國內(nèi)含油污泥泥質(zhì)利用技術(shù)研究現(xiàn)狀

賀偉東徐福帥胡鵬飛

（1.中國石化青島安全工程研究院；2.中國石油集團工程設(shè)計有限責(zé)任公司北京分公司）

國內(nèi)含油污泥泥質(zhì)利用技術(shù)研究現(xiàn)狀

賀偉東1徐福帥2胡鵬飛1

（1.中國石化青島安全工程研究院；2.中國石油集團工程設(shè)計有限責(zé)任公司北京分公司）

含油污泥處理技術(shù)是近年來石油工業(yè)環(huán)境保護的研究重點。文章從含油污泥中泥質(zhì)部分利用的角度對含油污泥的資源化利用技術(shù)進行了總結(jié)。含油污泥泥質(zhì)可以用來生產(chǎn)調(diào)剖劑、建筑材料、燃料、吸附材料和橡膠填料劑，其中生產(chǎn)調(diào)剖劑技術(shù)已在許多油田得到應(yīng)用。但各項技術(shù)仍不夠理想，有待繼續(xù)研究。

含油污泥；資源化利用；調(diào)剖劑；建筑材料；燃料；吸附材料；橡膠填料劑

0 引 言

含油污泥是在原油開采、油品集輸和煉油廠污水處理過程中產(chǎn)生的一種固體廢物。其體積龐大而且組成復(fù)雜，除含有大量殘留油類外，還含有苯系物、酚類、蒽、芘等有毒物質(zhì)，大量的病原菌、寄生蟲，銅、鉻、鉛等重金屬，鹽類及多氯聯(lián)苯、二噁英、放射性元素等難降解的有毒有害物質(zhì)［1］。若未經(jīng)有效處理就排放，不但占用大量土地，而且會造成環(huán)境污染，威脅人類健康。含油污泥已被列入《國家危險廢物名錄》（2008），其無害化處理和資源化利用也引起人們的高度關(guān)注。對于含油量較高的污泥，可以通過熱裂解、化學(xué)萃取、熱洗滌、焦化等技術(shù)對油分進行回收，實現(xiàn)資源再利用，但是如何處理大量的泥組分仍是一個亟需解決的問題。本文針對含油污泥中泥質(zhì)利用技術(shù)的研究進展進行了綜述，指出了含油污泥泥質(zhì)利用發(fā)展方向。

1 生產(chǎn)調(diào)剖劑

含油污泥與地層有良好的配伍性，可利用含油污泥作為基本原料，加入適量的懸浮劑、分散劑和增黏劑制成懸浮液，使懸浮其中的固體顆粒延長懸浮時間，并使油組分分散均勻，形成均一、穩(wěn)定的乳狀液。將其泵入地下封堵層位，用于注水井調(diào)剖。在乳化懸浮體系到達一定地層深度后，受地層水沖釋及地層巖石的吸附，體系發(fā)生分解，其中的泥質(zhì)吸附膠瀝質(zhì)和蠟質(zhì)，并粘連聚集形成較大粒徑的團粒結(jié)構(gòu)，沉降在大孔道中，使大孔道通徑變小，封堵高滲透層帶，迫使注入水改變滲流方向，提高注入水波及體積。國內(nèi)已有大量對含油污泥調(diào)剖劑的室內(nèi)研究和現(xiàn)場應(yīng)用。

室內(nèi)研究主要注重具有特定作用的含油污泥調(diào)剖劑的開發(fā)。趙金省［2］等以含油污泥為主劑、水泥為固化劑、粉煤灰為填充劑，研制了一種適于蒸汽吞吐井的含油污泥調(diào)剖劑。耐高溫沖刷試驗表明：在經(jīng)過200℃水蒸汽沖刷100 PV后，滲透率和堵塞率均沒有大的變化。常國勝［3］以含油污泥為主劑、稀土礦粉為固化劑，研制了一種耐高溫含油污泥堵劑，經(jīng)過200℃水蒸汽沖刷100 PV后，滲透率和堵塞率均無大變化。戴達山［4］等研制了“預(yù)交聯(lián)顆粒＋可控凝膠體系＋含油污泥乳化體系”的耐溫耐鹽含油污泥調(diào)剖體系。

