专利名称：含油污泥的处理方法及处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及含油污泥的处理方法以及用于实施该方法的污泥处理装置，所述方法能够处理含油污泥例如从油罐等排出的油泥或其中间处理物以变为可操作性良好的粉粒体，从而扩大了其最终处理或有效利用的用途。
背景技术：
众所周知，油泥会堆积在原油罐等油罐的底部等处，例如，在洗除所述油泥时，在利用水(热水)洗净的情况下，在排出的废液中含有油泥、洗净水，在进行添加凝固剂后的比重差分离或滚筒供料机式过滤处理装置等水分回收方式之后可得到油相对较少、水分相对较多的油泥。另外，在利用油洗净油罐的情况下，可获得油相对较多、水分相对较少的油泥。
由此所得的油泥尝试了各种最终处理或有效利用，例如尝试在土中被微生物分解以作为栽植用土壤，或尝试作为助燃剂利用等。
但是，油泥存在的问题首先是可操作性的恶化。即，由于前述所含的油及水分不是一定的，因此其特性也不是一定的，由于通常处于高粘度状态或成为块状，因此其处理是非常困难的。另外，由于表面积较小，因此在被微生物分解时以及在燃烧再利用时，效率低。
另外，油泥其次存在所谓油分保持性恶化的问题。即，例如在土中填埋所述油泥的情况下，油分会渗出并扩散至周围的土中，扩大污染填埋地，从而增大了由微生物分解的容量。或为了防止油渗出，则必须进行以薄层材料包裹油泥等的作业。
因此，希望采用这样的处理方法，其能够提高油泥的可操作性，同时提高油分的保持性。
因此，本发明人着眼于通过生石灰与水反应生成多孔性的熟石灰，该熟石灰能够吸附油以实现本发明的目的。
本发明的目的是提供油泥的处理方法以及用于实现该方法的含油污泥的处理装置，所述方法能够使油泥变为易于操作的状态，同时即使填埋在土中，油分也不会渗出至土中，另外可有效进行再利用。
本发明的内容本发明的含油污泥的处理方法由使以生石灰作为主成分的处理剂接触含油污泥的第一工序，通过含油污泥中的水分与处理剂中的生石灰反应放热以使油分挥发、飞散从而除去的第二工序，使未挥发、飞散的油分吸附在反应生成物(熟石灰)中形成粉粒体的第三工序，处理/回收所获得的粉粒体的第四工序构成。
但是，上述各工序不必在一个工序完成后才能够进入下一个工序，在工序之间的分界不明显的情况下，也可根据主要产生的作用进行区分。
用于上述处理方法的处理剂以生石灰为主要成分，且配合作为油分吸附载体的耐热性无机粉末。
另外，在上述处理剂中，相对于含油污泥中的油分，生石灰至少为50-100％以上。
另外，通过高速旋转的搅拌层使含油污泥与处理剂接触。
本发明的含油污泥的处理装置，由污泥的供给机构，输送被供给污泥的输送机构，向上述被输送的污泥中投入处理剂的投入机构，将从所述输送机构和投入机构导入的污泥及处理剂边搅拌混合边输送的搅拌混合机构构成，在所述搅拌混合机构中，在其一端位于从所述输出机构和投入机构的导入口的下方的输送路径内部设有旋转轴，所述旋转轴以大致辐射状设有多个搅拌叶片，在其另一端回收粉粒体。
在上述搅拌混合机构中还设有用于使飞散成分无害化或除去飞散成分的机构。
进而，在上述搅拌混合机构中，除上述机构外，还在搅拌混合机构中，设有两段输送路径，在前段的第1输送路径中设有高速旋转的第1旋转轴，在后段的第2输送路径中设有低速旋转的第2旋转轴。
如上所述，在使以生石灰为主成分的处理剂与含油污泥接触时，生石灰与污泥中的水分进行水合反应以生成多孔性的熟石灰颗粒，油分被吸附在颗粒内部。其后，熟石灰颗粒的表面与空气中的二氧化碳反应形成碳酸钙层。
