
1 含油污泥的產(chǎn)生
(1)原油開(kāi)采過(guò)程產(chǎn)生的含油污泥。原油開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的含油污泥主要來(lái)源于地面處理系統(tǒng),采油污水處理過(guò)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。
(2)油田集輸過(guò)程產(chǎn)生的含油污泥。含油污泥還可能主要來(lái)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(lái)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。此外,一次沉降罐、二次沉降罐、洗井水回收罐的排污也可產(chǎn)生含油污泥。
(3)煉油廠污水處理場(chǎng)產(chǎn)生的含油污泥。煉油廠污水處理場(chǎng)的含油污泥主要來(lái)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,伴有一定量的固體。
(4)油庫(kù)、加油站產(chǎn)生的含油污泥。油品儲(chǔ)罐在儲(chǔ)存油品時(shí),油品中的少量機(jī)械雜質(zhì)、沙粒、泥土、重金屬鹽類(lèi)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。油庫(kù)與加油站儲(chǔ)放的多為成品油,比如汽油、柴油,許多油庫(kù)、加油站迫于工作量和安全需要,常年不進(jìn)行清罐處理,油罐內(nèi)含油污泥可達(dá)幾十厘米。
(5)大型鋼鐵連鑄/連軋濁循環(huán)廢水及其他工業(yè)中的油泥。主要的污染物是油和懸浮物,其中較有害的污染物為油泥,該油泥為氧化鐵粘附油而形成的團(tuán)狀物。
2 含油污泥特性及危害
2.1 含油污泥的特性
含油污泥主要由各種油、水、機(jī)械雜質(zhì)、化學(xué)添加劑等混合組成,是一種極其穩(wěn)定的懸浮乳狀液體系,一般由水包油、油包水以及懸浮固體雜質(zhì)組成,脫水較難,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(lèi)、酸性氣體、腐蝕產(chǎn)物等,還包括生產(chǎn)過(guò)程中投加的大量凝聚劑、緩蝕劑、殺菌劑等水處理劑。煉油廠含油污泥含有大量苯系物、酚類(lèi)、芘、蒽等有毒物質(zhì),如直接外排,有毒物質(zhì)會(huì)污染水、土壤和空氣,惡化生態(tài)環(huán)境。
2.2 含油污泥的危害
含油污泥會(huì)帶來(lái)直接的環(huán)境危害,主要可以分為以下4方面:
(1)造成土壤污染。污泥在土壤中的堆置造成有害成分的聚集,能殺滅土壤微生物,破壞土壤結(jié)構(gòu),使其喪失腐解能力。
(2)含油污泥在露天堆放過(guò)程中,通過(guò)水流攜帶及雨水淋濾,使污泥中的重金屬、有機(jī)質(zhì)、細(xì)菌及病毒等浸出,污染水體。
(3)造成大氣污染。污泥中的有機(jī)物通過(guò)微生物的分解作用,釋放出有害氣體、塵埃,加重大氣污染;同時(shí),在污泥的焚燒處置過(guò)程中也直接導(dǎo)致重金屬在大氣中釋放。
(4)處理及處置費(fèi)用高。污泥體積大,運(yùn)輸和處置效率低。
(5)含有大量的病原菌、寄生蟲(chóng)(卵)、重金屬、放射性核素等難降解的有毒有害物質(zhì),這對(duì)人類(lèi)的身體健康也是一個(gè)極大的危害,是導(dǎo)致很多致命疾病的罪魁禍?zhǔn)?,可以說(shuō)是一個(gè)隱形殺手。
含油污泥已被列入《 危害廢物名錄》中的廢礦物油(HW08類(lèi)),同時(shí),相關(guān)法律如《 清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》和《固體廢物環(huán)境污染防治法》,也要求必須對(duì)含油污泥進(jìn)行無(wú)害化處理。
2.3 含油污泥的能量分析
含油污泥中蘊(yùn)含大量熱能,利用WGR-1型微電腦熱量計(jì)對(duì)油田及煉廠含油污泥及其浮渣的熱值進(jìn)行測(cè)定,其熱值在5000~8000kcal/kg,雖然低于原油,但與煤和焦炭接近,有非??捎^的利用價(jià)值。
3 含油污泥處理技術(shù)分析
3.1 含油污泥回收技術(shù)
(1)熱洗滌法。此方法目前主要用于含油土壤的處理,主要是通過(guò)熱堿水反復(fù)洗滌含油污泥,再通過(guò)氣浮實(shí)施固液分離。一般溫度在70℃,液固比2:1,洗滌時(shí)間20min,能將含油量30%的土壤洗至殘油率為0.3%。該方法能耗低,費(fèi)用不高,工藝容易實(shí)現(xiàn),可回收大部分油品,但作用面較窄,難于處理乳化嚴(yán)重的油泥。
(2)萃取法。萃取工藝是指利用化學(xué)溶劑萃取法分離回收污泥中的原油。主要工藝過(guò)程為:污泥在化油池中經(jīng)初步分離后,油水等液態(tài)流體進(jìn)入萃取裝置,將其中的油分離出來(lái)(回收率高達(dá)99.4)。其優(yōu)點(diǎn)是油、水、泥都能做到有效利用,且用于萃取的溶劑化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可循環(huán)利用。溶劑萃取法存在的問(wèn)題是流程長(zhǎng),工藝復(fù)雜,萃取劑價(jià)格昂貴,處理費(fèi)用高,只對(duì)含大量難降解有機(jī)物的含油污泥適用。
