含油污泥处理新技术

　1、石油在上游的勘探开发、油气集输、污水处理、罐底清洗和下游的石油炼制过程中，都会产生大量的含油污泥，含油污泥的主要来源见图1。随着油田勘探开发的不断增加，我国海上、陆地油田每年产生的含油污泥总量也在逐年增加，目前年产生量已经超过500余万吨以上。

　　含油污泥组成成份异常复杂，不仅含有油砂，固体悬浮物、大量的老化原油、盐类、腐蚀产物及细菌等，还含有生产过程中加入的各种化学药剂。含油污泥属于一种难过滤性污泥，含油污泥的比阻为一般污泥的40倍，非常不容易将油、水、泥的三相分离。

　　含油污泥属于《国家危险废物目录》中的含油废物类，排放前须先按照国家相关法律法规及行业标准进行无害化处置。在《农用污泥中污染物控制标准》中，要求污泥中存在的矿物油含油量大不得超过3000mg/kg。因此，无论是为了保护环境还是维持企业正常生产，都须对含油污泥进行无害化处理、技术条件达到的情况下进一步资源化利用[2]。

　　2、含油污泥常规处理技术

　　2.1 含油污泥固化/稳定化技术

　　固化/稳定化技术指采用物理或者化学方法，实现含油污泥的固化，或者将其包容在惰性固化基质的一种处理技术。

　　目前，常用的固化/稳定化技术主要包括以下几种类型：水泥、石灰等无机材料固化;热塑性有机材料和热固性有机材料固化;高分子有机物等药剂稳定化;玻璃化技术。出于技术和费用等方面的综合考虑，以水泥、石灰、粉煤灰等无机材料为添加剂的固化/稳定化在工程上应用广泛。含油污泥固化实验表明，将含油污泥、固化剂和促凝剂按一定比例混合，可以将油泥中的含油量从40000mg/L降至0.4mg/L，其固化产物满足作为建筑材料和进行填埋的环保要求。

　　这种方法适用于采油污泥或者盐类物质含量较高的含油污泥的处理，对于含油量相对较低的污泥，可以优先考虑采用此技术。但固化会导致土壤被破坏，不能有效去除重金属污染物毒性和含量。因此，采用此方法的提前，是固化前的污泥中重金属含量满足资源化再利用的要求。

　　2.2 油泥焚烧技术

　　我国大部分炼油厂以及法国、德国等国家的石化企业，多采用焚烧法处理油泥。石化企业将焚烧过程中产生的热量进行回收再利用，将焚烧后的灰渣进行填埋或者用于修路。

　　在对含油污泥进行焚烧处理前，首先需要经过脱水处理，将含油污泥送入到污泥浓缩罐中，在50～60℃的环境中，投加一定量絮凝剂，经搅拌、沉淀后，进行分层切水处理。经浓缩预处理之后的含油污泥，需要再经过脱水、干燥等工艺，制作成泥饼输送到焚烧炉中，在800～850℃的高温环境下焚烧30min以上，后对剩余的灰渣进行无害化和资源化利用。实验表明，干化后的含油污泥可进行焚烧，影响因素主要有：焚烧温度、通风情况、搅拌情况以及油泥含水率。

　　油泥焚烧处理技术的适应能力强，减量化效果显著，几乎可以对有害物质进行清除。但是在我国焚烧装置的实际利用率较低，主要是因为其投资大，成本高，通常需要加入一定的助燃燃料，并且在焚烧过程中产生的一氧化碳、二噁英等污染物质会严重空气污染，需要增加大量辅助设备来处理二次污染物，进一步增加成本和能耗。

　　2.3 含油污泥调质-机械分离技术

　　调质-机械分离技术是一种现场应用比较成熟的含油污泥处理技术，该工艺可以对大部分原油进行回收，适用于含油量较高的含油污泥。含油污泥处理系统的三个主要环节依次是浓缩、调质和脱水。脱水的工艺应用中，我国主要使用板框压滤机和带式过滤机，而国外带式压滤机和卧式螺旋卸料沉降离心机为常用。分离后的水回到污水处理系统进行再处理，油相进行回收利用，离心出滤渣进行焚烧或者生物处理进行综合利用。