因此，最终获得通过碳酸钙层将油分封入内部的粉粒体。
由于所述粉粒体的表面由碳酸钙层覆盖，因此在于爽松散状态下易于操作。另外，油分被稳定地吸附在颗粒的内部空隙中，因此油分不会泄漏出。所以，通过作为水泥的流化剂使用，能够减少水的添加量。并且，能够作为土壤改良剂，沥青的填料使用。由于是表面积较大的粉粒体，因此能够用作燃料，在燃烧后形成的生石灰可用作水泥原料。
下面，根据附图详细地说明本发明的其它目的和其它特征。
附图的简要说明
图1为表示本发明中含油污泥处理方法的一个例子的流程图；图2为局部剖视的正面图，表示用于实施本发明方法的油泥处理装置的一个例子；图3为图2中油泥处理装置的平面图；图4为图2中油泥处理装置的侧剖面图；图5为局部剖视的正面图，表示用于实施本发明方法的油泥处理装置的另一例子；图6为图5中油泥处理装置的平面图；图7为图5中油泥处理装置的侧剖面图。
最佳实施例的详细描述根据
图1的流程图说明本发明中含油污泥的处理方法的一个理想首先，说明使处理剂与本发明含油污泥接触的第1工序。
本发明处理的含油污泥只要含有油分和水分即可，对其固体成分的性状没有特别限制，各种含油污泥均适用。例如，如流程图所示，通过油罐等的油罐洗净而排出的污泥，或暂且放置在污泥池中的污泥等。在用油进行油罐洗净的情况下，排出含油较多即油分的含有比例较多而水分的含有比例较少的含油污泥，在以热水洗净进行油罐洗净的情况下，排出含水较多即油分的含有比例较少而水分的含有比例较多的含油污泥。
另外，在排出的含油污泥中，在含有较多大块或铁锈、石头等的固体材料的情况下，优选将它们通过分级装置、过滤装置等预先分别除去。
根据需要在所述含油污泥中添加水，调整含水量，使与以生石灰作为主成分的处理剂接触。对于所述处理剂而言，生石灰相对于含油污泥中的油分至少为50至100％，若小于50％则最终不能得到干燥松散的粉粒体，若大于100％则在经济上造成浪费。
以生石灰作为主成分的处理剂，可直接采用生石灰，也可配合辅助材料-作为油分吸附载体的耐热性无机粉末，作为这种无机粉末体例如可选用硅藻土，粘土，氧化铁，针铁矿(geothite)，滑石等。所述无机粉末体还具有防止处理剂中的生石灰与水分急剧反应的稀释剂、填料的作用，进而起到吸附油分的作用。
另外，希望均匀分布水的添加，因此可以预先混合以确保含油污泥达到均匀的含水量。
下面，说明通过本发明的水和生石灰反应而使油分挥发飞散的第2工序。
若使含油污泥中的水分和处理剂中的生石灰(CaO)接触，则会引起伴随放热的水合反应，通过放热使所含的一部分油分及水分挥发、飞散。对于飞散的成分，可对其进行回收或吸附以便另外进行废料处理，或也可以如流程图所示，设置使飞散成分燃烧的燃烧炉等进行燃烧处理。
在所述第2工序中，希望以流程图所示的高速搅拌进行搅拌混合，即在搅拌效率较高的状态下进行搅拌混合。若在搅拌效率较高的状态下进行搅拌混合，则生石灰会均匀分散，从而抑制生石灰与水分的局部过量反应，反应热均匀地作用于含油污泥，实现流动化，或形成使内部油分易于飞散和吸附的状态。
接着，说明本发明中将残留的油分吸附在熟石灰上形成粉粒体的第3工序。
