遼陽石化公司煉油和化工幾大主體生產裝置經擴能改造投產運行后下排污染質總量持續上升，污水處理裝置運行時污泥產量相應增大。污水處理廠初沉淤泥、含油污泥、剩余活性污泥（以下簡稱“三泥”），是污水生化處理裝置的前置預處理單元產生。污泥中含有苯系物、酚類、硫化物、氰化物等具有惡臭味和毒性的物質，是國家明文規定的危險廢物，比較難于生物降解。含油污泥已被列入《國家危險廢物目錄》中的含油廢物類，《國家清潔生產促進法》要求必須對含油污泥進行無害化處理。含油污泥的處理與應用是國內外石油生產領域環境保護的重要內容，是較難解決而又急需解決的問題之一，也是制約石油化工環境質量持續提高和經濟可持續發展的一大難題。多年生產實踐經驗告訴我們：對于“三泥”的收集和有效處理，其運行效率將極大地影響到污水微生物生化處理效果和水質排放達標，對改善周圍生活環境和保護地下水資源意義重大。

1 生產概況及現狀分析

該公司煉油污水處理裝置主要負責處理煉油裝置高含油污水、部分化工裝置低含油污水及部分生活區污水。配套污泥脫水系統主體設備為德國產福樂偉離心脫水機，其設計處理能力為35m3/h，實際生產為間歇運行。污泥脫水系統每天處理約100m3含水率99%濕污泥及浮渣底泥，產生約10m3含水率90%左右干污泥裝車外運至后續處理單元，脫水后濾液經檢測懸浮固體含量（SS）為400mg/L左右，直接回流至裝置入口。這些生產數據充分說明了污泥處理系統遠沒有達到連續運行負荷和較高的運行效率。

一般情況，收集和濃縮后的污泥含固率為1%～2.5%，經過化學藥劑調質后泵送至離心機脫水處理后干污泥含固率達10%以上，分離出來的濾液含固率不高于0.5%。大部分污水處理廠污泥經脫水后濾液直接回流至污水裝置入口，如泵前池或者初沉池入口進行再次沉淀分離。這樣，經常出現集水池淤積堵塞提升泵吸入口管道和底閥的情況，也常常造成初沉池排泥困難。主要的是實際生產過程中，待脫水污泥是來源于初沉池的池底淤泥、氣浮池底泥及浮渣、中間沉淀池脫落生物膜等混合介質，經過脫水分離出來的濾液成分比較復雜，如果含固率（SS）含量較高的情況下，不加以處理直接流入某一預處理單元易造成不利于后續工藝穩定運行的問題。因此，污泥壓濾系統優化運行無疑是污水生化裝置平穩運行、達標排放的重要環節。

2 技術改造及工藝完善

為了使污泥處理單元達到更高的運行效率，濾液再處理不失為有效可行的技術方向。經過研究論證，通過對濾液增加后續處理設備，一方面不僅使濾水SS含量降低而極大提高脫水系統對污泥處理處置的綜合回收率，另一方面使離心機的操作條件更加寬松和達到更高的脫水率，污泥減容效果十分明顯。結合以往運行經驗和經過研究論證，我們認為——污泥脫水含水率低于80%，濾液處理SS達30mg/L以下是較經濟合理的運行方式和生產目標。氣浮技術作為一種高效、快速的固-液分離技術，已廣泛應用于石油化工廢水的處理，去除廢水中油脂和懸浮物。

目前石化行業普遍采用的氣浮技術是加壓溶氣氣浮工藝和渦凹氣浮工藝。渦凹氣浮工藝采用水力切割法制造微氣泡，產生氣泡較大，一般在100um以上，生成浮渣穩定性差，出水SS偏高，在實際運行過程中經常發現中空管堵塞和諸多機械故障問題不利于長周期穩定運行。經過考察和技術交流，我們發現加壓溶氣氣浮產生氣泡一般在60～100um，對乳化油和較高SS濃度去除效果明顯，具有能耗低、易于維護和利于長周期運行等特點，已成為含油廢水處理的優選工藝。經過改造升級后，增設了配套溶氣氣浮裝置，處理能力為50m3/h。同時，增設了相應污泥調節池和工藝聯絡管道，經調試后確實解決了濾水懸浮固體含量較高的問題，提高污泥脫水效率，同時取得了十分穩定的處理效果。

