含油污泥指原油或成品油混入泥土或其他介質(zhì)，其中的油分不能直接回收而可能造成環(huán)境污染的多種形態(tài)的混合物。含油污泥主要產(chǎn)生在油田和煉油廠，按來源可分為三種不同類型：（1）在油田開發(fā)特別是油井采油生產(chǎn)和井下作業(yè)施工過程中，部分原油放噴或被油管、抽油桿、泵及其他井下工具攜帶至土油地或井場，這些原油滲入地面土壤，形成油泥稱為落地油泥；（2）各種儲油罐在自然沉降中也會產(chǎn)生一些油泥稱為罐底泥；（3）“煉油廠三泥”，包括：隔油池底泥、溶氣浮選浮渣和剩余活性污泥等，其中以浮選浮渣量為最大，占三泥總量的80%。

　　含油污泥的產(chǎn)量巨大。據(jù)統(tǒng)計，某中等規(guī)模油田日油泥量大約100 t左右，堆放總量已在40萬t以上。這些污泥中一般含有的苯系物、酚類、蒽類等物質(zhì)，并伴隨惡臭和毒性，若直接和自然環(huán)境接觸, 就會對土壤、水體和植被造成較大污染, 同時也意味著石油資源的浪費。因此,無論是從環(huán)境保護還是從回收能源的角度考慮，都應(yīng)該對含油污泥進行無害清潔化處理。

　　含油污泥組成可以大致分為水,乳化油或吸附油，固體異物，無機鹽等。油泥在水中一般呈穩(wěn)定的懸浮乳狀液體系,其水合和帶電性形成了穩(wěn)定的分散狀態(tài),很難實現(xiàn)多相分離，從而增加了處理技術(shù)的難度和成本。又由于承載油類的基質(zhì)的多種可能性，統(tǒng)稱的含油污泥成分極其復(fù)雜，性質(zhì)各不相同，因此處理技術(shù)也有多樣的要求。本文按預(yù)處理工藝方法、核心處理技術(shù)、最終處置三大類簡述國內(nèi)外幾種主要含油污泥處理技術(shù)原理及應(yīng)用現(xiàn)狀，以期為合理地選用或開發(fā)適合對象性質(zhì)的工藝流程和設(shè)備提供參考。

　　1 處理技術(shù)原理及應(yīng)用特點

　　1.1 預(yù)處理工藝方法減

　　大部分含油污泥含水率較高，進許多處理工藝前需要進行調(diào)制脫水容。污泥脫水過程是污泥的懸浮粒子群和水的相對運動，而污泥的調(diào)質(zhì)則是通過化學或物理手段調(diào)整固體粒子群的界面性狀和排列狀態(tài)，使之適合不同脫水操作的預(yù)處理，以提高機械脫水性能。

　　1.1.1 調(diào)　制

　　為了防止粘度高、過濾比阻大的含油污泥堵塞濾料，并針對其粘度大、乳化嚴重、固—固—液粒子間粘附力強和密度差小等特點，調(diào)制時除添加絮凝劑外，還配合以破乳、加熱
等其他強化手段。

　　實現(xiàn)油－水一固的三相分離的關(guān)鍵之一是使粘度大的吸附油解吸或破乳。為促使油類從固體粒子表面分離，Surendra認為加入合適的電解質(zhì)可增加系統(tǒng)的電荷密度，使它們?nèi)〈徒M分優(yōu)先吸附在粒子表面，并使粒子更分散，為油從固體顆粒表面脫附創(chuàng)造更好的條件。國外學者分別發(fā)明了針對煉廠的含油污泥調(diào)質(zhì)一機械脫水工藝回收油的有關(guān)專利技術(shù)，提出了通過投加表面活性劑、稀釋劑(葵烷等)、電解質(zhì)(NaCl溶液)，或破乳劑(陰離子或非離子)、潤濕劑和pH調(diào)節(jié)劑等，并輔以加熱減粘等調(diào)質(zhì)手段，實現(xiàn)油－水一固三相分離。

