目前，國內擁有海洋石油平臺205座、浮式平臺15個(gè)，鉆井平臺每年都會(huì )產(chǎn)生大量的含油污泥，作業(yè)公司要投入大量的人力、物力去運送這些含油固廢污泥至陸地處理，因此，污泥處理逐漸成為國內外關(guān)注的焦點(diǎn)。含油污泥脫水效果差，污泥成分和物理性質(zhì)受污水水質(zhì)、處理工藝、加注藥劑等因素影響，差異性大，處理難度高;且有些含油污泥含有重金屬等有害物質(zhì)，對周?chē)h(huán)境具有放射性污染。含油污泥被劃定為危險廢物，需送到有資質(zhì)的公司處理，其處理費用在3000元/t以上，有些地區已經(jīng)達到5000元/t，這對企業(yè)是一個(gè)很大的負擔。污泥經(jīng)過(guò)減量后，能減到之前的十分之一到十五分之一，可顯著(zhù)減少處理量和處置費用。針對上述問(wèn)題，開(kāi)發(fā)適應海上平臺，且能在海上平臺對固廢污泥進(jìn)行初步減量化和無(wú)害化處理的工藝設備已迫在眉睫。產(chǎn)出的含油污水直接輸送至海上平臺氣浮選裝置進(jìn)行處理，產(chǎn)出的濃縮含油污泥(含水率降至80%以下)運回陸地，再通過(guò)超臨界水氧化等工藝設備進(jìn)行二次處理。根據臥螺壓濾機自身的特點(diǎn)和要求，通過(guò)添加復合型污泥脫水藥劑和減量化處理設計，降低固廢污泥含水率，減少污泥運輸風(fēng)險，同時(shí)節約大量成本，有助于陸地二次處理含油污泥。

　　臥螺壓濾機具有結構簡(jiǎn)單、運行穩定、運行費用低、便于維護管理等特點(diǎn)?；谂P螺壓濾機研發(fā)了1套以生物處理工藝為核心的濃縮處理技術(shù)成套機械設備，并且初步用于海上平臺。

　　1、臥螺壓濾機污泥濃縮處理技術(shù)

　　臥螺壓濾機污泥濃縮處理技術(shù)主要包含以下4個(gè)單元模塊，即加藥箱及加藥附屬系統、加藥泵及附屬系統、給料泵及附屬系統、污泥脫水橇及附屬系統，如圖1所示。

　　2、污泥濃縮橇單元模塊

　　2.1 加藥箱及加藥附屬系統

　　含油污泥成分極其復雜，其呈現乳化充分、黏度大、難脫水等特點(diǎn)，同時(shí)也充分考慮到海上平臺處于高鹽霧、高濕度的周?chē)h(huán)境。因此，加藥箱材質(zhì)選擇316L不銹鋼，加藥箱外形尺寸為1.2m(長(cháng))×1.1m(寬)×1.2m(高)，加藥箱容積為1m3;接法蘭采用標準的ASMEB16.5，設計條件為2.7kPa(G)/60℃，操作條件為ATM/AMB;磁翻板液位計實(shí)時(shí)顯示液位情況，同時(shí)設有低液位開(kāi)關(guān)，罐體開(kāi)孔位置為300mm。為了與平臺上加藥系統保持良好連接，加藥箱采用快速接頭方式。加藥箱接口代號分別標記為N1(溢流)、N2(放空)、N3(進(jìn)口)、N4(出口)、N5(排放)、K1AB(磁翻板液位計)、K2(低液位儀表)、MW(檢修口);法蘭為對焊法蘭，其接口類(lèi)型為RF(表1)。

　　2.2 加藥泵及附屬系統

　　通過(guò)工藝計算，最終確定加藥泵流量0.075m3/h、揚程120m、進(jìn)出口尺寸0.5in(1in=25.4mm)，壓力等級與加藥箱接口一致，計量泵電動(dòng)機的功率為1.5kW?？紤]到設備布置在高鹽霧和高潮濕的油氣工作場(chǎng)所，電動(dòng)機等設備均采用ExdIIBT4/IP56防護防爆等級，管線(xiàn)及相關(guān)閥門(mén)的材質(zhì)均采用316L不銹鋼，其設計壽命為20年。

