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1 項(xiàng)目概述

現(xiàn)階段中韓石化煉油廠區(qū)的污泥處理系統(tǒng)僅采用污泥離心脫水工藝進(jìn)行處理，脫水后污泥含水率高達(dá)84%左右，離心脫水后的污泥依舊具有流體化性質(zhì)，污泥減量不夠充分，污泥后續(xù)處置難度和成本仍然較高，需要相當(dāng)高的后續(xù)處置費(fèi)用，因此有必要進(jìn)一步減量。

污泥種類中主要難處理的污泥為含油污泥，其一般組成方式為水包油（O/W）、油包水（W/O）以及由懸浮固體（SS）組成穩(wěn)定的懸浮乳狀液體系，脫水效果非常不好，污泥成分和物性均會(huì)受污水的水質(zhì)情況、處理方式、所加藥劑的種類等因素影響嚴(yán)重，差異性較大，處理成本高，且含油污泥含有許多PAHs、重金屬元素、揮發(fā)性物質(zhì)等有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境還存在一定的放射性污染。由于含有污泥性質(zhì)特殊，降低含水率困難。含油污泥一般的處理工藝：焚燒法、生物去除法、溶劑萃取法、含油污泥調(diào)稠法、焦化法、含油污泥綜合利用法等。

本文主要闡述在原有系統(tǒng)的末端增設(shè)干化單元，對(duì)離心脫水后的三泥進(jìn)一步干化，將污泥含水率從85%左右降低到40%以下，得到減量化處理，降低對(duì)環(huán)境的影響。本項(xiàng)目實(shí)施后，將含水率較高的含油污泥的含水率得到有效的降低，“三泥”外運(yùn)量顯著減少，可以減少社會(huì)處理的壓力，提升煉油廠社會(huì)形象?，F(xiàn)在生產(chǎn)的基本要求要做到“三泥”減量化、無(wú)害化、資源化的處理，今后污泥處置的方法將會(huì)往污泥減量化、無(wú)害化、資源化處理技術(shù)發(fā)展，未來(lái)將逐步得到廣泛應(yīng)用。

2 污泥干化技術(shù)比選

現(xiàn)在污泥干化主流工藝基本采用間接熱干化工藝，主要有：槳葉干化工藝技術(shù)、射流干化工藝技術(shù)、薄層干化工藝技術(shù)、帶式干化工藝技術(shù)等。針對(duì)現(xiàn)有4種污泥干化工藝進(jìn)行六個(gè)方面的對(duì)比，見下表所示：

綜上所述，根據(jù)四類干化工藝對(duì)比，本技術(shù)方案推薦使用槳葉干化工藝，其原理是先對(duì)油泥進(jìn)行破乳除油后調(diào)理預(yù)處理，然后與活性生化污泥混合，濃縮后進(jìn)行離心脫水，離心脫水后的污泥進(jìn)入干燥機(jī)，采用蒸汽作為加熱源，蒸汽通過(guò)干燥機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)軸及楔形的空葉片，與其中污泥發(fā)生間接接觸對(duì)濕污泥進(jìn)行一定的干燥，轉(zhuǎn)軸及楔形葉片可做到一邊加熱污泥，一邊將污泥往前推進(jìn)，將干化過(guò)后的污泥從出口推出，實(shí)現(xiàn)整個(gè)污泥干化過(guò)程。本套工藝系統(tǒng)設(shè)備布置緊湊，占地面積較小。

