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含油污泥处理技术进展

热度0票  浏览3次 时间:2017年10月26日 10:02

摘要:含油污泥组成成分复杂,含有大量的有毒有害物质,如不加以处理,直接排放会给环境带来严重的污染。含油污泥的处理技术成为近年来研究的重点,因此,如何处理含油污泥已成为各大油田企业迫切需要解决的问题。本文主要从减量化、稳定化和资源化三个方面阐述了含油污泥处理方法的发展现状,最后展望了含油污泥处理的发展方向和前景。

关键词:含油污泥;减量化;稳定化;资源化

1 前言

含油污泥是指被丢弃的含油固体和泥状物质,主要是石油勘探开发业和石油化工行业生产过程中产生的油泥,具有产生量大、含油量高、综合利用方式少、处理难度大等特点[1]。含油污泥中除含有大量的残留油类,还含有苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质。含油污泥体积庞大,若不加以处理直接排放,不但占用大量耕地,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染[2]。含油污泥中还含有大量的盐类以及多氯联苯,二噁英等难降解的有毒有害物质,若不加以有效处理,不仅污染环境,而且造成资源的浪费[3]。因此,含油污泥一直是困扰石油石化行业的一大难题[4]

因此,对现有的含油污泥处理技术进行综述,有助于对现有的含油污泥处理技术进行理解和把握,并为开发出新型处理技术提供帮助。

2 含油污泥处理技术现状

含油污泥是由油包水、水包油乳化液及悬浮固体等成分组成的稳定悬浮乳状胶体,主要来源于原油开采、炼油化工厂污水处理等生产过程。由于含油污泥成分受污水水质、处理工艺、加入药剂等因素影响,处理难度大,各种处理方法在实际应用中皆存在一些问题[5]。但从目前整体技术发展趋势来看,含油污泥的处理方法主要分为减量化、稳定化和资源化三个方面,并在各个研究领域均取得了一定的进展和成果。

2.1 减量化处理措施

2.1.1机械脱水工艺

机械脱水工艺中重要环节为含油污泥的调质技术与不同处理阶段高速离心机的操作技术。调质-机械分离预处理技术体系中,普通高分子絮凝剂使用后不易降解,极易造成对环境的二次污染,因此选用无毒无害、适用范围广的高效有机高分子絮凝剂是首要考虑的关键因素之一。目前,已有研究报道[6],通过利用活性污泥中微生物分泌的高分子絮凝剂,结合使用有机絮凝剂可显著改善机械离心脱水效果,并可节省90左右的高分子絮凝剂使用量。

2.1.2超声波预处理技术

含油污泥的超声脱油主要应用超声的机械振动和声空化两种作用。超声空化所造成的微射流可达到每小时400km,即射流束以近乎固体所不能承受的力冲击固体表面,这样在固体的表面发生腐蚀作用,这种冲击波在不足4×10-8s的时间内消失,产生压强可达到3×l08N/m2,同时伴有103K的高温,可以分散聚集在一起的污泥,把污染物从污泥表面剥离[7]

2.2稳定化处理措施

2. 2.1 固化处理

含油污泥固化处理是指在含油污泥中加入一定量的固化剂,使其发生一系列稳定的不可逆的物理化学反应,将含油污泥中的部分水分和有毒物质等固定或锁定在一定致密的基质中,使其形成具有一定强度的固态物质。

含油污泥固化过程为水化过程,主要发生如下反应:

xCa(OH)2+SiO2+(n-1)H2O xCaO·SiO2·nH2OxCa(OH)2+ A12O3+(n-1)H2O xCaO·A12O3·nH2O

其中消耗的离子来源于含油污泥和加入的固化剂,水化初期以凝结网状结构为主,胶结能力较差,水化后期以晶体结构为主,形成较强的化学键连接,因此固化物有一定强度。晶体结构可以将重金属、一些有害有机化合物等锁定在内,使有害物质的渗透性和浸出率大大降低[8]