处理剂中的生石灰(CaO)若与含油污泥中的水分接触，则会生成作为反应产物的熟石灰Ca(OH)2，生成的熟石灰为多孔性的颗粒。因此，该反应产物与含油污泥中的油分接触并能够使油分吸附在颗粒的内部。之后，熟石灰的颗粒表面与空气中的二氧化碳反应形成碳酸钙层。因此，最终获得了这样的粉粒体，其形态为以碳酸钙覆盖在内部吸附有油分的Ca(OH)2的表层部的粉粒体，油分封在碳酸钙层内部。由此获得的粉粒体干燥松散，表面不会发粘，故操作性极为优良。
在所述第3工序中，希望以流程图所示的低速搅拌进行搅拌混合，即以搅拌效率不太高的状态进行时间至少比所述第2工序长的搅拌混合。特别是，即使在处理的含油污泥具有较多油分(沥青成分等)的情况下，也可利用反应热形成流动状，防止附着在搅拌混合装置的内壁上或防止形成团块状从而得到干燥松散的颗粒。即，通过以低速进行搅拌混合，反应热逐渐冷却，粘性减少，从而得到与搅拌效果一致的微小的干爽、松散状。
下面，对本发明中处理或回收所形成的粉粒体的第4工序进行说明。
如前所述，由于能够最终获得碳酸钙覆盖内部吸附有油分的Ca(OH)2的表层部的粉粒体，且油分封入在碳酸钙层内部，因此，所得到的粉粒体是干燥松散的，表面不会发粘，极大地优化了操作性。因此，例如若将其原封不动地填埋在土中或添加分解促进剂而填埋在土中，油分也不会渗出、扩散至周边而造成污染。
另外，也可以如流程图所示，作为商品的原料，或作为资源进行再利用，例如希望用于栽植土壤肥料(Ca)、助燃剂、土木建材、道路材料(混凝土、沥青等)。
另外，在使用配合了作为前述油分吸附载体的无机粉末的处理剂的情况下，相对稀释处理剂中的生石灰，从而能够抑制生石灰与水分的过量反应同时能够延迟反应，从而获得粒径较小的粉粒体，并获得能够非常稳定地吸附油分的粉粒体。
另外，本发明的含油污泥的处理方法可以分批进行，也可以通过在输送路径中设置搅拌混合机构的连续方式进行。
虽然对装置的尺寸或各旋转轴的结构等没有特别的限定，但例如在第3工序中的搅拌混合(低速搅拌)的旋转速度为1的情况下，希望第2工序中的搅拌混合(高速搅拌)的旋转速度为2-200倍左右。更具体地说，希望第2工序中的旋转速度为100-1000rpm，第3工序中的旋转速度为5-50rpm。
下面，对用于实施本发明方法的油泥处理装置进行说明。
在图2-图4中所示的油泥处理装置1中，输送路径21仅为1段。
如图2所示，在所述油泥处理装置1中，油泥的供给机构3为污泥供给漏斗，油泥输送机构4为双轴螺旋输送机，以生石灰作为主要成分的处理剂的投入机构5为处理剂投入漏斗。
污泥供给漏斗3被固定在双轴螺旋输送机4的下端上部，以倾斜状设置的双轴螺旋输送机4的上端下部通过连接元件被固定在搅拌混合机构2(输送路径21)的前端上部。因此，油泥从污泥供给漏斗3被供给至双轴螺旋输送机4，边搅拌旋转边以倾斜状上升，并下落且被导入搅拌混合机构2内的前端。
另外，在处理剂投入漏斗5的内部设有防止挂料的搅拌机构51，在处理剂投入漏斗5的下端设有回转式导阀52，通过连接元件被固定在搅拌混合机构2的前端上部。因此，处理剂以不会在处理剂投入漏斗5内产生挂料的方式落下，经回转式导阀52下落并导入搅拌混合机构2内的前端。
在搅拌混合机构2的内部，如图4所示，形成水平且平行设有两根一对旋转轴22、22的大致圆筒状输送路径21，各旋转轴22的构成使得通过一个马达11以彼此相反的方向旋转，在各旋转轴22中分别以大致辐射状设有多个搅拌叶片23。另外，输送路径21的底部24沿各旋转轴22的搅拌叶片23端部的旋转轨道形成。
另外，图3中的12为作业台，图4中的13为生石灰投入及检修用平台，53为处理剂投入口，14为回转式导阀，15为检修口。
