發(fā)布時間：2010年03月19 前言
     含油污泥是在石油開采、運(yùn)輸,、煉制及含油污水處理過程中產(chǎn)生的含油固體廢物。污泥中一般含油率在10～50%,，含水率在40～90%,，我國石油化學(xué)行業(yè)中，平均每年產(chǎn)生80萬t罐底泥,、池底泥[1],，勝利油田每年產(chǎn)生含油污泥在10萬噸以上，大港油田每年產(chǎn)生含油污泥約15萬噸,，河南油田每年產(chǎn)生5×104m3含油污泥[2],。含油污泥中含有大量的苯系物,、酚類、蒽,、芘等有惡臭的有毒物質(zhì)[3],，含油污泥若不加以處理，不僅污染環(huán)境,，而且造成資源的浪費(fèi),。含油污泥的處理一直是困擾油田的一大難題。
1．含油污泥來源
含油污泥的來源主要有以下幾種途徑：
1.1 原油開采產(chǎn)生含油污泥
原油開采過程中產(chǎn)生的含油污泥主要來源于地面處理系統(tǒng),，采油污水處理過程中產(chǎn)生的含油污泥,，再加上污水凈化處理中投加的凈水劑形成的絮體、設(shè)備及管道腐蝕產(chǎn)物和垢物,、細(xì)菌(尸體)等組成了含油污泥,。此種含油污泥一般具有含油量高、粘度大,、顆粒細(xì),、脫水難等特點(diǎn),它不僅影響外輸原油質(zhì)量,還導(dǎo)致注水水質(zhì)和外排污水難以達(dá)標(biāo)[4]。
1.2 油田集輸過程產(chǎn)生含油污泥
　　勝利油田含油污泥的主要來源于接轉(zhuǎn)站,、聯(lián)合站的油罐,、沉降罐、污水罐,、隔油池底泥,、煉廠含油水處理設(shè)施、輕烴加工廠,、天然氣凈化裝置清除出來的油沙,、油泥，鉆井,、作業(yè),、管線穿孔而產(chǎn)生的落地原油及含油污泥[5]。油品儲罐在儲存油品時,，油品中的少量機(jī)械雜質(zhì),、沙粒、泥土,、重金屬鹽類以及石蠟和瀝青質(zhì)等重油性組分沉積在油罐底部,，形成罐底油泥。
中原油田污泥產(chǎn)生主要是一次沉降罐,、二次沉降罐,、洗井水回收罐的排污。含油污泥本身成分復(fù)雜,，含有大量的老化原油,、蠟質(zhì),、瀝青質(zhì)、膠體和固體懸浮物,、細(xì)菌,、鹽類、酸性氣體,、腐蝕產(chǎn)物等,，污水處理過程中還加入了大量的凝聚劑、緩蝕劑,、阻垢劑,、殺菌劑等水
處理藥劑[6]。
　　在3－6年的油罐定期清洗中,，罐底含油污泥量約占罐容的1%左右,。罐底含油污泥的特點(diǎn)是碳?xì)浠衔铮ㄓ停┖繕O高。據(jù)調(diào)查測試發(fā)現(xiàn),，油罐底泥中大約25%為水,，5%的無機(jī)沉淀物如泥沙，70%左右為碳?xì)浠衔?，其中瀝青質(zhì)占7.8%,，石蠟占6%，污泥灰分含量4.8%[3],。
1.3 煉油廠污水處理場產(chǎn)生的含油污泥
　　煉油廠污水處理場的含油污泥主要來源于隔油池底泥,、浮選池浮渣、原油罐底泥等,，俗稱“三泥”,，這些含油污泥組成各異，通常含油率在10％～50％之間,，含水率在40％～90％之間,，同時伴有一定量的固體。
2．含油污泥的危害
含油污泥體積龐大,，若不加以處理直接排放,，不但占用大量耕地，而且對周圍土壤,、水體、空氣都將造成污染,，伴有惡臭氣體產(chǎn)生,，而且對周圍土壤、水體,、空氣都將造成污染,，伴有惡臭氣體產(chǎn)生,，污泥含有大量的病原菌、寄生蟲（卵）,、銅,、鋅、鉻,、汞等重金屬,，鹽
類以及多氯聯(lián)苯、二惡英,、放射性核素等難降解的有毒有害物質(zhì),。
3．常用污泥的處理方法
　 含油污泥處理最終的目的是以減量化、資源化,、無害化為原則,。含油污泥常用的處理方法：溶劑萃取法、焚燒法,、生物法,、焦化法、含油污泥調(diào)剖,、含油污泥綜合利用等,。
3.1 含油污泥的脫水
