
烏石化公司煉油廠每年產生大量的含油污泥(如浮渣、油泥、罐底泥),產生“三泥”15kt/a左右,這些廢棄物如果沒有一個妥善的處理辦法,會堆積成害,或污染水體和環(huán)境,造成二次污染。烏魯木齊石化公司科研所于2000年6月設計建立的三泥處理工業(yè)試驗裝置從根本上解決了煉油廠污泥的污染問題,為石化行業(yè)的環(huán)保治理提供了新的途徑,并且大大提高了油泥浮渣的經濟附加值。
1 煉油廠污泥性質分析
1.1 煉油廠污泥來源
煉油廠凈化水車間的“三泥”是由油泥,剩余活性污泥、浮渣所組成,油泥包括油罐底泥、池底泥。污水剛入污水場時,由油粒、泥砂和其它雜質所組成,比重1.03~1.1g/cm3,沉在池底,稱為池底泥;污油罐在加溫脫水時,產生的油、水、泥等混合物,稱為罐底泥。浮選除油中加入絮凝劑來加快油水分離,分離出的浮渣是由油粒氫氧化鋁等懸浮雜質組成,密度在0.97~0.99g/cm3,二級處理中曝氣池的活性污泥由細菌、微生物等組成,它以污水中的有機物為食物源而生長繁殖,當污泥濃度超過3g/L,污泥沉降比超過30%時,稱為剩余活性污泥。
1.2 污泥的性質
污泥是一個由石油烴類、膠質、瀝青質、泥砂、無機絮體、有機絮體以及水和其它有機物、無機物牢固粘結在一起的乳化體系。其中含有的苯系物、酚類、蒽、芘等物質有惡臭味和毒性,對環(huán)境造成了極大的影響。油泥主要性質如下表所示:
序號/名稱 | 密度(g/cm3) | 水分(%) | 灰分(%) | 機械雜質(%) | pH值 |
原料1號 | 1.0137 | 90.4 | 1.131 | 2.64 | 7~8 |
原料2號 | >1.0100 | 97.0 | 0.859 | / | 7~8 |
2 煉油廠“三泥”處理流程及存在問題
煉油廠污水在經過均質池、斜板隔油池、浮選池、生化曝氣池等的池底泥進入油泥池,浮渣進入浮選池,進行重力脫水,然后用油泥泵將脫水后的“三泥”提升到三渣池,再進行自然濃縮,濃縮后的“三泥”用泵打入高位罐進行加溫脫水,脫水后的“三泥”原先是直接送廢渣場,現在送往科研所三泥試驗裝置進行后續(xù)加工。
(1)“三泥”池脫出的污水含油量高,雜質較多。由泵打入前處理設施,極易污染水場來水水質,沖擊污水處理系統,增加處理難度,形成惡性循環(huán)。
(2)“三泥”的排放問題,近年來,隨著進廠原油性質的劣質化,三泥積累越來越多,每年由于油水乳化嚴重,污泥在堿坑內沉降分出的難揮發(fā)油層覆蓋在大量的水層表面,使水分難以蒸發(fā),因此含油污泥越積越多,堿渣的壩已有下雨被沖垮的危險,且渣坑兩邊的山體已被浸透,造成嚴重的環(huán)境污染。因而,解決“三泥”的后續(xù)加工問題,已經迫在眉睫。
3 “三泥”處理技術現狀
3.1 國內外三泥處理技術現狀
國外煉油廠主要的處理技術包括:機械脫水技術、泥餅的熱處理和解吸;污泥的生物處理和溶劑萃取技術;含油污泥的資源化處理技術(包括回收輕質油及瀝青、污泥浮渣作為催化裂化裝置分餾塔的油漿、作為焦化裝置的油漿);膜分離技術等。其中,膜分離技術與分子生物學技術是處理活性污泥工藝技術的兩大發(fā)展趨勢。