　　在國內(nèi)煉廠含油污泥調(diào)制系統(tǒng)中，普遍采用的絮凝劑包括高分子無機絮凝劑如聚合氯化鋁，聚合硫酸鐵等和高分子有機絮凝劑如高聚合度的非離子、陽離子、陰離子聚丙稀酰胺等長鏈大分子。多數(shù)單位在機械脫水前使用陽離子有機絮凝劑或有機絮凝劑和石灰聯(lián)用，以提高絮凝、脫水效果，淘汰以往使用單一無機絮凝劑，處理效果各不相同。但多數(shù)煉廠的含油污泥處理中，對于油類的回收尚考慮不足。

　　1.1.2 分流、脫水

　　調(diào)質(zhì)后的污泥再經(jīng)重力沉降脫水后通常為黑色粘稠狀液體(含水率小于96%)，稱為濃縮污泥，若工藝需要可進一步進行機械脫水減容。在脫水設(shè)備上，逐漸淘汰了真空轉(zhuǎn)鼓、折帶式過濾機。取而代之的是便于連續(xù)操作的離心過濾機，其中以臥螺旋沉降式離心機應(yīng)用范圍最廣。適用于石油鉆井行業(yè)中含油率≥５％的含油污泥脫水成套設(shè)備配置以及其他工業(yè)領(lǐng)域中含油比較高的污泥脫水成套設(shè)備的配置。

　　近年來，在傳統(tǒng)兩相離心機基礎(chǔ)上已開發(fā)出了三相離心機。德國OMW煉廠和ESSO公司應(yīng)用三相臥式螺旋離心機處理含油污泥。此工藝是把油泥加熱至60～80 ℃，并預(yù)攪拌或加入有機絮凝劑，處理量可達60 m3/h，有效的將含油污泥分成三相 。

　　我國煉廠污泥前處理普遍采用機械脫水工藝，以帶式壓濾機、離心機為主，帶式壓濾機一般用于處理含油少的污泥，離心機一般用于處理油泥和浮渣，經(jīng)帶式壓濾機或離心機脫水后，污泥的含水率在75%～80% 。

　　在研究較多的幾種含油污泥處理工藝中，污泥調(diào)質(zhì)一機械脫水處理工藝發(fā)展得比較成熟，但是對于不同的煉廠產(chǎn)生的含油污泥，需要確定最優(yōu)的混凝劑、破乳劑類型和用量、脫水機械的型號和運行參數(shù)，經(jīng)文獻調(diào)查，目前尚缺少普適的藥劑和脫水機械設(shè)備的組合。

　　1.2 核心處理技術(shù)

　　1.2.1 熱處理工藝

　�。�1）化學熱洗。熱水洗滌法(也稱熱脫附法)是美國環(huán)保局處理含油污泥優(yōu)先采用的方法。目前主要用于落地油泥的處理。一般以熱堿水溶液反復(fù)洗滌,再通過氣浮實施固液分離。文獻報道洗滌溫度多控制在70 ℃左右,液固比2∶1,洗滌時間20 min,能將含油量為30%落地油泥洗至殘油率1%以下�；旌蠅A可由廉價的無機堿和無機鹽組成,也可選用廉價的洗衣粉等,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。

　　國家專利[介紹了一種既經(jīng)濟又有效地從廢棄油泥中提取原油的工藝方法。先向攪拌器內(nèi)加入水、化學藥劑，加入油泥，加熱，混合攪拌后靜置沉淀，最后對處理后的液體進行油水分離。原油回用，殘土可用來燒磚。該提取原油的工藝方法設(shè)計簡單，易于實施。但是，工藝路線未提及連續(xù)操作可行性及污水處理等問題。

　�。�2）焚燒。含油污泥焚燒前一般必須經(jīng)過污泥調(diào)制和脫水預(yù)處理,在投加絮凝劑(PAC或有機陽離子絮凝劑)的作用下,經(jīng)攪拌、重力沉降后,分層切水，濃縮預(yù)處理后的污泥,再經(jīng)設(shè)備脫水、干燥等工藝,將泥餅送至焚燒爐進行焚燒,灰渣再進一步處理。