　　2.3 給料泵及附屬系統

　　通過(guò)工藝計算，最終確定給料泵流量2m3/h、揚程20m、進(jìn)口尺寸0.5in、出口尺寸1.5in，壓力等級與加藥箱接口一致，離心泵電動(dòng)機的功率為1.5kW?？紤]到設備布置在高鹽霧和高潮濕的油氣工作場(chǎng)所，電動(dòng)機等設備均采用ExdIIBT4/IP56防護防爆等級，閥門(mén)閥芯材質(zhì)均采用316L不銹鋼，管線(xiàn)及閥門(mén)外殼均采用Q235鑄鐵鍍鋅防腐處理，其設計壽命20年。

　　2.4 污泥脫水橇及附屬系統

　　臥螺壓濾機是整個(gè)污泥脫水橇的核心裝置，為了保證壓濾機和其他橇塊以及附屬設備的連接，完成污泥有序進(jìn)出和壓榨離心的功能，對離心基本參數做了如下規定：進(jìn)口污泥含水率達98%左右，經(jīng)臥螺壓濾機處理后出口含水率可達80%以下;進(jìn)口污泥量為2m3/h，出泥量為200kg/h;加藥箱中藥劑的質(zhì)量分數為1.5‰~2‰，污泥中藥劑的質(zhì)量分數為50×10-6~80×10-6;防靜電沉淀反應器容積2m3。加藥箱容積1m3即可滿(mǎn)足工藝要求。轉鼓直徑250mm，長(cháng)度1000mm，轉速5400r/min，螺旋差速2~20r/min，電動(dòng)機功率7.5kW+3kW+1.1kW。由于機械設備制造的工藝因素故選擇日本NSK的軸承。鑒于物料腐蝕原因所有與物料接觸的部件均采用316L不銹鋼。螺旋葉在設備運轉過(guò)程中不斷磨損，螺旋葉片推料部位選用噴焊Gni-W2C65%耐磨硬質(zhì)合金，厚度≥3mm。設備驅動(dòng)方式采用雙電動(dòng)機雙變頻器控制，以增加設備運行的可靠性，變頻器采用日本三墾品牌。設備放置于室內，平均噪聲≤85dB(A)，空載振動(dòng)≤4.5mm/s，單機干重約1t。

　　3、海上平臺成套裝置

　　3.1 三維模型成橇設計

　　臥螺壓濾機三維模型成橇設計是以“海上固定平臺安全規則”為設計依據，開(kāi)發(fā)出1套滿(mǎn)足海上平臺安裝要求，并且適用于高鹽霧、高相對濕度環(huán)境條件下的成套裝置。電纜管和儀器及其接管均應與設備在同一底橇上。為了便于人員操作及維修和保證人員安全，所有的設備都應安裝在橇塊上，設備的任何部分都不應懸于橇塊邊緣之外。對于橇塊底座有關(guān)的鋼結構和橇上設備的設計，都應考慮能夠承受各個(gè)方向的加速度為1.5m/s2的作用力。最后經(jīng)過(guò)計算和出于工藝流程以及設備選型參數的考慮，對緊湊型臥螺壓濾機污泥脫水橇塊進(jìn)行三維設計，確定整個(gè)橇塊尺寸控制在3.8m(長(cháng))×2.0m(寬)×2.2m(高)范圍內，它包括加藥裝置、給料裝置、臥螺壓濾機、電控部分和設備底座。

　　3.2 裝置的初步應用

　　臥螺壓濾式污泥脫水單元是整個(gè)預處理工藝的核心部位，對含油污泥進(jìn)行壓榨、濃縮以實(shí)現減量化處理。臥螺壓濾式污泥脫水單元由1個(gè)防靜電沉淀反應容器、1個(gè)往復旋轉的螺旋輸送器和1組往復移動(dòng)壓濾機組成。