　 含油污泥中的水有以下四種形態(tài)：自由水（free water）、間隙水（interstitial water）,、附著水（vicinal water）[或表面水surface water],、化學(xué)結(jié)合水（chemical-bound water）。
　　 3.2 含油污泥的調(diào)質(zhì)
　　經(jīng)重力沉降脫水后的黑色粘稠含油污泥濃縮液,，一般由水包油(O/W),、油包水(W/O)以及懸浮固體共同組成，屬于多相的膠體體系,，組成較為復(fù)雜,。由于含油污泥顆粒表面吸附同種電荷，相互之間排斥,，加之充分乳化,，極難脫穩(wěn)，使得油,、水,、泥渣分離比較困難。需要加入調(diào)質(zhì)劑,，使原油與固體顆粒分離,、油滴聚合、原加入的化學(xué)藥劑隨固體雜質(zhì)沉降，實現(xiàn)油,、
水,、渣三相的完全分離。
　　李凡修對含油污泥調(diào)質(zhì)－機(jī)械脫水處理工藝進(jìn)行研究,，該技術(shù)的關(guān)鍵在于對調(diào)質(zhì)中所用的絮凝劑[8],、破乳劑、調(diào)節(jié)劑[9]種類與用量的選定,、脫水機(jī)械類型的選擇,，以及脫水機(jī)械運(yùn)行參數(shù)的確定。
　　據(jù)報道Jan Bock, Sanjay R Srivatsa, Aldo Corti等[10]人分別發(fā)明了通過含油污泥調(diào)質(zhì)—機(jī)械脫水工藝回收油的有關(guān)專利技術(shù):通過投加表面活性劑,、稀釋劑(葵烷等),、電解質(zhì)(NaCl溶液)，或者破乳劑(陰離子或非離子),、潤濕劑(可增加固體微粒表面和水的親合力)和pH值調(diào)節(jié)劑等,，并輔以加熱減粘(最佳為50℃上)等調(diào)質(zhì)手段，實現(xiàn)水—油—固三相分離,。據(jù)有關(guān)資料,，國內(nèi)的遼寧省盤錦市遼河油田錦州采油廠獲得一項含油污泥調(diào)質(zhì)及回收原油的的專利技術(shù)[11]。
　　 3.3 萃取法萃取法是利用“相似相溶”原理,，選擇一種合適的有機(jī)溶劑作萃取劑,，將含油污泥中的
原油回收利用的方法。黃戍生等利用多級分離萃取加一級熱洗方法處理含油污泥[12],，處理后污泥可達(dá)到農(nóng)用污泥排放標(biāo)準(zhǔn),，化學(xué)藥劑可循環(huán)使用。
　　超臨界流體萃取技術(shù),，是一種新興的含油污泥萃取技術(shù),，該技術(shù)正處于開發(fā)階段。它將常溫,、常壓下為氣態(tài)的物質(zhì)經(jīng)過高壓達(dá)到液態(tài),，并以之作為萃取劑，由于其巨大的溶解能力以及萃取劑易于回收循環(huán)使用,。常用的超臨界流萃取劑有甲烷,、乙烯、乙烷,、丙烷,、二氧化碳等，這些物質(zhì)的臨界溫度高,、臨界壓力低,，而且原料廉價易得,，是良好的超臨界萃取劑，且密度小,，易于分離[13]。
　　目前,，萃取法處理含油污泥還在試驗開發(fā)階段,。萃取法的優(yōu)點(diǎn)是處理含油污泥較徹底，能夠?qū)⒋蟛糠质皖愇镔|(zhì)提取回收,。但是由于萃取劑價格昂貴,，而且在處理過程中有一定的損失，所以萃取法成本高,，還沒有實際應(yīng)用于煉廠含油污泥處理,。此項技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵是要開發(fā)出性能價格比高的萃取劑。
　　 3.4 焚燒法
　 經(jīng)過預(yù)先脫水濃縮預(yù)處理后的含油污泥,，送至焚燒爐進(jìn)行焚燒,，溫度800～850℃，經(jīng)30min焚燒即可完畢,，焚燒后的灰渣需進(jìn)一步處理,。