　　法國、德國的石化企業(yè)多采用焚燒的方式,灰渣用于修路或埋入指定的灰渣填埋場,焚燒產(chǎn)生的熱能用于供熱發(fā)電。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,如湖北荊門石化廠、長嶺石化廠采用的順流式回轉(zhuǎn)焚燒爐；燕山石化采用的流化床焚燒爐。含油污泥在經(jīng)焚燒處理后,多種有害物質(zhì)幾乎全部除去,效果良好。但是,在我國污泥焚燒尚需要大量的柴油或污油,熱量又大都沒有回收利用,成本很高,投資也大,加之焚燒過程中常伴有嚴重的空氣污染,有的還有大量灰塵,焚燒裝置的實際利用率較低。

　�。�3）熱解吸。熱解吸是近年來國外含油污泥無害化處理的另一個手段，是一種改型的污泥高溫處理方法。油泥在絕氧條件下加熱到一定溫度使烴類及有機物解吸。20世紀90年代初該工藝在國外迅速發(fā)展并獲得應(yīng)用。主要有Heuer等開發(fā)的包含低溫(107～204 ℃)一高溫(357～510 ℃)加熱蒸發(fā)一冷凝步驟的含油污泥處理工藝, Krebs、Geory等利用鍋爐排放熱廢氣干燥含油泥餅的專利技術(shù)以及Term Tech熱解吸工藝等。該工藝,是在一個裝有密鋼葉片轉(zhuǎn)子的反應(yīng)器中，把污泥從299 ℃加熱至399 ℃，并通入蒸氣，使烴類在復(fù)雜的水合和裂化反應(yīng)中分離，并冷凝回收。這些工藝都能從泥餅中回收油，剩余干燥的泥渣中烴含量小于5×10-4，該技術(shù)已工業(yè)應(yīng)用，但處理費用較高。

　　熱解吸技術(shù)在我國的應(yīng)用實例較少，尤俊洪在專利中介紹了一種處理油泥的方法。將污泥和由磷酸等物質(zhì)組成的助劑一起放進一個蓋上有單向排氣閥的密閉反應(yīng)器中，置于預(yù)先加熱的反應(yīng)爐內(nèi)進行無氧加熱分解，反應(yīng)結(jié)束后快速冷卻，防止物料氧化，生成物可以進一步加工成生產(chǎn)吸附劑、炭黑。

　　熱解吸技術(shù)是一種新的含油污泥無害化處理技術(shù)，具有較高的技術(shù)含量，雖反應(yīng)條件要求較高，操作比較復(fù)雜，但其很有潛力，尚待進一步完善。

　　1.2.2 溶劑萃取處理工藝

　　溶劑萃取作為一種用以除去污泥所夾帶的油和其他有機物的單元操作技術(shù)而被廣泛研究，溶劑包括丙烷三乙胺、重整油和臨界液態(tài)CO2等，油類從污泥中被溶劑抽提出來后，通
過蒸餾把溶劑從混合物中分離出來循環(huán)使用。經(jīng)萃取后大多泥渣都能達到BDAT要求.回收油則用于回煉。

　　張秀霞等[19]介紹了一種使用三氯甲烷溶劑萃取—蒸氣蒸餾處理含油污泥的工藝實驗。含油污泥脫水后，自然風干去除雜物，粉碎。用三氯甲烷將污泥溶解，經(jīng)攪拌和離心后回收萃取液。含有殘余重油和溶劑的污泥，進入下一步蒸氣蒸餾處理。該方法可使油泥脫油率高達90%以上，比單一的溶劑萃取和直接蒸餾處理效果為好，但尚未在工程中得到檢驗。

　　目前，由于成本高，萃取法還沒有實際應(yīng)用于煉廠含油污泥處理。開發(fā)出性能價格比高的萃取劑成為此項技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。另外，正處于開發(fā)階段的超臨界流體萃取技術(shù)有望取代傳統(tǒng)的萃取法處理含油污泥。

