～5min，供气量为30000～40000m3/h，制得炉渣、并产生高温烟气；
d、废渣处理：c步骤制得的炉渣一部分按a步骤的比例与脱水含油污泥混合进行原料预处理，剩余的炉渣压制成免烧水泥砖；
e、废气处理：将b步骤产生的烟气进行气固分离、产生的固体与b步骤制得的干燥原料混合进行造粒、产生的气体进行除尘处理后，再进行脱硫和吸附除杂，最后经净化的气体通过烟囱排放，净化后的气体其颗粒物含量≤80mg/m3、二氧化硫含量≤80mg/m3、氮氧化物含量≤300mg/m3、烟气黑度≤1级；
f、废水处理：将e步骤中除尘处理后得到的废液进行固液分离，分离出的污泥送至a步骤中进行循环处理、分离出的油进入输油管道、分离出的污水与脱硫废液进行沉淀净化处理，净化后的水可由除尘和脱硫步骤循环利用。
6.如权利要求5所述的一种含油污泥无害化处理方法，其特征在于a步骤中所述的辅料为：首次启动为生物质细末，后续为废渣或干燥污泥粉末。
7.如权利要求5所述的一种含油污泥无害化处理方法，其特征在于所述的生物质细末为锯末或草粉。
8.如权利要求5所述的一种含油污泥无害化处理方法，其特征在于e步骤中脱硫处理中引风的流量和风压大于c步骤中供氧的流量和风压。
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