
1 含油污泥產(chǎn)生和環(huán)境污染
1.1 煉油廠污水處理產(chǎn)生的“三泥”
煉油廠“三泥”就是煉油廠污水處理產(chǎn)生的隔油池底泥、氣浮處理產(chǎn)生的氣浮渣以及好氧生化處理中產(chǎn)生的剩余污泥,其中以浮選浮渣量較大,占三泥總量的80%。煉油廠“三泥”產(chǎn)生量大約是水處理量的2‰~3‰。特點是:產(chǎn)生量大(含水率按99%計),不易處置、污染嚴(yán)重。
按照《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》的要求,有毒有害固體廢物不允許不加處理而直接暴露于環(huán)境中,而且也不允許進(jìn)行污染物的轉(zhuǎn)移或變相轉(zhuǎn)移。而煉油廠“三泥”是一種含有大量污染物的危險廢物,若不加以處理而直接進(jìn)入環(huán)境則勢必對大氣、地表水、地下水以及土壤造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。縱觀國內(nèi)煉油企業(yè)的發(fā)展,因“三泥”沒有得到安全處理和處置而發(fā)生環(huán)境污染的事件時有發(fā)生。因此,對煉油廠“三泥”加以適當(dāng)?shù)奶幚硎欠浅1匾?,也是踐行日益嚴(yán)格的 環(huán)保法規(guī)的必然要求。
1.2 罐底油泥
煉油廠生產(chǎn)加工過程中各種儲油罐在自然沉降過程中也會產(chǎn)生一些油泥,稱為罐底泥。此外,在原油輸送、裝置檢修過程中,由于事故、跑、冒、滴、漏等原因會有或多或少的原油流到地上,從而形成落地油泥,這部分油泥在煉油廠內(nèi)產(chǎn)生量較小。
罐底油泥區(qū)別于一般性的含油污泥,由于其極高的碳?xì)浠衔锖浚且环N很好的可回收利用的資源。經(jīng)長期的調(diào)查測試發(fā)現(xiàn),油罐底泥中含有約25%的水和5%的無機物,如泥砂等,其余70%為碳?xì)浠衔铮ㄆ渲袨r青質(zhì)占7.8%、石蠟占6%、灰份占4.8%)。通過適當(dāng)?shù)姆蛛x技術(shù),碳?xì)浠衔锘厥章始纯蛇_(dá)到98%以上。因此,若對清罐底泥不采取有效的回收減量化處理,將造成大量的石油資源流失,同時對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
煉油廠含油污泥的分類和性狀見表1:
表1:煉油廠含油污泥分類及性狀
油泥分類 | 產(chǎn)生量(t/a) | 性狀 |
落地油泥 | 10 | 落地油泥中除泥土、沙石外,還會有其它固體廢棄物 |
罐底油泥 | 7800 | 通過適當(dāng)?shù)姆蛛x技術(shù),碳?xì)浠衔锘厥章士蛇_(dá)到98%以上,回收價值較大 |
污水處理廠“三泥” | 7200 | 污泥成分和物性差異大,處理難度高,油含量差別較大,部分具有回收再利用價值 |
1.3 含油污泥處理工藝
1.3.1 工作原理
離心脫水機是利用水分和污泥的比重不同,在轉(zhuǎn)筒高速旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的離心力之差使之相互分離,實現(xiàn)脫水目的。含油污泥通過空心軸中的中心進(jìn)料管進(jìn)入轉(zhuǎn)筒,在離心力的作用下,污泥因比重大,而被甩至筒體壁面,轉(zhuǎn)筒與螺旋輸送機之間的轉(zhuǎn)速差使螺旋輸送機連續(xù)不斷地將污泥固體推到轉(zhuǎn)筒的圓錐端進(jìn)一步壓縮排出。水分由于比重小,離心力小,在內(nèi)側(cè)形成液體層,水分則將通過轉(zhuǎn)筒的圓筒端排出。
