專利名稱：一種處理含油污泥的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污泥處理方法，特別涉及資源化無(wú)害化的含油污泥處理方法
背景技術(shù)：
采油污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥沉渣，以及污水凈化處理中投加的各種化學(xué)藥劑 形成的絮體、設(shè)備及管道腐蝕產(chǎn)物和垢物、細(xì)菌(尸體)等一起組成了含油污泥。污泥一般 含油率在20 40%，含水率在70 90%，我國(guó)石油化工行業(yè)中平均每年產(chǎn)生80萬(wàn)噸罐底 泥、池底泥。含油污泥一般由水包油(o/V)、油包水(w/o)以及懸浮固體組成的穩(wěn)定的懸浮 乳狀液體系，脫水效果差，污泥成分和物性受污水水質(zhì)、處理工藝、加藥劑等因素影響，含油 量高、粘度大、顆粒細(xì)、脫水難，處理難度大。它不僅影響外輸原油質(zhì)量，還導(dǎo)致注水水質(zhì)和 外排污水難以達(dá)標(biāo)，且污泥含有PAHs、重金屬等有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境還具有放射性污染。傳統(tǒng)的含油污泥處理方式為污泥調(diào)質(zhì)+機(jī)械脫水+脫水泥餅處理。首先在污泥調(diào) 質(zhì)過(guò)程中需要加入大量的破乳劑、絮凝劑等化學(xué)藥劑，用以增大固相與液相的密度差以及 使膠體粒子脫穩(wěn)，此過(guò)程添加的化學(xué)藥劑大大增加了污泥處理成本，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生二次污染； 接下來(lái)使用離心機(jī)進(jìn)行脫水，分離掉污泥中的大量水份；含油污泥經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)及脫水后所得 的泥餅仍含有大量的油及有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物，采用掩埋或焚燒的方法產(chǎn)生對(duì)環(huán)境的二次污 染，采用生物處理法也無(wú)法有效使泥餅無(wú)害化是因?yàn)?。由于目前培養(yǎng)的菌種無(wú)法有效降 解泥餅中所含的多種復(fù)雜污染物，2。菌種生存所要求的自然條件十分苛刻。所以傳統(tǒng)方法不能有效處理好含油污泥，目前大多數(shù)油田及石化企業(yè)處理含油污 泥的方法主要還是簡(jiǎn)單脫水后直接填埋、焚燒或者建造儲(chǔ)存罐臨時(shí)存放。大量填埋或焚燒 的含油污泥不僅浪費(fèi)了石油資源而且還對(duì)大氣及周邊土壤造成再次污染；而建造儲(chǔ)存罐臨 時(shí)存放也不是科學(xué)的、有效的處理方法，建造成本及占地面積也隨著污泥量的增大而快速 增大。含油污泥的資源化無(wú)害化處理一直是困擾油田及石化企業(yè)的一大難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種含油污泥處理方法和裝置，將要處理的含油污泥(一般 含水率為70% -90% )作為電解質(zhì)，通過(guò)外加電壓(電場(chǎng))的作用迅速打破乳化油的油包 水和水包油結(jié)構(gòu)，釋放出大量油滴，在外加氣浮的作用下迅速上升到液面，進(jìn)行資源回收； 在電場(chǎng)力的作用下污泥絮體在反應(yīng)器內(nèi)有序流動(dòng)，并迅速產(chǎn)生超量離子遷移而傳輸電流， 使絮體在其表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生活性極高、氧化性極強(qiáng)的以羥基為主的多種活 性自由基，使絮體中的有機(jī)污染物瞬間被燃燒降解成水和二氧化碳，無(wú)機(jī)污染物被轉(zhuǎn)化為 大分子而沉淀，并且通過(guò)活性自由基能夠直接或通過(guò)一系列氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)摧毀微生物細(xì)胞 結(jié)構(gòu)，從而徹底殺滅各種細(xì)菌。經(jīng)電化學(xué)技術(shù)處理過(guò)后的污泥本身已經(jīng)無(wú)毒無(wú)害，再經(jīng)過(guò)強(qiáng) 力脫水后所產(chǎn)生的泥餅可以用于建筑、道路或直接掩埋，而脫水水質(zhì)可達(dá)回注水標(biāo)準(zhǔn)和外 排水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明所述的對(duì)含油污泥進(jìn)行資源化無(wú)害化處理的方法為
