油田含油污泥處理技術(shù)的現(xiàn)狀及展望
行業(yè)動態(tài)
含油污泥種類繁多、性質(zhì)復(fù)雜，相應(yīng)的處理技術(shù)和設(shè)備也呈現(xiàn)多元化趨勢，目前含油污泥處理技術(shù)有篩選流化-調(diào)質(zhì)離心工藝、生物處理法（地耕法、堆肥法、生物反應(yīng)器）、溶劑萃取技術(shù)以及對含油污泥的綜合利用等。目前，國內(nèi)外應(yīng)用較多并且比較成功的是采用物理法和化學(xué)法（離心分離加化學(xué)藥劑處理）相結(jié)合，即調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水工藝，該技術(shù)比較成熟，在歐美各地的油田應(yīng)用廣泛并且處理效果良好。該方法的不足是處理效果會受污泥來源的影響，對于污泥中含有大量的磚瓦、草根、塑料等雜物，需要配套預(yù)處理設(shè)備和工藝。勝利油田、遼河油田和河南油田近幾年采用焚燒法處理含油污泥，缺點(diǎn)是污泥中具有較高經(jīng)濟(jì)價值的原油沒有回收利用。國內(nèi)其他油田采用的污泥處理工藝只是簡單的進(jìn)行濃縮和分離。
國外如荷蘭吉福斯公司采用的是生物處理法，加拿大TDS公司、美國的SWACO公司采用的是熱解析技術(shù)，法國、德國的石化企業(yè)多采用焚燒的方式。加拿大MG工程公司采用的是機(jī)械脫水工藝，配合專有的藥劑；荷蘭吉福斯公司采用的是調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水+生物處理法；德國HILLER公司采用的是調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水+電化學(xué)工藝；新加坡的CLEANSEAS公司則采用機(jī)械脫水+美國ADTU熱解吸的工藝；而法國、德國的石化企業(yè)多采用焚燒的方式，溶劑萃取的特殊性目前只局限于實(shí)驗(yàn)室研究，很難達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用。減量化、無害化、資源化處理仍然是目前含油污泥處理的目標(biāo)和趨勢。
隨著環(huán)保法規(guī)的逐步完善和企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的要求，含油污泥的污染治理技術(shù)已日益引起人們的關(guān)注和重視，本文針對含油污泥處理技術(shù)進(jìn)行綜述，希望對含油污泥處理的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行展望，進(jìn)一步的提高我國的含油污泥處理水平。
1 含油污泥的特征及危害
含油污泥主要是由各種油、水、機(jī)械雜質(zhì)、化學(xué)添加劑等混合物組成，是一種極其穩(wěn)定的懸浮乳狀液體系，且其中含有大量的老化原油、蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)、膠體、固體懸浮物、細(xì)菌、鹽類、酸性氣體、腐蝕產(chǎn)物等，還包括生產(chǎn)過程中需要投加的大量凝聚劑、緩蝕劑、殺菌劑等水處理劑，因此造成其脫水較難。由于含油污泥中含有較高濃度的有害物質(zhì)，若未經(jīng)處理直接排放，將對環(huán)境造成巨大的危害。其不僅可以改變優(yōu)良土壤的物理和化學(xué)特征，使土壤的形態(tài)發(fā)生改變，還可以造成土地貧瘠，植被枯萎。由于含油污泥的粘度高，它會滲入到土壤微孔中，吸附在土壤礦物層表面，形成一層連續(xù)的薄膜，導(dǎo)致土壤的吸水性，滲透率及含水性下降。同時含油污泥中的重金屬離子對環(huán)境土壤還具有累積效應(yīng)。根據(jù)統(tǒng)計資料，施工作業(yè)產(chǎn)生的落地油，人工可回收其中的95%左右，仍有5%的落地油因與土壤、雜草摻雜在一起而難以回收。
目前中央對環(huán)保問題非常的重視，在2015年環(huán)保部頒布了嚴(yán)格的環(huán)保法《土壤污染防治行動計劃》（土十條），而在2016年在 的“十三五”時期又提出了生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃，進(jìn)一步需要全面實(shí)施“土十條”，即為了建設(shè)“藍(lán)天常在、青山常在、綠水常在”的美麗中國，在2020年，使受污染耕地的安全利用率達(dá)到90%左右，污染地塊安全利用率達(dá)到90%以上。到2030年，使受污染耕地安全利用率達(dá)到95%以上，污染地塊安全利用率達(dá)到95%以上。
2 國內(nèi)外含油污泥處理標(biāo)準(zhǔn)
在國際上，各地由于在地質(zhì)和地理?xiàng)l件上的差異，土壤對油類有機(jī)物的耐受程度不同，因此對于污泥中的總石油烴（TPH）或者含油量， 上沒有 的標(biāo)準(zhǔn)，但是很多 和地區(qū)都根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際情況以法規(guī)或指導(dǎo)準(zhǔn)則的形式提出了相應(yīng)的現(xiàn)場專用指標(biāo)，對土壤或污泥中的含油量以及有機(jī)物和重金屬含量提出了相應(yīng)的限制。大部分含油污泥處理指標(biāo)要求都與污泥的處置方式有直接的關(guān)系。
