含油污泥的綜合治理

徐田陽，韓東敏，齊緒寬，王雙雙，聶燕飛，武啟超

(中國石油大學(xué)勝利學(xué)院 應(yīng)用化學(xué)系，山東 東營 257000)

含油污泥的綜合治理

徐田陽，韓東敏，齊緒寬，王雙雙，聶燕飛，武啟超

(中國石油大學(xué)勝利學(xué)院 應(yīng)用化學(xué)系，山東 東營 257000)

在原油開采、儲運(yùn)及加工過程中會產(chǎn)生大量的含油污泥。含油污泥若得不到妥善處理，不僅會直接污染土壤危害健康，而且也是對石油資源的巨大浪費(fèi)。本文綜述了目前含油污泥的來源以及不同的處理方法，并比較了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。通過比較，萃取法被認(rèn)為是一種比較有發(fā)展前景的處理方法。

含油污泥；萃取法；資源化油泥處理；溶劑萃取

石油是社會發(fā)展中不可缺少的資源，與每個(gè)人的生活息息相關(guān)，但在石油開采和加工過程中不可避免的產(chǎn)生含油污泥。含油污泥是指原油混入泥土污泥土雜質(zhì)，其中油份不能直接回收而且可能污染環(huán)境的多種形態(tài)的混合物，在含油污泥中一般含油率約10%～50%,含水率約40%～90%[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的石油化工行業(yè)平均每年約生產(chǎn)80萬噸的含油污泥，而且煉廠的規(guī)模越大，含油污泥的排放量越大。含油污泥成分非常復(fù)雜，含有大量的老化原油，固體懸浮物，以及細(xì)菌質(zhì)等固體廢物，其中原油是主要的成分。另外含油污泥中往往含有苯系物、酚類等物質(zhì)[2]，如果含油污泥得不到妥善處理，將造成資源的巨大浪費(fèi)同時(shí)也會對環(huán)境造成不可挽救的破壞。因此，采用合適的處理方法對含油污泥進(jìn)行資源化處理，不僅可以減少環(huán)境污染，而且還能達(dá)到資源再利用的目的。

1 含油污泥的來源

1.1 開采原油產(chǎn)生的含油污泥

在原油開采的過程中，在原油處理系統(tǒng)中因加入大量的凈水處理劑產(chǎn)生絮狀體，與此同時(shí)管道的銹蝕或腐蝕產(chǎn)生的沉淀物都會形成含油污泥。在原油采集過程中產(chǎn)生的含油污泥往往具有脫水難、顆粒細(xì)、黏度大等特點(diǎn)。

1.2 原油運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的油泥

原油在運(yùn)輸過程中會產(chǎn)生含油污泥，其主要來源于接轉(zhuǎn)站的油罐、污水罐、隔油池的底層污泥 、烯烴加工廠、煉油廠的含油水處理設(shè)施中。此類含油污泥的成分非常復(fù)雜，包含大量的原油、瀝青質(zhì)、膠體及固體懸浮物、腐蝕產(chǎn)物等雜質(zhì)，隨著量積累慢慢的沉積到管道，罐體的底部形成大量的含油污泥。

1.3 煉化污水處理廠產(chǎn)生的油泥

煉油廠污水處理廠的含油污泥主要來源于隔油池底泥、浮選池浮渣、原油罐底泥等，俗稱“三泥”[3]，其中，隔油池的底層污泥是含油污泥的主要形式。這些含油污泥組成各異，通常含油率在10%～50%之間，含水率在40%～90%之間，同時(shí)伴有一定量的固體。煉油廠中污水處理通常情況下是通過隔油、曝氣、浮選的方法將石油類物質(zhì)從水相中分離出來的，其中在隔油池的底部會形成高黏度的含油污泥。