(1)將含油污泥經(jīng)過(guò)一級(jí)提升泵后進(jìn)入電化學(xué)反應(yīng)器；(2)電化學(xué)反應(yīng)器通電后產(chǎn)生強(qiáng)大電場(chǎng)，乳化油的油包水和水包油結(jié)構(gòu)被迅速打 破，大量細(xì)小油珠被釋放出來(lái)，外加的氣浮裝置所產(chǎn)生的大量粒徑為10微米-100微米的微 小氣泡，將油珠帶至液面進(jìn)行回收，完成含油污泥的除油工作；(3)在強(qiáng)大電場(chǎng)作用下，污泥絮體在其表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生活性極高、氧化 性極強(qiáng)的以羥基為主的多種活性自由基，以及次氯酸、游離氯、雙氧水等其他氧化劑。污泥 絮體中的有機(jī)污染物主要為采油生產(chǎn)時(shí)添加的大量表面活性劑、聚丙烯酰胺等聚合物，以 及在采出水處理中添加的混凝劑、殺菌劑、緩蝕劑、阻垢劑等化學(xué)藥劑。電化學(xué)反應(yīng)器產(chǎn)生 的強(qiáng)氧化劑迅速燃燒分解上述有機(jī)污染物，通過(guò)不斷的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)最終將有機(jī)污染物降解成 二氧化碳和水。(4)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的活性自由基能夠直接或通過(guò)一系列氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)摧毀微生 物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，徹底殺滅硫酸鹽還原菌(SRB細(xì)菌)、腐生菌等各種細(xì)菌；(5)污泥流出電化學(xué)反應(yīng)器后，經(jīng)過(guò)二級(jí)提升泵后進(jìn)行強(qiáng)力離心機(jī)進(jìn)行污泥脫水。(6)脫出水的水質(zhì)可達(dá)回注水標(biāo)準(zhǔn)和外排水標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)脫水后的泥餅本身已經(jīng)無(wú) 毒無(wú)害，可用于建筑、道路材料或直接掩埋。本發(fā)明的含油污泥處理方法還可以在電化學(xué)氧化過(guò)程中添加可回收的催化劑，用 于提高電化學(xué)反應(yīng)速度，縮短污泥在反應(yīng)器的停留時(shí)間，從而縮小反應(yīng)器體積，降低投資成 本和運(yùn)行成本。催化劑為氧化鑭、果殼碳纖維、鋇氧化物、鈦氧化物、鋅氧化物中的一種或幾 種混合物，在高溫條件下燒結(jié)而成。本發(fā)明含油污泥電化學(xué)處理方法的核心部分是電化學(xué)反應(yīng)裝置，其結(jié)構(gòu)為在裝 置內(nèi)部，可以采用圓筒狀陽(yáng)極位于殼體中間，陰極為圓筒狀位于陽(yáng)極外圍，陰陽(yáng)極圍成的反 應(yīng)區(qū)進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)；刮油器位于反應(yīng)器頂部，可以即時(shí)收油；外接的氣浮裝置接入到反 應(yīng)器底部，大量微氣泡(粒徑10微米-100微米)從反應(yīng)器底部進(jìn)行釋放；排氣口位于頂 部，由氣動(dòng)閥控制，定期排放電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體。本發(fā)明處理含油污泥的電化學(xué)裝置，其陽(yáng)極采用三維骨架型晶體結(jié)構(gòu)的非金屬功 能導(dǎo)電材料，配置堿土氧化物、陶瓷氧化物、鋇氧化物、鍶氧化物高溫?zé)Y(jié)而成。該電極具有 活性高、不氧化、可再生性強(qiáng)，壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。