　　1.2.3 生物處理工藝

　　生物處理工藝目前有地耕法、堆肥法、生物反應(yīng)器法等。

　�。�1）地耕法。地耕法常用于處理落地油泥,有的也用于處理其他含油污泥及含油鉆屑。采用地耕法一般都要投加肥料以平衡土壤中的Ｃ:Ｎ:Ｐ比,并調(diào)節(jié)土壤濕度及pＨ以優(yōu)化烴類生物降解條件,要翻耕土壤使之充氧并使烴類在土壤中混合均勻。地耕法處理含油污泥最大優(yōu)點在于,它是通過天然過程將石油烴轉(zhuǎn)化為無害的土壤成份的,運行費用低。但地耕法凈化過程緩慢,不適用于冬季較長的地區(qū),且有可能在農(nóng)田中產(chǎn)生諸如高分子蠟及瀝青質(zhì)等生物難以降解烴類的積累。

　�。�2）堆肥法。堆肥法是將含油廢棄物與適當?shù)牟牧舷嗷旌喜⒊啥逊胖?用人工強化生物降解。堆肥法能保持微生物代謝過程中產(chǎn)生的熱量,有利于石油烴類的生物降解; 持水性、透氣性為選擇材料的原則，常用鋸木屑、碎稻草等。堆肥法多見應(yīng)用于較高烴類含量的含油污泥及冬季較長的地區(qū)。處理后的含油廢棄物一般填埋或施用農(nóng)田。

　�。�3）污泥生物反應(yīng)器法。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。生物反應(yīng)器通過人為地控制充氧、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。有的加入馴化過的高效烴類氧化菌,加快烴類的生物降解。生物反應(yīng)器法也見應(yīng)用于石油工業(yè)廢棄物的預(yù)處理以減少烴類含量，后作其他處理。

　　從20世紀80年代開始，生物處理方法越來越受到關(guān)注。其中已開發(fā)了許多新的高效菌種，處理范圍也相應(yīng)的拓寬。目前，進一步研究主要集中在培養(yǎng)及馴化適應(yīng)高濃度含油污泥的高效的新菌種及減小污泥體積等方面。

　　1.2.4 含油污泥的綜合利用

　　（1）作催化裂化裝置分餾塔的油漿。Mobil公司Solomon M開發(fā)了把污泥浮渣作FCC裝置原料的技術(shù)[23]。該技術(shù)把含水量高的污泥首先進行機械脫水，再對脫水后粘稠的泥餅加熱，并投加非離子表面活性劑等乳化劑，使水包油型乳化油轉(zhuǎn)化為油包水型，因而易與其他原料油充分混合，流動性好�；旌衔锪陷斎薋CC裝置反應(yīng)器，經(jīng)催化裂化反應(yīng)生成汽油。由于其注入比例很低，對催化裂化過程沒有影響

　　（2）作焦化裝置原料。20世紀90年代起，國外許多煉油廠就采用Mobil油泥焦化工藝來處理API隔油池油泥，用冷焦水與污泥調(diào)合后，作為驟冷介質(zhì)在清焦前對熱焦炭進行冷卻，污泥中的水作為冷焦水或切焦水回用，烴類則循環(huán)回裝置。該技術(shù)涉及到焦化裝置的改造，比較復(fù)雜。

　　Scaltech公司開發(fā)的技術(shù)較好地解決了焦化塔注入污泥所帶來的可能堵塞焦孔、產(chǎn)生熱點而延緩冷焦過程使操作波動等問題。其核心是使用專門設(shè)計的Guinard Dc 6離心分離器，添加破乳劑，從含油污泥中分離出清潔油和清水供循環(huán)回用，而剩下的是清潔的固體微粒和水的濃漿液，用來代替部分冷焦水。但該工藝存在無機固體的增加使焦炭難以達到電極焦質(zhì)量標準的問題。

　　在我國，油泥作焦化裝置原料的方法未見應(yīng)用，原因之一可能是污泥中仍含有大量水，易對焦化操作產(chǎn)生影響，焦化的處理能力低，不能將三泥全部處理掉；另外是某些煉油廠，或者焦化裝置生產(chǎn)高品級石油焦，或者沒有焦化裝置，無法采用此法對污泥進行處理。
 
