油田含油污泥處理技術(shù)研究進展

秦金霞

摘 要：含油污泥處理是目前油田亟待解決的問題之一。介紹了國內(nèi)外含油污泥處理技術(shù)的研究進展，主要處理技術(shù)有溶劑萃取處理技術(shù)、焚燒處理技術(shù)、熱解處理技術(shù)、生物處理技術(shù)、調(diào)剖處理技術(shù)等，并介紹了國內(nèi)部分油田的含油污泥處理工藝。

關(guān) 鍵 詞：含油污泥；溶劑萃??；焚燒；生物處理

中圖分類號：TE 991 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）07-1715-03

Research Progress of Oily Sludge Treatment Technologies

QIN Jin-xia

（Engineering Technology Research Institute of Xinjiang Oilfield Company， Xinjiang Karamay 834000，China）

Abstract： The treatment of oily sludge has become an urgent subject of the oil field. In this paper， research progress of oily sludge treatment technologies was introducd， such as solvent extraction treatment technology， incineration treatment technology， pyrolysis treatment technology， biological treatment technology， profile treatment technology. At last， some oily sludge treatment processes used in domestic oil fields were discussed.

Key words： oil sludge； solvent extraction； incineration treatment； biological treatment

在油田污水處理過程中，尤其是稠油污水處理及復(fù)合驅(qū)污水處理，會產(chǎn)生大量的含油污泥。含油污泥露天堆積、存放，對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成危害，并存在誘發(fā)燃燒等安全隱患[1]。同時，在生產(chǎn)高峰期時，因沒有相應(yīng)的設(shè)施及設(shè)備處置含油污泥，經(jīng)常出現(xiàn)含油污泥不能及時拉運而影響正常生產(chǎn)的情況。因此，實現(xiàn)含油污泥資源化、無害化處理成為石油工業(yè)亟待解決的課題之一。

1 含油污泥處理技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 含油污泥處理來源

含油污泥主要來源有三種：（1）原油開采過程中產(chǎn)生的落地油泥，在開采時部分原油放噴或被油管攜帶至地面，滲入土壤形成；（2）原油生產(chǎn)、處理過程中產(chǎn)生的罐底油泥，由接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站的各種油罐、沉降罐、脫水罐等產(chǎn)生；（3）煉油廠污水處理站產(chǎn)生的污泥，由隔油池、反應(yīng)罐、浮選單元等產(chǎn)生，這類污泥含水量高，并攜帶有油、懸浮物、各種化學試劑[2]。

1.2 含油污泥主要特點

含油污泥的成分較為復(fù)雜，其中含有大量的原油、固體懸浮物、鹽類、細菌等，還有開采及水處理過程中加入的聚合物、破乳劑、凈水劑、絮凝劑等大量水處理劑。含油污泥是一種較為穩(wěn)定的懸浮乳狀液體系[3]， 其比阻是一般污泥的約40倍，可壓縮性系數(shù)大約20倍，屬于難過濾污泥[4]，同時其中的固體顆粒呈絮凝狀，粒徑較小，含水率高，體積龐大，所以很難實現(xiàn)固液分離[5]。

1.3 含油污泥主要處理技術(shù)現(xiàn)狀

國外如加拿大MG工程公司采用的是機械脫水工藝，配套有自己專有藥劑；荷蘭吉福斯公司采用的是調(diào)質(zhì)-機械脫水-生物處理技術(shù)；德國HILLER公司采用的是調(diào)質(zhì)-機械脫水-電化學工藝；新加坡的CLEANSEAS公司采用了機械脫水+美國ADTU熱解吸工藝；法國、德國的石化企業(yè)多采用焚燒的方式[6]。目前，國內(nèi)外含油污泥的處理技術(shù)主要有：

（1）溶劑萃取處理技術(shù)

溶劑萃取處理技術(shù)的原理即“相似相溶”原理。這種技術(shù)是用有機溶劑萃取含油污泥中的石油類物質(zhì)，達到處理油泥的目的。車承丹[7]使用氯仿和石油醚萃取含油污泥中的石油類物質(zhì)，除油率達到90%以上；將多級萃取與其他工藝結(jié)合處理含油污泥，處理效果更為有效，如“化學破乳-多級萃取-機械分離”等。

溶劑萃取處理技術(shù)尚處于試驗階段，其優(yōu)點是能夠有效地分離回收含油污泥中的石油類物質(zhì)，但是成本高昂；研發(fā)高效低廉的萃取劑是此種技術(shù)應(yīng)用于實際的關(guān)鍵。

（2）焚燒處理技術(shù)