本發(fā)明處理含油污泥的電化學(xué)反應(yīng)裝置還可以將陽(yáng)極設(shè)計(jì)成網(wǎng)式空心圓筒，增大 陽(yáng)極的比表面積；還可以將多個(gè)網(wǎng)式圓筒陽(yáng)極進(jìn)行串聯(lián)，增大與污泥的接觸面積，使得電化 學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生更多的強(qiáng)氧化劑，增強(qiáng)處理效果。如圖3本發(fā)明處理含油污泥的電化學(xué)裝置中，采用大功率直流電源為電化學(xué)反應(yīng)供電， 設(shè)計(jì)電壓為10-100V，電流為500-5000A，轉(zhuǎn)換效率> 85%。本發(fā)明一種資源化無(wú)害化的含油污泥處理方法的優(yōu)勢(shì)為1.采用高效環(huán)保的電化學(xué)技術(shù)處理含油污泥，能夠迅速打破乳化油的復(fù)雜結(jié)構(gòu)， 回收的原油品質(zhì)很高，達(dá)到資源化利用；2.在污泥周圍產(chǎn)生大量的以羥基自由基為主的強(qiáng)氧化劑，有效降解污泥中的有機(jī) 污染物，最終產(chǎn)物為二氧化碳和水，達(dá)到無(wú)害化處理；3.產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑能夠直接接或通過(guò)一系列氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)摧毀微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)， 徹底殺滅硫酸鹽還原菌(SRB細(xì)菌)、腐生菌等各種細(xì)菌，達(dá)到無(wú)害化處理；
4.電化學(xué)反應(yīng)迅速，反應(yīng)時(shí)間短，且不用添加任何化學(xué)藥劑，與傳統(tǒng)污泥處理技術(shù) 相比具有工藝步驟少、占地面積小、運(yùn)行成本低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)；5.陽(yáng)極材料采用三維骨架型晶體結(jié)構(gòu)的非金屬功能導(dǎo)電材料，配置堿土及陶瓷等 數(shù)種氧化物燒結(jié)而成。該電極活性高、不氧化、可再生性強(qiáng)，壽命長(zhǎng)。6.脫出水的水質(zhì)可達(dá)到回注水標(biāo)準(zhǔn)，回注地下繼續(xù)采油，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用；7.脫水后的泥餅本身無(wú)毒無(wú)害，可用于改良土壤、肥料、建筑材料、道路材料等，達(dá) 到資源化利用；


圖1工藝流程示意2電化學(xué)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意3改進(jìn)型電化學(xué)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖其中1、一級(jí)提升泵2、氣浮發(fā)生裝置3、電化學(xué)反應(yīng)器4、二級(jí)提升泵5、臥螺式離 心脫水機(jī)3-1、陰極3-2、陽(yáng)極3-3、含油污泥進(jìn)口 3-4、含油污泥出口 3-5、微氣泡進(jìn)口 3_6、 排氣口 3-7、刮油器3-8、催化劑
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的一種處理含油污泥的裝置，由一級(jí)提升泵1、氣浮發(fā)生裝置2、電化 學(xué)反應(yīng)器3、二級(jí)提升泵4、臥螺式離心脫水機(jī)5構(gòu)成；一級(jí)提升泵1與設(shè)置在電化學(xué)反應(yīng)器 3底側(cè)的含油污泥進(jìn)口 3-3連接，二級(jí)提升泵4 一端與設(shè)置在電化學(xué)反應(yīng)器3底側(cè)的含油污 泥出口 3-4連接，另一端與臥螺式離心脫水機(jī)5連接；氣浮發(fā)生裝置2與設(shè)置在電化學(xué)反應(yīng) 器3底部的微氣泡進(jìn)口 3-5連接(見(jiàn)圖1)。