3 優化控制參數及運行數據

3.1 離心脫水機

假定離心機的分離污泥密度為p1，污泥顆粒直徑為d，污泥的黏度為u，水相密度為p2。污泥在離心速度為ε=w2×r的離心脫水機中的離心沉降速度v滿足stock公式，即：

V=w2×r（p1-p2）d2/18u

式中ε和重力加速度g的比值即為離心因數α，經過變換可得：

V=α（p1-1）d2/1.83u

由上式可知，污泥懸浮顆粒在離心機內的沉降速度v與其粒徑d的平方、粒徑和水相的密度差（p1-1）、離心機的離心因數α成正比，而和污泥混合液的黏度u成反比。因此，污泥顆粒與水相之間的密度差是含油污泥離心分離的前提條件，為了提高和保證離心分離效率，可增大污泥顆粒粒徑和密度，減少自身黏度，適當提高離心速度。調試過程中要特別注意的是脫水污泥含水率和濾液中SS水平平衡點。在相同運行負荷下，若要取得脫水污泥較低的含水率勢必造成濾液較高的懸浮固體（SS）含量，增加了后續工藝處理負荷和降低了離心脫水機的處理效率；同樣，如果達到了較好的濾液排放水平必然也會增加污泥含水率，大大增加了排放容積和處理成本。

采用PAM藥劑用量與運行參數優化實驗，將主機轉速、差轉速、污泥量、藥劑量4個因素，每個因素采用3個穩定運行檔差（位級）進行正交實驗，得出主要的并已經過穩定運行驗證的參數：主機轉速為2600r/min、差轉速為3～5轉、藥液配制濃度0.3%、污泥流量32m3/h、藥劑流量800L/h。脫水機在穩定運行同時取得了較好的處理效果，確保了污泥減容，解決了以往剩余污泥脫水后容積大的問題。生產中脫水后外運“干泥”含水率低于80%，污泥外運體積減少了約48%，經過初步統計泥餅含水率平均值為78.8%。

3.2 溶氣氣浮裝置

溶氣氣浮裝置在進水SS低于800mg/L、油含量低于500mg/L的情況下出水水質穩定。在調試過程中，濾液處理量約30m3/h，我們將溶氣壓力控制為0.40MPa達到氣泡均勻，經過反復對比控制，分離的濾水回流比為20%左右，浮渣達到較好的上浮效果。同時，反應器設置擴徑及速率控制在約0.80m/s；0.3%PAM藥液配制濃度下投加量為300L/h；20%濃度PAC投加量為500L/h。氣浮出水經過分析取樣化驗，懸浮物含量低于30mg/L，含油量低于2mg/L。

濾液經過穩定運行的氣浮裝置處理降低了出水懸浮物濃度，生產現場絮凝藥劑PAM優化篩選及合理加藥濃度確保污泥絮凝性能和泥水分離效果，提高該系統處理效率和回收率，使污泥脫水系統下排濾液懸浮物SS低于30mg/L，平均值為27mg/L，去除率達95%以上。

4 效益分析

節約污泥運輸費用：脫水污泥含水率達到78.8%，與原含水率89%相比，污泥體積為原體積的（1-89%）/（1-78.8%）=52%，體積減少48%。原含水率89%的濕污泥產量10m3/d，污泥運輸及后續填埋或焚燒處置費用按200元/m3計算，每年減少外排污泥運輸費用為365天×（10×0.48）m3/d×200元/m3=35萬元。同時，僅從污泥減容和節省堆放土地考慮環保效益和社會效益也是十分顯著的。

5 結論

含油污泥脫水與氣浮組合工藝經實踐充分證明技術路線成熟可靠、生產操作靈活快捷。尤其在石油化工污水裝置中應用，在取得較大經濟效益同時社會效益意義重大，相關行業可作為技術借鑒并具有較大的推廣價值。