1.4 罐區(qū)產(chǎn)生的含油污泥

在油品儲存存放的過程中，儲油罐中的油品里含有的少量雜質(zhì)，因各組分的密度不同會發(fā)生沉降作用于是在油罐底部產(chǎn)生含油污泥。其中油庫和加油站存儲的多為成品油，比如汽油和柴油，大多數(shù)油庫、加油站迫于工作量和安全需要，常年不清理儲油罐，油罐內(nèi)含油污泥可達(dá)幾十厘米，進(jìn)而產(chǎn)生一定量的含油污泥[4]。

2 含油污泥的危害

含油污泥因其體積龐大，并含有大量的有毒物質(zhì)，直接進(jìn)行排放會占用大面積的耕地，還會伴有非常難聞的氣味，會對附近的土壤，水體、空氣造成嚴(yán)重的污染。當(dāng)含油污泥中的石油等烴類物質(zhì)滲入土壤后，會在土壤顆粒表面黏著，直接影響土壤的通透性，從而造成土壤導(dǎo)水通路的阻塞，進(jìn)而造成土壤滲水量的下降，透水性的降低，最終使土壤的性質(zhì)發(fā)生改變，直接威脅到土壤中的微生物生存。植物的組織內(nèi)部能夠被含油污泥中的低分子烴類物質(zhì)滲透，從而破壞植物的正常生理機(jī)制；而含油污泥中的高分子烴類會很容易在植株表面形成一層粘性膜，將直接阻塞植株的氣孔，植株的水吸收作用以及呼吸和光合作用都會受到嚴(yán)重的影響，最終會造成植物根系的腐爛，植被的破壞將會引起生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的破裂，會導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)中最初級生產(chǎn)者失去制造有機(jī)物和氧氣的能力，人類以及其他生物的生存將受到威脅。含油污泥也會直接作用于人類，其中含有的硫化物，苯類，酚類等有害物質(zhì)具有致癌、致畸、致突變的作用，嚴(yán)重危害人們的身體健康。

3 國內(nèi)外處理含油污泥的方法

3.1 減量化處理

含油污泥減量化處理方法主要包括污泥脫水、焚燒、干化等。

含油污泥最簡單方便的減量化處理技術(shù)是污泥脫水，一開始是為了方便運(yùn)輸而去通過脫水處理，主要是采用機(jī)械分離的方法來減少污泥含水量。 含油污泥中粒子之間的密切接觸可以防止粒子的沉降，產(chǎn)生一定的壓縮及過濾阻力迫使含油污泥脫水。近年來污泥過濾應(yīng)用最廣泛的儀器主要是板式壓濾機(jī)和離心機(jī)。其中三相離心機(jī)的應(yīng)用在逐年提高，同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn)，在分離過程中加入一定量的破乳劑會起到較好的效果，過濾廢棄物也可以達(dá)到環(huán)保要求。

焚燒是污泥處理較為徹底的方法，焚燒具有迅速實(shí)現(xiàn)減量化和無菌的目的。當(dāng)前通過焚燒的方法可以達(dá)到產(chǎn)能的目的，通過焚燒產(chǎn)生的熱量可以加以利用，焚燒后的殘?jiān)梢杂脕碇圃旖ㄖ牧?，但是焚燒產(chǎn)生的大量的有毒有害氣體使得焚燒處理含油污泥的方法成為爭論的焦點(diǎn)。

污泥干化簡單的講就是通過日光照射蒸發(fā)掉含油污泥中存留的水分，這種方法具有投資少、操作簡單的優(yōu)點(diǎn)。但這種處理方法也有很多的缺點(diǎn)，包括它會占用非常大面積的土地，以及工作環(huán)境的不確定性和會造成干化場地衛(wèi)生質(zhì)量下降，如果含油污泥的黏度過大，需要加入大量的化學(xué)試劑，這樣會造成費(fèi)用增加；污泥填埋經(jīng)過多年發(fā)展技術(shù)已經(jīng)成熟，但是污泥填埋需要認(rèn)識到對環(huán)境長期危害，填埋含油污泥只是減緩了環(huán)境污染產(chǎn)生的時(shí)間，地下水可能會因污泥中的有害成分滲漏被污染，填埋場周圍的空氣也會被有毒氣體污染，通過這些可以說明污泥填埋處理不是可以長期依靠的方法。