電化學(xué)反應(yīng)器3由殼體、陰極3-1、陽(yáng)極3-2、刮油器3-7構(gòu)成；圓筒狀陽(yáng)極位于殼 體中間，固定在反應(yīng)器底板上；圓筒狀陰極位于陽(yáng)極外圍，與陽(yáng)極成上下交錯(cuò)固定在反應(yīng)器 殼壁上；陰極、陽(yáng)極圍成的空間為電化學(xué)反應(yīng)區(qū)；刮油器位于反應(yīng)器頂部；反應(yīng)器底部設(shè)有 微氣泡進(jìn)口 3-5與氣浮發(fā)生裝置2連接；頂部設(shè)有由氣動(dòng)閥控制的排氣口 3-6 ；含油污泥進(jìn) 口 3-3和含油污泥出口 3-4設(shè)置在殼體底側(cè)(見(jiàn)圖2)。或電化學(xué)反應(yīng)器陽(yáng)極為網(wǎng)式空心圓筒，多個(gè)網(wǎng)式空心圓筒陽(yáng)極上下交錯(cuò)固定在殼 體中間，陰極、陽(yáng)極圍成的空間填充催化劑3-8。如圖3本發(fā)明所述的處理含油污泥的電化學(xué)反應(yīng)器，采用大功率直流電源為電化學(xué)反應(yīng) 供電，設(shè)計(jì)電壓為10-100V，電流為500-5000A，轉(zhuǎn)換效率> 85%。實(shí)施例1 對(duì)某油田某污水站含水率為82%的含油污泥進(jìn)行處理，電化學(xué)反應(yīng)器采用圖2結(jié) 構(gòu)，電壓60v，電流1000A，含油污泥在電化學(xué)反應(yīng)器停留時(shí)間為30分鐘，出口取樣測(cè)量， 油去除率為72%，有機(jī)污染物及揮發(fā)性固體去除率為84%，硫酸鹽還原菌及腐生菌去除率 95%;脫出水經(jīng)過(guò)濾后取樣測(cè)量，COD為153mg/L，含油為17. 6mg/L，懸浮物SS為34mg/L，硫 酸鹽還原菌及腐生菌為0，達(dá)到回注水標(biāo)準(zhǔn)及外排二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例2 對(duì)某油田某污水站含水率為82%的含油污泥進(jìn)行處理，電化學(xué)反應(yīng)器采用如圖3結(jié)構(gòu)，電壓60v，電流1000A，加入的催化劑為果殼碳纖維、鋇氧化物、鈦氧化物按照質(zhì)量比 為40 20 40進(jìn)行混合燒結(jié)而成。含油污泥在電化學(xué)反應(yīng)器停留時(shí)間為20分鐘，出口 取樣測(cè)量，油去除率為90%，有機(jī)污染物及揮發(fā)性固體去除率為89%，硫酸鹽還原菌及腐 生菌去除率100% ；脫出水經(jīng)過(guò)濾后取樣測(cè)量，COD為126mg/L，含油為14. 9mg/L，懸浮物SS 為35mg/L，硫酸鹽還原菌及腐生菌為0達(dá)到回注水標(biāo)準(zhǔn)及外排二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種處理含油污泥的方法，其特征在于(1)將含水率為50%-95%的含油污泥作為電解質(zhì)，首先進(jìn)入電化學(xué)反應(yīng)器進(jìn)行電化 學(xué)氧化；電化學(xué)反應(yīng)器通電后產(chǎn)生強(qiáng)大電場(chǎng)，乳化油的油包水和水包油結(jié)構(gòu)被迅速打破，大 量細(xì)小油珠被釋放出來(lái)，外加的氣浮裝置所產(chǎn)生的大量粒徑為10微米-100微米的微小氣 泡，將油珠帶至液面回收污泥中的原油；在強(qiáng)大電場(chǎng)作用下，含油污泥絮體在其表面發(fā)生 電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生以羥基為主的多種活性自由基，以及次氯酸、游離氯、雙氧水及其它氧化 劑，使有機(jī)污染物不斷被氧化降解為水和二氧化碳；活性自由基直接或通過(guò)一系列氧化鏈 式反應(yīng)摧毀微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，殺滅硫酸鹽還原菌和腐生菌；反應(yīng)器電壓為10-100V，電流為 500-5000A，轉(zhuǎn)換效率> 85% ；(2)然后使用臥螺式離心脫水機(jī)進(jìn)行脫水，其工作轉(zhuǎn)速<3600轉(zhuǎn)/分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含油污泥的方法，其特征在于在電化學(xué)氧化過(guò)程中添 加可回收的催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的處理含油污泥的方法，其特征在于催化劑由果殼碳纖維、 鑭氧化物、鋇氧化物、鈦氧化物、鋅氧化物中的一種或幾種混合物，在高溫條件下燒結(jié)而成。