　�。�3）回收輕油、瀝青。Cochin煉油廠報導(dǎo)用廢渣制成各種等級的瀝青。此工藝每年從污泥中回收的輕質(zhì)油達1 700 ｔ，這些輕質(zhì)油可以與其他合適的油分混合，充當內(nèi)燃料。回收輕油后剩余的殘留物，在催化劑AlCl3作用下加熱處理，生產(chǎn)出65/25、75/30、85/25、90/15等各種等級的瀝青。

　　表1簡要介紹了幾種核心處理技術(shù)的優(yōu)缺點及適用原料。

　　1.3 最終處置

　　大部分污泥處理方法最終都有殘渣無害化的問題，含油污泥殘渣最終處置方法有固化、填埋和燒磚等。

　　1.3.1 固化技術(shù)


　　固體處理是通過物理化學方法將含油污泥固化或包容在惰性固化基材中的一種無害化處理過程,以便運輸、利用或處置。所用的化學固化劑分為有機和無機兩大類,有機系列包括脲醛樹脂、聚酯、環(huán)氧乙烷、丙烯酰胺凝膠體、聚丁二烯等,無機系列有水泥及近年開發(fā)的磷石膏等。

　　固化處理能較大程度地減少含油污泥中有害離子和有機物對土壤的侵蝕和瀝濾,從而減少對環(huán)境的影響和危害。近年來受到較多關(guān)注，有望取代回填技術(shù)。

　　目前,國內(nèi)對于含油污泥固化處理尚停留在研究階段,對于含油量較低的污泥可優(yōu)先考慮采用固化處置,特別適合于落地污泥及含NaCl、CaCl2等鹽類較高的含油污泥。

　　1.3.2 填　埋

　　為了保證填埋場的長期安全性，含油污泥在填埋前，其浸出毒性等特性指標必須滿足安全填埋場的入場控制標準（GB 18598－2001）。

　　填埋是目前我國處理廢渣的最主要的最終處置方法之一，隨著含油污泥處理技術(shù)的發(fā)展，污泥減量化將大大減輕填埋場的壓力。

　　1.3.3 制磚或用作燒磚燃料

　　文獻調(diào)查含油6%～8%的污泥摻入煤粉可作燒磚的燃料,或者摻入適當?shù)闹嘉镔|(zhì)如煤、鋸末、油等生產(chǎn)型煤。油底泥、浮渣熱值很高,并含有Al(OH)3等物質(zhì)[污水處理過程中常用混凝劑Al2(SO4)3、PAC等,按不同比例摻入粘土中制成磚坯進行焙燒,磚的抗壓強度符合國家要求。

　　2 結(jié)論和建議

　　隨著環(huán)境法規(guī)的日益嚴格和完善，煉油污泥無害化處理技術(shù)將引起高度重視，20世紀90年代以來，含油污泥處理技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出以下一些特點：

　�。�1）從最初單一的處理模式，轉(zhuǎn)向多樣化，綜合化處理模式。

　�。�2）從堆埋、焚燒等處理模式轉(zhuǎn)向無害化處理與資源回用模式。

　　（3）多數(shù)處理方法的原料適應(yīng)性較低。

　�。�4）國外處理工藝日益復(fù)雜，設(shè)備的自動化程度逐步提高，工程投資大幅度上升。

　　綜上，隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴格和完善，含油污泥無害化、清潔化、資源化處理技術(shù)將成為污泥處理技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。油泥處理在達到環(huán)境標準的前提下，盡量回收能源是科學研究和技術(shù)開發(fā)的方向之一。我國應(yīng)從原油、基質(zhì)、環(huán)境三方面綜合考察含油污泥性質(zhì)的基礎(chǔ)上，充分汲取國外的先進技術(shù)，并結(jié)合我國國情，開發(fā)經(jīng)濟合理的污泥無害化處理的適用技術(shù)。
　

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