3.2 資源化處理

資源化處理方法有溶劑萃取法、微乳液法、焦化法以及作為油田調(diào)剖劑等。

含油污泥的萃取主要是指液固萃取，其原理與溶劑萃取相似，是根據(jù)相似相溶原理來選擇合適的萃取劑對所需的物質(zhì)進(jìn)行萃取，這里所需的成分主要是指油泥中的油分，而萃取后的萃取液可以通過蒸餾來循環(huán)使用，已達(dá)到資源化處理的目的。含油污泥沉降處理后，將污泥中的固體雜質(zhì)分離出來，將油和水的流體裝入萃取裝置，將油分萃取出來進(jìn)行下一步處理用作燃料用油，萃取后的污泥可用作煤固體燃料。通過上邊的污泥萃取可以實(shí)現(xiàn)原油回收利用。在1987年英國石油公司阿蘭斯煉油廠含油污泥溶劑萃取工藝得到工業(yè)化應(yīng)用成功。流程是：通過機(jī)械分離，去除大部分油泥油泥和水。處理后的油泥再采取不同的萃取劑進(jìn)行循環(huán)處理，其中第一循環(huán)用輕烴溶劑對含油污泥進(jìn)行萃取處理；第二環(huán)與重溶劑去除多環(huán)芳烴；第三回收輕烴除去溶劑殘留的第二環(huán)。在固定期間固定劑后要提取泥餅漿，減少含油污泥中的金屬浸出即可，最后將處理后的液體在壓濾機(jī)中脫水，得到污泥后進(jìn)行填埋處理。這種工藝方法可以達(dá)到廢物環(huán)保排放，但是能耗較高。中國石油大學(xué)的李美容教授通過化學(xué)破乳，溶劑萃取以及機(jī)械分離相結(jié)合的技術(shù)處理的含有污泥脫油率較高。而李慧敏教授采用的熱洗+助溶劑萃取的處理工藝，能夠使油泥中的含油量降到0.3%之下，完全可以滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)，其具有降低環(huán)境污染能耗低，操作簡單方便等優(yōu)點(diǎn)[5]。萃取法具有很多優(yōu)點(diǎn)，但是萃取劑價(jià)格較高，這造成高效萃取溶劑的發(fā)展成為萃取法處理油泥的瓶頸；為了彌補(bǔ)萃取法的缺點(diǎn)，提高萃取效果，近年來出現(xiàn)了微乳液萃取、萃取法與凍融法相結(jié)合的工藝等。Hu等采用采用溶劑萃取與凍融結(jié)合的方法處理含油污泥，發(fā)現(xiàn)凍融方法的應(yīng)用可使甲乙酮和乙酸乙酯的原油回收率從40%提高到60%[6]，微乳是一種外觀分散體系。微乳液在含油污泥回收油分的過程中具有十分重要的環(huán)保意義，微乳液可以降低含油污泥的黏度，提高含油污泥的流動性，進(jìn)而提高含油污泥的回收效率從而可以達(dá)到環(huán)境保護(hù)的要求。

焦化法主要是對污泥中油份的深度熱解來處理含油污泥的，這是一個(gè)烴類物質(zhì)的熱轉(zhuǎn)化過程。這種方法回收率高，處理徹底，但是反應(yīng)器成本高，能耗高，一般情況下大型的油田、煉廠清罐時(shí)才可能滿足要求；油田調(diào)剖技術(shù)，這種方法是通過添加適量的添加劑使含油污泥中的水、沙和油提高其懸浮的時(shí)間，最終得到乳狀液。從而達(dá)到改善注水效果的目的。近年來，各大油田在注水井調(diào)剖的實(shí)驗(yàn)中將含油污泥大量應(yīng)用其中，并取得了一定的成就達(dá)到了增油的目的。

