含油污泥的固化實(shí)驗(yàn)研究

摘要：隨著當(dāng)今石油工業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)生了越來越多的含油污泥。含油污泥對環(huán)境和人體的危害是十分大的。因此，含油污泥處理是油田環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一。我們應(yīng)從環(huán)保的角度出發(fā)，對含油污泥進(jìn)行無害化處理或綜合利用。

關(guān)鍵詞：含油污泥；固化；含油量

中圖分類號：X74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）03-0105-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.061

Abstract： With the rapid development of the petroleum industry today， more and more oily sludge is produced. Oily sludge on the environment and human hazards is very large. Therefore， oily sludge treatment is one of the important contents of oilfield environmental protection and sustainable development. We should proceed from the environmental point of view， the decontamination or comprehensive utilization of oily sludge.

Key words： Oily sludge； Curing； Oil content

1 研究背景

石油及其產(chǎn)品在開采、煉制、儲運(yùn)消費(fèi)過程中，會產(chǎn)生大量的含油污泥[1]。由于其體積龐大并且含有易揮發(fā)的有毒油氣，任意堆砌排放含油污泥，不僅大量耕地被占用而且由于含有大量的苯系物、酚類等有惡臭的有毒物質(zhì)而對周圍土壤、水體、空氣造成污染，進(jìn)而影響人類的身體健康，可以說含油污泥的危害性是極其大的[2]。

我們應(yīng)考慮其資源化利用，進(jìn)行無害化處理，降低污泥中易腐化發(fā)霉的有機(jī)物，減少污泥的體積和數(shù)量，殺死病原菌，降低危險(xiǎn)性，從而達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)[3]。

本文研究了含油污泥處理的各種方法，得出固化法是最經(jīng)濟(jì)和最方便的方法[4]。污泥固化后，可以進(jìn)行一般填埋處理或是作為普通建筑材料使用，都不可避免的要和土壤接觸，因此，有必要研究固化塊中的原油在土壤中的遷移規(guī)律，本文重點(diǎn)研究了固化塊中的原油在土壤的各種條件下的遷移擴(kuò)散規(guī)律[5]。

2 含油污泥的含水率的測定

測定含油污泥的含水率就是運(yùn)用將一定量的試樣與無水溶劑混合，進(jìn)行蒸餾測定其水分含量。具體操作：（1） 稱取25g左右的含油污泥試樣于預(yù)先洗凈并烘干的圓底燒瓶中，加入汽油至沒于污泥試樣。（2） 將洗凈并烘干的分水管的支管緊密地安裝在圓底燒瓶上，然后在分水管上連接直形冷凝管。（3） 面清晰并不再變化為止。最終測定含油污泥的含水率在13.81%。

3 含油污泥含油量的測定

本實(shí)驗(yàn)采用正己烷作為萃取劑，用重量法測量含油污泥中的含油量。具體步驟：（1）用稱取3～5 g含油污泥樣品，加入50 mL正己烷，振蕩1～2 min，蓋塞放置過夜；（2）將放置過夜的錐形瓶置于50～55℃水浴振蕩器上熱浸1 h，注意放氣2次；（3）取出錐形瓶抽濾，濾紙預(yù)先需用萃取劑浸泡24 h，并用適量的無水硫酸鈉干燥，將萃取液濾入已干燥質(zhì)量恒重的150 mL燒杯中；（4）向?yàn)V渣中再加50 mL萃取劑，水浴中振蕩半小時(shí)；重復(fù)上述步驟，直至濾渣中加入萃取劑無色；（5）將燒杯放在55～60℃水浴中，通風(fēng)濃縮至干；擦去外壁水氣，置于60～75℃烘箱中4 h，取出放入干燥器冷卻半小時(shí)后稱重，燒杯前后質(zhì)量差即為含油量，得出含油污泥樣品的含油率在12.03%。

4 含油污泥樣品固化

將稱好的含油污泥試樣和水泥、粉煤灰及石灰倒入攪拌機(jī)，開機(jī)攪拌1min，使污泥與固化劑充分均勻。用拌鏟、抹刀等工具將攪拌好的砂漿裝入試模。加壓至150kg/cm2成型規(guī)格為5.5cm直徑，高6cm的圓柱型模塊。

4.1 單因素實(shí)驗(yàn)的抗壓強(qiáng)度測定

將上述壓制的固化塊經(jīng)過6d的放置固化處理后，用水養(yǎng)護(hù)7d，取出后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的測定，作圖分析如圖1所示。

隨著粉煤灰含量的增多抗壓強(qiáng)度是隨之減小的，當(dāng)粉煤灰的量為相同配比的情況下，水泥的含量多時(shí)其固化塊抗壓強(qiáng)度也大。也說明了水泥的含量對固化效果是有很大的影響的。

4.2 正交實(shí)驗(yàn)各組抗壓強(qiáng)度的測量

根據(jù)制模大小還有正交設(shè)計(jì)中配比等因素，確定實(shí)驗(yàn)中各因素的選取量，將固化6d，未經(jīng)過水養(yǎng)護(hù)及經(jīng)過7d水養(yǎng)護(hù)的含油污泥固化塊分別進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

（1）水泥的含量對固化效果的影響是決定性的，石灰對固化抗壓強(qiáng)度也具有很大的影響。

（2）水養(yǎng)護(hù)對于含油污泥固化塊的抗壓強(qiáng)度也是存在一定的影響，養(yǎng)護(hù)后的含油污泥固化塊其抗壓強(qiáng)度大，其固化效果也是比較好的。