焚燒處理技術(shù)是將含油污泥脫水、固化后，按一定質(zhì)量比例與原散煤混合焚燒，產(chǎn)生的熱量可以用于油區(qū)供熱等，焚燒后的灰渣可以用于礦區(qū)鋪路，達到含油污泥的資源最大化利用。

目前美國、德國、法國的石化企業(yè)多使用旋轉(zhuǎn)爐或流化床焚燒爐來處理含油污泥，焚燒產(chǎn)生的熱能可用于發(fā)電、供熱等，焚燒后的灰渣可用于修路或埋入灰渣填埋場[8]。王東[9]等以遼河油田含油污泥進行了焚燒技術(shù)研究，確定了含油污泥與散煤的混合比例、燃燒的熱效率、燃燒污染物含量，試驗表明遼河油田含油污泥混合焚燒處理方式可行。但是焚燒法處理含油污泥需要助燃燃料，存在粉塵、SO2污染。

（3）熱解處理技術(shù)

含油污泥熱解處理技術(shù)是將熱分解和蒸餾在隔氧高溫的狀態(tài)下溶為一體，將污泥轉(zhuǎn)變?yōu)楣?、液、氣三相，固相主要為殘?zhí)颗c無機礦物質(zhì)，液相以水、常溫燃油為主，氣相為二氧化碳、甲烷等[10]。

熱解技術(shù)處理含油污泥可以有效分離油與泥砂，回收油類及可燃氣體，回收率高、適應(yīng)性強、二次污染少。但該技術(shù)目前還處于試驗階段，工藝尚未成熟，工藝、設(shè)備要求都較高。

（4）生物處理技術(shù)

含油污泥的生物處理技術(shù)是通過微生物降解處理污泥中的石油烴類，主要分為生物地耕法、生物強化法和生物浮選法。

地耕法是利用土壤中的微生物對含油污泥中進行降解處理?？蓪⒑臀勰嗯c處理廠的土壤充分混合，并投加營養(yǎng)物質(zhì)，同時調(diào)節(jié)土壤的濕度和PH值，然后利用土壤中的微生物對含油污泥進行降解處理[11]。

生物強化法是將微生物菌劑投加到含油污泥中，達到降解處理含油污泥的目的。Gallego等[12]研究篩選出了4中微生物菌劑，該菌劑對直鏈烷烴的降解率為44%，環(huán)烷烴的降解率為85%，芳香族或者硫化芳香族為31%～55%。

國內(nèi)學者李大平等[13]提出了生物浮選法，該法利用微生物產(chǎn)氣和表面張力改變的生物浮選除去含油污泥中的大部分油并回收。該法目前處于試驗階段，最佳運行條件下，除油率達95%以上，但工藝復(fù)雜且成本高。生物處理法條件復(fù)雜，周期長，易造成土壤及水污染。

（5） 調(diào)剖處理技術(shù)

含油污泥來源于地層，與地層有良好的配伍性，且具有較好的抗鹽性和耐剪切等特性。目前發(fā)展的含油污泥調(diào)剖劑可分為5種體系：含油污泥乳化懸浮體系、含油污泥固化體系、凝膠顆粒型含油污泥體系、有機凝膠型含油污泥體系及含油污泥聚合物溶液體系[14]。

顧燕凌等[15]針對長慶隴東油田悅29區(qū)，采用60%～75%含油污泥堵劑+15%～25%凝膠堵劑+10%～15%高濃度凝膠堵劑的段塞組合，進行了4井次試驗，工藝成功率達100%。共有油井14口，見效6口井，日產(chǎn)油增加8.12 t。尚朝輝等[16]采用樹脂型固化劑SD或SG，研制出的含油污泥調(diào)剖劑固化時間4h以上，適應(yīng)穩(wěn)定60～90 ℃，在老河口油田應(yīng)用15井次，對應(yīng)油井見效率達92%，調(diào)剖劑噸成本降低30%。2007年以來，大慶油田[17-19]研制了含油污泥聚合物體系，該體系中聚合物質(zhì)量分數(shù)0.08%～0.14%，污泥質(zhì)量分數(shù)1%～6%，采用污水配液，在北4-8丙水56井注入調(diào)剖劑6 526 m3，處理含油污泥267.2 t，注水井吸水剖面明顯改善，累計增油1 135.2 t，調(diào)剖效果顯著。