4 含油污泥的萃取法處理意義

萃取法對當(dāng)前社會發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。其主要的原理是利用“相似相容”的原理，利用萃取劑將含油污泥中的原油進(jìn)行萃取利用。萃取法處理徹底，回收率高等顯著的優(yōu)點(diǎn)，其關(guān)鍵意義是耗能較低，這可以節(jié)省大量的處理成本，使的油泥處理具有更大的經(jīng)濟(jì)可操作性。而萃取后的萃取液可以通過蒸餾的方法進(jìn)行循環(huán)利用，進(jìn)而降低處理的成本，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。目前國內(nèi)外通常采用常見的石腦油等工業(yè)產(chǎn)品或者較寬沸程的組合性溶劑作為萃取劑，這些溶劑的萃取效果不盡相同，因此研發(fā)一種綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)可行的萃取劑具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

5 結(jié)語

當(dāng)前含油污泥的處理已經(jīng)成為困擾我國環(huán)境保護(hù)和石油工業(yè)健康發(fā)展的難題，這與我們的日常生活此息息相關(guān)，因此去選擇合適的方法來處理含油污泥所造成的污染是迫在眉急的事情。含油的污泥脫水、含油污泥的干化、含油污泥的焚燒、含油污泥的填埋等減量化處理和對含油污泥進(jìn)行溶劑萃取等多種資源化處理的方法對處理困擾我國環(huán)境保護(hù)和石油工業(yè)健康發(fā)展的難題具有重要意義。隨著社會的發(fā)展，環(huán)境保護(hù)的要求不斷提高以及含油污泥處理研究技術(shù)的不斷深入，資源化處理會成為今后發(fā)展的重點(diǎn)，而資源化處理是最具有顯著優(yōu)點(diǎn)的，其耗能低、可循環(huán)性、處理徹底等特點(diǎn)將決定了其在工業(yè)化發(fā)展道路上重要的地位。因此對含油污泥進(jìn)行萃取法研究具有十分重要的意義。

[1] 王 丹.油田含油污泥處理技術(shù)研究[D].大慶:東北石油大學(xué)，2011.

[2] 楊 岳,李常青,巫樹鋒,等.煉油業(yè)含油污泥的資源化干化-萃取組合處理研究[J].石化技術(shù)與應(yīng)用,2012,30(1):74-77.

[3] 何 浩，王愛軍，張志慶，等.新疆油田含油污泥的特性研究[J].油氣田環(huán)境保護(hù),2009,19(3):31-32.

[4] 賈賢補(bǔ),周利坤,任衛(wèi)國.新型含油污泥處理技術(shù)的分析與探索[J].山西科技,2012(1):62-63.

[5] 李 琛,李浩飛.含油污泥資源化利用研究現(xiàn)狀[J].煉油與化工,2011(2):4-6.

[6] Hu G,Li J,Hou H.Acombination of solvent extraction and freeze thaw for oil recovery from petroleum refinery wastewater treatment pond sludge[J].Journal of Hazardous Materials,2015,283:832-840.

(本文文獻(xiàn)格式：徐田陽，韓東敏，齊緒寬，等.含油污泥的綜合治理[J].山東化工,2017,46(5):141-142,146.)

Comprehensive Treatment of Oily Sludge

XuTianyang,HanDongmin,QiXukuan,WangSuangshuang,NieYanfei,WuQichao

(Shengli College,China University of Petroleum,Domgying 257000,China)

A large amount of oily sludge will be produced in the process of crude oil extraction, storage and transportation. Oily sludge, if not properly handled, will not only directly endanger the health of the soil pollution, but also a huge waste of oil resources. In this paper, the sources and different treatment methods of oily sludge are summarized, and the advantages and disadvantages of various methods are compared. By comparison, the extraction method is considered to be a promising treatment method.

oily sludge;extraction method;the resources of sludge treatment;solvent extraction

2017-01-25

中國石油大學(xué)勝利學(xué)院教學(xué)科研處資助項(xiàng)目(20141004)；國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃(201513386011)

徐田陽(1992—)，男，山東淄博人，學(xué)生；通訊作者：韓東敏，女，山東東營人，講師，碩士學(xué)位，主要從事工業(yè)催化研究。

X703

A

1008-021X(2017)05-0141-02