含油污泥堆肥式處理劑的研究＊

付茜

（中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院）

含油污泥堆肥式處理劑的研究＊

付茜

（中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院）

研制一種新型含油污泥處理劑——維生素D“協(xié)同”羥基磷酸鈣誘導(dǎo)植物和動(dòng)物纖維處理劑處理含油污泥。實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)及對(duì)某油田聯(lián)合站原油儲(chǔ)罐中含油污泥處理試驗(yàn)表明，該處理劑處理效果良好，堆放10 d后，能將污泥中96%以上的原油分解。

含油污泥；處理劑；生物降解；堆肥式

0 引 言

含油污泥是石油化工行業(yè)的主要污染物之一，含有大量老化原油蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)、膠體、固體懸浮物、細(xì)菌、鹽類、酸性氣體和腐蝕產(chǎn)物等［1］，已被國家作為危險(xiǎn)廢物（HW08）進(jìn)行管理［2］。若含油污泥得不到及時(shí)有效地處理，將會(huì)對(duì)生產(chǎn)區(qū)域和周邊環(huán)境造成不同程度的影響。研究發(fā)現(xiàn)，原油對(duì)土壤的污染，造成污染物的生物累積、放大，不僅影響糧食產(chǎn)量，更重要的是原油污染物進(jìn)入食物鏈，危害人類健康。國內(nèi)外常用焚燒法、生物處理法、熱洗滌法、溶劑萃取法、化學(xué)破乳法、固液分離法等處理含油污泥［3-7］，但這些方法因投資、處理效果及操作成本等原因，未能在國內(nèi)普及應(yīng)用，導(dǎo)致我國含油污泥問題一直難以得到有效解決［8］。付亞榮提出了含油污泥的分子滲透處理［9］和生物降解處理［10］的新方法，將土壤中85%～95%的原油分解，被污染土壤達(dá)到環(huán)境可接受的條件，但在工藝設(shè)計(jì)、原油降解菌種和反應(yīng)控制上仍有困難［11］。本文研究使用維生素D“協(xié)同”羥基磷酸鈣誘導(dǎo)植物和動(dòng)物纖維形成的含油污泥處理劑處理含油污泥，能將污泥中96%以上的原油分解。

1 技術(shù)原理

維生素D“協(xié)同”羥基磷酸鈣誘導(dǎo)植物和動(dòng)物纖維經(jīng)過發(fā)酵產(chǎn)生各種微生物，與含油污泥混合后，利用微生物的降解作用對(duì)含油污泥進(jìn)行生物降解。微生物將含油污泥中的污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)供自身的生長和繁殖，其代謝產(chǎn)物為簡(jiǎn)單的有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)如甲烷、二氧化碳和水等。含油污泥中的降解微生物在好氧條件下，在加氧酶（香豆粉和維生素D）的催化作用下，有機(jī)物氧化為二氧化碳、水及其它最終產(chǎn)物，電子受體為原子氧；厭氧呼吸時(shí)，其他無機(jī)物作電子受體（骨粉中的Ca2＋，Mg2＋，Na＋，Cl－，HCO3－，F(xiàn)－及檸檬酸根等離子），將含油污泥中的有機(jī)物氧化為甲烷，硫酸鹽還原為硫化物，硝酸鹽還原為氮?dú)饣虬丙}。含油污泥發(fā)酵過程不依賴于氧，而依賴有機(jī)物（羥基磷酸鈣、香豆子粉、香豆粉、梨樹葉粉、香附子、棉花秸桿粉、甘蔗渣）作為電子受體，產(chǎn)物為二氧化碳、乙酸、丙酸鹽等，最終被土壤吸收，轉(zhuǎn)化為ω-羥基脂肪酸，通過β-氧化降解成乙酰輔酶，分解成二氧化碳和水。

2 含油污泥處理劑的合成

2．1處理劑的合成

含油污泥的處理劑各組分質(zhì)量百分比為［12］：羥基磷酸鈣：5．5%～6．0%；香豆子：8．0%～8．5%；香豆粉：13．5%～15．5%；梨樹葉粉：12．5%～13．0%；香附子：5．0%～5．5%；骨粉：7．5%～8．0%；棉花秸桿粉：10．5%～11．0%；甘蔗渣：8．5%～9．0%；維生素D：0．05%～0．1%；其余為鈣基膨潤土。制備方法：將香豆子、香豆粉、梨樹葉粉、香附子、骨粉、棉花秸桿粉、甘蔗渣、維生素D、鈣基膨潤土、羥基磷酸鈣等十種原料按質(zhì)量百分比加入WLD-3．0臥式螺帶混合機(jī)，在33 r／min的轉(zhuǎn)速下混合2．5 h，得到含油污泥處理劑。