我國煉油廠的“三泥”處理與國外相比差距較大。三泥的化學調質和機械脫水、脫水污泥焚燒和綜合利用中存在很多問題。目前,許多煉油廠、科研單位和高等院校都在研究開發(fā)新工藝、新設備和新技術。例如武漢鋼鐵公司用進口三相分離機所取得的分離效果,是在自行開發(fā)熱軋含油污泥處理技術(投加適當的表面活性劑,加熱到一定的溫度,并在一定的攪拌速度下處理一定時間)的前提下獲得的。
國內一些單位對“三泥”做了分別處理的研究。結果,活性污泥較油泥和浮渣容易脫水。這些單位研究的重點都放在了對浮渣的處理。金陵石化公司煉油廠研究了浮選渣脫水并回收污油;安慶石化總廠煉油廠探索了改善浮渣脫水性能的工藝路線。
3.2 烏石化公司科研所“三泥”處理技術現狀
烏魯木齊石化公司科研所三泥處理工業(yè)試驗裝置于2000年3月開始進行設計、施工,5月份投料試車成功,現已進入工業(yè)試驗階段??蒲兴娜嗵幚硌b置,處理能力為16kt/a,完全能夠解決煉油廠的三泥后續(xù)處理問題。三泥處理裝置的主要處理單元有:原料儲罐、反應釜、過濾器、成品罐、涼水塔、泵房、配電室、操作室等。
3.2.1 “三泥”原料脫水問題
“三泥”處理過程中首要解決的就是原料脫水問題,雖然,三泥原料在污水車間已經過部分脫水,但是,通過對原料的水分分析仍然含有70%~90%的水分。為了降低裝置的能耗,在原料進入反應釜前,將三泥原料打入原料儲罐加入脫水劑靜置24h后,脫水率可達50%以上,從而可以大大降低裝置的能耗。
根據近1年的裝置運行發(fā)現,冬季的三泥原料的性質普遍較夏季的性質好。據分析主要原因是由于三泥原料在污水車間的油泥池里,在冬季溫度較低的情況下,部分三泥原料經過冷凍后,大部分水凍結在池的下部,因此降低了三泥原料的水分含量。
3.2.2 提高燃燒油的回收率
由于目前煉油廠“三泥”處理是將油泥、剩余活性污泥、浮混合濃縮處理,故處理這種原料具有一定的難度。濃縮池的原料性質差別較大,破乳劑的選擇不一樣,通過實驗室工作的評選發(fā)現,原料的pH值與原料的脫水率和污油收率有極大的關系。
隨著pH值的降低,污油回收率與脫水率急劇上升。據不完全統計,三泥原料的含油量基本保持在5%~15%左右。
3.2.3 三泥產品的性質
科研所三泥工業(yè)試驗生產裝置,經過近1年的試驗,生產出的產品性質穩(wěn)定,其性質接近于燃料油的性質。以三泥為原料生產出的產品為燃料油。燃料油的絕大部分餾分為柴油餾分,灰分含量較高,金屬含量Ni、V、S較低,可以摻入原油中回煉,也可直接當作產品進行銷售。
4 經濟效益評價
烏石化科研所三泥處理工業(yè)試驗裝置在2001年上半年處理污泥5640t,已經生產出燃燒油近470t,實現的銷售利潤近20萬元,充分地緩解了煉油廠三泥處理所面臨的困境,為三泥的資源化提供了新的途徑。
5 結論
國外煉油廠的含油污泥處理作業(yè),有許多是專業(yè)承包商來完成的,由于含油污泥是處理煉油工藝及其污水處理的產物,其收集、脫水、運輸和處理不僅操作難度大、技術含量高,還具有臨時性和批量性的特點,從規(guī)模效率考慮,發(fā)展含油污泥的處理工業(yè)是勢在必行的,它不僅解決了污泥對環(huán)境的污染問題,而且提高了資源的可利用性。