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含油污泥處理技術(shù)

發(fā)布時(shí)間：2021-06-07 07:34:40

摘要：

含油污泥是一種由石油烴

、水

、固體顆粒物和其他物質(zhì)(如重金屬)組成的固態(tài)/半固態(tài)復(fù)合物

，因毒性和易燃性被歸入危險(xiǎn)廢物管理。我國(guó)含油污泥年產(chǎn)量高達(dá)500萬(wàn)噸

，其中含有15%～50%的石油烴。含油污泥的處理要兼顧無(wú)害化和資源化

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；谄浣M成、性質(zhì)和危害

，介紹了含油污泥的油品資源化分離法(離心

、溶劑萃取

、熱解)和無(wú)害化剩余含油殘?jiān)幚矸?焚燒

、固化、生物處理)等國(guó)內(nèi)外常用的處理方法

。大體上，含油污泥處理思路為

，首先預(yù)處理降低含水率

、提高含油率

，再經(jīng)油品分離法回收含油污泥中的石油烴

，最后無(wú)害化處理剩余含油殘?jiān)Ｓ懻摿烁鞣椒ǖ奶攸c(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

，提出了含油污泥處理技術(shù)的發(fā)展建議

。目前國(guó)朗裝備可提供整體的油泥處理方案。

背景：

含油污泥成分復(fù)雜

，含大量原油，其中石油烴(PHCs)是寶貴的資源

。我國(guó)含油污泥中PHCs含量占15%～50%

，固體顆粒物含量5%～46%，含水率一般為35%～90%

，甚至更高

，pH值通常為6.5～7.5

，同時(shí)含有大量膠質(zhì)

、瀝青質(zhì)以及苯系物、蒽

、酚

、芘等有毒有害物質(zhì)

，甚至還有放射性物質(zhì)和重金屬

，其中很多物質(zhì)具有“三致”效應(yīng)(如多環(huán)芳烴(PAHs))

。含油污泥因具有毒性和易燃性而被列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄(2018)》(HW08廢礦物油與含礦物油廢物)，若處理不當(dāng)會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康造成嚴(yán)重威脅

。

含油污泥的預(yù)處理：

含油污泥在油品分離回收PHCs之前

，由于含水率高，所以通常先做均質(zhì)

、分離

、脫水預(yù)處理

，不同后續(xù)處理技術(shù)要求的含水率不同

，常用的脫水方法有濃縮法、風(fēng)化法

、機(jī)械法和干燥法等

。含油污泥的過(guò)濾比阻大，屬于難過(guò)濾性污泥

。目前，重力沉降和機(jī)械過(guò)濾的組合工藝為最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的預(yù)處理方式

，但是重力沉降后的濃縮液屬于多相膠體體系

，極難脫穩(wěn)，難以直接銜接機(jī)械脫水

，所以需要先調(diào)質(zhì)使油水分離

。一般調(diào)質(zhì)劑為醋酸、氫氧化鈉

、雙氧水、氧化鈣

、硅藻土

、聚丙烯酰胺(PAM)等，也可由2～3種調(diào)質(zhì)劑復(fù)配使用

。林子增等發(fā)現(xiàn)

，F(xiàn)eCl3也是一種性能良好的含油污泥調(diào)質(zhì)劑

，在FeCl3 20 g/L

、pH≤8.58、低強(qiáng)度離心(2000 r/min

、5 min)條件下

，脫水率最高可達(dá)57.6%

。

添加調(diào)質(zhì)劑脫穩(wěn)，可能引入新的污染物

，引發(fā)含油污泥的二次污染，因此開(kāi)發(fā)環(huán)境友好的預(yù)處理技術(shù)具有積極意義

。姜赫等利用超聲波預(yù)處理含油污泥

，海綿效應(yīng)、局部發(fā)熱等作用可提高含油污泥處理效果

。然而

，超聲波預(yù)處理技術(shù)的成本高

，且參數(shù)隨含油污泥成分變化大

，尚不能大規(guī)模推廣。目前

，仍以重力沉降

、調(diào)質(zhì)脫穩(wěn)和機(jī)械過(guò)濾相結(jié)合為主流預(yù)處理方式，成本低且脫水效果好

，易達(dá)到各種油品分離技術(shù)的要求

。

目前

，國(guó)內(nèi)大多數(shù)石油開(kāi)采企業(yè)在脫水預(yù)處理含油污泥后，通常直接填埋或焚燒

，這些方法雖然操作簡(jiǎn)單

、成本低，但浪費(fèi)資源

，還會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染

，因此用油品分離法回收含油污泥中的PHCs具有重要作用

。

離心分離法相對(duì)清潔

、成熟，且設(shè)備一般占地較小

。大慶油田第七采油廠(chǎng)的葡萄花含油污泥處理站選用離心分離技術(shù)

