含油污泥預(yù)處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
含油污泥污染現(xiàn)狀
含油污泥主要產(chǎn)生于原油開采、油氣儲運集輸過程及煉油廠原油貯存和污水處理過程中。根據(jù)資料顯示，我國石油資源集中分布在渤海灣、松遼、塔里木、鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾、珠江口、柴達(dá)木和東海陸架八大盆地。
我國油氣田主要分布范圍
含油污泥按照其來源，一般可分為落地油泥、罐底油泥和“煉油廠三泥”等三類。由于歷史上我國對油泥污染沒有完善的監(jiān)管體系，且治理技術(shù)缺乏，油泥通常未經(jīng)處理直接以填埋或堆置的方式處置，無害化處置率低，因此遺留了嚴(yán)重的油泥污染問題。
油污泥的分類和產(chǎn)生途徑
含油污泥污染特點
含油污泥一般具有含油量高、黏度大、脫水困難等特點。含油污泥屬于多相系統(tǒng)，一般由水包油、油包水和懸浮固體組成，污泥中的懸浮固體、膠體顆粒與油、水充分乳化，形成極其穩(wěn)定的懸浮乳狀液體系，粘度大流動性差，難以沉降。
此外，含油污泥中污染成分通常分為以下4類：①以銅、鉻、汞等重金屬與鹽類為主的無機(jī)污染物；②大量共生于污泥中的有害微生物，多為病原菌；③以多氯聯(lián)苯（PCBs）、多環(huán)芳烴（PAHs）、酚類、苯系物等為主的有機(jī)污染物；④少量的放射性元素。
含油污泥預(yù)處理技術(shù)
含油污泥中油分含量高，水充分乳化，直接處理成本高。而且含油污泥中的油分是一種寶貴的資源，因此在油泥的處理過程中要根據(jù)污泥中油分含量不同采用合適的技術(shù)。目前，含油污泥的處理通常先經(jīng)過預(yù)處理進(jìn)行油、水分離，回收一部分原油，實現(xiàn)資源回收利用。預(yù)處理后再通過油泥深度處理技術(shù)，進(jìn)一步實現(xiàn)含油污泥的無害化及資源化。
含油污泥的預(yù)處理是決定含油污泥能否實現(xiàn)高效資源化利用的關(guān)鍵，因此本文將著重介紹當(dāng)前國內(nèi)外主要的含油污泥預(yù)處理技術(shù)，包括：萃取技術(shù)、調(diào)質(zhì)分離技術(shù)、回注調(diào)剖技術(shù)、化學(xué)熱水洗滌法、超聲處理技術(shù)等。
1、萃取技術(shù)
萃取法是利用“相似相溶”原理，選擇一種合適的有機(jī)溶劑作萃取劑，將含油污泥溶解，然后經(jīng)攪拌和離心后，大部分有機(jī)物和油從污泥中被萃取劑抽提出來，然后回收萃取液進(jìn)行蒸餾，把溶劑從混合物中分離出來再循環(huán)使用。其中被回收的油可以進(jìn)入煉油廠回?zé)挘蛛x出的水則送往污水處理廠處理，固體產(chǎn)物可以被用作燃料替代品，流程示意圖見圖3.1。該技術(shù)可以實現(xiàn)含油污泥的資源化利用，將其中的大部分的原油進(jìn)行回收，工藝操作簡單，萃取劑可以循環(huán)利用，但是其缺點在于萃取劑用量大、價格昂貴，而且在處理過程中有一定的損失，因此普及推廣難度大。
萃取工藝流程示意圖
2、調(diào)質(zhì)分離技術(shù)
一般是將含油污泥經(jīng)過重力沉降或者氣浮等方法濃縮后，再通過機(jī)械分離進(jìn)一步降低其含水量。但有的含油污泥是性質(zhì)十分穩(wěn)定的懸浮乳化物，一般是由水包油或者油包水以及固體物質(zhì)組成，屬于多相體系且充分乳化，黏度較大，導(dǎo)致難以進(jìn)行徹底沉降。因此，需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)預(yù)處理來提高其脫水效果，再與機(jī)械分離技術(shù)相結(jié)合增加脫水率。加拿大MG公司的APEX是一種利用專用化學(xué)配方從含油污泥中將烴類物質(zhì)分離出來的技術(shù)。該工藝處理含油污泥通常分兩個階段：①先經(jīng)混合和沉降過程，進(jìn)一步通過專用藥劑、水和含油污泥的混合，使油、水、固在分離罐中完成主要的三相分離；②采用加熱和機(jī)械高速離心的方法進(jìn)一步將水、油、細(xì)微固體顆粒更好的分離。
3、回注調(diào)剖技術(shù)
回注調(diào)剖技術(shù)是利用含油污泥與油層之間有良好的配伍性，以含油污泥為基本原料，通過加入分散劑、懸浮劑等化學(xué)藥劑并進(jìn)行配伍，制成含油污泥調(diào)剖劑，用于注水井的調(diào)剖。其工藝流程如圖3.3所示：①含油污泥實施化學(xué)預(yù)處理；②含油污泥調(diào)剖；③含油污泥回注。
回注調(diào)剖技術(shù)工藝流程