　　我國絕大多數(shù)煉油廠都建有污泥焚燒裝置，采用焚燒處理最多的廢物是污水處理場含油污泥,，像長嶺石油化工廠采用的順流式回轉(zhuǎn)焚燒爐,，燕山石化公司煉油廠采用的流化床焚燒爐，在處理含油污泥方面都取得了良好的效果,。目前國內(nèi)焚燒爐類型主要有:方箱式,、固定床式、流化床式,、耙式爐或回轉(zhuǎn)窯等爐型,。
　　焚燒處理法優(yōu)點(diǎn)是污泥經(jīng)焚燒后，多種有害物幾乎全部除去,，減少了對環(huán)境的危害,，廢物減容效果好，處理比較安全,，缺點(diǎn)是焚燒過程中產(chǎn)生了二次污染,，浪費(fèi)了寶貴資料。
　　 3.5 生物法
　　含水污泥的生物處理技術(shù)主要有即地耕法,、堆肥處理法和污泥生物反應(yīng)器法,。主要是利用微生物將含油污泥中的石油烴類降解為無害的土壤成份。據(jù)資料報導(dǎo),，地耕法可對土地和地下水產(chǎn)生一定的污染,，故在一些發(fā)達(dá)已經(jīng)停止使用,。
　　堆肥法是將含油廢棄物與適當(dāng)?shù)牟牧舷嗷旌喜⒊啥逊胖茫固烊晃⑸锝到馐蜔N類的過程,。堆肥法有四種堆制方法:堤形堆肥法,、靜態(tài)堆肥法、封閉堆肥法和容器堆肥法,。堆肥法是一種有效的生物處理方法,，含油污泥中烴類的半衰期約為2周。處理后的含油廢棄物可填埋或施用農(nóng)田,。
　　生物反應(yīng)器是一種將含油污泥稀釋于營養(yǎng)介質(zhì)中使之成為泥漿狀的容器,。由于生物反應(yīng)器能人為地控制充氧、溫度,、營養(yǎng)物質(zhì)等操作條件,，烴類物質(zhì)的生物降解速度較之其他生物處理過程更快。加入馴化過的高效烴類氧化菌,，可加快烴類的生物降解,。據(jù)文獻(xiàn)報道，當(dāng)固體負(fù)荷為5%時,，生物降解半衰期為5天,。生物反應(yīng)器法適用于含油污泥，也適用于油污土壤及含油鉆屑,，含油廢棄物經(jīng)處理后,，液體部分可排入處置井(坑、池)或另作他用(如回用),；固體部分可用施用農(nóng)田,，生物反應(yīng)器法也可用于石油工業(yè)廢棄物的預(yù)處理以減少烴類含量，然后進(jìn)行其他處理,。
　　 3.6 焦化法
　　含油污泥中含有一定數(shù)量的礦物油,，其組成主要有烷烴、環(huán)烷烴,、芳香烴,、烯烴、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)等,。焦化法處理含油污泥是利用高溫條件下烴類的熱裂解和熱縮合反應(yīng)產(chǎn)生液相油品,、不凝氣和焦碳產(chǎn)品。
　　趙東風(fēng)等[14]利用平均含油率為69.46%,，含水率為4.71%的含油污泥進(jìn)行焦化反應(yīng),，反應(yīng)時間為60min,反應(yīng)溫度為490℃,反應(yīng)壓力為常壓。在此條件下,液相產(chǎn)品的收率為88.23%,產(chǎn)品主要為汽油,、柴油和蠟油,。
　　 3.7 調(diào)剖技術(shù)
　　利用采出水中的含油污泥與地層有良好配伍性,，以含油污泥為基本原料，采用化學(xué)處理方法,，加入適量的添加劑,，懸浮其中的固體顆粒、延長懸浮時間,、增加注入深度,，有效地提高封堵強(qiáng)度，并使油組分分散均勻,，形成均一、穩(wěn)定的乳狀液,。由含油污泥配成乳化懸浮液調(diào)剖劑,，應(yīng)用于油田注水井調(diào)剖，在地層到達(dá)一定深度后,，受地層水沖釋及地層巖石的吸附作用,，乳化懸浮體系分解，其中的泥質(zhì)吸附膠瀝質(zhì)和蠟質(zhì),，并通過它們粘聯(lián)聚集形成較大粒徑的“團(tuán)粒結(jié)構(gòu)”,，沉降在大孔道中，使大孔道通徑變小,，封堵高滲透層帶,，增加了注入水滲流阻力，迫使注入水改變滲流方向,，提高了注入水波及體積,。通過優(yōu)化施工工藝，可使含油污泥只封堵住高滲透地帶,，而不污染中,、低滲透層。處理后的含油污泥作為調(diào)剖劑需達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)為:含油污泥粘度低(≤0.3Pa·s),，可泵性好,；加入懸浮劑后含油污泥懸浮性能好，沉降時間大于3ｈ,。