因此，通过将油泥及处理剂导入搅拌混合机构2的内部，在输送路径21中能够边均匀搅拌混合边从前端向后端输送油泥及处理剂，其间，使处理剂中的生石灰(CaO)与油泥中的水分接触，水合反应放热，从而生成多孔性的熟石灰(Ca(OH)2)。通过所述反应热，使油分挥发、飞散而除去。另外，所述多孔性的熟石灰与油泥中的油分接触而吸附。之后，从排出口25排出吸附有油分的粉粒体，进行适宜的处理回收。
之后，由于熟石灰的颗粒表面与空气中的二氧化碳反应形成碳酸钙层，因此获得了表层为碳酸钙、内部吸附有油分的粉粒体。
在具有这样的结构的油泥处理装置1中，分别连续从污泥供给漏斗3将油泥导入搅拌混合机构2(输送路径21)内、从处理剂投入漏斗5将处理剂导入搅拌混合机构2(输送路径21)内，可以连续从排出口25排出吸附有油分的干爽松散粉粒体。
以下表示了利用图2-图4的处理装置处理油泥的实施例。
通过油泥供给漏斗3投入残存在原油罐的热水洗净后的底部的污泥(油分30％，水分20％，残余部分为铁锈、砂子等的固体材料)200kg，同时作为处理剂，将生石灰60kg投入处理剂投入漏斗5中。输送路径21的旋转轴22、22以300rpm旋转。在油泥投入1分钟后，由排出口25排出松散的茶褐色粉粒体。
在图5-图7所示的油泥处理装置1’中，输送路径(前段第1输送路径为21A，后段第2输送路径为21B)以两段设置。
在图5所示的油泥处理装置1’中，除搅拌混合机构2’以外的构成与前述第1实施例完全相同，油泥的供给机构3为污泥供给漏斗，油泥输送机构4为双轴螺旋输送机，以生石灰作为主要成分的处理剂的投入机构5为处理剂投入漏斗。
污泥供给漏斗3被固定在双轴螺旋输送机4的下端上部，以倾斜状设置的双轴螺旋输送机4的上端下部通过连接元件被固定在搅拌混合机构2’的前端上部。因此，油泥从污泥供给漏斗3被供给至双轴螺旋输送机4，边搅拌旋转边以倾斜状上升，并下落且导入搅拌混合机构2’内的前端。
另外，在处理剂投入漏斗5的内部设有防止挂料的搅拌机构51，在下端设有回转式导阀52，通过连接元件被固定在搅拌混合机构2’(第1输送路径21A)的前端上部。因此，处理剂以不会在处理剂投入漏斗5内产生挂料的方式落下，经回转式导阀52下落并被导入搅拌混合机构2’内的前端。
搅拌混合机构2’由两段输送路径21A、21B构成。
前段的第1输送路径21A与前述第1实施例的输送路径21大致相同，两根一对的第1旋转轴22、22为水平且平行设置的，大致圆筒状，各个第1旋转轴22通过一个带有变速器的马达16以彼此相反的方向转动，在各第1旋转轴22上分别以大致辐射状设置多个搅拌叶片23。另外，第1输送路径21A的底部24沿各第1旋转轴22中的搅拌叶片23端部的旋转轨道形成。该构成与前述第1实施例的输送路径21完全相同。但在第1输送路径21A中，增加的是设有下方朝向与第1旋转轴22正交的方向且以极高速旋转的切碎机61，在混合物中供给适量水分的水供给装置62，用于防爆的氮供给机构63，在运转初期防止油泥附着在内壁上的蒸汽供给机构64等。
在后段的第2输送路径21B中，一根第2旋转轴26为水平设置的，大致圆筒状，所述第2旋转轴26为通过设置在其后端的马达17转动的螺旋输送机的旋转轴。
在上述各输送路径21A、21B的上部，设有排出内部的水蒸气或汽化的油分、粉尘等的飞散成分的排气筒18。在所述排气筒18的中间，设有煤油燃烧炉19，以燃烧排放气体中的油分·水分或臭气物质，从而防止油分排出到装置外。另外，可设置用于吸附、除去排放气体等的过滤装置或集尘器。
