一种含油污泥的处理系统及其处理方法与流程

文档序号:12393003
一种含油污泥的处理系统及其处理方法与流程

本发明涉及一种含油污泥的处理系统及其处理方法。



背景技术:

油泥主要是指由于各种原因造成的原油或其它油品与泥土等形成的含油污泥,以及油田正常生产中系统带出的含油泥沙等,是一种富含矿物油的固体废物,主要成分是原油、泥和水。固体颗粒尺寸可从不足微米到几英寸,油的组成取决于原油种类、炼油厂结构与操作条件,污泥的组成可能随时间变化而变化。通常污泥中含有一定的原油、重金属离子(如铁、铜、镍等)与无机盐类化合物等。这些油泥中一般含有苯系物、酚类等物质,并伴随恶臭和毒性,若直接和自然环境接触,会使土地毒化、酸化或碱化,导致土壤及土质结构的改变,妨碍植物根系生长并会对水体和植被造成较大污染,同时也意味着石油资源的浪费。

含油污泥属于多相体系,一般由水包油(O/W)、油包水(W/O) 和悬浮固体组成,污泥中的悬浮固体、胶体颗粒与油、水充分乳化,形成稳定的悬浮乳状液体系,黏度较大,难以沉降。具有成分复杂、含水量高、体积大、有害成分多数超过排放标准、含有较高的热值、综合利用方式少、处理难度大等特性。

按中国危险废物名录,油泥被列入《国家危险废物目录》中的含油废物类 (HW08项)。其对环境危害的长期性和潜在性,正引起高度重视。开展油泥管理及防治技术研究是目前国家环保工作的一项重要任务。因此,如何把这些含油污泥进行无害化和资源化利用,也是摆在炼油行业面前亟待解决的一个重要环保问题。

目前含油污泥等固体废弃物的处理技术,主要有焚烧法、生物降解法、溶剂萃取法、调质-机械分离法、浓缩干化法、微波处理法等,这些方法的不足之处可以概括为两类 :一类如焚烧法和生物降解法,着力于控制污染物排放,忽略了油品资源的回收利用;另一类如溶剂萃取法、调质-机械分离法、热洗法、热解法,能回收油品资源,却难以控制废水、废渣对环境的二次污染,这些方法皆无法在环境和效益之间取得平衡。

例如,溶剂萃取法是根据“相似兼容”原理,选取合适的有机溶剂来萃取油泥中的有机物,然后再通过蒸馏回收萃取液中的油分,通过蒸馏把溶剂从混合物中分离出来循环使用。该方法的优点是工艺简单,萃取剂可以重复使用,缺点是萃取剂价格昂贵,循环使用过程中出现大量溶剂损耗,经处理后的油泥含油率大于5%左右,达不到现行的固体污染物的排放标准。

调质-机构分离法:由于含油污泥一般都是稳定的悬浮乳状液体系,所以在脱水前要对含油污泥进行调质。调质的方法除投加混凝剂、助凝剂外,还必须投加表面活性剂、破乳剂、pH调节剂等,同时辅以加热等强化手段,以改善污泥物性,改变含油污泥颗粒的性状和排列状态,破坏胶体的稳定性,从而提高污泥的脱水性能,然后利用三相离心机对处理后的污泥进行油、水、泥三相分离,具有操作简单、技术较为成熟、实用性好等特点,可回收大部分油。但其核心技术是高速离心的三相分离装置,基本被欧美等国家所垄断,中国还很难生产此类装置。调质-分离技术的缺点:由于含油污泥种类很多,现有脱水机械设备和药剂的组合还不能普遍适用。因此,对调质-机械分离技术的研究仅局限于单一或少数油泥样品,通用性差,而且采用不同的含油污泥时,需要重新确定混凝剂(种类、加量以及加药方式)、破乳剂(种类、加量以及加药方式)、脱水机械的型号以及运行参数。再者,当污油泥含油量较少时,离心分离经济效益不佳。由于离心机中的固体含量较高又会影响污泥处理效果,所以该方法的油泥处理量较低,不能满足现有大规模处理的要求。

化学热洗法:通过热水溶液对含油污泥进行反复洗涤,洗涤过程中加入高效、适宜的化学药剂,再经加热、混合搅拌后静置沉淀,实现固液分离。分离出的油相经处理后进入储油罐,清洗液可再循环利用,剩余的污泥则进行脱水再处理后资源化利用。化学试剂的筛选和使用是化学热洗工艺的关键,在加热、搅拌的分离过程中,主要涉及到降低界面张力、乳化作用、改变润湿性和刚性界面膜等原理。但该方法仅适用于含油量较高、乳化较轻的落地原油和油砂的原油回收处理,难于处理乳化严重的油泥却不适用;需要添加大量的成本昂贵的化学药剂,造成成本高;处理后的残渣中含油较高,分离后的污泥残渣含水量大于 90%且含有大量的化学药剂,还会引起废水、废渣等二次污染问题,需要进一步处理利用。

还有,虽然上述溶剂萃取法、调质-机械分离法、化学热洗法等方法能够回收污泥中的油品资源,但由于含油污泥中的杂物较多,包括大石块、木头、金属物、塑料物、编织袋等,在回收过程中一般需要先对原料进行筛分等预处理,去除原料中杂物,然后才与药剂一起混合处理;而且由于含油污泥黏度较大,杂物与泥土相互粘接,预处理很难完全去除杂物,剩下的杂物会严重阻碍设备和设施正常运行。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明提供了一种含油污泥的处理系统及其处理方法。该处理系统可适用各种类型的含油污泥的脱水,扩大应用范围,同时还可以将油泥的含油率脱除到3%以下,能最大限度地回收油,而且本发明不会产生废水,而且脱油后的污泥废渣含油非常低,满足固体污染物的排放标准,不会对环境产生二次污染,非常适合现场推广应用。

