一种含油污泥无害化的处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种含油污泥的处理方法，特别适用于炼油厂污水处理过程中产生的含油污泥。首先将含油污泥送入温室干化房，在充足阳光的条件下自然干化，然后将泥饼在常温下与萃取剂混合，进行均质萃取，萃取结束后将混合物料送入固液离心分离器，分离出的液体直接进行回炼，分离后的固体残渣经过干燥后与煤混合，可以作为燃煤锅炉的燃料使用。本发明处理工艺油泥处理能耗低，工艺流程短、设备投资低，可以实现含油污泥的无害化处理。
【专利说明】一种含油污泥无害化的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种含油污泥无害化的处理方法，特别是炼油厂、炼油污水处理厂产生的含油污泥经太阳能温室干化、萃取，萃取产物直接回炼的处理方法。
【背景技术】
[0002]炼化企业在石油炼制和废水处理过程中产生大量的含油污泥，它们主要来自隔油池、浮选池、剩余活性污泥、原油脱水罐、储油罐和污油罐等。这些污泥成分复杂，属于较稳定的多相体系，且混合充分，黏度较大，固相难以彻底沉降，含油污泥处理困难。目前，我国石油化工行业中，平均每年约产生80万吨含油污泥。随着企业生产装置规模的不断扩大，相应的废渣排放总量及种类也在逐步地增加，使得企业排污总量和污染治理费用也呈现上升的趋势。近年，随着国家环保法规标准要求的不断提高，环保执法力度不断加大，生产过程中所生成固体废弃物的污染控制与资源化利用，已成为困扰石油和石油加工行业的难题。新修订的《固体废物污染环境防治法》对固体废物防治提出了更加严格的要求。固废的处理与利用已被列为建设节约性社会的重要工作内容。
[0003]随着国民经济的发展和对环境保护的重视，越来越多的机构开展了对含油污泥处理的研究。但多数技术因处理成本高、工艺流程长、操作复杂、处理效果不理想或其他多方面的原因，含油污泥的处理技术，难以得到推广应用形成工业化生产。目前，含油污泥多数采用露天堆放或填埋方式处理，这些污泥中一般含有烃类、苯系物、酚类和蒽类等物质，并伴随恶臭和毒性，若直接和自然环境接触，会对土壤、水体和植被造成较大污染，也造成石油资源的浪费。
[0004]CN1488591A提出了一种含油污泥的处理方法，将含油污泥进行机械脱水，然后与萃取剂混合并预热，混合均质后进行热萃取-脱水处理，然后进行固液分离，液相进入焦化装置，固相作为燃料。该技术在萃取过程中需要对物料进行预热，预热温度为50~100°C，萃取过程中操作温度为100~150°C，能量消耗大；含油污泥中水分太多，萃取不彻底，萃取后残渣经过干化后还需要燃烧处理后，才能达到无害化的效果。
[0005]CN1526797A提出一种含油污泥萃取方法，选用萃取剂为轻质煤焦油(常压下沸点45~90°C )，石油醚、轻质油或C5，利用溶剂对含油污泥中燃料油的溶解作用，对含油污泥中水、油和泥进行分离。但是，该技术的萃取工艺条件为萃取温度45~55°C，萃取过程中能量消耗较高，且该技术中含油污泥在萃取前未对含油污泥进行深度脱水，含油污泥经过萃取后油萃取不易彻底。
[0006]CN1765781A提出一种含油污泥的处理方法，采用萃取剂与含油污泥混合、萃取蒸发脱水处理及固液分离， 其特征在于多效多级或单效多级萃取蒸法系统，所述的多效多级萃取蒸发系统的操作条件如下:其第一级采用常压，温度为95~115°C，最后一级压力为0.01~0.60MPa，温度为125~175°C。该技术技在萃取前未对含油污泥进行深度脱水处理，过程中含油污泥中水分太多，萃取不彻底，分离后的固相中有机物含量高，且在萃取过程中需要对物料进行加热，需要多级萃取，工艺流程长，设备多，设备投资大，能量消耗大。[0007]CN101633574A和CN101362979A提出一种含油污泥的处理方法，将含油污泥进行调质、压滤后与煤混合作为燃料使用，未能对含油污泥中的油进行回收利用。