1.3.2 工藝流程
該煉油廠兩套污水處理設(shè)施的油泥、浮渣、剩余污泥采用污泥沉降濃縮-絮凝破乳-離心脫水-脫水污泥輸送-離心分離液外送的工藝流程(包括絮凝劑制備與稀釋、污泥處理控制系統(tǒng)等輔助配套設(shè)施)進(jìn)行處理。
2 存在問題
2.1 “三泥”脫水能力不足
該煉油廠 污水處理廠設(shè)計處理量為200m3/h,第二污水處理廠設(shè)計處理量為300m3/h,目前兩套裝置經(jīng)常處于超負(fù)荷運行狀態(tài)。而“三泥”裝置靜止脫水罐較少,脫水裝置油泥量較大,導(dǎo)致靜止脫水時間不夠,經(jīng)離心脫水機分離后產(chǎn)生的大量分離液回到污水系統(tǒng),在裝置內(nèi)產(chǎn)生惡性循環(huán),給“三泥”脫水裝置的正常運行帶來較大壓力。
2.2 處理浮渣效果差
污水處理廠來水水質(zhì)較差,浮選產(chǎn)生的浮渣量較大。由于浮渣的比重差異小,離心脫水機處理浮渣的效果較差。
2.3 未有效回收資源
含油污泥的處理還 于簡單回收,尚未對含油污泥進(jìn)行無害化和資源化處理。這種簡單的堆存,對于整個社會和外界環(huán)境來說,只是污染物的簡單轉(zhuǎn)移,并未得到有效處理和利用,容易造成大面積的環(huán)境污染和風(fēng)險。
含油污泥中一般含油率在10%~30%之間,依托外部有資質(zhì)單位處理,僅僅是集中收集堆存,石油回收率為零。因此含油污泥的產(chǎn)生造成了原油的浪費和流失。剩余的固體廢物委托有資質(zhì)的單位處理,企業(yè)還要付出較大處理費用。處理不當(dāng)還會對環(huán)境造成潛在威脅。
3 含油污泥處理方案建議
3.1 常用的油污泥處理方法及適用性分析
核心處理技術(shù) | 優(yōu)點 | 缺點 | 主要適用原料 |
熱水洗滌法 | 工藝容易實現(xiàn),投資費用低,可回收大部分油品 | 難于處理乳化嚴(yán)重的含油污泥,可能產(chǎn)生二次污染 | 落地油泥 |
焚燒 | 較大程度的減量化,對原料適應(yīng)能力強 | 能耗高,設(shè)備投資大,工藝技術(shù)要求高,一般熱量利用率不高,存在粉塵、SO2等二次污染 | 含水量不高,而油含量較高的含油污泥 |
熱解吸 | 完全無機化,烴類可回收利用 | 反應(yīng)條件要求較高,操作比較復(fù)雜 | 含水量不高,烴類含量高的油泥 |
溶劑萃取法 | 效率高,處理徹底,大部分石油類物質(zhì)提取回收 | 萃取劑價格昂貴,過程中存在部分損失,處理成本高 | 罐底泥 |
生物處理 | 能耗低,處理成本低 | 處理周期長,對環(huán)烷烴、芳烴、雜環(huán)類處理效果較差,對高含油污泥難適應(yīng),資源無法回用 | 油含量小于5%的含油污泥 |
綜合利用 | 成效顯著,提高資源綜合利用率 | 工藝要求較復(fù)雜,成本相對較大 | 煉油廠“三泥” |
3.2 TPS撬裝工藝裝置
目前,部分石油生產(chǎn)企業(yè)和煉油廠相繼建成了TPS撬裝工藝裝置處理含油污泥。通過該工藝處理后,既回收了石油資源,剩余殘渣也變?yōu)榱艘话愎I(yè)固體廢棄物,徹底消除了環(huán)境風(fēng)險。
3.2.1 液態(tài)油泥處理
液態(tài)污泥進(jìn)行油水固三相分離和污泥脫水工藝。進(jìn)料罐車經(jīng)汽車衡后卸到液態(tài)污泥儲存池,由提升泵提升到高效內(nèi)循環(huán)油泥分離器,經(jīng)過自然沉降后,自上而下分成污油、污水和底泥三部分,污油自流到污油池,用污油泵外輸回收;污水自流到污水池,再用泵打入污水處理系統(tǒng);底泥由污泥泵輸送到離心機脫水,再經(jīng)螺旋輸送器提升到油泥堆場,脫出污水自流到低位污水池,再經(jīng)泵輸送至污水處理系統(tǒng)。