目前，含油污泥調(diào)剖劑在許多油田都得到了試驗和應(yīng)用。其礦場試驗和應(yīng)用情況見表1。

表1 含油污泥調(diào)剖劑在油田的應(yīng)用

續(xù)表1

2 制作建筑材料

含油污泥經(jīng)固化處理后具有抗壓強度大、滲透性低的特點，這與很多建筑材料性質(zhì)相似，因此可以利用含油污泥生產(chǎn)建筑材料。

唐紅［13］以水泥、粉煤灰、石灰和添加劑等無機膠結(jié)材料作為固化劑，采用正交試驗方法，優(yōu)化了固化配方，使含油污泥用于修筑路基基層，能完全滿足路基基層各項技術(shù)指標(biāo)。李鵬華［14］等對馬寨含油污泥進行了固化實驗研究，在馬寨含油污泥中加入水硬性固化劑，使含油污泥中的油、硫化物、有機和無機有害物質(zhì)固化包裹在惰性固化基材中，固化后的固化體自然析出的油含量不到固化前的1／60，硫含量只為固化前的1／150，COD也大大降低。固化后的固化體有很好的抗壓強度，5 MPa壓力不破碎，接近國家一級燒結(jié)磚的標(biāo)準(zhǔn)，能滿足部分建筑用磚要求。張楊［15］將電鍍污泥和含油污泥組成的混合污泥與黏土、煤渣、RM黏合劑按一定比例制成燒結(jié)磚，對燒結(jié)磚進行重金屬浸出試驗及質(zhì)量檢測，找出了既能最大程度利用混合污泥，又能使磚樣各項性能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的最佳原料配比。

3 生產(chǎn)燃料

含油污泥具有較高的熱值和較好的燃燒特性，因此可將含油污泥處理成粉狀物與燃煤混燒或直接做成型煤。

劉子龍［16］以揚州石油化工廠的含油污泥為研究對象，提出了一種含油污泥干化以及干化物與燃煤混燒的處理技術(shù)。環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示混燒后污泥灰渣重金屬含量均小于GB 4284—84《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》和GB 15618—1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中控制標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)濟分析得出污泥處理成本不到150元／t，處理成本低，具有較好的經(jīng)濟性。韓廣東［17］對含油污泥在型煤生產(chǎn)中的應(yīng)用進行了研究，確定了利用含油污泥與煤和生物質(zhì)混合生產(chǎn)油泥型煤以及造氣型煤的制備工藝。利用該工藝制備的生物質(zhì)油泥型煤和造氣型煤，成型率均達到95%以上，3 d后的抗壓強度達到1.2 MPa以上，滿足鍋爐的燃燒需求。

4 制作吸附材料

熱解技術(shù)實現(xiàn)了對含油污泥中有機組分的回收利用，對于熱解后污泥殘渣的處理，Sutherland和Gordon［18］提出，可以通過化學(xué)處理和熱處理（如向污泥中加入硫酸，并對混合物進行150～350℃的熱處理），將污泥轉(zhuǎn)化為吸附材料。