本发明提供了一种含油污泥的处理系统,包括粉碎设备、振动筛、沉淀装置、射流器、高速粉碎装置、储水装置和一个或多个用于油、水、污泥分离的分离设备;

所述粉碎设备,用于初级粉碎含油污泥,其包括粉碎筒体,在所述粉碎筒体上方设置有浮油空间,所述粉碎筒体上方壁体设置有可开启和关闭的第一浮油排出口,所述粉碎筒体的底部设置有含油污泥排出口;

所述振动筛,位于沉淀装置上部,并用于筛分粉碎设备排出的含油污泥;

所述沉淀装置,用于接收和沉淀筛分后的含油污泥,所述沉淀装置设置有可开启和关闭的第二浮油排出口;

所述高速粉碎装置,用于进一步将含油污泥打成细小颗粒,优选为微米级颗粒;

所述沉淀装置与射流器、高速粉碎装置、分离设备依次连接,所述储水装置的出水口与射流器的进水口连接。即所述分离设备的污泥出口与离心机的污泥进口连接,所述离心机的出水口与储水装置的进水口连接,所述沉淀装置的污泥出口与射流器的污泥进口连接,所述射流器的污泥出口与高速粉碎装置的污泥进口连接,所述高速粉碎装置的污泥出口与分离设备的污泥进口连接。

所述粉碎设备还包括进口筒体、对辊式撕碎机构、转轴式粉碎机构、高压喷水装置和第一刮油装置;

所述进口筒体的下部与粉碎筒体连接,所述进口筒体的上方或内部设置有所述高压喷水装置,所述对辊式撕碎机构设置在进口筒体内;

所述转轴式粉碎机构设置在粉碎筒体内;

所述第一刮油装置设置在所述浮油空间内且与所述第一浮油排出口相对。

所述转轴式粉碎机构由可正反转的电机驱动,所述电机优选为调速电机。所述转轴式粉碎机构位于粉碎筒体内,所述粉碎机构包括与筒体轴线平行设置的转轴,所述转轴上设置有多排粉碎刀具,所述转轴与所述电机的驱动端连接;优选地,所述粉碎刀具与转轴的连接角度为30°~90°,每排粉碎刀具包括2~6个粉碎刀具,在同一排内的粉碎刀具与转轴的连接角度相同且沿转轴的圆周方向排列;进一步优选地,所述多排粉碎刀具包括多排垂直粉碎刀具和多排倾斜粉碎刀具,在相邻两排倾斜粉碎刀具之间间隔设置有1-3排的垂直粉碎刀具,所述垂直粉碎刀具与转轴的连接角度为90°,所述倾斜粉碎刀具与转轴的连接角度为30°~80°。

在所述第一浮油排出口处设置有可开启和关闭的第一挡板;进一步优选地,所述第一挡板与所述第一浮油排出口铰接;更进一步优选地,所述第一挡板通过第一轴与所述第一浮油排出口铰接,所述第一轴的两端设有第一曲柄,所述第一曲柄与第一气缸连接,所述第一气缸驱动所述第一曲柄带动挡板开启或关闭;

所述第一刮油装置包括第一刮油板以及第一驱动装置,所述第一刮油板和第一驱动装置设置在所述第一挡板的相对侧,所述第一驱动装置优选为第二气缸。

所述沉淀装置包括沉淀箱和螺旋输送机构,所述螺旋输送机构设置在沉淀箱的底部,所述螺旋输送机构从沉淀箱的一端水平延伸至沉淀箱的物料出口;优选地,所述螺旋输送机构包括螺旋输送叶片,所述螺旋输送叶片的螺距从沉淀箱的一端向沉淀箱的物料出口的方向上逐渐减少;

优选地,所述第二浮油排出口设置在沉淀箱的上部,在所述第二浮油排出口处设置有可开启和关闭的第二挡板;进一步优选地,所述第二挡板与所述第二油排出口铰接;更进一步优选地,所述第二挡板通过第二轴与所述第二浮油排出口铰接,所述第二轴的两端设有第二曲柄,所述第二曲柄与第三气缸连接,所述第三气缸驱动所述第二曲柄带动挡板开启或关闭。

所述高速粉碎装置包括粉碎筒体、转轴、设置转轴上的多排粉碎刀具,优选地,每排粉碎刀具包括2~8个粉碎刀具,在同一排内的粉碎刀具沿转轴的圆周方向排列。

所述高速粉碎装置的污泥入口设置在粉碎筒体的一端部,而所述高速粉碎装置的污泥出口设置在粉碎筒体另一端的底部。

所述射流器的进水口与储水装置的出水口连接的管道上设置有输送泵或高压泵。

所述处理系统包括多个分离设备时,其中一个分离设备的污泥出口与另一个分离设备的污泥进口连接,而该分离设备的下部污泥出口再与下一个分离设备的污泥进口连接,从而将多个分离设备串联连接。

所述分离设备包括搅拌筒体、搅拌轴、多层隔板和搅拌叶片;