　　三相离心机自动化程度高、药剂使用用量少、运行成本相对较低、通过离心分离出的泥饼含油量低，基于这些优点，三相离心机得到广泛应用。大庆油田采油四厂含油污泥处理站采用了调质-离心处理工艺，引进德国HILLER公司的全套离心装置，处理后的污泥含油量小于2%，满足铺设油田内部井场和通井路要求。

　　2.4 低温热解技术

　　低温热解技术是指在无氧微正压、较低温度的条件下，将含油污泥分离为热解渣、热解液、热解气一种处理工艺。热解的气态、液态和固态产物分别为：气态的氢气、甲烷和一氧化碳;液态的甲醇、丙酮、乙醛等有机物及其他焦油、溶剂油等;固态的则主要是焦炭或炭黑。低温热解技术大的特点是可以回收利用污泥中能源物质和无机矿物。

　　王万福，杜卫东等人通过含油污泥热解处理室内实验，测定了回收油气的组成、热解残渣含碳量和Al2O3含量，并对残渣的絮凝性能和吸附性能进行了分析。

　　3、含油污泥处理的新工艺

　　3.1 超声联用处理技术超声波处理技术是利用超声波的空化作用(声空化作用可以产生速度400km/h的强大射流)，使含油污泥中的油类物质从固体颗粒表面分离出来，或者在超声机械振动作用下使油颗粒聚集的一种处理方法。王新强、杨志刚等人实验得出超声波处理含油污泥的条件是超声频率40kHz、功率50W、作用时间20min、作用温度50℃，在该弱空化状态条件下，含油污泥除油率达90%以上。

　　就目前处理技术来看，超声波技术有着独特的处理特点，再与其他常规技术相结合的联合处理方法，比如超声波与热解处理技术联用、超声清洗与臭氧降解联用、超声波与热化学清洗技术联用等，这些联用技术具有广阔的发展前景。JIN等采用超声波与热化学清洗联用技术处理油泥[10]，与常规热化学清洗相比，技术联用使得原油回收率提高了17.65%。杜杰，张帆等人采用"热化学洗涤-超声波分离"工艺对含油污泥进行处理，除油率达到95.9%。

　　3.2 化学-生物联合处理法

　　国内外研究表明：化学氧化-生物联合处理可以有效地降解污染物。开展化学-生物联合处理法研究，利用化学处理法和生物处理法各自的优势，是一种成本相对低廉的含油固废处理方法。

　　2001年美国新泽西州立大学采用芬顿氧化+生物降解处理多环芳烃，去除率高达96.7%。2013年西班牙格拉纳达大学采用芬顿氧化+生物降解处理含油率为2%的泥土，实验规模为1m3，降解率高可达58%。何焕杰等利用常温清洗-微生物联合处理技术对油基钻屑进行试验，废渣中总石油烃含量降至0.3%以下。2010年中国石油大学开展了一项实验，采用芬顿氧化可以将3.2%含油率降至2.1%，经过后续2.5个月的生物处理，降解至0.5%。2012年华东交通大学开展了一项实验，采用芬顿氧化+生物降解的方式，3.8%含油率5个月降解至0.4%。2010年西安建筑科技大学采用芬顿氧化+生物降解的方式，0.5%含油率4周降解至0.04%。赵虎仁等人采用“热化学洗涤+生物处理”工艺对炼油厂含油污泥进行处理，石油类去除率可提升至95%。

　　化学-生物联合处理法的处理效果好，但是处理过程中使用的化学清洗剂使用量量大，容易造成二次污染，并且专一性强，另外生物法处理周期长，因此综合处理成本较高。该联合处理法以后的研究方向将是研发更加的化学试剂，培养和驯化降解石油烃的微生物菌剂、优化操作条件和缩短处理周期。

　　4、研究方向

　　随着国家环境保护要求的不断提高，聚合物驱油的大量推广，油泥的成分越来复杂，单独使用一种处理技术已经很难使污泥中的含油量降低到相关标准以下。因此，在工业现场的应用过程中，结合各油田含油污泥来源、组成及性质的特点，采用超声波与热解处理技术联用、超声清洗与臭氧降解联用、、超声波处理技术联合植物修复技术、化学洗涤技术联合超声波处理技术、化学洗涤技术联合生物处理技术等联合处理技术，将是未来技术发展的必然趋势。