3 污泥干化技術(shù)方案

3.1 工藝描述

本項(xiàng)目污泥采用“雙向自凈干化-尾氣治理一體化”污泥減量工藝。該干化單元主要配套相應(yīng)的污泥干燥機(jī)、干化進(jìn)出料系統(tǒng)及相應(yīng)的尾氣處理系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)離心脫水后油泥污泥含水率在85%左右，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的污泥泵打入到可移動(dòng)的儲(chǔ)泥槽，通過(guò)叉車定期運(yùn)送到污泥干化現(xiàn)場(chǎng)（距離約500米）。油泥含量按一定配比定量地輸送至濕污泥料倉(cāng)與生化污泥混合后，再通過(guò)進(jìn)料螺旋輸送機(jī)送至雙向自凈干化機(jī)進(jìn)料端，干化后污泥從干化機(jī)中排出，通過(guò)螺旋輸送機(jī)和斗式提升機(jī)輸送至干污泥料倉(cāng)，干化后的污泥由干化料倉(cāng)卸料閥控制，卸料至危廢公司專門的危廢運(yùn)輸車。雙向自凈干化機(jī)以低壓蒸汽為加熱介質(zhì)，將含水率小于85%的污泥在干化機(jī)葉片的不斷攪拌作用下與熱載體及熱表面得到相對(duì)充分的接觸，使內(nèi)部物料在升溫的過(guò)程中做到同時(shí)將表面水分進(jìn)行蒸發(fā)。干化機(jī)內(nèi)的污泥在螺旋葉片的不斷往前推動(dòng)下向污泥出料口的方向進(jìn)行移動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中污泥的水分沿軸線方向不斷蒸發(fā)至含水率小于30%，污泥重量達(dá)到縮減，真正實(shí)現(xiàn)污泥的減量。

污泥尾氣處理工藝主要是處理污泥在干化中蒸發(fā)出來(lái)的水分及分解或釋放的少量污染廢氣、微量的粉塵。利用尾氣引風(fēng)機(jī)的作用，以負(fù)壓形式，經(jīng)旋風(fēng)分離器將產(chǎn)生的粉塵去除，并通過(guò)噴淋塔做到降溫，并經(jīng)過(guò)活性炭預(yù)處理去除污染后，送入污水處理場(chǎng)原有的催化燃燒系統(tǒng)裝置。

3.2 雙向自凈干化系統(tǒng)

3.2.1 工藝簡(jiǎn)介

干化機(jī)一般分為熱對(duì)流式和熱傳導(dǎo)式兩類。熱對(duì)流式即通過(guò)熱載體（如熱空氣）與被干燥的物料相互接觸并進(jìn)行一定的干化；傳導(dǎo)式加熱過(guò)程中熱載體并不與被干燥的物料直接接觸，而是熱表面與物料之間相互接觸?？紤]到現(xiàn)在石化企業(yè)所產(chǎn)生的污泥的復(fù)雜性，進(jìn)料含水率較高，采用熱傳導(dǎo)（間接）加熱形式會(huì)更安全，效率也會(huì)更高。

雙向自凈干化系統(tǒng)為間接傳導(dǎo)加熱的方式，是一種在設(shè)備內(nèi)部設(shè)置攪拌自凈葉片，使?jié)裎锪显谌~片的攪動(dòng)下，與熱載體充分進(jìn)行接觸，從而達(dá)到干燥目的的低速攪拌干化機(jī)，結(jié)構(gòu)形式一般為臥式。干化機(jī)帶有刮刀的獨(dú)特葉片設(shè)計(jì)形式，能夠保證單位有效容積內(nèi)傳熱面積大，其中熱介質(zhì)可以采用低壓蒸汽作為熱源，更好地利用工業(yè)余熱，減少熱污染，降低整個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)行成本。雙向自凈干化機(jī)所用熱量均用來(lái)加熱內(nèi)部物料，熱量損失僅有的損失為通過(guò)器體保溫層和排濕向環(huán)境的散熱，說(shuō)明熱量損失較少，節(jié)約能源。雙向自凈干化機(jī)圓盤葉片傳熱面具有自清潔功能，物料在設(shè)備整個(gè)腔體內(nèi)輸送的過(guò)程中，物料顆粒與葉片表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一定的分散力，具有清洗作用，能夠使附著于加熱斜面上的殘留污泥自動(dòng)地清除，進(jìn)而能夠保持葉片高效的傳熱功能，現(xiàn)場(chǎng)不需要人工清理，即可以達(dá)到內(nèi)部自凈的目的。這即為雙向自凈干化系統(tǒng)的優(yōu)越性。

3.2.2 工作原理

雙向自凈干化機(jī)是由帶有夾套的殼體、攪拌軸、機(jī)座以及一些傳動(dòng)部分組成，污泥的整個(gè)干燥過(guò)程都在封閉狀態(tài)下進(jìn)行，同時(shí)有機(jī)氣體及異味氣體在密閉條件下也送至尾氣處理裝置中，進(jìn)而避免環(huán)境的污染。