2.2.2 生物处理

生物处理方法分两类,一是向含油污泥中投加营养物质,曝气,促进污泥土著微生物生长增殖,从而实现对污染物的降解。二是向含油污泥中投加高效降解石油烃的微生物菌剂。

利用生物处理可去除PAHs类有害物质。Boonchan[9]发现,真菌可以完成对PAHs的第一步降解生成有机酸类,细菌再以有机酸为碳源进一步降解为二氧化碳和水。RodrigoJ.S.Jacques等人[10]利用从含油污泥污染的土壤中筛选的菌群获得了对蒽、菲、苯并芘分别为48%67%22%的去除率。

2.2.3 超临界水氧化处理

荆国林等 [11]运用超临界水氧化法处理油田含油污泥,实验结果表明, 超临界水中的氧化反应能有效去除含油污泥中的原油, 去除率可达95%。张守明和高波[12]对超临界水氧化法处理含油污泥的工艺进行了研究,得到了以下结论:反应时间对COD去除率影响较明显,COD去除率随着反应时间的延长而增加。可生化性随反应时间的延长而降低。反应温度对COD去除率影响较明显,温度越高,COD去除率越大,高温有利于COD的去除。

2.3资源化措施

2.3.1焦化处理

焦化法处理含油污泥就是对含油污泥中重质油的深度热处理,焦化反应实质是一个烃类物质的热转化过程,烃类的热反应是一个复杂的反应,反应机理普遍认为是自由基反应机理[13]。目前焦化处理主要分两个方向,一是焦化法处理含油污泥回收矿物油,研究表明,液相产品回收率可达88.23%,产品主要为汽油、柴油和蜡油[1415]。利用聚乙烯类废塑料与含油污泥混合焦化可进一步提高矿物油回收率[16]。二是利用含油污泥添加适量的强度添加剂和炭化添加剂,AM和陶粒,仅次于活性炭,投加8 mg/LPAM可进一步提高除油效果[17]

2.3.2 化学热洗处理

化学热洗是将含油污泥加水稀释后再加热,同时投加一定量化学试剂的条件,使油从固相表面脱附或聚集分离的污泥除油。赵虎仁等[18]采用“化学热洗、生物处理”工艺对炼油厂含油污泥处理,研究发现,洗涤剂OST-Ⅱ效果最好,污油回收率可以达到92.2%。童蕾等[19]用含表面活性剂的热碱水溶液洗涤处理含油污泥,残留油含量降至1.2%左右。

3 含油污泥处理技术的发展前景与展望

目前,含油污泥的处理和再利用仍处于实验研究和中试阶段,还缺乏可靠的技术、工艺以及示范工程。大多数研究主要针对含油污泥中原油的回收,有关剩余含油污泥的净化处理的研究还处于起步阶段。含油污泥的处理措施众多,每种方法都有其自身的优缺点和使用范围。以回收原油为目的处理含油污泥的各种物理化学方法,主要适用于含油量较高的污泥,由于处理过程中需要额外添加成本昂贵的化学药剂以及匹配的处理设施,处理过程复杂、成本较高,还会引起废水、废渣等二次污染问题,需要进一步处理利用。按照可持续发展的要求,以及石油资源重要性的日益显现,含油污泥的处理愈来愈引起重视,含油污泥中原油的回收和含油污泥的循环再利用将是今后的发展方向。把污染环境的含油污泥经处理后再利用.既解决了油田环境污染问题,又能带来经济效益。

参考文献:

[1]刘惠卿,盘英,李玉嫦.“三泥”处理现状[J].石油化工环境保护,20011):33–36

[2]李美蓉,孙向东,袁存光.自高含油罐底油泥回收原油的深度处理技术[J].石油化工高等学校学报,2006192):30–33

[3]曹方起,曾庆辉,何国安.临盘油田含油泥砂处理技术研究[J].石油天然气学报,2005273):572–574

[4] Chang ChingyuanShie JeluengLin Jyhpinget a1Major products obtained from the pyrolysis of oil sludge[J]Energy & Fuels200014(6)11761183

[5]郑晓伟,陈立平.油污泥处理技术研究进展与展望[J].中国资源综合利用,200826(1)3437

[6] 战玉柱,高洪阁, 张大松, 韩广东. 低含油污泥固化处理技术研究. 油气田环境保护. 2010, 20(1):20-22.

 



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