所述搅拌轴设置在搅拌筒体内,所述多层隔板将搅拌筒体分隔成多层空间,所述多层空间中的每一层空间均设置有搅拌件,所述搅拌件与搅拌轴连接,所述多层隔板设置有中心孔,所述中心孔的直径大于搅拌轴的直径,所述搅拌轴穿过中心孔;

所述搅拌筒体的下部设置有污泥出口,在所述搅拌筒体的底部或下部设置有用于萃取剂、溶气水和固体泡沫颗粒中的一种或几种物料的进料口;所述搅拌筒体的上部设置有污泥进口和可开启、关闭的第三浮油排出口。

所述搅拌件包括搅拌圆盘和搅拌叶片,所述搅拌圆盘设有中心圆孔且套设在搅拌轴上,所述搅拌圆盘的一面或两面上设置有多个所述搅拌叶片;优选地,所述拌圆盘与搅拌叶片一体成型;进一步优选地,所述搅拌圆盘上还设置有粉碎刀具。

所述多层隔板延伸至搅拌筒体的内壁;优选地,所述多层隔板固定在搅拌筒体的内壁上,或者通过多根连接杆固定搅拌筒体内,所述连接杆穿过多层隔板并与多层隔板连接固定,所述连接杆上端连接搅拌筒体的顶壁,所述连接杆下端连接搅拌筒体的底壁。

在所述第三浮油排出口处设置有可开启和关闭的第三挡板;进一步优选地,所述第三挡板与所述第三浮油排出口铰接;更进一步优选地,所述第三挡板通过轴与所述第三浮油排出口铰接,所述第三轴的两端设有第三曲柄,所述第三曲柄与第四气缸连接,所述第四气缸驱动所述第三曲柄带动第三挡板开启或关闭;

所述分离装置还包括第二刮油装置,所述第二刮油装置位于搅拌筒体内上部且多层隔板上部;优选地,所述第二刮油装置包括第二刮油板以及第二驱动装置,所述第二刮油板和第二驱动装置设置在所述第三挡板的相对侧,所述第二驱动装置优选为第五气缸。

所述进料口连接有溶气装置,所述溶气装置优选为溶气泵。

所述处理系统还包括一个或多个储油装置,所述储油装置用于接收从粉碎设备、沉淀装置和分离设备分离出的油;优选地,所述处理系统包括第一储油装置、第二储油装置和第三储油装置,所述第一储油装置与粉碎设备的第一浮油排出口连接,所述第二储油装置与沉淀装置的第二浮油排出口连接,所述第三储油装置与分离设备的第三浮油排出口连接;进一步优选地,所述第一储油装置、第二储油装置和第三储油装置优选为储油罐。

所述处理系统还包括第一输送装置和第二输送装置,第一输送装置,用于将含油污泥输送至粉碎设备的进口,第一输送装置优选为单斗提升机;

第二输送装置,用于将粉碎设备处理后的含油污泥输送至筛分机;第二输送装置优选为斗式提升机,斗式提升机的进口与粉碎筒体的污泥出口连接,斗式提升机的污泥出口位于振动筛上方。

本发明还提供了一种如上述的处理系统的含油污泥处理方法,包括如下步骤:

(1)将含油污泥输送至粉碎设备,进行粉碎,同时用热水喷洗含油污泥,待粉碎设备完成粉碎和喷洗后进行静置,然后打开第一浮油排出口并排出上层的浮油和杂物,下层的含油污泥排出并输送到振动筛;

(2)所述振动筛对含油污泥进行筛分,杂物和粒径大的含油污泥被筛分出来,粒径小的含油污泥落至下方沉淀装置中,含油污泥在沉淀装置内进行静置沉淀,上层浮油经第二浮油排出口排出,下部含油污泥进入射流器内,同时所述储水装置的水进入射流器内,从而形成高速射流并喷入高速粉碎装置内进行冲击粉碎,同时所述高速粉碎装置旋转切碎含油污泥,从而打成细小颗粒,优选为微米级颗粒,制成泥浆;其中,储水装置内的水添加有破乳剂;

(3)然后将泥浆输送到分离设备中,在所述分离设备中彻底实现油与水、污泥的分离,分离出水返回储水装置,其中,在分离设备搅拌前和/或搅拌过程中,在分离设备的下部通入萃取剂、溶气水和固体泡沫颗粒中的一种或几种。

在步骤(1)中,所述高压喷水装置喷出的水的温度为70℃~90℃,所述高压喷水装置喷出的水量与含油污泥的重量比例优选为 1:(1~3)。

在步骤(2)中,所述储水装置进入射流器的水量与含油污泥的重量比例为1 :(0.5~3),储水装置内水的温度优选为70~90℃;所述破乳剂为十二烷基苯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种,所述破乳剂在储水装置中水中的浓度优选为0.25wt%~2.0wt%。

在步骤(3)中,所述溶气水溶有气体;所述气体为空气或氮气;萃取剂为石油醚、甲苯、石脑油、汽油、柴油、溶剂油中的一种或几种,所述固体泡沫颗粒为聚苯乙烯泡沫颗粒、聚氯乙烯泡沫颗粒、聚氨酯泡沫颗粒、酚醛泡沫颗粒中的一种或几种。

在步骤(3)中,在所述分离设备进行搅拌的时间为 5~30 min,在搅拌完成后进行静置的时间为5~30min。

与现有技术相比,本发明含油污泥的处理系统及其处理方法具有如下优点:

(1)本发明将多级粉碎、多级除油、高效粘油或萃取组合成一套高效、可靠、处理效果突出的油泥处理设备,可以适用于不同油含量的含油污泥,尤其适用于油含量较低或乳化严重的含油污泥样品。

本发明先将含油污泥被输送至粉碎设备内,对大块含油污泥进行粉碎,同时热水也对含油污泥进行喷冲,从而第一次粉碎大块含油污泥,粉碎设备处理后的污泥输送至振动筛,筛分出杂物和粉碎含油污泥的颗粒,小颗粒落入下方沉淀箱内,然后在射流器的冲击粉碎,然后通过高速粉碎装置高速旋转切碎,从而形成对含油污泥进行多级组合粉碎,可将含油污泥颗粒粉碎至5微米粉末状以下,将污泥中的油分暴露出来,有利于破乳剂清洗污泥中油分,深度地脱除污泥中的各种油分,同时形成的乳化作用非常弱,有利后续设备分离油分,同时分离设备还可以采用气泡粘油、泡沫固体颗粒粘油或萃取油分等手段,这样前后各技术手段相互配合、相互影响,从而在破乳剂的用量很小、不形成强乳化作用的情况下,可以将含油率为30%以上的油泥脱除到残油率3%以下,能最大限度地回收油,而且本发明不会产生废水,处理完成后的油泥满足固体污染物的排放标准,不会对环境产生二次污染,非常适合现场推广应用。

(2)本发明的处理系统,可以通过对辊式撕碎机构切削大块杂物和纺织袋,转轴式粉碎可以粉碎杂物,同时在粉碎过程中喷入高压热水,并配合可正反转的调速电机以及转轴式粉碎机构特殊设计(如粉碎刀具与转轴的连接角度,尤其是垂直粉碎刀具和倾斜粉碎刀具的结合方式),可最大程度地实现含油污泥粉碎和洗涤,同时可在粉碎和洗涤的过程中降低油污泥黏度,使杂物与含油污泥不再粘接或粘连,静置浮油处理后,可除去大部分木头、塑料物、编织袋等杂物,这样有利于后续振动筛筛出剩下的石块、金属等杂物,从而完全去除杂物,保障设备和设施正常运行。

(3)储水装置中的热水进入射流器形成空吸作用,从而可将沉淀装置污泥出口的油泥吸出并高压喷入并冲击高速粉碎装置的粉碎刀具中,从而形成冲击破碎,而高速粉碎装置通过高速旋转进一步切碎污泥颗粒,从而实现油泥彻底粉碎,最终在冲击粉碎和旋转切碎作用下,油泥颗粒的粒度可达到5微米以下,将污泥中的油暴露出来,有利于破乳剂清洗污泥中油分,深度地脱除污泥中的各种油分,最终可将含油率为30%以上的油泥脱除到残油率3%以下,满足固体污染物的排放标准,并能最大限度地回收油。

(4)本发明的分离设备有多层隔板结构,以及在底部设置有用于萃取剂、溶气水和固体泡沫颗粒中的一种或几种物料的进料口,这样萃取剂、溶气水和固体泡沫颗粒中的一种或几种物料进入进料口后,依次通过隔板之间的每一层空间,而搅拌件在其上升过程中使其与含油污泥充分混合和接触,最大化地实现气泡粘油、泡沫固体颗粒粘油或萃取剂萃取油的效果,使油与水、污泥高效地分离开来,避免现有气浮装置或萃取装置混合不均匀,部分污泥与油相难以分离的问题。

气泡粘油:对药剂洗涤后出现在油泥中的沥青油、重质油配置了一套溶气装置,利用溶气水产生的微小气泡粘附油类,从而实现了彻底除油。在搅拌件搅拌的过程中,油泥与气泡在每一层内充分混合和接触,沥青油、重质油黏附在气泡上,从混合分离设备上端排出,内部独创的多层隔板设计,使气泡和油泥混合更加均匀,除油效果更加优良。

萃取剂萃取和泡沫固体颗粒粘油:对于药剂洗涤后出现在油泥中的沥青油、重质油,通过加入萃取剂和/或泡沫固体颗粒,在混合分离设备内独创的多层隔板以及搅拌作用下,萃取剂和/或泡沫固体颗粒与油泥充分混合后,含有油的萃取剂和/或泡沫固体颗粒在分离设备上端排出。

(5)本发明的分离设备的搅拌件设置有搅拌圆盘和搅拌叶片,这样搅拌圆盘与多层隔板形成交错排列,当萃取剂、溶气水和固体泡沫颗粒中的一种或几种物料进入进料口后,在上升过程中会被隔板和圆盘隔挡,会形成在多层空间内曲线上升的折流,然后再配合调速电机的正反转以及速度的调节,从而进一步优选搅拌混合效果,使油与水、污泥完全地分离。

(6)本发明采用离心机对除油的污泥进行脱水,分离出来的水体再次进入储水装置内,从而实现破乳剂等试剂和水循环利用,从而确保整个处理过程不产生废水。

附图说明

图1为本发明的含油污泥的处理系统的示意图;

图2为本发明的粉碎设备的示意图;

图3为本发明的沉淀装置与射流器的示意图;

图4为本发明的两个搅拌分离装置与离心机串联的示意图;

图5为本发明的搅拌分离装置的示意图;