[0008]CN101343137A提出一种含油污泥的处理方法，将含油污泥调质、脱水、干燥等处理后进行焚烧处理。含油污泥干燥过程中能耗高，且易于产生恶臭尾气，产生新的污染。
[0009]含油污泥经过一般的机械(板框式压滤机、带式压滤机、袋式过滤机、卧螺式污泥脱水机、叠螺式脱水机等)脱水后，其中仍然含有大量的水分(一般在80%左右)，大部分水分是以空隙水、毛细水、吸附水和结合水等多种形式存在，且这些水分与油和固体形成非常稳定的乳化状态，采用萃取法处理，一般需要较高的温度(10(T175°C )，且萃取不易进行彻底；若对机械脱水后的含油污泥采用干化法处理，脱出污泥中的水，破坏其中油-水-固所形成的稳定体系，然后采用萃取处理(如CN200910237009.3与CN200910079177.4)，这样萃取更彻底，萃取需要的温度更温和(10~60°C)。但是目前用作含油污泥萃取溶剂的原料主要有轻质煤焦油、石油醚、石脑油、轻质油、苯、甲苯、丁酮等工业产品或宽沸程组合溶剂，虽然可以达到一定的萃取效果，但萃后的固体渣的含油率仍较高，同时，若污泥经高温干化，则需要较多的能量消耗(若将含油污泥的含水率由80%降低到40%，每吨污泥需要蒸发掉0.67吨水)，干化过程中生成一定量的尾气也需要达标处理。
【发明内容】
[0010]针对目前含油污泥处理技术上存在的不足，开发出一种含油污泥的温室干化脱水后再进行常温萃取回炼的处理方法。本发明的目的在于提供一种可以充分回收含油污泥中的油，使用范围广，含油污泥处理量大，能实现含油污泥资源化利用和无害化处理的方法。该方法处理过程中能量消耗低、设备投资少、工艺流程短，与炼化工艺整合性强。
[0011]本发明提出了一种含油污泥的处理方法，包括如下步骤: [0012]首先将含油污泥送入太阳能温室干化房，然后将充分干化后生成的泥饼与萃取剂混合搅拌均匀进行萃取，萃取结束后将混合物料送入固液分离器，分离出的液体直接进行回炼，分离后的固体经过干化后与煤混合，可以作为燃煤锅炉的燃料使用，实现含油污泥的无害化处理效果。
[0013]本发明所述含有污泥处理工艺中的萃取溶剂为混合溶剂，由主剂A (85-100% (v/V))，副剂B (0-15% (v/v))，助剂C (0-5% (v/v))，组成，其中主剂为沸程为110~135°C的馏分油，副剂B为沸程为140~150°C的馏分油，助剂C为沸程为80~100°C的馏分油。所用馏分油为石油产品的馏分油，其组成和性质与含油污泥中的废油有较大的相似性，并且沸程为110~135°C的馏分油对含油污泥中低沸程的废油和高沸程的废油都有较好的兼容性，对含油污泥中的复杂油类化合物有好的溶解性，沸程为，140~150°C的馏分油对含油污泥更高沸程的废油有较好的溶解性，并且此主剂和副剂也易于提取和回炼。沸程为80~100°C的馏分油作为助剂来实现调整主溶剂的目的。低沸程馏分油在萃取条件下易挥发，可以在主溶剂中产生局部的溶液错动，使萃取过程中物料的转移更顺畅，并且此馏分也是石油炼制的直接产品，易于回炼。
[0014]本发明还提供了一种含油污泥的具体处理方法，包括如下步骤:
[0015](I)将污水处理厂产生的含油污泥送入温室干化房，在充分接触太阳光的条件下进行自然干化，干化时间为6~20天，干化过程中间隔0.5-1.5天用翻泥机把污泥的向阳面与背阳面翻转，保证干化过程中发生好氧反应，温室干化房要配有通风设备，可及时把蒸发的水分排出，干化后生成泥饼的含水率降到15%~40%，破坏含油污泥中油-水-固所形成的稳定体系；蒸发过程中产生的废水送入废水处理装置，达标处理后排放；
[0016](2)步骤(1)中自然干化后形成的泥饼在O~50°C，优选25~45°C下与萃取剂混合，搅拌10~80min，优选30~50min，萃取剂与泥饼的混合质量比为(30~I): 1，优选(15 ~2): I ；