(3)熱處理與熱解析技術(shù)。熱解析是一種改性的污泥高溫處理方法,使含油污泥在絕氧條件下加熱到水沸點(diǎn)與烴類(lèi)物質(zhì)裂解溫度之間,然后在閃蒸塔里輕質(zhì)烴和水通過(guò)蒸發(fā)冷凝的方式回收;重?zé)N質(zhì)和無(wú)機(jī)物以泥漿的形式從分離塔里取出,進(jìn)行固液分離后將重質(zhì)烴回收。高溫處理工藝因?yàn)橥ㄟ^(guò)冷凝對(duì)烴蒸汽加以回收,故不會(huì)污染空氣,但是反應(yīng)條件要求高,操作比較復(fù)雜。
(4)超聲波與表面活性劑處理。超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)、空化效應(yīng)、聲發(fā)光效應(yīng)等一系列效應(yīng)。D·Feng等用聲化學(xué)技術(shù)處理模擬柴油污染土壤,測(cè)試了超聲波處理效率及較佳條件。相對(duì)國(guó)外而言,國(guó)內(nèi)在超聲波有表面活性劑破乳領(lǐng)域的研究起步較晚,但也取得一些進(jìn)展,羅世平等在聲化學(xué)在油脂、柴油等簡(jiǎn)單油污成分去除方面和原油的破乳脫水方面的研究較多,而對(duì)含有復(fù)雜成分的石油油泥的洗脫處理技術(shù)研究還相對(duì)薄弱。
(5)調(diào)質(zhì)-機(jī)械分離技術(shù)。此工藝是利用破乳劑改變含油污泥顆粒的結(jié)構(gòu),破壞膠體的穩(wěn)定性,從而提高污泥的脫水性能,然后利用三相離心機(jī)對(duì)處理后的污泥進(jìn)行油、水、泥三相分離,處理后原油回收率可達(dá)90%以上。
(6)電化學(xué)處理。電化學(xué)處理技術(shù)主要原理是利用大地電場(chǎng)和低電壓、低電流技術(shù),在有機(jī)物和無(wú)機(jī)物之間引入氧化還原反應(yīng),將土壤中復(fù)雜的碳?xì)浠衔锓纸鉃镃O2和H2O,并通過(guò)電動(dòng)力去除重金屬、小顆粒物質(zhì)和水,達(dá)到消除污染的目的。該技術(shù)的要點(diǎn)為通過(guò)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,可有效去除污泥中的有機(jī)污染物。這種方法處理油泥速度快、回收量大,但對(duì)于大量油泥的處理,設(shè)備安置困難,且能耗大。
3.2 無(wú)害化處理技術(shù)
(1)固化焚燒處理。固化焚燒的主要工作原理是用固化劑將含油污泥進(jìn)行固化后,運(yùn)至燃煤鍋爐房煤場(chǎng),與燃煤按一定比例進(jìn)行混合,作為鍋爐燃料燃燒。燃燒后的廢渣用于建材原料,廢氣經(jīng)鍋爐除塵系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)后排放。其優(yōu)點(diǎn)是投資低,處理的比較徹底,泥中含油全部轉(zhuǎn)化為熱能,得到有效利用,沒(méi)有污染。缺點(diǎn)是固化、混合過(guò)程勞動(dòng)強(qiáng)度大,而且需要與熱力部門(mén)協(xié)商場(chǎng)地和費(fèi)用問(wèn)題。
(2)生物降解。生物處理工藝主要有地耕法、堆肥法和生物反應(yīng)器法等,主要是利用微生物的新陳代謝作用,將石油烴類(lèi)降解,轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。比較有代表性的工藝是:先將含油污泥和生物處理所需要的消耗性物質(zhì)充分?jǐn)嚢?,然后堆放成行,用曝氣?chē)定期進(jìn)行翻攪,使其充分反應(yīng)。該過(guò)程的分離周期一般為4~6個(gè)月,經(jīng)過(guò)生物處理后的含油污泥可根據(jù)情況用做農(nóng)用污泥或填埋場(chǎng)的垃圾覆蓋土等。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是,不需要加入化學(xué)藥劑,綠色環(huán)保,而且處理的比較徹底。但地耕法、堆肥法需要大面積土地,生物反應(yīng)器法仍有廢渣排出,而且生物處理法不能處理含油量高的污泥,同時(shí)對(duì)環(huán)境和條件要求較高,如營(yíng)養(yǎng)物含量及比例、氧氣含量、pH值、濕度和溫度等。
4 含油污泥處理新技術(shù)探索
從以上分析可以得出,含油污泥的三相分離處理,主要是以處理穩(wěn)定的乳化油和溶解油為主,首 行油泥的破乳,從能源與環(huán)保角度出發(fā),擬采用微波與膜等物理技術(shù)進(jìn)行含油污泥的破乳處理。微波技術(shù)主要用于氣浮、離心操作前,通過(guò)微波輻射破壞乳化油的穩(wěn)定性,之后經(jīng)過(guò)氣浮操作濾去浮油,離心操作進(jìn)行油泥的三相分離,然后用膜和超聲波技術(shù)處理分離后的油污水。此種方法采用純物理處理手段,使用微波時(shí)間短、耗能少、不添加任何破乳劑、絮凝劑等化學(xué)試劑,不會(huì)造成二次污染,預(yù)期提取油品總體效能高于其他處理技術(shù)。