附图标记:1-粉碎设备,11-第一输送装置,12-进口筒体,13-粉碎筒体,14-对辊式撕碎机构,15-转轴式粉碎机构,16-第一挡板,17-闸板和闸板阀,18-第一电机,2-振动筛,21-第二输送装置,3-沉淀装置,31-沉淀箱,32-螺旋输送机构,33-第二电机,4-射流器,5-高速粉碎装置,6-分离设备,61-搅拌分离装置,611-搅拌筒体,612-搅拌轴,613-多层隔板,614-搅拌件,615-搅拌筒体的污泥进口,616-第三浮油排出口,617-进料口,618-搅拌筒体的污泥出口,619-第三电机,62-离心机,7-储水装置,71-高压泵,8-第三储油装置。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过实施方式来进一步说明本发明的技术方案,但不应认为本发明仅局限于以下的实施方式中。

根据本发明的第一个方面,如图1所示,本发明提供了一种含油污泥的处理系统,其包括粉碎设备1、振动筛2、沉淀装置3、射流器4、高速粉碎装置5、储水装置7和用于油、水、污泥分离的分离设备6;粉碎设备1,用于初级粉碎含油污泥,其包括粉碎筒体13,在粉碎筒体13上方设置有浮油空间,粉碎筒体13上方壁体设置有可开启和关闭的第一浮油排出口,粉碎筒体13的底部设置有含油污泥排出口;振动筛2,位于沉淀装置3上部,并用于筛分粉碎设备1排出的含油污泥;沉淀装置3,用于接收和沉淀筛分后的含油污泥,沉淀装置3设置有可开启和关闭的第二浮油排出口;高速粉碎装置5,用于进一步将含油污泥打成细小颗粒,优选为微米级颗粒;沉淀装置3与射流器4、高速粉碎装置5、分离设备6依次连接,储水装置7的出水口与射流器4的进水口连接。即分离设备6的污泥出口与离心机62的污泥进口连接,离心机62的出水口与储水装置7的进水口连接,沉淀装置3的污泥出口与射流器4的污泥进口连接,射流器4的污泥出口与高速粉碎装置5的污泥进口连接,高速粉碎装置5的污泥出口与分离设备6的污泥进口连接。

对于粉碎设备1只需设置有可开启和关闭的第一浮油排出口和浮油空间,便能完成第一次除油。作为本发明的一种实施方式,为了更好粉碎效果和以及对编织袋的撕碎,如图2所示,本发明粉碎设备1还可以包括进口筒体12、粉碎筒体13、对辊式撕碎机构14、转轴式粉碎机构15、高压喷水装置和第一刮油装置;进口筒体12的下部与粉碎筒体13连接,高压喷水装置设置在进口筒体12的上方或内部,对辊式撕碎机构14设置在进口筒体12内;转轴式粉碎机构15沿粉碎筒体13的轴向方向设置在粉碎筒体13内,在转轴式粉碎机构15的上方设置浮油空间,在浮油空间内设置有第一刮油装置,在第一刮油装置的相对端设置有可开启和关闭的第一浮油排出口,粉碎筒体13的底部设置有可开启和关闭的含油污泥排出口。为了实现开启和关闭,优选地,在粉碎筒体13的含油污泥排出口处可以设置有闸板和闸板阀17。

在本发明的一种实施方式中,为了更好地粉碎编织袋和较大塑料等杂物,对辊式撕碎机构14包括对辊和设置在对辊上的多排切刀,多排切刀与对辊的连接角度优选为30°~90°,这样在对辊相对转动过程中,切刀可以起到切削编织袋和较大塑料作用,而且对辊式撕碎机构14还能起到挤压粉碎的作用。优选地,对辊的转速为15~60 转/分钟。

在本发明的一种实施方式中,转轴式粉碎机构15位于粉碎筒体13内,粉碎机构包括与筒体轴线平行设置的转轴,转轴上设置有粉碎刀具,优选地,转轴式粉碎机构15可以由第一电机18驱动,即转轴的一端与第一电机18的驱动端连接。第一电机18优选为可正反转的调速电机。优选地,粉碎刀具与转轴的连接角度优选为30°~90°。这样在转轴式粉碎机构15转动过程中,可以进一步打碎含油污泥颗粒和一些杂物,同时还使水、油和泥混合均匀,转轴式粉碎机构15的转轴的转速为50~200 转/分钟。

为了进一步实现达到粉碎和洗涤含油污泥的目的,使杂物与污泥易于分离,多排粉碎刀具包括多排垂直粉碎刀具和多排倾斜粉碎刀具,在相邻两排倾斜粉碎刀具之间间隔设置有1-3排的垂直粉碎刀具,垂直粉碎刀具与转轴的连接角度为90°,倾斜粉碎刀具与转轴的连接角度为30°~80°每排粉碎刀具包括2~6个粉碎刀具,在同一排内的粉碎刀具与转轴的连接角度相同且沿转轴的圆周方向排列。这样垂直粉碎刀具和倾斜粉碎刀具可使含油污泥不但可以使含油污泥沿圆周方向移动,还可以沿粉碎筒体13轴向方向移动,使污泥在粉碎筒体13内受到多方位的切碎,粉碎效果非常好;在粉碎过程中和完成后,同时多方位的移动还能很好地起到搅拌作用,使热水充分洗涤含油污泥,使含油污泥不再与杂物相互粘接或粘连,从而在静置浮油处理后,可以除去一部分油分和杂物。