[0017](3)将步骤(2)中萃取后的固液混合物送入固液分离器，分离出的液相直接进行回炼；
[0018](4)步骤(3)中固液分离器分离出的固相进入干燥设备，在温度为110~188°C，优选120~150°C，压力为20~IOOKPa (绝压)，优选40~80KPa (绝压)下干燥5~lOOmin，优选20~60min后得到固体废渣；
[0019](5)将步骤(4)得到的固体残渣与燃料煤按质量比1: (20~1000)掺混，优选1:(50~500)，做燃料使用；
[0020]本发明所述的固液分离采用自然沉降分离或离心分离。
[0021]所述的干燥设备为间壁式传热干燥处理设备，包括旋转窑、各种旋转式干燥器、浆叶式设备干燥机等，加热介质包括高、低压饱和蒸气、导热油、烟道气等。
[0022]含油污泥干化后形成的泥饼在加入萃取剂后，将泥饼中的油萃取出来，萃取过程可以一次完成也可以进行多级萃取完成。
[0023]本发明所述的含油污泥包 括油田与炼化企业所产生的含油污泥。
[0024]本发明采用的含油污泥处理方法其优点在于:①将含油污泥与太阳光直接接触，黑色的油泥有利于吸收大量的太阳能而发热脱水，破坏了含油污泥中“油-水-固”所形成的稳定体系，更有利于萃取在较低温度下进行；②含油污泥经过太阳能脱水后，大大降低了含油污泥的体积和质量，减轻了后续处理的负荷，含油污泥在温室干化过程中只利用太阳辐射能，极大减少了能量的消耗，且温室干化过程在好氧反应中进行，减少了恶臭尾气处理的投资，实现了含油污泥中油的回收和利用采用适宜于回炼的混和溶剂，萃取能力更强，且萃取温度低，减少了能量消耗；萃取的次数少，萃取效果好，操作费用和设备投资低，减少了设备数量和装置建设投资；④含油污泥萃取后的液相直接进行回炼，减少了萃取剂再生所需要的设备和能量消耗；⑤萃取后生成残渣经过干燥后与煤混合，可作为燃煤锅炉的燃料使用，实现含油污泥的无害化处理。
【具体实施方式】
[0025]以下实施例是对本发明的具体说明，实施例和对比例所述的(v/v) ”指体积百分含量，其余没标注的“ ％ ”为质量百分含量。
[0026]实验所采用的含油污泥，取自炼油污水处理厂经过离心分离后，含水率为70%~90%，含油率为5%~10%。
[0027]卧螺式离心机:上海三联环保机械有限公司生产，型号LW-250
[0028]浆叶式干化机:天华化工机械及自动化研究设计院生产，型号为JG-6
[0029]含油污泥中含水率的测定按照GB/T 212-2001所述方法进行。
[0030]含油污泥中含油率测定， 按照GB/T 6504-2008所述方法进行。[0031]实施例1:
[0032]溶剂配方为:主剂选用沸程石脑油11(T125°C沸程的馏分油，占90%(v/v)，副剂选用沸程为140~150°C的馏分油，占7% (v/v)，助剂沸程为80~100°C的馏分油，占3.0%(v/v)，组成复合萃取剂。将某公司产生的含水率为90%、含油率为5%的含油污泥，送入温室干化房，在充足阳光的条件下放置20天，每隔I天用翻泥机把油泥翻转一遍，并保持干化房通风良好，最后生成泥饼的含水率为35%，含油32%，然后取Ikg泥饼与混合溶剂按质量比为1:8混合萃取30min，萃取温度为30°C，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相直接进行回炼，分尚出的固相进入衆叶式干化机，在温度为150°C,压力为50KPa(绝压)下蒸发25min后得到固体废渣，将此废渣与燃料煤按质量比1:50掺混后作燃煤锅炉的燃料使用。该过程含油污泥中的石油类物质经过萃取后，回收率为95.2%。
[0033]对比例1:
[0034]其它工艺条件都与实施例1相同，不同之处在于萃取溶剂为轻质石脑油，沸程60~180°C。即:将含水率为90%、含油率为5%的含油污泥，送入温室干化房，在充足阳光的条件下放置20天，每隔I天用翻泥机把油泥翻转一遍，并保持干化房通风良好，最后生成泥饼的含水率为35%，含油32%，然后取Ikg泥饼与混合溶剂(主剂90% (v/v)，副剂7% (v/V)，助剂3% (v/v))按质量比为1:8混合萃取30min，萃取温度为30°C，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相直接进行回炼，分离出的固相进入浆叶式干化机，在温度为150°C，压力为50KPa (绝压)下蒸发25min后得到固体废渣，将此废渣与燃料煤按质量比1:50掺混后作燃煤锅炉的燃料使用。该过程含油污泥中的石油类物质经过萃取后，回收率为78.9%。
[0035]实施例2:
[0036]溶剂配方为:主剂选用沸程石脑油11(T125°C沸程的馏分油，占95%(v/v)，副剂选用沸程为140~150°C的馏分油，占4% (v/v)，助剂沸程为80~100°C的馏分油，占1.0%(v/v)，组成复合萃取剂。将含水率为85%、含油率为7%的含油污泥，送入温室干化房，在充足阳光的条件下放置15天，每隔I天用翻泥机把油泥翻转一遍，并保持干化房通风良好，最后生成泥饼的含水率为34.2%，含油45.2%，然后取Ikg泥饼与混合溶剂，按质量比为1:10混合萃取lOmin，温度为45°C，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相直接进行回炼，分离出的固相进入浆叶式干化机，在温度为130°C，压力为20KPa (绝压)下蒸发IOmin后得到固体废渣，将此废渣与燃料煤按质量比1:100掺混后作燃煤锅炉的燃料使用。该过程含油污泥中的石油类物质经过萃取后，回收率为93.9%。
[0037]对比例2:
[0038]其它工艺条件都与实施例2相同，不同之处在于采用120号溶剂油作为萃取剂，即:将含水率为85%、含油率为7%的含油污泥，送入温室干化房，在充足阳光的条件下放置15天，每隔I天用翻泥机把油泥翻转一遍，最后生成泥饼的含水率为50%，含油20%，然后取Ikg泥饼与120号溶剂油，按质量比为1:10混合萃取lOmin，温度为45°C，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相直接进行回炼，分离出的固相进入浆叶式干化机，在温度为130°C，压力为20KPa (绝压)下蒸发IOmin后得到固体废渣，将此废渣与燃料煤按质量比1:100掺混后作燃煤锅炉的燃料使用。该过程含油污泥中的石油类物质经过萃取后，回收率为74.6%。[0039]实施例3:
[0040]溶剂配方为:主剂选用沸程石脑油11(T125°C沸程的馏分油，占96%(v/v)，副剂选用沸程为140~150°C的馏分油，占3% (v/v)，助剂沸程为80~100°C的馏分油，占1.0%(v/v)，组成复合萃取剂。即将含水率为70%、含油率为10%的含油污泥，送入温室干化房，在充足阳光的条件下放置20天，每隔0.5天用翻泥机把油泥翻转一遍，并保持干化房通风良好，最后生成泥饼的含水率为15%，含油47%，然后取1kg泥饼与混合溶剂，按质量比为1:10混合萃取30min，温度为45°C，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相直接进行回炼，分离出的固相进入浆叶式干化机，在温度为180°C，压力为20KPa (绝压)下蒸发20min后得到固体废渣，将此废渣与燃料煤按质量比1:50掺混后作燃煤锅炉的燃料使用。该过程含油污泥中的石油类物质经过萃取后，回收率为94.6%。
[0041]对比例3:
[0042]其它工艺条件都与实施例3相同，不同之处在于更换萃取剂的组成。主剂选用沸程石脑油11(T125°C沸程的馏分油，占95% (v/v)，副剂选用沸程为140~150°C的馏分油，占5% (v/v)。即将含水率为70%、含油率为10%的含油污泥，送入温室干化房，在充足阳光的条件下放置20天，每隔0.5天用翻泥机把油泥翻转一遍，并保持干化房通风良好，最后生成泥饼的含水率为15%，含油47%，然后取lkg泥饼与混合溶剂，按质量比为1:10混合萃取30min，温度为45°C，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相直接进行回炼，分离出的固相进入浆叶式干化机，在温度为180°C，压力为20KPa (绝压)下蒸发20min后得到固体废渣，将此废渣与燃料煤按质量比1:50掺混后作燃煤锅炉的燃料使用。该过程含油污泥中的石油类物质经过萃取后，回收率为93.8%。
[0043]实施例4:
[0044]溶剂配方为:萃取溶剂主剂选用沸程石脑油11(T125°C沸程的馏分油，占85% ;副剂选用沸程为140~150°C 的馏分油，占10%;助剂沸程为80~100°C的馏分油，占5.0%，组成复合萃取剂。将含水率为80%、含油率为9%的含油污泥，送入温室干化房，在充足阳光的条件下放置10天，每隔1天用翻泥机把油泥翻转一遍，并保持干化房通风良好，最后生成泥饼的含水率为25%，含油32%，然后取lkg泥饼与复合溶剂，按质量比为1:8混合萃取30min,萃取温度为30°C，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相直接进行回炼，分离出的固相进入浆叶式干化机，在温度为150°C，压力为50KPa (绝压)下蒸发25min后得到固体废渣，将此废渣与燃料煤按质量比1:100掺混后作燃煤锅炉的燃料使用。该过程含油污泥中的石油类物质经过萃取后，回收率为94.2%。对比例4:
[0045]其它工艺条件都与实施例4相同，不同之处改变含油污泥脱水的形式，这里采用直接萃取。即溶剂配方为:萃取溶剂主剂选用沸程石脑油11(T125°C沸程的馏分油，占85% ;副剂选用沸程为140~150°C的馏分油，占10% ;助剂沸程为80~100°C的馏分油，占5.0%，组成复合萃取剂。将含水率为80%、含油率为9%的含油污泥，取lkg泥饼直接与复合溶剂，按质量比为1:8混合萃取30min，萃取温度为30°C，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相直接进行回炼，分离出的固相进入浆叶式干化机，在温度为150°C，压力为50KPa (绝压)下蒸发25min后得到固体废渣，将此废渣与燃料煤按质量比1: 100掺混后作燃煤锅炉的燃料使用。该过程含油污泥中的石油类物质经过萃取后，回收率为 25.1%。[0046]对比例5:
[0047]其它工艺条件都与实施例4相同，不同之处改变含油污泥脱水的形式，这里采用干化脱水。溶剂配方为:萃取溶剂全部选用沸程石脑油11(T125°C沸程的馏分油，占90%，助剂选用沸程为80~100°C的馏分油，占10% ;将含水率为75%、含油率为9%的含油污泥，送入浆叶式干化机，在温度为168°C，压力为75Kpa (绝)，停留时间为55分钟条件，最后生成泥饼的含水率为35%，含油30%，然后取Ikg泥饼与复合溶剂，按质量比为1:8混合萃取30min,萃取温度为30°C，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相直接进行回炼，分离出的固相进入浆叶式干化机，在温度为150°C，压力为50KPa (绝压)下蒸发25min后得到固体废渣，将此废渣与燃料煤按质量比1:100掺混后作燃煤锅炉的燃料使用。该过程含油污泥中的石油类物质经过萃取后，回收率为95.2%。虽然该过程中含油污泥中的石油类物质的回收率稍有提高，但干化过程需要消耗一定量的饱和蒸汽，蒸发含油污泥中大量的水，增加了设备(干化机)投资，同时，含油污泥干化过程中还生产一定数量的尾气需要进一步处理。