國內(nèi)含油污泥處理標(biāo)準(zhǔn)，針對固體廢物國內(nèi)出臺了《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》，并在此基礎(chǔ)上制定了《 危險廢物名錄》和《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》，且對危險廢物的處置給出規(guī)定，制定了《危險廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18598-2001）和《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18484-2001）等，在這些標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)中，將含油污泥歸類為危險固體廢物，雖然我國對于石油工業(yè)的含油污泥處理處置指標(biāo)并沒有一個明確的要求，對于含油污泥遼河油田、勝利油田、長慶油田以及吉林油田等確定含油污泥砂清洗站處理工藝的主要控制指標(biāo)未：處理后泥砂含油≤3‰。
3 國內(nèi)外含油污泥的處理技術(shù)
3.1 調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水技術(shù)
為促使油從固體粒子表面分離，Surerldra K Mishra認(rèn)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)造更換的條件。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）電解質(zhì)（NaCl溶液），或破乳劑（陰離子或非離子）、潤濕劑（可增加固體微粒表面和水的親和力）和pH值調(diào)節(jié)劑等，并輔以加熱減粘（較佳為50℃以上）等調(diào)質(zhì)手段。含油污泥經(jīng)過調(diào)質(zhì)后，使污泥的脫水、沉降性能得到很大的改善。德國OMW煉廠和ESSO公司應(yīng)用三相臥式螺旋離心機(jī)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(jī)絮凝劑，處理量可達(dá)60m3/h，可成功地把含油污泥分為三相，由一臺Z42-3/441離心機(jī)和油泥料泵、電氣控制板和鋼架組成了一個完整的處理系統(tǒng)。該離心機(jī)技術(shù)關(guān)鍵是可調(diào)葉輪工藝，可根據(jù)不同的油水比重差，進(jìn)行調(diào)節(jié)，在三相離心后，用一臺小型立式碟片分離機(jī)進(jìn)行油相的精煉，可達(dá)到滿意的處理效果。
在國外的煉廠、落地油、鉆井廢液、罐底油泥等含油廢棄物的處理中，大部分采用調(diào)質(zhì)-機(jī)械脫水的處理工藝，處理后的污泥大部分可以達(dá)到直接填埋處理的要求。但是，鑒于目前對廢棄物填埋要求越來越嚴(yán)格的發(fā)展趨勢，這種方法只能算是含油污泥的預(yù)處理方法，其終將需要輔以后續(xù)的深度處理方法，使污泥的處置更徹底。
3.2 溶劑萃取技術(shù)
早在1991年，煉油廠廢物溶劑萃取已被美國環(huán)保局評定為 已驗(yàn)證可用工藝，它與污泥焚燒處理相比較，溶劑萃取工藝具有容易利用煉油廠現(xiàn)有設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。用過的溶劑可以直接返回?zé)捰蛷S或者增加輔助設(shè)施回收并使之在萃取系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，溶劑回收與煉油廠相結(jié)合可以大大降低處理費(fèi)用，提高該工藝的經(jīng)濟(jì)效益。然而，在國外，由于成本高，萃取法還沒有廣泛應(yīng)用于含油污泥處理。
3.3 生物處理技術(shù)
與廢水的生物處理法相類似，污泥的生物處理法作為一種處理效率高、運(yùn)行安全、投資燒的處理工藝，正在被國外各大煉油廠研究和采納。自1992年美國Gulf Coast煉油廠建成污泥生物處理示范裝置以來，生物處理裝置已商業(yè)化并廣泛應(yīng)用。生物處理工藝目前主要有地耕法、堆肥法、生物反應(yīng)器法等。
該技術(shù)以其處理效果理想、處理和操作成本較低等優(yōu)越性，逐步受到人們的青睞。一般處理技術(shù)先是通過一定的前處理工藝（有的采用加入有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，有的加入表面活性劑分離原油），回收大部分原油，然后利用生物處理油泥砂。此外，對于因泄油而造成突發(fā)污染事件，特別是污染面積大時，可以對土壤進(jìn)行原位的生物修復(fù)。
3.4 電化學(xué)處理技術(shù)
電化學(xué)自從1809年就開始在科學(xué)和工業(yè)上應(yīng)用，至今已有200年左右的歷史。在應(yīng)用上，主要有兩種方式，一種是合成反應(yīng)，即將一種化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為其他的物質(zhì)。另一種則屬于動力學(xué)方面的應(yīng)用，即將離子物質(zhì)從土壤中遷移出來。