在本发明的一种实施方式中,进口筒体12包括进料斗和连接在进料斗下部的方形料仓,对辊式撕碎机构14设置在方形料仓内。

为了增强粉碎效果,对辊式撕碎机构14的轴向方向与转轴式粉碎机构15的轴向方向可以相互垂直。

为了实现第一浮油排出口的开启和关闭,第一浮油排出口处设置有可开启和关闭的第一挡板16,也可以设置其它可供开启和关闭的器件。第一挡板16可盖合第一浮油排出口,这样在粉碎设备1进行粉碎时,第一挡板16盖合在第一浮油排出口,粉碎完全后,打开第一挡板16,可以排出浮油。优选地,第一挡板16与第一浮油排出口铰接,进一步优选地,第一挡板16通过第一轴与第一浮油排出口铰接,第一轴的两端设有第一曲柄,第一曲柄与第一气缸连接,第一气缸驱动第一曲柄带动第一挡板16开启或关闭。

在粉碎设备1静置后,为了使浮油空间内的浮油和杂物容易排出,粉碎设备1还设置有第一刮油装置,从而在粉碎设备1完成粉碎后,进行静置,塑料袋、木棍、油等密度小于水的杂物会上浮到浮油空间,然后通过第一刮油装置刮出。第一浮油排出口形状可以为长条形,沿粉碎筒体13的轴向方向延伸。对于第一刮油装置,能够将浮油空间内的浮油刮出即可,可以为刮油机。本发明的一种实施方式中,第一刮油装置可以包括第一刮油板以及第一驱动装置,第一刮油板和第一驱动装置设置在第一挡板16的相对侧,第一驱动装置优选为第二气缸,也可以其它驱动装置。

如图1所示,在本发明的一种实施方式中,处理系统还包括第一输送装置11和第二输送装置21。第一输送装置11,用于将含油污泥输送至粉碎设备1的进口;第二输送装置21,用于将粉碎设备1处理后的含油污泥输送至筛分机。作为优选的实施方式,第一输送装置11可以为单斗提升机;第二输送装置21可以为斗式提升机,斗式提升机的进口与粉碎筒体13的污泥出口连接,斗式提升机的污泥出口位于振动筛2上方。

如图1所示,振动筛2能够实现污泥与杂物筛分即可。作为优选的实施方式,振动筛2可以设置有大颗粒污泥出口和杂物出口,大颗粒污泥可以返回粉碎设备1继续进行粉碎,而且杂物则可以回收利用。

沉淀装置3能够对筛分后的含油污泥进行静置沉淀即可,可以选用储存含油污泥的容器,也可以选用其它器件。如图3所示,在本发明的一个实施方式中,沉淀装置3包括沉淀箱31。第二浮油排出口设置在沉淀箱31的上部,在第二浮油排出口处设置有可开启和关闭的第二挡板;进一步优选地,第二挡板与第二油排出口铰接;更进一步优选地,第二挡板通过第二轴与第二浮油排出口铰接,第二轴的两端设有第二曲柄,第二曲柄与第三气缸连接,第三气缸驱动第二曲柄带动挡板开启或关闭。通过上述结构设置,振动筛2筛分后含油污泥和水一起落入沉淀装置3中进行静置沉淀,静置沉淀完成后,开启第二挡板,靠重力自然流出浮油或通过刮油装置排出。

沉淀装置3在完成沉淀后,污泥较难从污泥出口排出,在本发明的一种实施方式中,为解决此问题,在沉淀箱31底部还设置有螺旋输送机构32,这样螺旋输送机构32可以将底部污泥输送至沉淀装置3的污泥出口,同时沉淀装置3的污泥出口连接有射流器4,这样射流器4在工作状态时可以对沉淀装置3内污泥进行抽吸,从而确保了沉淀装置3底部的污泥顺利排出。螺旋输送机构32与第二电机33驱动端连接,第二电机33优选为可正反转的调速电机。螺旋输送机构32可以为有轴螺旋输送机构,也可以为无轴螺旋输送机构。作为可优选的实施方式,螺旋输送机构32包括螺旋输送叶片,螺旋输送叶片的螺距从沉淀箱31的一端向沉淀箱31的物料出口的方向上逐渐减少,这样在螺旋输送叶片推动污泥时形成挤压作用,挤出多余水分。

高速粉碎装置5可以采用将污泥粉碎至粉末状(尤其是选用能够粉碎至微米级)的打浆设备。在本发明一个实施方式中,高速粉碎装置5包括高速粉碎筒体、转轴、设置转轴上的多排粉碎刀具,优选地,每排粉碎刀具包括2~8个粉碎刀具,在同一排内的粉碎刀具沿转轴的圆周方向排列;高速粉碎装置5的污泥入口设置在高速粉碎筒体的一端部,而高速粉碎装置5的污泥出口设置在高速粉碎筒体另一端的底部。高速粉碎装置5的转速为100~1000转/分钟。高速粉碎筒体外形呈圆柱体,可以为卧式或立式结构。

为了便于使水流进入射流器4后形成强大的空吸作用,射流器4的进水口与储水装置7的出水口连接的管道上设置有输送泵或高压泵71。

在本发明一个实施方式中,分离设备6可以包括气浮装置、萃取装置、泡沫颗粒粘油装置、离心机62中的一种或几种分离装置。离心机62可以为三相离心机或用于泥水分离的离心机。当分离设备6采用气浮装置、萃取装置、泡沫颗粒粘油装置中的一种或几种时,则在完成除油后连接用于泥水分离的离心机62;也可以分离设备6只使用三相离心机,实现油、泥、水的三相分离。