含油污泥調(diào)剖處理技術(shù)在國內(nèi)各油田有一定應(yīng)用，在配伍性好的地層適用。

2 國內(nèi)各油田含油污泥處理現(xiàn)狀

2.1 大慶油田含油污泥處理

大慶油田針對其含油污泥含油30%，含水40%，含固體廢物30%的特點開發(fā)了熱化學清洗工藝，輔以高效離心分離方式，形成了預(yù)處理-調(diào)質(zhì)-離心處理工藝。使用該工藝處理后，污泥含水降至70%以下，含油降至2%以下，可用于鋪墊井場或通井路。

大慶油田依靠此技術(shù)建成了“北一區(qū)含油污泥處理站”、“杏V-Ⅱ含油污泥處理站”、“宋芳屯油田含油污泥處理站”，污泥處理規(guī)模達40 m3/h[20]。

2.2 中原油田含油污泥處理

中原油田對含油污泥分別做了污泥減量化技術(shù)和污泥無害化技術(shù)研究。

減量化技術(shù)包括預(yù)氧化降污泥技術(shù)和復(fù)合堿污泥回用技術(shù)。預(yù)氧化降污泥技術(shù)采用的是在處理流程首端投加ClO2，該氧化劑兼起除鐵、殺菌、混凝沉降作用。應(yīng)用表明，系統(tǒng)pH值由8.5降7.5，調(diào)整系統(tǒng)pH值的石灰投加量由原來的550 mg/L降至250 mg/L，污泥產(chǎn)出量減少60%以上。復(fù)合堿污泥回用技術(shù)核心是通過投加除鐵劑使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，再投加復(fù)合堿調(diào)整pH，應(yīng)用表明，與改性技術(shù)相比，石灰投加量由原350 mg/L降至150 mg/L，產(chǎn)泥量下降60%左右。

污泥無害化技術(shù)是將不經(jīng)深度處理的污泥投加一定量的調(diào)質(zhì)劑后回注地層。污泥資源化技術(shù)包括污泥用作調(diào)剖劑和用作煙氣脫硫。污泥用作調(diào)剖劑污泥消耗量小，處理成本高。污泥用作煙氣脫硫還在試驗階段，工藝尚未成熟[21]。

2.3 長慶油田含油污泥處理

長慶安塞油田、姬塬油田對含油污泥處理技術(shù)進行了研究。

安塞油田每年產(chǎn)生大量的含油固體廢棄物，包括含油污泥、含油彩條布、含油塑料布和污油桶、各類油毛氈、尼龍袋及清洗出的油、蠟等。安塞油田建立了污泥處理站，應(yīng)用污泥調(diào)剖、微生物降解等技術(shù)，基本消除了含油污泥；對于其它的含油固體廢棄物，采用回轉(zhuǎn)式焚燒爐處理，處理后取得了顯著效益，并滿足各項環(huán)保要求。

姬塬油田含油污泥含水含油較高，采用加水稀釋-加熱攪拌-加藥破乳-混凝沉降-離心處理技術(shù)，使的含油污泥中油、泥、水三相分離，有效的降低了含油污泥中的污染物含量[22， 23]。

2.4 江漢油田含油污泥處理

江漢油田為了處理含油污泥，在對含油污泥進行組分分析的基礎(chǔ)上，對含油污泥最佳摻煤量、腐蝕性、燃燒值及氣體成分進行了測試。研究表明，江漢油田含油污泥高含水、高含鹽、高腐蝕、低含油、低燃燒值及江漢地區(qū)多雨、空氣濕潤等原因，焚燒處理技術(shù)不適宜[24]。

2.5 吉林油田含油污泥處理

吉林油田在含油污泥處理中使用超熱蒸汽噴射技術(shù)，實現(xiàn)了含油污泥中油、水與固體三相分離，處理后的油含水率低于0.5%，處理后的粉末灰渣中含油低于0.3%，含水低于10%。因設(shè)備本身問題，還需對設(shè)備進一步調(diào)試、改造[25]。

3 結(jié)束語

國外對含油污泥的資源化無害化處理研究較早，已開發(fā)了多種處理工藝和設(shè)備，并在現(xiàn)場進行了試驗和應(yīng)用。國內(nèi)這方面的研究起步較晚，但近幾年環(huán)保意識增強以及法律法規(guī)等的更加完善，含油污泥的資源化無害化處理已成為必經(jīng)之路。同時含油污泥的處理技術(shù)有了一定進展，在試驗和現(xiàn)場應(yīng)用都取得一定效果。因此，各油田應(yīng)根據(jù)含油污泥的特點、組成、性質(zhì)，引進先進處理技術(shù)和設(shè)備，開發(fā)適合自身特點的處理工藝及管理方式，逐步實現(xiàn)含油污泥徹底的資源化、無害化處理。

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