另外，图6中的12为作业台，图7中的13为生石灰投入及检修用平台，53为处理剂投入口，14为旋转传感器，15为检修口。
若上述处理装置的第1输送路径21A的长度为1000mm，设置在其内部的第1旋转轴22的旋转速度为300rpm(周向轨道外径200mm)，切碎机61的旋转速度为3600rpm(周向轨道外径100mm)，所述第1输送路径21A内的污泥的滞留(通过)时间则为2-4分钟。另外，若第2输送路径21B的长度为2500mm，设置在其内部的第2旋转轴的旋转速度为3-15rpm，则所述第2输送路径21B内的污泥的滞留(通过)时间为约7分钟。这样设计的油泥处理装置1’的处理能力为300-500L/hr。
在具有这种结构的油泥处理装置1’中，与图2-图4的油泥处理装置1相同，分别连续从污泥供给漏斗3将油泥导入搅拌混合机构2’内、从处理剂投入漏斗5将处理剂导入搅拌混合机构2’内，由此连续从排出口25排出吸附有油分的干爽松散的粉粒体。
特别的是，由于输送路径(21A，21B)是两段设置的，因此在前段的第1输送路径21A中，油泥和处理剂的混合物被高速搅拌，处理剂被均匀地混合在油泥中，在后段的第2输送路径21B中，通过将具有较大粒径的颗粒粉碎为具有较小粒径的颗粒，结果得到具有较小粒径的粉粒体即吸附油分的较小粒径的粉粒体。
由于设有用于供给适量水分的水供给装置62，因此例如在处理油分相对较多、水分较少的油泥的情况下，可以从所述水供给装置62补给在本发明中与生石灰的反应不可缺少的水分。
下面为利用图5-图7的处理装置处理油泥的实施例5。
在用油洗净原油罐后，通过油泥供给漏斗3投入残存在原油罐底部的污泥(油分73％，水分11％，残余部分为铁锈、砂子等的固体材料)200kg，同时由水供给装置62投入水18L，另外作为处理剂，将生石灰100kg和硅藻土10kg投入处理剂投入漏斗5中。在油泥投入12分钟后，由排出口25排出干爽松散的粉粒体。
在所获得的粉粒体中吸附的油分(由四氯化碳萃取的油分)为12％，在水中流出的油分(由纯水萃取的油分)在2.5ppm以下。
本发明的油泥处理装置由上述污泥供给机构，输送机构，处理剂的投入机构以及搅拌混合机构构成，对于搅拌混合机构以外的结构没有任何限制。即，对于供给机构及投入机构，作为最简单的结构可采用漏斗，也可采用其它公知的机构。对于搅拌混合机构，可设置用于使飞散成分无害化或除去飞散成分的机构，根据飞散成分的种类也可采用具有适宜结构的机构，例如燃烧炉或集尘器等。对于输送机构，可适于采用带式输送机，螺旋运输机等公知的机构。
虽然根据附图的实施例对以上本发明进行了说明，但本发明不应局限于前述的实施例，可在不改变权利要求书中记载的内容的范围内，进行实施。
工业实用性以上说明的本发明的含油污泥的处理能够处理含油污泥，获得吸附油分的干爽松散的粉粒体。
即，处理剂中的生石灰与油泥中的水分接触，进行水合反应放热，生成多孔性熟石灰的颗粒，通过反应热挥发、飞散除去含油污泥中的一部分油分，作为所述反应生成物的多孔性熟石灰颗粒在颗粒的内部吸附有含油污泥中的油分。之后，熟石灰颗粒的表面与空气中的二氧化碳反应形成碳酸钙层。因此，最终获得的粉粒体用碳酸钙层将油分封入在内部，由于这些粉粒体是粒径较小(表面积较大)的干爽松散粉粒体，因此极大地优化了可操作性。