　　河南油田在雙河油田437塊Ⅱ4-6層系進(jìn)行了含油污泥調(diào)剖試驗取得了較好的效果[15,、16]。勝利油田樁西油田進(jìn)行含油污泥調(diào)剖試驗也取得較好效果[17],。
　　 3.8 其它方法
　　除了以上含油污泥處理方法外,，還有地耕法、含油污泥固化法,、化學(xué)破乳法,、固液分離法[18]土地填埋技術(shù),，含油污泥的綜合利用一般是利用含油污泥鋪路、制磚,、制作蜂窩煤等,。國外還有含油污泥低溫?zé)峤饧夹g(shù)，以及采用溶劑和低頻聲波分離油泥的方法[19]等,。
　　 4.各種處理方法比較
　　 ①簡單處理：含油污泥直接填埋或固化后填埋都具有簡單易行的特點(diǎn),。含油污泥直接填埋是目前多數(shù)國內(nèi)油田采用的主要含油污泥處置方法，但這種既方法浪費(fèi)了其中的寶貴能源,，還有可能導(dǎo)致環(huán)境污染,。其中，固化后填埋的方法可降低環(huán)境危害,，但多數(shù)不能滿足現(xiàn)行的環(huán)保要求,。
　　 ②物理化學(xué)處理：各類物理化學(xué)處理方法多以回收原油為目的，因此主要適用于含油量較高的含油污泥,，處理過程通常需要加入化學(xué)藥劑,，需要專門的處理設(shè)施，處理過程復(fù)雜,，成本較高,。原油價格居高不下和含油污泥排放征收較高排污費(fèi)，使這一方法仍有誘人的前景,。該方法的缺點(diǎn)是,，油回收不徹底，存在廢水和廢渣二次污染物問題,，仍需考慮進(jìn)一步處理或綜合利用,。另外，油田含油污泥產(chǎn)生面廣,，多是斷續(xù)產(chǎn)生,，不同來源的含油污泥性質(zhì)各異，限制了該處理方法在油田的全面使用和推廣,。
　　 ③生物處理技術(shù)：由于生物處理法具有節(jié)約能源,、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),，目前受到國內(nèi)外環(huán)保產(chǎn)業(yè)界人士普遍關(guān)注和重視,。通過生物處理技術(shù)實現(xiàn)含油污泥的固液分離和油的去除，剩余殘渣達(dá)到污泥排放標(biāo)準(zhǔn),。優(yōu)點(diǎn)是不需加入化學(xué)藥劑,，消耗能源較少，綠色環(huán)保,，但土地耕作法和堆肥法需大面積土地,，生物反應(yīng)器法仍有廢渣排放,，且處理時間長，操作復(fù)雜,。
　　 ④焚燒法：焚燒必須在專門建立的焚燒爐中進(jìn)行,，可比較徹底地消除含油污泥中的有害有機(jī)物，如不考慮燃燒熱能的綜合利用,，會造成能源浪費(fèi),。
　　 ⑤作燃料：作燃料是利用含油污泥中所含能源的一種綜合利用方式，但不能提取其中的原油,，在利用這種方法時應(yīng)從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境兩個方面進(jìn)行綜合考慮,。含油污泥幾種主要處理方法優(yōu)缺點(diǎn)列于表2中。
　　 5.結(jié)束語
　　含油污泥主要來源于油田開采,、油氣集輸及污水處理場,，含油污泥的處理技術(shù)也多種多樣，每種方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍,，但由于含油污泥成份復(fù)雜，沒有任何一種處理方法可以處理所有類型的含油污泥,，對含油污泥進(jìn)行分級處理以及對處理方法進(jìn)行分級是今后研究的主要方向,。
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