3.2.2 熱相分離處理
熱相分離處理是在高溫條件下,對干燥油泥中的石油烴類進(jìn)行分解,回收油氣資源,實現(xiàn)油泥的無害化處理。熱相分離工藝設(shè)備是TPS撬裝裝置,屬于螺旋式間接加熱裝置。脫水含油污泥及其他固態(tài)的含油污泥經(jīng)上料系統(tǒng)加入TPS撬裝裝置,經(jīng)螺旋推進(jìn)油泥進(jìn)入間接加熱階段,在一定溫度下,油泥中的有機物汽化并部分裂解成低分子氣態(tài)有機物,氣體經(jīng)過間接冷卻,凝結(jié)下來的含液相經(jīng)油水分離的到石油類物質(zhì)進(jìn)行回收,水進(jìn)入污水處理廠,不凝氣主要是一些氣態(tài)有機物或煤氣成分,可以作為加熱原料使用。處理后剩余殘渣有機物含量低于2%,由新鮮水加濕降溫、抑塵,而后螺旋輸送到儲存場地,可用于筑路或制造建筑材料。
4 效益分析
4.1 環(huán)境效益
該煉油廠每年產(chǎn)生各類含油污泥15000t,脫水后交由有資質(zhì)的第三方處理單位處理,含油污泥在運輸,處理處置過程中存在二次環(huán)境污染風(fēng)險,如處置不當(dāng),也會造成污染轉(zhuǎn)移,對本地環(huán)境和處置地環(huán)境的大氣、地表水、地下水以及土壤造成一定的環(huán)境風(fēng)險。
通過對含油污泥進(jìn)行資源回收技術(shù)處理后,回收了石油資源,使含油污泥無害化和資源化處理,消除了因含油污泥處理處置過程中所產(chǎn)生的環(huán)境污染隱患。每年可減少占地面積約12畝,減少填埋費用大約3000萬元。減少揮發(fā)性有機物排放大約2475t,環(huán)境效益可觀。
4.2 經(jīng)濟效益
該煉油廠每年的油泥產(chǎn)生量在15000t左右,如果能使其得到有效利用,每年可為該企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟收益。如按照廢油里面可提取物質(zhì)占到總量的21%計算,每年可回收石油資源3150t,帶來經(jīng)濟效益1575萬元,每年節(jié)約油泥處理費用3000萬元,共計帶來經(jīng)濟收益4575萬元/年。
4.3 社會效益
該煉油廠積極開發(fā)污染治理的新技術(shù),并能在企業(yè)內(nèi)實現(xiàn)新技術(shù)的利用,能帶來企業(yè)形象的提升,另外可每年從廢油泥中回收石油類資源3150t,既節(jié)約了成本,減少了對自然資源的浪費,也為企業(yè)轉(zhuǎn)型為環(huán)境友好型企業(yè)奠定了良好的基礎(chǔ)。
5 結(jié)論
含油污泥無害化處理,回收污油泥中的原油,徹底消除了含油污泥所產(chǎn)生的環(huán)境污染以及潛在的環(huán)境風(fēng)險,給企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。同時使企業(yè)滿足新修訂的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》,對促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義。這一技術(shù)得到推廣和應(yīng)用,將會惠及石油煉制類整個行業(yè),對石油煉制類企業(yè)含油污泥減量化、資源化綜合利用起到良好示范效應(yīng)。