5 污油樣品含油率測量標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

浸出液含含油量的方法測得是將水體中油類的芳烴組分，在紫外光區(qū)有特征吸收，其吸收強(qiáng)度與芳烴含量成正比。水樣經(jīng)正己烷萃取后，以油標(biāo)準(zhǔn)作參比，進(jìn)行紫外分光光度測定。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法如下：（1）分別移取0 mL，0. 25 mL，0. 50 mL， 0. 75 mL，1. 00 mL，1. 25 mL油標(biāo)準(zhǔn)使用溶液于盛有少量正己烷的10 mL容量瓶中，加正己烷稀釋至標(biāo)線，混勻；（2）將溶液移入1 cm石英測定池中，于波長225 nm處，以正己烷作參比，測定吸光值A(chǔ)i和A0（標(biāo)準(zhǔn)空白）；（3）以吸光值A(chǔ)i——A0，為縱坐標(biāo)，相應(yīng)的油濃度（μg/mL）為橫坐標(biāo)，繪制油標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖2。

5.1 浸出液含油量的測定

將單因素的6組實(shí)驗(yàn)?zāi)K和正交實(shí)驗(yàn)中8號的模塊樣品均是固化6d，并放入水中養(yǎng)護(hù)7d后取出，并放入1500mL的水中分別浸泡4d，取出部分浸出液，進(jìn)行浸出液含油量的測定，具體方法如下：（1）將經(jīng)5 mL硫酸溶液酸化的水樣約500 mL全量轉(zhuǎn)入800 mL、錐形分液漏斗中，加10. 0 mL正己烷于分液漏斗中，振蕩2 min，靜置分層。將下層水樣放入原水樣瓶中。用濾紙卷吸干錐形分液漏斗管頸內(nèi)水分，正己烷萃取液放入20 mL帶刻度比色管中。（2）振蕩水樣瓶，將萃取過的水樣倒回原分液漏斗，加10. 0 mL正己烷重復(fù)萃取一次。將下層水樣放入1000 mL量筒中，測量萃取后水樣體積。萃取液合并于上述帶刻度比色管中，用正己烷定容至標(biāo)線。測量水樣體積.減去硫酸溶液用量得水樣實(shí)際體積V2。（3）按油標(biāo)準(zhǔn)曲線步驟測定吸光值A(chǔ)w。同時(shí)取500 mL蒸餾水測定分析空白吸光值A(chǔ)b。首先先將固化6d的固化塊放入2L蒸餾水中浸泡4d，取出浸出液進(jìn)行浸出液含油的測定。

根據(jù)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）中對油含量的規(guī)定，研究單因素對固化效果影響的6組實(shí)驗(yàn)達(dá)到了三級排放標(biāo)準(zhǔn)即20mg/L。而在正交實(shí)驗(yàn)中試樣號為8號的實(shí)驗(yàn)達(dá)到了二級排放標(biāo)準(zhǔn)即10mg/L，說明了石灰的加入與否對浸出液含油量也是有很大影響的。我們也可以看出隨著粉煤灰的加入量增多，其浸出液的含油量是逐漸降低的，而當(dāng)其他條件不變，水泥的比例降低，其含油量是逐漸增加的。

5.2 浸出液COD的測定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

隨著粉煤灰的加入量的增加其COD的值是逐漸降低的，當(dāng)其他條件固定不變時(shí)水泥的含量減少其COD的值相應(yīng)的增加。根據(jù)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）中對COD的規(guī)定，單因素實(shí)驗(yàn)的6組實(shí)驗(yàn)其COD符合二級和三級標(biāo)準(zhǔn)即二級標(biāo)準(zhǔn)150mg/L和三級標(biāo)準(zhǔn)500mg/L。而正交實(shí)驗(yàn)中試驗(yàn)8達(dá)到了國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)100mg/L，說明了石灰的加入與否對固化塊浸出液的COD值是有直接影響的。

6 結(jié)論

（1） 水泥加量對固化塊的固化影響有著決定性的影響，在所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，我們可以得出在水泥和含油污泥樣品的質(zhì)量為1：2時(shí)，固化效果最好，固化塊的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值。

（2） 試驗(yàn)中加入適量的添加劑，可以有效增加固化塊的強(qiáng)度，使含油污泥中油的含量與粉煤灰的質(zhì)量比達(dá)到1：3以及污泥與水的質(zhì)量比達(dá)到4：1時(shí)，固化塊的固化效果最好，浸出液的含油濃度為最低。

（3） 固化后是否加水養(yǎng)護(hù)也是影響著固化效果的因素之一，在一定的條件下，加水養(yǎng)護(hù)的固化塊的固化效果相對來說會更好。

參考文獻(xiàn)

[1]姜勇，趙朝成，趙東風(fēng).含油污泥特點(diǎn)及處理方法[J].油氣田環(huán)境保護(hù)，2005，15（4）：38-41.

[2]Fadhil M.Salih， Avin E.Pillay， Kirthi Jayasekara.Levels of radium in oilysludge.International Journal of Environmental and Analytical Chemistry， 2005， 85（2）： 141- 147.

[3]趙玉鵬等.油田采出液中含油污泥無害化處理研究[J].石油規(guī)劃計(jì)，1999，10（2）：29-31.

[4]李利民，唐善法，付美龍等.含油污泥的固化處理技術(shù)研究[J].精細(xì)石油化工進(jìn)展，2005，6（10）：41-46.

[5]曹永華，閆澍旺，楊昌民.污泥固化的實(shí)驗(yàn)研究[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，39（2）：199-204.

收稿日期：2017-12-26

作者簡介：徐莉莉（1989-），女，本科，助理工程師，理學(xué)學(xué)士，畢業(yè)于天津科技大學(xué)，環(huán)境科學(xué)專業(yè)。