該方法的技術(shù)要點(diǎn)為通過破壞分子的尺寸進(jìn)行液化（氧化還原反應(yīng)），利用電化學(xué)原理使油遷移并利用電滲析原理去除水。該法可有效的去除土壤中有機(jī)污染物如TPH、PAH、CVOCs、半揮發(fā)性氯化物、BTEX、氰化物、PCBs、殺蟲劑、DF（二氧吲哚，呋喃）、MTBE、重金屬等。另外，此法目前在采油上也有應(yīng)用。該法具有反應(yīng)時間較短，不用拆除地面建筑物、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。在從鉆井液、廢油池、瀉湖中降解回收油、去除污染物和從地層水中回收油等領(lǐng)域有很多的應(yīng)用。
3.5 污泥回灌調(diào)剖技術(shù)
該技術(shù)是利用含油污水處理過程中產(chǎn)生的含油污泥，經(jīng)添加分散劑、懸浮劑等化學(xué)藥劑并進(jìn)行配伍得到污泥調(diào)剖劑，用于注水井調(diào)剖。其原理是利用含油污泥中的固體顆粒、油組分及添加的化學(xué)藥劑封堵砂巖油藏由于長期注水沖刷產(chǎn)生的水流通道，從而調(diào)整吸水剖面，提高注入水的有效率，抑制油井含水上升速度，達(dá)到增油降水的目的。該調(diào)剖劑與其它的化學(xué)調(diào)剖劑相比，具有抗鹽、抗高溫、抗剪切，性能優(yōu)異，無風(fēng)險注入的特點(diǎn)，便于大劑量調(diào)剖籍?dāng)D注，不受礦化度、溫度影響，有效期長，可廣泛用于注水井的調(diào)水增油挖潛。該技術(shù)將含油污泥全部回灌地下，既解決了污水處理系統(tǒng)污泥大量淤積影響水質(zhì)的問題，又解決了污泥的出路及二次污染問題，并且增油效果顯著。與傳統(tǒng)處理措施相比，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著，為油田處理含油污泥找到了一條經(jīng)濟(jì)、有效的途徑。
4 現(xiàn)有的含油污泥處理技術(shù)及應(yīng)用展望
我國由于油田環(huán)境保護(hù)方面起步較晚，含油污泥的處理沒有得到足夠的重視，鮮有成熟的應(yīng)用工藝和實(shí)例。2003年，遼河油田興建了一座污泥處理站，采用焚燒法處理含油污泥。同時長嶺石化廠及湖北荊門石化廠也興建了污泥處理站，采用了順流式回轉(zhuǎn)焚燒爐來處理含油污泥，燕山石化廠采用流化床焚燒爐來處理含油污泥。當(dāng)含油污泥經(jīng)過焚燒處理后，污泥內(nèi)的有毒有害物質(zhì)可以被較好的去除，處理后固廢還可以用作建筑材料。該方法優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單便于操作。但缺點(diǎn)是含油污泥中具有價值的油沒有被回收利用，同時在我國污泥焚燒需要大量的柴油或污油，熱量大，成本高，投資大，并且在焚燒過程會產(chǎn)生大氣污染，有的還有大量灰塵，焚燒裝置的實(shí)際利用率較低。
目前，國內(nèi)油田對于含油污泥的處理和再利用仍處于實(shí)驗(yàn)研究和中試階段，大多數(shù)研究主要針對含油污泥中原油的回收，有關(guān)剩余含油污泥的凈化處理的研究還處于起步階段。
國內(nèi)學(xué)者魏利在大慶油田采油四廠含油污泥處理站進(jìn)行了微生物-電場耦合技術(shù)的中試試驗(yàn)。分別試驗(yàn)了先電后菌、先菌后電、電菌同時、純電場處理和純微生物處理五種工藝方法。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
（1）有電場作用的裝置，能夠在裝置內(nèi)部產(chǎn)生電熱，在環(huán)境溫度較低的情況下，電熱能夠有利于為微生物的生長提供適宜的溫度條件。
（2）電菌同時作用的工藝方法更加有利于為微生物生長提供適宜的pH值。
（3）電菌同時作用的工藝方法，在實(shí)際工程應(yīng)用具有較好的穩(wěn)定性，處理后的含油污泥達(dá)到了農(nóng)用污泥排放標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)對于含油污泥深度處理具有較好的應(yīng)用前景。
5 結(jié)論
綜上所述，我國的含油污泥無害化與資源化處理技術(shù)的研究起步相對較晚。由于目前國內(nèi)油田主要采用焚燒，填埋等直接方式，雖簡單便利卻污染環(huán)境，而單純的生物法又存在各種各樣的缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用及發(fā)展。為了更好地解決目前國內(nèi)油田的含油污泥的處理問題，急需開發(fā)經(jīng)濟(jì)合理的新技術(shù)。目前對于微生物-電化學(xué)含油污泥處理技術(shù)的實(shí)際工程應(yīng)用才剛剛開始，而如何降低成本以及解決冬季運(yùn)行的問題；如何更有效地降低或者降解含油污泥中的有毒有害污染物，激發(fā)內(nèi)源微生物，減少菌劑的投加量等問題都將是未來關(guān)于含油污泥處理的關(guān)鍵問題。依據(jù)不同的含油污泥的特性，開發(fā)特定的污泥處理技術(shù)是未來的重要趨勢。