另外，由于内部的油分被稳定地吸附在颗粒的内部空隙中，而且在表层形成有碳酸钙层，因此，优化了保持性，例如即使原封不动地填埋在土中，也不会因地下水或雨水等而渗出油分并扩散至周边而造成污染。因此，通过本发明中含油污泥的处理方法处理的粉粒体可用作原封不动地填埋在土中的填埋材料，或在土中被微生物分解而向栽植土壤变化时，即使特别是在未由薄层材料等隔离时，内部的油分也不会渗出、扩散而污染周边土壤。进而，回收的粉粒体作为助燃剂添加在燃料中被燃烧时，由于该粉粒体表面积极大，因此具有效率良好的助燃效果(催化剂效果)，另外由于该粉粒体的主要成分为Ca(OH)2与无机物及油分，因此，不会对燃烧产生不良的影响，相反，能够抑制燃烧气体中的SO3的产生，具有防止由SO3等酸性气体造成锅炉等壁面腐蚀的效果，同时燃烧后生成的生石灰可用作水泥原料。
由于上述粉粒体含有油分，因此，通过用作水泥的流化剂，能够减少水的添加量。另外，也可作为沥青的填料使用。
权利要求
1.一种含油污泥的处理方法，其特征在于，所述方法由以下步骤构成使以生石灰为主成分的处理剂接触含油污泥，通过含油污泥中的水分与处理剂中的生石灰反应放热以使油分挥发飞散而除去，同时处理/回收作为吸附有油分的粉粒体的反应生成物。
2.根据权利要求1所述的含油污泥的处理方法，其特征在于所述处理剂以生石灰为主成分，含有作为油分吸附载体的耐热性的无机粉末。
3.根据权利要求1或2所述的含油污泥的处理方法，其特征在于在所述处理剂中，相对于含油污泥中的油分，生石灰至少为50-100％。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的含油污泥的处理方法，其特征在于在具有高速旋转的搅拌叶片的搅拌层使所述处理剂与所述含油污泥接触。
5.根据权利要求1所述的含油污泥的处理方法，其特征在于所述粉粒体被碳酸钙层覆盖。
6.一种污泥处理装置，其特征在于由污泥的供给机构(3)，输送被供给污泥的输送机构(4)，将处理剂投入所述被输送的污泥中的机构(5)，将从所述输送机构和投入机构导入的污泥及处理剂边搅拌混合边输送的搅拌混合机构(2)构成，在所述搅拌混合机构(2)中，在其一端位于从所述输出机构和投入机构的导入口下方的输送路径(21)内部设有旋转轴(22)，所述旋转轴(22)以大致辐射状设有多个搅拌叶片(23)，从所述输送路径的另一端回收使处理剂与污泥接触生成的粉粒体。
7.根据权利要求6所述的污泥处理装置，其特征在于在所述搅拌混合机构中设有用于使飞散成分无害化或除去飞散成分的机构。
8.根据权利要求6或7所述的污泥处理装置，其特征在于在所述搅拌混合机构(2’)中设有两段输送路径(21A，21B)，在前段的第1输送路径(21A)中设有高速旋转的第1旋转轴(22)，在后段的第2输送路径中设有低速旋转的第2旋转轴(26)。
全文摘要
使以生石灰为主要成分的处理剂接触含油污泥,通过含油污泥中的水分与处理剂中的生石灰反应放热以使油分挥发、飞散而除去,同时使残留的油分吸附在通过反应生成的熟石灰的多孔性颗粒中,利用碳酸钙层覆盖粉粒体的表面,从而获得在内部含有油的松散粉粒体。所述粉粒体不会造成油分渗出,可用作土壤肥料,助燃剂,土木建材,道路材料等。
文档编号C05F17/00GK1362937SQ01800304
公开日2002年8月7日 申请日期2001年2月2日 优先权日2000年2月4日
发明者上藤善一郎, 松浦一雅, 大野俊幸, 中野大吾 申请人:太凤工业株式会社