　　防靜電沉淀反應容器通過(guò)工藝計算保證具有足夠大的容積，尤其是有足夠的深度。為了提高處理效率，在容器上增加液位變送器，設有高高、高、中、低和低低5個(gè)液位點(diǎn)，其中高高液位點(diǎn)為冒罐報警點(diǎn)，低低液位點(diǎn)為空罐報警點(diǎn)。通過(guò)工藝計算保證最大限度地利用容器的物理空間，保證液位的沉淀、絮凝、氧化中和反應以及藥劑吸油時(shí)間。經(jīng)過(guò)藥劑反應后的含油污泥具有一定潤滑作用，保證設備運送過(guò)程中的流暢性。防靜電沉淀反應容器的上清液直接輸送至海上平臺的氣浮選裝置進(jìn)行處理，沉淀絮凝產(chǎn)生的污泥需要進(jìn)一步壓榨、濃縮處理。

　　螺旋部分主要由差速器、螺旋、轉鼓、壓濾器、機罩、機座、潤滑系統、主副電動(dòng)機等組成。其工作原理是：懸浮液經(jīng)進(jìn)料管、螺旋出料口進(jìn)入轉鼓，在高速旋轉產(chǎn)生的離心力作用下，密度較大的固相顆粒沉積在轉鼓內壁上，與轉鼓做相對運動(dòng)的螺旋葉片不斷地將沉積在轉鼓內壁上的固相顆粒刮下并推出排渣口;分離后的清液經(jīng)堰板開(kāi)口流出轉鼓，螺旋與轉鼓之間的相對運動(dòng)靠差速器來(lái)實(shí)現。差速器的外殼與轉鼓相接，輸出軸與螺旋相接。電動(dòng)機帶動(dòng)轉鼓旋轉的同時(shí)也帶動(dòng)了差速器外殼的旋轉，由于輸入軸被控制，故驅動(dòng)行星輪帶動(dòng)輸出軸旋轉，并按一定的速比將扭矩傳遞給螺旋，使含油污泥含固量不斷提高，污泥不斷受擠壓脫水排出，從而實(shí)現了對含油污泥初步壓榨的效果。

　　經(jīng)過(guò)初步壓濾的含油污泥含水率大大降低，再通過(guò)螺旋輸送機將其運送至深度壓濾裝置中進(jìn)行最終壓濾脫水。壓濾容器設有液位變送器，控制出口泵將壓濾液輸送回防靜電沉淀反應容器中。壓榨后的濾餅會(huì )在濾餅器中釋放，裝袋船運至陸地，如圖2所示。

　　試驗地點(diǎn)為渤海地區某鉆井平臺，處理規模為2m3/h，出泥200kg/h左右，處理后污泥含水率由98%降至80%以下?；痉涎b置的設計要求，有機絮凝劑加藥濃度為8mg/L。處理后液相含油量一般在500mg/L，固體懸浮濃度在200mg/L左右，滿(mǎn)足海上平臺氣浮處理單元的進(jìn)口指標要求。緊湊型臥螺壓濾機污泥脫水橇具有占地面積小、系統結構簡(jiǎn)單、故障率低、設備運行噪聲低和無(wú)振動(dòng)等特點(diǎn)。

　　4、結束語(yǔ)

　　隨著(zhù)污泥處理技術(shù)的不斷進(jìn)步和深入研究，國家對環(huán)保產(chǎn)業(yè)的要求不斷提高，海上平臺固廢處理工藝將會(huì )日趨完善，未來(lái)先進(jìn)的污泥脫水技術(shù)用于海上平臺將成為必然。目前開(kāi)發(fā)的臥螺壓濾機對藥劑的依賴(lài)程度太大，需要針對不同的污泥成分篩選合理的藥劑種類(lèi)和投加量，增加了設備運行的復雜化和成本。未來(lái)努力的方向就是如何減少藥劑投放量和開(kāi)發(fā)出通用型藥劑，機械設備設計方面仍以緊湊型占地面積小為目標，拓展出系列化產(chǎn)品，研制出不同類(lèi)型的污泥脫水工藝處理裝置，以適合不同類(lèi)型的海上作業(yè)平臺。

　　我國對含油污泥處理的理論研究起步較晚，在含油污泥的綜合處理技術(shù)和水平上與發(fā)達國家有一定差距，相信通過(guò)科研人員不斷的努力和研究，污泥處理最終會(huì )實(shí)現其穩定化、減量化、無(wú)害化和資源化的目標。(來(lái)源：中海油能源發(fā)展股份有限公司安全環(huán)保分公司)