4.一種權(quán)利要求1所述的處理含油污泥的裝置，由一級(jí)提升泵、氣浮發(fā)生裝置、電化學(xué) 反應(yīng)器、二級(jí)提升泵、臥螺式離心脫水機(jī)構(gòu)成；其特征在于一級(jí)提升泵與設(shè)置在電化學(xué)反 應(yīng)器底側(cè)的含油污泥進(jìn)口連接，二級(jí)提升泵一端與設(shè)置在電化學(xué)反應(yīng)器底側(cè)的含油污泥出 口連接，另一端與臥螺式離心脫水機(jī)連接；氣浮發(fā)生裝置與設(shè)置在電化學(xué)反應(yīng)器底部的微 氣泡進(jìn)口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理含油污泥的裝置，電化學(xué)反應(yīng)器由殼體、陰極、陽(yáng)極、刮 油器構(gòu)成；其特征在于圓筒狀陽(yáng)極位于殼體中間，固定在反應(yīng)器底板上；圓筒狀陰極位于 陽(yáng)極外圍，與陽(yáng)極成上下交錯(cuò)固定在反應(yīng)器殼壁上；陰極、陽(yáng)極圍成的空間為電化學(xué)反應(yīng) 區(qū)；刮油器位于反應(yīng)器頂部；反應(yīng)器底部設(shè)有微氣泡進(jìn)口與氣浮發(fā)生裝置連接；頂部設(shè)有 由氣動(dòng)閥控制的排氣口 ；含油污泥進(jìn)口和含油污泥出口設(shè)置在殼體底側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理含油污泥的裝置，其特征在于電化學(xué)反應(yīng)器陽(yáng)極為網(wǎng) 式空心圓筒，多個(gè)網(wǎng)式空心圓筒陽(yáng)極上下交錯(cuò)固定在殼體中間，陰極、陽(yáng)極圍成的空間填充 催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理含油污泥的裝置，其特征在于陽(yáng)極采用三維骨架型晶 體結(jié)構(gòu)的非金屬功能導(dǎo)電材料，配置堿土氧化物、陶瓷氧化物、鋇氧化物、鍶氧化物高溫?zé)?結(jié)而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理含油污泥的方法及裝置；通過(guò)電化學(xué)氧化方法，將含油污泥作為電解質(zhì)，在外加電場(chǎng)作用下迅速打破乳化油的油包水和水包油結(jié)構(gòu)，釋放出油滴，在外加氣浮的作用下由大量微氣泡迅速將油帶至液面進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)資源化；含油污泥絮體在其表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生活性極高、氧化性極強(qiáng)的以羥基為主的多種活性自由基，降解有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳；活性自由基能夠通過(guò)一系列氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)摧毀微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，殺滅硫酸鹽還原菌和腐生菌；對(duì)污泥進(jìn)行強(qiáng)力脫水，脫出水的水質(zhì)達(dá)到油田回注水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行資源化循環(huán)利用；泥餅無(wú)毒無(wú)害，可用于土壤改良、肥料、建筑材料等方面。
文檔編號(hào)C02F11/06GK102001806SQ20101060174
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者朱華, 朱同德 申請(qǐng)人:朱華, 朱同德