本套干化機(jī)設(shè)備以蒸汽作為加熱能源，軸兩端裝有熱介質(zhì)導(dǎo)入和導(dǎo)出的旋轉(zhuǎn)接頭。加熱能源分為兩處，分別進(jìn)入干化機(jī)殼體夾套中和葉片軸腔內(nèi)，可將機(jī)器內(nèi)部全身和攪拌軸同時(shí)進(jìn)行加熱，以傳導(dǎo)加熱的方式對(duì)泥料進(jìn)行加熱干燥。被干燥的泥料由螺旋輸送機(jī)定量地連續(xù)送至干化機(jī)的加料口處，泥料進(jìn)入到加料器后，通過(guò)葉片的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)使物料進(jìn)行翻轉(zhuǎn)、攪拌，在這個(gè)過(guò)程中不斷更換加熱介面，讓器身和葉片充分接觸，做到充分加熱，使泥料所含的表面水分進(jìn)行蒸發(fā)。同時(shí)，泥料隨攪拌軸的旋轉(zhuǎn)成螺旋軌跡向出料口方向進(jìn)行輸送，在輸送過(guò)程中繼續(xù)攪拌，使污泥中滲出的水分不斷蒸發(fā)。干燥過(guò)后均勻的合格產(chǎn)品由出料口排出。

3.2.3 設(shè)備特點(diǎn)

本套設(shè)備采用的雙向自凈干化機(jī)存在一定的優(yōu)勢(shì)，具體如下面四點(diǎn)：

（1）設(shè)備整體結(jié)構(gòu)布置緊湊，占地面積小。由設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)可知，干燥所需的熱量主要是由排列于空心軸上的葉片壁面所提供，此外夾套壁面也可提供部分傳熱量，所以單位體積設(shè)備的傳熱面大，可節(jié)省設(shè)備占地面積，減少基建投資。

（2）熱量利用率高。本設(shè)備雙向自凈干化機(jī)采用熱傳導(dǎo)的方式進(jìn)行加熱，所有傳熱面均被泥料覆蓋，減少了一定熱量損失，熱量利用率可高達(dá)85%往上。設(shè)備內(nèi)部葉片為整體焊接，強(qiáng)度較好，葉片上的刮板可防止污泥粘結(jié)在葉片上，同時(shí)也能更好地破碎進(jìn)料污泥，提高熱量的利用率。

（3）熱介質(zhì)可以采用低壓蒸汽作為熱源，對(duì)于石化企業(yè)能夠更好地利用工業(yè)余熱，減少熱污染，降低運(yùn)行成本。

（4）設(shè)備葉片具有很好的自凈能力，這樣可提高葉片的傳熱能力。旋轉(zhuǎn)葉片的傾斜面與顆?；蚍勰拥穆?lián)合運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一定分散力，使附著于加熱斜面的污泥自動(dòng)地清除，保持葉片有著高效的傳熱能力。另外，由于兩軸葉片能夠反向旋轉(zhuǎn)，交替分段進(jìn)行壓縮和膨脹攪拌，傳熱能夠均勻，提高了傳熱效率。

因此，從上述特點(diǎn)中可以看出該套系統(tǒng)應(yīng)用于污泥干化的未來(lái)前景非常廣闊，具有很大的市場(chǎng)應(yīng)用潛力，是一種新型的、比較離心的污泥干化系統(tǒng)。

4 項(xiàng)目運(yùn)行情況分析

4.1 干化后物料分析

含油污泥含水率在45%～70%之間時(shí)，屬于含油污泥的“黏滯區(qū)”，黏性較大，此時(shí)的油泥很容易黏壁，會(huì)造成干化效率低，這個(gè)含水率區(qū)間的油泥不利于進(jìn)行干化處理。如果想要進(jìn)一步降低含油污泥的含水率，將含水率控制在＜35%時(shí)，干化后污泥的粉塵含量將得到一定提高，很容易發(fā)生爆炸。當(dāng)濕污泥含水率在35%～45%之間時(shí)，污泥黏性就開始逐漸降低了，水分起到凝塑的作用，污泥會(huì)呈現(xiàn)顆粒狀，即易于運(yùn)輸，且熱值也較高，此區(qū)間很適合在工程中應(yīng)用。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)摸索，含油污泥含量與生化污泥含量配比值在1：5的情況下，出泥含水率較好。