分离设备6包括多个分离装置时,其中一个分离装置的污泥出口与另一个分离装置的污泥进口连接,而该分离装置的下部污泥出口再与下一个分离装置的污泥进口连接,从而将多个分离装置串联连接。

作为优选的实施方式,如图4所示,本发明依次串联有三个分离装置,两个搅拌分离装置61先串联连接,然后再与一个离心机62串联连接,即第一个搅拌分离装置61的污泥出口与第二个搅拌分离装置61的污泥进口相连接,第二个搅拌分离装置61的污泥出口与离心机62的物料进口相连接,而离心机62的出水口可与储水装置7的进水口连接。

如图5所示,搅拌分离装置61包括搅拌筒体611、驱动装置、搅拌轴612、多层隔板613和搅拌件614,搅拌轴612设置在搅拌筒体611内并沿搅拌筒体611的轴向方向延伸,搅拌轴612的下端穿过搅拌筒体611底部并与驱动装置的动力输出端连接。驱动装置优选为第三电机619,进一步优选为可正转和反转的调速电机,这样可以通过调速电机调整搅拌速度和转向。

多层隔板613将搅拌筒体611分隔成多层空间,多层空间中的每一层空间设置有搅拌件614,搅拌件614固定在搅拌轴612上,多层隔板613设置有中心孔,中心孔的直径大于搅拌轴612的直径,搅拌轴612穿过中心孔;搅拌筒体611的上部设置有搅拌筒体的污泥进口615和第三浮油排出口616,搅拌筒体611的下部设置有搅拌筒体的污泥出口618,在搅拌筒体611的底部或下部设置有用于萃取剂、溶气水和固体泡沫颗粒中的一种或几种物料的进料口617。进料口617位于多层隔板613的下部。溶气水为溶有气体的水,气体为空气或氮气等;萃取剂为石油醚、甲苯、石脑油、汽油、柴油、溶剂油中的一种或几种,固体泡沫颗粒为聚苯乙烯泡沫颗粒、聚氯乙烯泡沫颗粒、聚氨酯泡沫颗粒、酚醛泡沫颗粒中的一种或几种。

搅拌件614可以只选用搅拌叶片。作为另一实施方式,搅拌件614也可以包括搅拌圆盘和搅拌叶片,搅拌圆盘设有中心孔且套设在搅拌轴612上,搅拌圆盘的一面或两面上设置有多个搅拌叶片;优选地,拌圆盘与搅拌叶片一体成型,这样物料在搅拌分离装置61流动时会形成折流。若搅拌分离装置61之前的装置粉碎污泥不彻底,颗粒比较大,还可以在搅拌圆盘上设置有粉碎刀具,这样可以通过搅拌圆盘旋转,带动粉碎刀具进一步粉碎污泥颗粒,从而达到彻底粉碎、充分洗涤和完全分离油相和污泥的目的。

多层隔板613中的每一层隔板均延伸至搅拌筒体611的内壁;优选地,多层隔板613固定在搅拌筒体611的内壁上,或者通过多根连接杆固定搅拌筒体611内,连接杆穿过多层隔板613并与多层隔板613连接固定,连接杆上端连接搅拌筒体611的顶壁,连接杆下端连接搅拌筒体611的底壁。

在本发明的另一实施方式中,在第三浮油排出口616处设置有可开启和关闭的第三挡板。优选地,第三挡板与第三浮油排出口616铰接,进一步优选地,第三挡板通过第三轴与第三浮油排出口616铰接,第三轴的两端设有第三曲柄,第三曲柄与第四气缸连接,第四气缸驱动第三曲柄带动第三挡板开启或关闭。第三浮油排出口616为长条形。

搅拌分离装置61静置后的浮油可以靠重力自然流出,也可以设置第二刮油装置,第二刮油装置位于搅拌筒体611内的上部且多层隔板613上部。第二刮油装置包括第二刮油板以及第二驱动装置,第二刮油板和第二驱动装置设置在第三挡板的相对侧,第二驱动装置优选为第五气缸。

在本发明的另一实施方式中,进料口617连接有溶气装置,溶气装置优选为溶气泵。在工作时,空气和水被溶气泵进口一起吸入,再经溶气泵的叶轮交切成细小的溶气水。经溶气泵后,溶气水中的气体体积含量可以高至15v%,微细气泡直径可小于30μm。

处理系统还包括一个或多个储油装置,储油装置用于接收从粉碎设备1、沉淀装置3和分离设备6分离出的油;优选地,处理系统包括第一储油装置、第二储油装置和第三储油装置8,第一储油装置与粉碎设备1的第一浮油排出口连接,第二储油装置与沉淀装置3的第二浮油排出口连接,第三储油装置8与分离设备6的第三浮油排出口连接;进一步优选地,第一储油装置、第二储油装置和第三储油装置8优选为储油罐。

根据本发明的第二个方面,本发明还提供了一种如上述的处理系统的含油污泥处理方法,包括如下步骤:

(1)将含油污泥输送至粉碎设备1,进行粉碎,同时用热水喷洗含油污泥,待粉碎设备1完成粉碎和喷洗后进行静置,然后打开第一浮油排出口并排出上层的浮油和杂物,下层的含油污泥排出并输送到振动筛2;