[0048]对比例6:
[0049]其它工艺条件都与实施例4相同，不同之处改变含油污泥脱水的形式，这里采用压榨脱水。将含水率为78%、含油率为7%的含油污泥，送入含油污泥压榨脱水设备，在温度为25°C，压力为8Mpa，脱水时间20分钟条件下，生成泥饼的含水率为38%，含油27%，然后取Ikg泥饼与复合溶剂，按质量比为1:8混合萃取30min，萃取温度为30°C，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相直接进行回炼，分离出的固相进入浆叶式干化机，在温度为150°C，压力为50KPa (绝压)下蒸发25min后得到固体废渣，将此废渣与燃料煤按质量比1:100掺混后作燃煤锅炉的燃料使用。该过程含油污泥中的石油类物质经过萃取后，回收率为93.9%。对含油污泥`采用压榨脱水，增加了设备投资，同时也增加了装置电耗。
【权利要求】
1.一种含油污泥的处理方法，包括如下步骤: 首先将含油污泥送入温室干化房干化6~20天，然后将干化后生成的泥饼与萃取剂混合，萃取剂与泥饼的混合质量比为(30~I): 1，搅拌均匀进行萃取，萃取结束后将混合物料送入固液分离器，分离出的液体直接进行回炼，分离后的固体残渣经过干燥后直接与燃料煤掺混，作燃料使用； 其特征是所用萃取剂由主剂A、副剂B和助剂C组成，其中主剂A为沸程为110~135°C的馏分油，含量为85~100%(v/v);副剂B为沸程为140~150°C的馏分油，含量为O~15%(v/v);助剂C为沸程为80~100°C的馏分油，含量为O~5%(v/v)。
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于萃取剂与泥饼在O~50°C下混合进行萃取。
3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述含油污泥在干化过程中每间隔0.5~1.5天将污泥的向阳面与背阳面翻转。
4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述固液分离器分离出的固相进入干燥设备，在温度为110~188°C，压力为20~IOOKPa下干燥5~IOOmin。
5.如权利要求f4之一所述的含油污泥的处理方法，包括如下步骤: (1)将含油污泥送入温室干化房，在太阳能的辐射下进行脱水，干化时间为6~20天，干化过程中间隔0.5~1.5天将污泥的向阳面与背阳面翻转，同时使干化房保持良好通风，生成的泥饼的含水率降到15%~40%，蒸发过程中产生的废水送入废水处理装置，达标处理后排放； (2)步骤(1)中形成的泥饼在O~50°C下与萃取剂混合，搅拌10~80min，萃取剂与泥饼的混合质量比为(30~I): I ； (3)将步骤(2)中萃取后的固液混合物送入固液分离器，分离出的液相直接进行回炼； (4)步骤(3)中固液分离器分离出的固相进入干燥设备，在温度为110~188°C，压力为20~IOOKPa下干燥5~IOOmin后的固体残渣与燃料煤混合，混合比例为1: (20~1000)，作燃料使用。
【文档编号】C10L5/46GK103693823SQ201210366104
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年9月28日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】杨岳, 刘发强, 刘光利, 任立鹏, 贾媛媛, 周霞, 何琳, 张媛, 巫树锋, 李常青, 江岩, 王军 申请人:中国石油天然气股份有限公司