2020年7月～10月期間，污泥干化設(shè)施混合污泥樣進(jìn)出口泥樣數(shù)據(jù)如下表所示：

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)整理分析可得出：進(jìn)口平均含水率為86.22%，出口平均含水率為34.58%，實(shí)現(xiàn)了污泥79%減量化目標(biāo)，基本滿足了污泥干化后含水率要求，且干化后污泥便于后續(xù)運(yùn)輸、存儲(chǔ)，同時(shí)可以考慮進(jìn)CFB鍋爐摻燒。

4.2 廢氣治理情況分析

本項(xiàng)目中，廢氣治理的流程主要包括旋風(fēng)分離器、噴淋塔、活性炭吸附罐、催化燃燒裝置，由于干化過(guò)程中會(huì)形成少量的粉塵顆粒，在尾氣治理系統(tǒng)中增設(shè)旋風(fēng)分離器，可去除粉塵顆粒。其中在干化過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)揮發(fā)氣體及異味在密閉氛圍中先通過(guò)洗滌吸收塔進(jìn)行初步洗滌吸收，再經(jīng)過(guò)活性炭吸附裝置，進(jìn)入催化燃燒裝置焚燒去除，經(jīng)過(guò)以上流程，基本可去除尾氣中的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）和易揮發(fā)含氮、含硫惡臭有機(jī)污染物，尾氣排放達(dá)標(biāo)。

4.3 運(yùn)行成本分析

該項(xiàng)目污泥脫水-干化項(xiàng)目按干化機(jī)實(shí)際處理量0.7t/h（平均含水率85%），每天運(yùn)行24小時(shí)，污泥含水率≤35%進(jìn)行成本核算。依據(jù)設(shè)計(jì)方案計(jì)算，本項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷約為71kW，功率因子取0.8，綜合電價(jià)暫取為0.6元/度。根據(jù)該項(xiàng)目的實(shí)際特點(diǎn)，蒸汽（0.6MPa· G）的使用以130元/噸計(jì)算，每小時(shí)消耗蒸汽量為1.5噸，根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，中水用量為10m3/h，水費(fèi)按1.0元/噸計(jì)算，得出每噸污泥處理成本約341.55元。

5 存在問(wèn)題及后續(xù)思路

（1）鑒于生化污泥目前正在開展鑒定工作，待鑒定為一般固廢后，可考慮后續(xù)將生化污泥干化后送入乙烯CFB鍋爐進(jìn)行摻燒。煤粉鍋爐污泥摻燒技術(shù)是現(xiàn)有主流處理技術(shù)，該技術(shù)工藝是先將污泥進(jìn)行干化，干化后的污泥輸送至爐前，與煤進(jìn)行混合進(jìn)入制粉的系統(tǒng)，再進(jìn)入鍋爐內(nèi)燃燒，混燒比例控制在5%以內(nèi)，摻燒少量的污泥，不會(huì)影響鍋爐環(huán)保指標(biāo)。

（2）目前污泥干化尾氣進(jìn)催化燃燒裝置，但目前催化燃燒裝置處理量已處于高負(fù)荷，會(huì)影響其它系統(tǒng)的廢氣抽吸。生物法是處理污泥干化廢氣中惡臭氣體的常見的處置方法，使用菌液生物處理法對(duì)惡臭氣體進(jìn)行吸收，效果可好于水噴淋吸收法。目前二污生化池的尾氣采用的是生物滴濾法，故后續(xù)計(jì)劃將干化后尾氣經(jīng)活性炭吸附后送入生物滴濾系統(tǒng)。

（3）考慮到項(xiàng)目運(yùn)行成本問(wèn)題，污泥干化設(shè)施進(jìn)料口等區(qū)域未施行全封閉，故該干化設(shè)施無(wú)法干化油含量較高的含油污泥?，F(xiàn)將含油污泥與生化污泥按照一定比例混合后干化，可提升含油污泥干化量。