(2)振动筛2对含油污泥进行筛分,杂物和粒径大的含油污泥被筛分出来,粒径小的含油污泥落至下方沉淀装置3中,含油污泥在沉淀装置3内进行静置沉淀,上层浮油经第二浮油排出口排出,下部含油污泥进入射流器4内,同时储水装置7的水进入射流器4内,从而形成高速射流并喷入高速粉碎装置5内进行冲击粉碎,同时高速粉碎装置5旋转切碎含油污泥,从而打成打成细小颗粒,优选为微米级颗粒,制成泥浆;其中,储水装置7内的水添加有破乳剂;

(3)然后将泥浆输送到分离设备6中,在分离设备6中彻底实现油与水、污泥的分离,分离出水返回储水装置7。

在步骤(1)中,高压喷水装置喷出的水的温度为70℃~90℃,高压喷水装置喷出的水量与含油污泥的重量比例优选为 1:(1~3)。

在步骤(2)中,储水装置7进入射流器4的水量与含油污泥的重量比例为1 :(0.5~3),储水装置7内水的温度优选为70~90℃;破乳剂为十二烷基苯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种,破乳剂在储水装置7中水中的浓度优选为0.25wt%~2.0wt%。

在步骤(3)中,当分离设备6采用搅拌分离装置61时,在搅拌分离装置61搅拌前和/或搅拌过程中,在搅拌分离装置61的下部通入萃取剂、溶气水和固体泡沫颗粒中的一种或几种,气体的用量可根据气泡浮油的情况而定,直到油全部浮到上层即可;溶气水为溶有气体的水,气体为空气或氮气等,溶气水的用量为含油污泥的20wt%~40wt%;萃取剂为石油醚、甲苯、石脑油、汽油、柴油、溶剂油中的一种或几种,固体泡沫颗粒为聚苯乙烯泡沫颗粒、聚氯乙烯泡沫颗粒、聚氨酯泡沫颗粒、酚醛泡沫颗粒中的一种或几种。萃取剂的用量为含油污泥的0.2wt%~1.0wt%;固体泡沫颗粒为聚苯乙烯泡沫颗粒、聚氯乙烯泡沫颗粒、聚氨酯泡沫颗粒、酚醛泡沫颗粒中的一种或几种,固体泡沫颗粒的用量为含油污泥的1.0wt%~3.0wt%。在搅拌分离装置61进行搅拌的时间为 5~30 min,在搅拌完成后进行静置的时间为5~30min。

实施例1

参照图1-5,通过下述实施例对本发明作进一步说明。

以油罐底油泥(污泥含油为 30wt%,含水35wt%,其余为固体物质)为例说明本发明具体实施例。

(1)将含油污泥输送至粉碎设备1,进行粉碎,同时用高压喷水装置喷入热水(温度为80℃),从而喷洗和粉碎含油污泥,待粉碎设备1完成粉碎和喷洗后进行静置,然后打开第一浮油排出口并排出上层的浮油和杂物(木屑、草、塑料等),下层的含油污泥排出并输送到振动筛2;高压喷水装置喷出的水量与含油污泥的重量比例优选为 1:1。

(2)振动筛2对含油污泥进行筛分,杂物(砖头、石子等杂物)和粒径大的含油污泥被筛分出来,粒径小的含油污泥落至下方沉淀装置3中,含油污泥在沉淀装置3内进行静置沉淀,上层浮油经第二浮油排出口排出,下部含油污泥通过螺旋输送机构32推至沉淀箱31的污泥出口,射流器4将污泥出口的油泥吸出并高压喷入高速粉碎装置5中冲击破碎和高速切碎,射流器4的水源使用储水装置7中的水(温度为80℃),而高速粉碎装置5通过高速旋转进一步破碎污泥颗粒,从而油泥彻底破碎,油泥颗粒的粒度达到5微米以下。储水装置7中的水添加有破乳剂(十二烷基苯磺酸钠,浓度为1.0wt%),破乳剂的加入更有益于射流器4的高压冲击破碎和高速粉碎装置5中高速旋转切碎。储水装置7进入射流器4的水量与含油污泥的重量比例为 1 :1。

(4)彻底粉碎后的油泥进入串联的两级搅拌分离装置61中进行充分的混合搅拌,在搅拌过程中,在搅拌分离装置61的底部的进料口617通入溶气水(用量为含油污泥的30wt%),溶气水进入搅拌分离装置61后,空气从水中释放出来并由底部逐渐上浮,而搅拌分离装置61的多层搅拌件614分别在多层空间进行搅拌10min,使得油泥与气泡或固体颗粒充分接触混合,沥青油、重质油粘附在气泡或固体颗粒上并上浮到分离设备的上部,静置10min时间后,第三刮油装置将油刮出,下部的水和污泥的混合物进入离心机62,系统完成了第三次油相与水相和泥相分离。

(5)下部的水和污泥的混合物进入离心机62后,进行离心分离,完成水相和泥相的分离。分离后的水返回储水装置7,储水装置7中水再次进入射流器4循环使用,干净的油泥从离心机62中排出,达标排放。

最终油回收率为 98.2%,残油率为 1.8%。

实施例2

作为本发明另一实施例,与实施例1的处理方法的基本相同,不同点于:在步骤(4)中,在分离设备的底部的进料口617通入萃取剂,萃取剂为甲苯,萃取剂的用量为含油污泥的0.5wt%。最终油回收率为98.3%,残油率为 1.5%。

需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,可以通过任何合适的方式进行任意组合,其同样落入本发明所公开的范围之内。另外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。

再多了解一些
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