2．2處理劑的評(píng)價(jià)

加入含油污泥處理劑后，土壤中存在的無機(jī)和有機(jī)膠團(tuán)、微生物等滲透至石油污染物中，通過微生物的代謝和分解，使污染物不斷地吸附、分解、遷移和轉(zhuǎn)化。含油污泥中除各種烴類、膠質(zhì)瀝青質(zhì)外，極有可能存在含有甾體、皂苷等非石油類有機(jī)物質(zhì)，造成常用原油含量測(cè)定方法——重量法［12］的最終測(cè)定結(jié)果比實(shí)際含油量偏高。因此，采用皂化法［13］對(duì)含油污泥處理劑進(jìn)行評(píng)價(jià)。

取2．0 kg無水原油、2．0 kg泥土，將原油與泥土攪拌均勻后，按15%的量加入含油污泥的處理劑，并加入2%的水混合均勻，裝入容器密封，10 d后按皂化法測(cè)定其原油含量為1．48%［12］，含油泥土由黑色變?yōu)槟嗤梁稚粑断?，處理效果見?。

表1 實(shí)驗(yàn)室含油污泥處理劑處理效果

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3．1堆放處理方法

將含油污泥收集到鋪有防滲塑料布的場(chǎng)地上，加入含油污泥的處理劑，混合均勻，邊翻動(dòng)邊加入2%的水混合均勻后，堆成梯形體或圓錐臺(tái)體，并用防滲塑料布將其蓋嚴(yán)?？刂坪臀勰嗯c含油污泥處理劑的質(zhì)量比在（100∶15）～（100∶20）。

3．2堆放處理時(shí)間

由于來源不同，含油污泥性質(zhì)差異較大，烴類含量和組分有所不同，因此堆放處理時(shí)間不盡相同。例如，對(duì)某油田聯(lián)合站原油儲(chǔ)罐中清理出的含油污泥處理，加入15%含油污泥處理劑，自堆放第10 d開始取樣測(cè)定含油污泥中的原油含量，檢測(cè)數(shù)據(jù)見表2。

表2 含油污泥中原油含量檢測(cè)數(shù)據(jù)

由表2可知，堆放10 d后，含油污泥中的原油含量已經(jīng)降至1．9%以下，處理效率在96%以上。10～15 d，原油含量略有變化，總體處理效率均在96%以上，說明處理劑處理效果良好。最終確定堆放處理時(shí)間為12～15 d。

4 結(jié)束語

含油污泥是石油生產(chǎn)的伴隨品，綜合利用方式少、處理難度大，是影響油田及周邊環(huán)境質(zhì)量的一大難題，其處理和處置一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。維生素D“協(xié)同”羥基磷酸鈣誘導(dǎo)植物和動(dòng)物纖維形成的含油污泥的處理劑，能將污泥中96%以上的原油分解，處理效果良好。

［1］ 宋秀艷，周鑫宏，蘇永新．國內(nèi)外含油污泥的處理現(xiàn)狀和發(fā)展前景［J］．新疆石油科技，2009，19（2）：51-54．

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［10］付亞榮．含油污泥的生物降解處理新方法［J］．油氣田環(huán)境保護(hù)，2013，23（2）：36．

［11］張學(xué)佳，紀(jì)巍，康志軍，等．土壤中石油類污染物的自然降解［J］．石化技術(shù)與應(yīng)用，2008，26（3）：273-278．

［12］付茜．一種處理含油污泥的方法：中國，201310474085．2［P］．2013-09-07．

［13］蔡徇．土壤中石油類污染物的測(cè)定方法［J］．油氣田地面工程，2011，30（8）：40-41．

1005-3158（2014）04-0023-02

2013-10-23）

（編輯 李煜）

10．3969／j．issn．1005-3158．2014．04．008

＊專利項(xiàng)目：國家發(fā)明專利“一種處理含油污泥的方法”（專利號(hào)：201310474085．2）。

付茜，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地質(zhì)工程專業(yè)在讀碩士，研究方向：沉積學(xué)的學(xué)習(xí)和研究。通信地址：北京市海淀區(qū)學(xué)院路29號(hào)中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院S1301-13，100083