，通過(guò)添加40 mg/L的陽(yáng)離子PAM，3500 r/min離心5～6 h后

，含油污泥平均含油率降為1.65%，可回收約28% PHCs

。離心分離法在高含水率的含油污泥處理方面具有廣泛的應(yīng)用前景

，但從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看

，僅限于小規(guī)模使用，尚不適用于大型含油污泥處理站

。

GLLW530型離心機(jī)油泥分離效果

分離效果

熱解法：

在無(wú)氧條件下，含油污泥經(jīng)高溫?zé)峤廪D(zhuǎn)化為氣

、液

、固三相，氣相產(chǎn)品以CH4

、CO2

、H2和CO為主，液相一般為常溫燃油和水

，固相殘?jiān)泻薪固?div id="jfovm50" class="index-wrap">，一般以回收液態(tài)PHCs為主

，可不調(diào)質(zhì)達(dá)到回收目的

。熱解反應(yīng)在還原氣氛下進(jìn)行，產(chǎn)二噁英極少

，其典型工藝流程如圖所示

。

塔河油田年產(chǎn)含油污泥近4×104 m3，目前應(yīng)用熱解法處理含油污泥

，在500 ℃熱解后含油率<0.3%，PHCs回收率為90%

，約回收70 kg/t PHCs

。熱解含油污泥資源回收率高、二次污染較小

，但由于熱解過(guò)程易結(jié)焦導(dǎo)致受熱不均且設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜

，尚不適合大規(guī)模應(yīng)用于含油污泥處理。

生物法：

生物處理技術(shù)在好氧條件下

，利用微生物以含油污泥中的PHCs作為碳源進(jìn)行新陳代謝，將其轉(zhuǎn)化為CO2和H2O

。目前主要的生物處理技術(shù)有地耕法

、堆肥法、生物泥漿法和生物強(qiáng)化法

。地耕法和堆肥法均利用土壤中的天然微生物自然降解含油污泥中的PHCs

，較難控制微生物種類(lèi)和活性，且占地面積大、受降雨和溫度等自然條件影響較大

，且可能污染土壤和地下水，很少實(shí)際應(yīng)用

。生物泥漿法和生物強(qiáng)化法均通過(guò)接種微生物將含油污泥中的PHCs轉(zhuǎn)化為低毒性的中間產(chǎn)物 (如有機(jī)酸和醛類(lèi)等), 最終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O

，關(guān)鍵在于篩選高效的PHCs降解菌。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)超過(guò)79種能夠降解PHCs的微生物

，包括腸桿菌

、假單胞菌、不動(dòng)桿菌

、芽孢桿菌等

。

含油污泥的生物降解會(huì)受到微生物種類(lèi)

、處理時(shí)間

、溫度、pH

、含油濃度和特性等多種因素的影響

。任麗君等從渤海油田含油污泥中分離出3株P(guān)HCs降解菌，分別為棒狀桿菌

、短桿菌和假單胞菌

，最適降解條件分別為37 ℃、鹽度3%

、pH=8，32 ℃

、鹽度1%

、pH=8，42 ℃

、鹽度1%、pH=6

，三種條件30 d對(duì)含油污泥中PHCs的降解率分別為39.69%

、31.13%和53.29%。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也是影響PHCs降解的重要因素, 因此需要在生物降解過(guò)程中補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)源

。Roldan-carrillo等研究含油污泥在不同營(yíng)養(yǎng)條件下的生物降解效率，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)30 d的處理

，C∶N∶P為100∶1.74∶0.5的含油污泥中

，PHCs去除率為51%；C∶N∶P為100∶1.66∶0.83時(shí)，PHCs去除率更高

，為58%

。

微生物降解PHCs具有局限性，單一微生物不能以所有PHCs為碳源

。因此, 含油污泥的生物降解通常需要將多種微生物混合

。由于微生物物種之間具有協(xié)同和拮抗作用, 所以需篩選具有協(xié)同作用的混合菌株

。任麗君等篩選出3株降解菌

，混合后降解效率為58.08%，明顯高于單一菌株的降解效率

。

展望：

對(duì)于含油污泥處理

，單一技術(shù)由于限制多，且要綜合考慮經(jīng)濟(jì)

、政策等因素

，不能很好地適用于含油污泥的處理

，若考慮將多種技術(shù)結(jié)合使用來(lái)彌補(bǔ)單一技術(shù)的缺陷

，可能會(huì)找到更經(jīng)濟(jì)有效的處理方法。

針對(duì)各大油田產(chǎn)油品質(zhì)和性質(zhì)的特點(diǎn)

，應(yīng)盡快構(gòu)建含油污泥處理技術(shù)篩選和組合的方法體系

，同時(shí)建立典型含水率、含油率的處理技術(shù)庫(kù)

，在工程實(shí)踐中指導(dǎo)技術(shù)人員因地制宜地選擇合適的處理技術(shù)

。

目前，不僅要控制含油污泥中的有機(jī)污染物

，還要關(guān)注無(wú)機(jī)污染物、放射性物質(zhì)等有毒有害物質(zhì)

，尤其是重金屬

，可能會(huì)累積到危險(xiǎn)水平，且重金屬和其他有毒有害物質(zhì)的共存可能導(dǎo)致更復(fù)雜的污染問(wèn)題

。例如, 多環(huán)芳烴和重金屬的綜合影響比多環(huán)芳烴更大

。

隨著石油資源短缺壓力在未來(lái)的加劇，在新能源技術(shù)尚未大規(guī)模應(yīng)用之前

，還需要深入研究含油率<10%的含油污泥資源化技術(shù)

，盡可能回收石油資源

。

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