該技術(shù)優(yōu)點是：可對含油污泥實現(xiàn)“零排放”資源化利用，這不僅較好地解決了含油污泥外排造成的環(huán)境污染問題，也為污泥的綜合治理提供了一項切實可行的新技術(shù)；另外，含油污泥調(diào)剖劑較其他調(diào)剖劑價格低廉，且不受地層溫度、礦化度等因素的影響，具有很好的增油降水效果。缺點是：含油污泥調(diào)剖劑的封堵強(qiáng)度較低，粒徑分布窄，限制了其在不同滲透率油藏中的應(yīng)用。
這種工藝技術(shù)在我國多個油田都廣泛實驗和采用，如華北油田、江漢油田等，都取得了良好的效果，但污泥作為調(diào)剖劑的配方，注入速度注入量、堵劑強(qiáng)度和污泥調(diào)剖后對油層的影響有待于進(jìn)一步研究。
4、化學(xué)熱水洗滌法
熱水洗滌法是美國環(huán)保署處理含油污泥優(yōu)先采用的方法，主要用于含泥沙多顆粒大的含油污泥的處理。一般以熱堿水溶液反復(fù)洗滌，再通過氣浮實現(xiàn)固液分離。洗滌溫度多控制在70℃左右，液固比2:l，洗滌時間20min，能將含油量為30%落地油泥洗至殘油率l%以下�；旌蠅A可由廉價的無機(jī)堿和無機(jī)鹽組成。具體工藝流程見圖3.4。該方法能量消耗低，費用不高，是我國目前研究較多、較普遍采用的含油污泥處理方法。
熱水洗滌工藝流程
5、超聲處理技術(shù)
超聲處理技術(shù)是通過聲場的機(jī)械振動、空化效應(yīng)及熱作用來破壞含油污泥的結(jié)構(gòu)，降低污泥中原油的黏度，減小原油與無機(jī)固體間的黏附作用，從而使含油污泥中的油和泥砂分離。其工藝流程如圖3.5所示：①清洗劑預(yù)處理含油污泥；②超聲分離油泥，使原油與固體顆粒分離；③旋液分離器分離油水和泥砂，泥砂通過離心機(jī)脫水，油水經(jīng)分離器分離出油。
超聲處理工藝流程
該技術(shù)主要優(yōu)點是：超聲波對污泥能夠產(chǎn)生海綿效應(yīng)、局部發(fā)熱等作用提高污泥脫水能力，可以使污泥減量效果顯著，而且處理污泥效率高，速度快。缺點是：不同含油污泥處理時要選取不同超聲參數(shù)，否則容易引起二次乳化問題；另外，目前有關(guān)超聲波處理含油污泥的研究，大多處于實驗階段。
相關(guān)案例
1、調(diào)質(zhì)機(jī)械離心技術(shù)
調(diào)質(zhì)機(jī)械離心技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)多個油田取得了實際應(yīng)用效果，例如2015年9月，長慶油田旗下的采油二廠投資3000萬元建設(shè)的隴東油泥處理站投運，其工藝采用了“污泥熱洗預(yù)處理+調(diào)質(zhì)機(jī)械離心脫水”工藝，以物理化學(xué)相結(jié)合的離心分離法為主，據(jù)悉其每年能處理1.6萬立方米含油污泥。
2、化學(xué)熱洗技術(shù)
2011年西北油田建成中石化系統(tǒng)第一座化學(xué)熱洗泥油處理站，形成了基于“熱化學(xué)清洗+摻煤焚燒”的油泥無害化處理工藝，據(jù)報道，油泥經(jīng)過處置，分離出的泥餅石油類含量從處理前的18 mg/g降低到0.82 mg/g，屬于一般固體廢棄物。而分離出的凈化油，含水量小于10%，達(dá)到了采油廠的收油標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了變廢為寶。
3、熱洗萃取技術(shù)
2009年，塔里木油田從克拉瑪依油田引進(jìn)新技術(shù)，加以一些專利性的改進(jìn)，開發(fā)了“熱洗＋萃取”方法將油泥砂中的油和砂萃取分離出來，這套油泥處理裝置大約投入2000多萬元，設(shè)計年處理油泥1萬立方米（塔里木油田每年產(chǎn)生8000~10000立方米油泥），可回收原油約700噸，實際應(yīng)用中取得了良好的效果。
總院目前正積極開展土壤修復(fù)相關(guān)業(yè)務(wù)，由于目前土壤修復(fù)行業(yè)內(nèi)涉足含油污泥處理處置的企業(yè)較少，該領(lǐng)域可能成為我院打開土壤修復(fù)市場的特色方向。
小結(jié)
含油污泥的污染物成分復(fù)雜，難于處理等特點，給國內(nèi)外各大油田的含油污泥處理過程增加了很大的難度。由于歷史上我國對油泥污染沒有完善的監(jiān)管體系，且治理技術(shù)缺乏，油泥通常未經(jīng)處理直接以填埋或堆置的方式處置，無害化處置率低，因此遺留了嚴(yán)重的油泥污染問題。此外，我國含油污泥處理技術(shù)的開發(fā)和使用起步較晚，主要集中于油田內(nèi)部及石油服務(wù)公司，市場上有少數(shù)企業(yè)也從事了相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，但總體上依然處于起步階段。隨著“土十條”及《土壤污染防治法》的相繼出臺，含油污泥污染治理市場將得到激活和釋放，因此含油污泥處理技術(shù)的研發(fā)及實踐可能成為新的熱點。