桑義敏等［19］在含油污泥中添加適量的強度添加劑和炭化添加劑，通過控制焦化反應(yīng)條件生產(chǎn)出凈化效果較好的含碳吸附劑，油吸附效果優(yōu)于陽離子聚丙烯酰胺（PAM）和陶粒，僅次于活性炭，投加8 mg／L的PAM可進一步提高除油效果。張冠英［20］對孤島采油廠含油污泥熱解殘渣進行了活化改性處理，并對未改性的熱解殘渣和活化處理后的熱解殘渣的脫硫活性和吸附除油效果進行了評價。吸附實驗結(jié)果表明，在SO2-N2體系中，未改性的熱解殘渣的硫容為0.37%，穿透時間為39 min，而經(jīng)過NaOH改性后的熱解殘渣的硫容可以達到1.96%，穿透時間為101 min；在SO2-N2-H2O體系中，未改性的熱解殘渣和經(jīng)過NaOH改性后的熱解殘渣的硫容和穿透時間均有所增加，可分別達到0.46%和2.35%，43 min和132 min；未活化的熱解殘渣的除油率為37.82%，經(jīng)過HNO3活化后的熱解殘渣除油率提高到51.56%。

5 制作橡膠填料劑

由于含油污泥經(jīng)預(yù)處理后的主要成分是碳酸鈣，而碳酸鈣又是制作橡膠的主要填料劑，所以設(shè)想用含油污泥來代替碳酸鈣制造橡膠填料劑。

張巧蓮［21］將污泥進行相應(yīng)的除雜處理，然后用作橡膠補強填充劑使用，發(fā)現(xiàn)污泥填料具有較好的補強填充性能，在天然膠中，可代替陶土和輕鈣使用，在丁苯膠中可代替輕鈣使用。污泥填料還具有良好的工藝操作性能和在膠料中的分散性。另外，污泥填料價格低廉，能降低橡膠制品的成本，具有較好的經(jīng)濟價值。岳明等［22］將中原油田含油污泥進行粉體加工，制備成實驗用橡膠填料劑，通過橡膠工程實驗及產(chǎn)品性能測試發(fā)現(xiàn)，采用含油污泥作為制備橡膠填料劑時，橡膠制品性能與污泥是否經(jīng)過洗鹽沒有明顯相關(guān)性，且污泥組成的不均勻性不會明顯影響橡膠品質(zhì)；與正在使用的普通碳酸鈣和納米碳酸鈣填料劑相比，含油污泥制備的填料劑對橡膠制品的性能沒有明顯的影響；在分散性、橡膠網(wǎng)狀分子的交聯(lián)性、磨耗、回彈性等方面，較普通碳酸鈣和納米碳酸鈣的填充效果稍優(yōu)。

6 結(jié)束語

資源化利用是實現(xiàn)含油污泥無害化處理的有效途徑，也是含油污泥處理技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)提出了生產(chǎn)調(diào)剖劑、制作建筑材料、生產(chǎn)燃料、制作吸附材料和橡膠填料劑等一些新方法，但大部分方法還停留在研究階段。其中，含油污泥生產(chǎn)調(diào)剖劑技術(shù)已逐漸成熟，但該技術(shù)無法回收原油并且調(diào)剖劑使用量有限；制作建筑材料和燃料技術(shù)雖然容易實行，但均無法回收原油，且生產(chǎn)過程有廢氣產(chǎn)生，能源消耗較大，需解決二次污染的問題；熱解后制備吸附材料既可回收油氣資源，又可實現(xiàn)殘渣資源化利用，但目前實驗生產(chǎn)的大部分吸附材料吸收能力還未達到常規(guī)水平，吸收效率需要提高；制作橡膠填料劑技術(shù)主要適用于高碳酸鈣含油污泥的資源化利用，受到污泥成分的制約。沒有一種技術(shù)可以處理所有類型的含油污泥，對含油污泥進行分級處理，在提高油品回收率的同時提高泥質(zhì)利用率是未來研究的方向。

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1005-3158（2014）03-0057-03

2013-07-02）

（編輯 石津銘）

10.3969／j.issn.1005-3158.2014.03.018

賀偉東，2011年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）油氣田開發(fā)工程專業(yè)，碩士，現(xiàn)在中國石化青島安全工程研究院從事油田化學(xué)及HSE管理方面的研究工作。通信地址：山東省青島市延安三路218號中國石化青島安全工程研究院，266071